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晉城市林業有害生物監測信息管理系統設計與開發
發布時間：2023-07-17 14:44
目錄
1緒論 1
1.1引言 1
1.2研究背景和意義 1
1.3國內外研究現狀 3
1.3.1林業有害生物防治技術研究 3
1.3.2林業有害生物監測信息管理系統研究 5
1.3.3林業有害生物發生和災害標準 6
1.4研究內容 9
1.5技術路線 9
1.6論文結構 10
2相關技術與概念 12
2.1 XAMPP環境搭建技術 12
2.2數據庫存儲技術 : 12
2.3Ajax 技術 13
2.4JQuery 技術 13
3系統分析與設計 14
3.1系統分析 14
3.1.1用戶分析 14
3.1.2業務流程分析 15
3.1.3功能需求分析 17
3.1.4性能需求分析 18
3.1.5數據流程圖 19
3.2系統總體設計 21
3.2.1軟硬件環境設計 21
3.2.2系統架構設計 21
3.2.3功能模塊設計 23
3.3系統詳細設計 25
3.3.2輸入輸出設計 33
3.3.3人機交互設計 34
4系統實施及關鍵技術問題 35
4.1系統功能實現 35
4.1.1發生管理 35
4.1.2防治管理 39
4.1.2藥劑藥械管理 42
4.1.3森林基礎知識庫管理 44
4.2平臺管理 48
4.2.1用戶信息管理 49
4.2.2權限管理 50
4.2.3系統信息管理 51
4.3系統測試 51
4.3.1測試方法 51
4.3.2測試環境 52
4.3.3系統測試流程 52
4.3.4系統性能測試 52
4.3.5測試結果分析 53
4.4關鍵技術問題 54
4.4.1數據庫存儲檢索問題 54
4.4.2外部服務接入問題 54
4.4.3外部數據導入問題 55
5總結與展望 56
5.1總結 56
5.2展望 56
參考文獻 58
個人簡介 61
第一導師簡介 62
第二導師簡介 63
致謝 64
1緒論
1.1引言
森林具有調節氣候，涵養水源、保持水土、防風固沙、改良土壤、減少污染、美 化環境，維護生物多樣性等多種功能（鄭禮法，2006）o林業有害生物指危害森林、 林木和林木種子正常生長并造成經濟損失的病、蟲、鼠、兔、雜草等有害生物。由于 自然極端氣候或人為因素，全球生態環境持續遭受破壞。再加上在國內外貿易往來中 交通運輸工具攜帶外來生物等影響下，林業有害生物的危害愈演愈烈。據統計，林業 有害生物在全世界每年發生面積高達3500萬公頃，相當于全世界森林總面積的0. 8% （盧麗霞，2017）,威脅著生態環境和社會環境的健康穩定發展。土壤淡水、生態平 衡、天氣氣候、國土安全、林農生計等都深受其影響（聯合國糧農組織，2010）。
為了限制有害生物數量，降低由林業有害生物帶來的森林資源、人身財產損失， 1951年聯合國糧食和農業組織決議通過了《國際植物保護公約》，后來又經過了多次 反復的修改，用來防止植物攜帶有害生物在國際上傳播擴散。為了有效規范林業有害 生物防治工作，保障森林生態和林農人身財產安全，各個國家根據本國情況制定了相 應的林業有害生物防治法律法規和指導思想體系，如《森林有害生物防治法》（美國 1947）和《森林病蟲害等防治法》（日本1950）o到了 20世紀70年代，聯合國糧食 和農業組織又提出了有害生物綜合防治思想及有害生物危險性評價體系，為有害生物 防治及抵御外來有害生物入侵提供理論指導。
隨著社會發展，信息技術的發展突飛猛進，林業有害生物監測、信息采集也越來 越追求規范化與制度化，不斷提高防治管理水平也成為了一項非常重要的工作。設計 實現一個適用于林業有害生物監測工作開展的信息化管理系統，將有助于使管理人員 的工作更加有序，可以從繁瑣的管理工作中解脫岀來，使監測信息管理集中化、平臺 化、清晰化，能大幅度的提高工作效率。提高有害生物監測信息管理水平，充分運用 信息技術等現代化發展成果，充分利用資源做好為面向管理人員、面向森防人員、面 向專家、面向廣大科技人員的服務，做好系統化的服務工作，將顯著提升我國林業有 害生物防治工作。
1.2研究背景和意義
進入到20世紀90年代，我國經濟發展迅猛，處于世界領先水平。但我國的林業 有害生物發生情況卻不容樂觀，發生面積和發生率均遠高于世界平均水平。中國林業 有害生物造成的直接經濟損失每年達到數十億元人民幣。我國林業生害生物危害現象
頻頻發生，嚴重制約著林業經濟發展。同時林業有害生物對森林生態、林業健康可持 續發展，森林生態系統的穩定也都有著極大危害。
造成我國林業有害生物頻繁嚴重發生且治理工作不到位的原因除了基礎設備和 技術落后、極端氣候外，還有林業有害生物測報不準確不及時、監測預警系統不完善 等非客觀因素。我國以縣級森防站為基本單元采集森林生物災害信息，已形成了中央、 省、地、縣4級監測預報網絡體系，建成了國家級中心測報點510個、省級測報點 2098個、一般測報點25249個（楊慶寅，2012）=但是各級林業森防單位仍無法及時、 準確獲取林業有害生物危害信息，更無法做到準確預測及預報，進而對我國的林業有 害生物危害缺乏預見性，造成防治效果差。造成此情的根本原因正是由于基層森防站 的基礎設施落后、工作規范不夠、技術經驗不足。
傳統的林業有害生物監測信息填報模式是由人工收集并提交方式，故而工作效率 低下，統計時間長且易出錯，漏報漏記現象時有發生，上級林業局森防站負責審核處 理時難以發現問題，導致相關人員工作繁雜，此種方式與當今信息技術飛速發展的年 代極不匹配，也大大降低了管理部門的工作效率。
根據山西省氣象局氣象預報資料，通過查閱山西省林業有害生物歷年發生資料、 森林生態調查，參考病蟲害發生的周期性，結合各地市越冬基數調查結果和防治現狀、 趨勢，運用先進的預測研究方法如自回歸模型、有效蟲口基數預測法和逐步回歸分析 等進行分析預測得出：2018年，山西省林業有害生物面積約為360萬畝，與上年基 本持平或略有增加。預計一些病蟲和鼠害會加重發生。其中，枝條和莖（根）中害蟲 的發生基本處于穩定狀態，個別蟲仍然偏向局部發生;食葉害蟲的發病率呈上升趨勢， 局部地區可能成為災害，需要高度重視；經濟林中病蟲害發生相對穩定，與2017年 基本持平，部分地區可能發生災害；森林病害處于穩中略有下降趨勢；鼠兔害發生通 常穩定發生，局部地區危害可能會加劇（湯雷，2017）o
晉城市地處山西省東南部，據統計截止2016年底晉城市森林面積570.5萬畝， 森林覆蓋率40.35%。2018年晉城市林業有害生物發生面積18.672萬畝，其中輕度分 布面積18.172萬畝，中等受害面積0.45萬畝，嚴重成災0.05萬畝，發生率3.46%。 主要種類有白蟻、紅脂大小蠹、油松毛蟲、木榛尺蟆、松梢螟、松阿扁葉蜂、黑角翼 絲葉蜂、楊柳毒蛾、光肩星天牛、核桃舉肢蛾、側柏葉枯病等。預測2019年全市有 各類森林病蟲發生面積17.5萬畝。晉城市人工純林面積大，生物多樣性較差，林木 自然抵抗病蟲害能力低，易遭病蟲侵染，并且擴散較快。有相當部分的林地未進行撫 育，部分林場在紅脂大小蠹發生分布區內進行撫育，一定程度上加劇了蟲害的侵染擴 散。
2018年晉城市全市共掛設紅脂大小蠹誘捕器1850套、美國白蛾誘捕器500套、 油松毛蟲誘捕器300套、松阿扁葉蜂誘捕器300套、松褐天牛誘捕器100套、頻振式 誘蟲燈100盞、白蟻誘殺管1200支、松材線蟲檢測器200個、調查標準地1000塊。 有效監測白蟻、紅脂大小蠹、油松毛蟲、松褐天牛、木榛尺蟆、松梢螟、松阿扁葉蜂、 黑角翼絲葉蜂、楊柳毒蛾、光肩星天牛、核桃舉肢蛾、側柏葉枯病等林業有害生物 17種，油松、華山松、楊樹、柳樹、泡桐、核桃、棟樹、棗、L1J楂等寄主植物9種， 為林業生產較好地提供了測報的基礎數據。
本文旨在解決晉城市林業有害生物防治工作中獲取信息、發布困難，存儲落后等 問題，利用Web架構快速、精準、經濟等優勢進行開發，從技術角度約束森防人員 工作規程，增加錄入和上報數據的可信度。
1.3國內外研究現狀
1.3.1林業有害生物防治技術研究
我國由于區域樹種單一、林區不合理開發等原因，現己發現林業有害生物超過 8000種，其中蟲害5020種，病害2918種，鼠類160種，林業有害植物150種，造 成災害的有100多種，每年發生面積約為1200萬公頃，直接造成的經濟損失和生態 服務價值損失達到了 880多億元（宋玉雙，2011）,占到了全國林業總產值的十分之 一，嚴重制約著我國森林經濟發展，威脅我國森林生態安全。我國是有害生物高發地 區，政府一直高度重視林業有害生物的監測防治工作，1989年出臺了《森林有害生 物防治條例》，2005年又推出了《重大外來林業有害生物災害應急預案》等法律和指 導理論。同時引進國際上優秀的林業防治理論，提出在2020年以前，要將我國的林 業有害生物成災率控制在4%。以內（姜莉，2017）,無公害防治率和災害測報準確率 要達到85%以上、種苗產地檢疫率必須達到100%的目標。僅2014 -年，全國在林業 有害生物防治投入的資金就有36.48億元（陳曉東，2017）,在國家林業局和地方林 業局森防站長期努力下，我國林業有害生物防治工作已經起到了顯著效果。但是，林 業有害生物的防治仍需要學習國內外現今的防治技術和管理理念，繼續加大投入，完 善防治體系，加強防治工作管理，普及法律政策和提高基層森防人員素質和工作經驗。
我國森林病蟲害防治技術和管理方法的研究主要集中在森林病蟲害防治措施上。 一些學者研究了森林病蟲害水平評估模型、林業病蟲害防治診斷知識庫和3S等技術 對森林病蟲害危害等級進行排序，對森林健康定量研究（陳鳳學，2004）»同時也有 專家學者研究氣候等因素對林業有害生物的發生影響，建立起林業有害生物監測系 統，以此來提升我國林業監管部門的知識儲備、形成理論體系，科學指導林業森防人 員和林農對有害生物的防治（張梅、王敏慧等，2010）o劉楓（2014）通過生物量估 算法、實物量價值核算法等估算方法，計算出2006年-2010年我國林業有害生物災 害每年造成的生態服務價值損失856億元、年均直接經濟損失245億元、年均損失總 計1101億元。
國際社會對于林業有害生物防治技術和管理方法研究主要以有害生物的生物特 性作為重點，防治模式也根據社會發展的不同時期，逐漸趨向于生態和綜合防治。除 了防治技術之外，林業有害生物防治逐漸增多了對經濟角度的研究，通過實證分析法 量化有害生物造成的損失進行評估。森林病蟲害防治概念納入了更多影響因素，因此 防治模式更加合理和全面。林業病蟲害防治的生態經濟效益得到平衡，林業病蟲害防 治效果得到有效提高。
國際社會有害生物防治理念自20世紀90年代以來，一直處于生態防治階段。為 了保持森林的健康可持續發展，在原本的基礎有害生物防止思想上，又加入了生態治 理、可持續發展、森林健康度等新理論，充實完善綜合防治思想，由森林防治提升到 森林保健的高度。Gutieezap (1996)提出將雜草、昆蟲等管理同綜合管理和生態化管 理相結合，將培訓林農知識納入到綜合治理體系，減少殺蟲劑等化學制劑的使用，提 倡通過生物防治方式進行有害生物治理。Ordano (2007)提議建立完善有害生物監測 預測系統，Damos (2013)利用脈沖響應函數模型、時間動態模型、BP神經網絡以 及具有反饋功能的Elman網絡模型等分析有害生物暴發周期測度。采用林業有害生物 綜合防治手段實現林業有害生物防治集成化和信息化，完善林業有害生物綜合防治體 系，提高林業有害生物防治效率(馬春梅，2015)«
國際社會首先意識到有害生物防治的廣義經濟意義。雖然林業有害生物防治沒有 直接的經濟收益，但是有效的減少林業有害生物發生和成災面積能夠有效保障林業產 值的穩定增長。經濟學家通過專家系統開發方法，生物經濟模型和利潤函數等方法確 定昆蟲的經濟重要性水平，并從生產力和經濟因素的角度分析化學農藥在預防和控制 過程中的最佳經濟閾值，以實現害蟲在綜合預防和控制模式下實現經濟和生態平衡。 為了控制外來害蟲的國際傳播，Holmes (1996)等人利用空間確定性模型量化稅收政 策防控的有效性，并提出以稅收形式增加國際貿易產品防治害蟲的成本，可以在一定 程度上減少承擔外來害蟲的風險并提高抵御外來害蟲的能力。索利曼等人(1998)分 析了有害生物所帶來的風險，并建議當預期收益超過成本時，可以嘗試增加對高端技 術的投資，以此來提高未來防治有害生物的能力。奧利維拉等(1999)人通過建立產 量損失函數來監測有害生物的損失水平，量化森林生產和經濟損失的損失，并評估得 出自1998年以來美國林業有害生物造成的直接經濟損失達到140億美元，這引起了 各國對森林病蟲害防治風險和責任的重視。
從以上國內外研究可以看出，在林業有害生物防治發展初期，主要依靠生物圈自 我調節治理，隨著經濟和化學技術的發展，林業有害生物防治開始采用化學制劑等化 學手段，而后又隨著科學技術的進一步提高和人們對生態、環保的重視，開始逐漸認 識到化學制劑對生態環境帶來了新的破壞。因此國際社會越來越注重有害生物綜合防 治思想的研究，有害生物防治方法從單一的化學制劑防治逐漸增加了生物防治、物理 反制、化學生物防治等方法。森林防治引入經濟因素，逐步加強綜合管理體制建設， 追求林業生態和林業經濟的平衡發展，森林生態化防治的思想逐漸深入人心(閆峻、 劉俊昌，2005)o林業有害生物防治思想從最初的大自然自我調節的“無為而治”，到 如今降低人為干預的生態化防治看似回到了原點，實則是經濟發展、物理、化學等技 術的創新和人類思想進步等綜合發展的產物。
1.3.2林業有害生物監測信息管理系統研究
中國農業大學劉明輝等(2009)研制了基于農業病蟲害監測系統，將病蟲害發生 程度以數據圖表、專題圖及文字等多種方式顯示出來。彭曙光等(2010)研制了煙草 病害診斷專家系統，系統收集了煙草多種主要病害的癥狀特點，從中提煉了種檢索選 項，通過利用多途徑分類檢索系統建立煙草主耍病害診斷系統其中包含了大量的圖像 和文字描述信息。
全國農技中心從2009年起分階段分批次建設和推廣使用農作物重大有害生物數 字化監測預警系統，該系統已取得了顯著成果。2015—2016年，湖南省農業委員會 高度重視并大力支持湖南省植保植檢站積極推進湖南省農作物重大有害生物監測預 警信息系統的研發，2015年10月21日湖南省農作物重大有害生物監測預警信息系 統上線試運行，2016年3月系統正式啟用，2017年全面進行推廣應用。該系統實現 了有害生物信息的標準化采集、網絡化傳輸、自動化分析、圖形化展示，大大提升了 監測效率和預警能力(黃沖，2016)»
2005年國際農業研究咨詢集團正式啟動了植物保護領域人工智能應用項目，通 過與各技術公司合作，建立一個植物保護人工智能系統，此系統旨在幫助發展中國家 及其農民緩解病蟲害等生物性壓力，為建立一個健康、安全、綠色的農業提供信息技 術支撐。美國Willington Pavan等(2006)開發了基于網絡的病害流行預測系統，可 以依據病害發生程度進行用藥預防，大大降低了農藥用量。該系統界面友好，可以用 圖片和表格的形式將預測結果反饋給用戶，并支持手機或者電子郵件等方式傳送，十 分便捷。美國卡羅萊納州的R.D.Magarey (2007)等研制了 NAPPFAST網絡專家系 統，此系統以互聯網為基礎，以天氣數據為支撐，將病原的發生預測狀況用動態地圖 的形式顯示出來。
1.3.3林業有害生物發生和災害標準
林業有害生物發生（危害）程度和成災標準有明文規定，在有害生物測報工作中 需嚴格按照標準填報、測算。本文系統開發涉及到的主要林業有害生物發生程度標準 如下表1.1所示，主要林業有害生物成災標準如表1.2所示，更詳細內容可查閱《林 業有害生物發生及成災標準LY/T 1681—2006》。表中帶有“*”號的為林業檢疫性 有害生物，表中的統計單位有一個以上的指標時，根據不同的時期、不同的調查方法 達到一個指標即可。
表1.1主要林業有害生物發生(危害)程度標準
Table 1.1 Standards for the degree of occuirence(hazard)of forestry pests
序號 種類 調查階段 統計單位 發生 輕 :（危害）: 中 重
落葉松毛蟲
1 Dendrolimus superans 幼蟲 條/株 20 ?40 41 ?70 71以上
(Butler)
2 馬尾松毛蟲 幼蟲 蟲情級 2?3 4?6 7以上
Dendrolimus punctatus Walker 條/株 5?13 14 ?30 31以上
油松毛蟲
3 Dendrolimus tabulaefbrmis 幼蟲 條/株 10 ?20 21 ?40 41以上
Tsai et Liu
A 蜀柏毒蛾 卵 粒/株 50 ?200 201?400 401以上
4 Parocneria orienta Chao 幼蟲 條/株 5?15 16 ?30 31以上
云南木蠹象
5 Pissodes yunnanensis Longor 幼蟲 有蟲株率（％） 5?10 11-30 31以上
and Zhang
6 紅脂大小蠹*
Dendroctonus valens Le Conte 幼蟲、成蟲有蟲株率（％） 2?6 7?12 13以上
7 云南縱坑切梢小蠹
Tomicus n.sp 成蟲 枝梢被害率 10 ?20 21 ?50 51以上
8 松縱坑切梢小蠹 Tomicus piniperda L. 成蟲 枝梢被害率 5?10 11 ?20 21以上
9 蕭氏松莖象（幼林）
Hylobitelus xiaoi Zhang 幼蟲 有蟲株率（％） 5?10 11 ?30 31以上
10 松墨天牛 幼蟲 有蟲株率（％） 5?10 11 ?24 25以上
Monochamus altematus Hope
日本松干蛤 頭/lOcm?
11 Matsucoccus matsumurae 固定若蟲 0.5—2 2.1 ?6.9 7以上
(Kuwana)
(續表1.1)
序號 種類 調査階段 統計單位
輕 中 重
松突圓酚
12 Hemiberlesia pitysophila
Takagi 雌翰 枝梢被害率 5?10 11 ?30 31以上
13 濕地松粉蛤
Oracella acuta (lobdell) Ferris 雌蛤 枝梢被害率 10 ?19 20 ?49 50以上
春尺蟻 蛹 頭/株 1?3 4?6 7以上
14 Apocheima cinerarius Erschoff 幼蟲 條/50cm標準枝 2?4 5?8 9以上
15 楊毒蛾 幼蟲 條/50cm標準枝 1?4 5?8 9以上
Stilpnotia Candida Staudinger
16 柳毒蛾
Stilpnotia salicis (L.) 幼蟲 條/50cm標準枝 1~4 5?8 9以上
楊小舟蛾 蛹 頭/株 5?10 11 ?20 21以上
17 Micromelalopha troglodyta (Graeser) 幼蟲 條/50cm標準枝 2?5 6?10 11以上
楊扇舟蛾
18 Clostera anachoreta 幼蟲 條/50cm標準枝 7?10 11 ?15 16以上
(Fabricius)
19 美國白蛾* 幼蟲 有蟲株率（％） 0.1 ?2 2」?5 5.1以上
Hyphantria cunea (Drury)
黃褐天幕毛蟲 卵 粒/株 50 ?100 101-200 201 以上
20 Malacosoma neustria testacea
Motschulsky 幼蟲 條/株 20 ?40 41 ?100 101以上
光肩（黃斑）星天牛
21 Anoplophora glabripennis 幼蟲 有蟲株率（％） 5?9 10 ?20 21以上
(Motsch)
22 青楊天牛 蟲瘻 個/m標準枝 0.2-03 0.4 ?0.6 0.7以上
Saperda populnea L.
23 桑天牛 幼蟲 條/株 0.5 ?1 1.1 —1.9 2以上
Apriona germari (Hope) 有蟲株率（％） 2?5 6?9 10以上
24 楊干象* (幼林)
Cryptorrhynchus lapathi L. 幼蟲 有蟲株率（％） 2?5 6?15 16以上
白楊透翅蛾（幼林）
25 Parathrene tabanifbrmis 幼蟲 有蟲株率（％） 2?5 6?15 16以上
Rottenberg
26 青楊脊虎天牛*
Xylotrechus rusticus L. 幼蟲 有蟲株率（%） 1?4 5?10 11以上
27 大袋蛾 蟲袋 活蟲/株 0.5^2 2.1 ?6 6.1以上
Clania variegata Snellen 幼蟲 條/百葉 3?7 8?15 16以上
28 蘋果蠹蛾* 幼蟲 有蟲株率（％） 2?3 4?5 6以上
Laspeyresia pomonella
表1.2主要林業有害生物成災標準表
Table 1.2 Major forestry pests disaster standard table
種類
成災指標 受害株率
（%）
檢疫性有害生物 非檢疫性有害生物
注a：受害株率指單位面積上林木遭受有害生物危害的株數占調查株數的百分比；
注b：受害梢率指單位面積上林木主梢遭受有害生物危害的株數占調查株數的百分比。灌木 可按叢調查；
注c：林木死亡株率指單位面積上林木遭受有害生物危害致死的株數占調查株數的百分比；
注d：失葉率指遭受葉部害蟲危害的林分，單位面積上整體樹冠葉片損失量占全部葉片量的 百分比；
注e：感病率指遭受葉部病害危害的林分，單位面積上感病的葉片量占全部葉片量的百分比;
注f：檢疫性有害生物指列入國家林業局發布的全國林業檢疫性有害生物名單中的有害生物 種類；
注g：成災面積的統計以森林資源小班為統計單元，以畝為最小統計單位。農田林網和四旁 等散生木的成災面積統計，可參照當地標準，將受害株數折合成面積后計入成災面積。同一小班, 如果有2種以上有害生物的危害程度達到成災標準，統計成災面積時，只統計其中1種，不重復 計算；
注h：林業有害生物成災情況的調查時間和調查方法，按照國家林業局發布的有關文件、規 程、標準執行。
1.4研究內容
分析國內外林業有害生物監測信息管理系統的發展過程，總結國內外林業有害生 物監測信息管理系統的經驗，結合當前的Web技術，根據晉城市森防站的切實需求， 針對林業有害生物監測中存在的問題，設計開發一款用于林業有害生物監測信息管理 系統。市林業局可以通過本系統審核填報數據后進行上傳和下載，各縣區森防人員可 以在線及時填報、上傳和查看監測信息，在對有害生物進行實時監測、分析、預警和 治理過程中可以有針對性采取有效的措施，實現森林資源的健康可持續發展。
系統開發過程中，服務器端選擇PHP作為開發語言，網站應用基于XAMPP環 境，后臺負責數據處理和用戶信息管理，前臺部分展示監測數據和資訊類數據。使用 HTML語言構建網頁的組成元素，使用CSS文件提供前端樣式，使用Javascript完成 網頁中的動態交互邏輯實現，通過在視圖文件blade模板中引入JQuery來簡化 Javascript的使用，通過bootstrap的使用來為頁面提供更豐富的樣式。用戶交互包括 用戶登錄，查詢，下載和上傳功能。考慮到用戶體驗，采取表格展示和圖表可視化兩 種形式。基于用戶權限管理，將用戶的權限區分，賦予用戶不同權限，保證數據的可 管理性與安全性。
1.5技術路線
根據研究目標與內容，本文按照如圖1.1的技術路線開展課題。
(1)首先，系統需要實現監測區域監測數據的獲取工作。系統的數據來源分為 以下兩個渠道：第一種是手工錄入數據，通過Web表單輸入；第二種是用戶在網頁 端上傳的文件中的數據，該部分數據獲取將通過網頁端的開發完成。
(2)其次，系統需要實現對監測數據的加工處理，識別采集的原始數據，處理 成指定格式的、易于理解的可讀數據，并存儲數據。
(3)接下來，系統需要將加工后的監測結果進行可視化展示，便于用戶了解分 析晉城市有害生物監測區域發生情況，對應做出預警消息發布。
(4)最后，為保障安全性，系統需要提供對系統的數據和用戶使用權限的維護 功能。該部分主要通過Web應用中用戶的交互設計結合相關組件完成。
數據獲取 手工錄入 文件上傳
P ;
數據處理 數據識別 數據解析 數據存儲
數據展示 動態發布 資訊共享 監測結果展示
后臺ts 數據12 權限IS
圖1.1技術路線
Figure 1.1 Technical route
1.6論文結構
第一章是緒論部分，包括本課題的研究背景，課題提出的意義，課題相關的國內 外研究現狀，課題所提出的研究目標，課題具體的研究內容介紹，以及論文的組織結 構。確定本系統的研究方法和開發路線。
第二章為相關技術及概念，對系統分析與開發過程中將會用到的相關的技術進行 介紹，包括系統的環境搭建技術、數據庫存儲技術的介紹、Web應用所要用到的技術 等。
第三章為系統分析與設計。首先通過對晉城市林業有害生物防治工作的實地調 研，分析確定本系統要完成的用戶需求、功能需求和性能需求。接著對系統的功能模 塊進行整體的結構設計，確定系統的功能模塊劃分。然后對每個模塊進行功能描述， 抽取重點模塊的重點解決方案進行詳細闡述。最后根據系統實體關系對數據庫進行設 計，使其符合業務邏輯。
第四章為系統實施及關鍵技術問題。首先詳細講解了本課題研究內容的實現過 程，包括發生管理、防治管理、藥劑藥械管理、森林基礎知識庫管理、平臺管理等。 然后介紹了系統測試用到的方法和測試過程中所使用的工具和測試環境，接著講述了 系統測試流程，再對系統性能進行了測試分析。最后針對系統開發過程中面臨的主要 技術問題以及解決方法進行描述。
第五章為總結與展望，總結性描述本論文研究的成果，該系統實際應用后達到的 效果，分析該系統的應用前景和目前系統與預期效果的差距、存在的不足。同時也對 林業信息化和林業有害生物監測防治工作進行展望，為以后的研究和發展方向提出自 己的建議。
2相關技術與概念
運用網絡編程技術進行數據的獲取與處理，應用數據庫技術存儲數據，采用Web 開發技術，借助圖表的可視化進行系統的搭建。參考2006年國務院發布實施的《國 家突發公共事件總體應急預案》和2007年施行的《中華人民共和國突發事件應對法》, 確定林業有害生物災害等級劃分；根據《林業有害生物發生及成災標準LY/T 1681-2006》，對統計信息依據對應的發生(危害)程度將林業有害生物發生程度根據 種類分別對應輕、中、重三種程度，設計本系統監測報表的表結構，建立林業有害生 物監測信息管理系統。
2.1 XAMPP環境搭建技術
XAMPP (X-系統，A-Apache, M-MySQL, P-PHP, P-PHPmyadmin/Perl),最初 名字是LAMPP,后來的版本除了 LINUX開始兼容更多的系統，為了避免語義的誤 解，開始改名XAMPP =此縮寫名稱描述XAMPP安裝包中包含的文件：ApacheWeb 服務器，MySQL 數據庫，PHP, Perl, FTP 服務程序(FileZillaFTP)和 PHPMyAdmin。 XAMPP環境集成了 Apache+MYSQL+PHP服務器系統開發工具包，還包括MySQL 數據庫管理工具PHPMyAdmin。通過可視化MySQL對數據庫進行讀寫操作。初學者 不再需要繁瑣配置環境即可快速安裝具有自己開發經驗的Apache服務器、MySQL, PHP和PerL XAMPP采用了密集集成的方式集合了多個開發軟件，適配Windows、 Linux、Solaris、MacOSX等多種操作系統，并支持多種語言：英文，簡體中文，繁 體中文，韓文，俄文，日文，可以運行任何程序：從個人主頁到功能全面的產品站點， 只需通過簡單的下載，解壓縮，啟動相關服務即可搭建自己的任務。
2.2數據庫存儲技術
數據庫是信息系統的核心，數據庫設計的結果直接關系到系統整體設計的好壞。 為了確保系統以后運行、維護、擴展打下良好的基礎，必須從數據庫設計開始著手， 規定良好的數據庫設計規范。
與數據文件管理方式相比，數據庫管理有如下優點：
數據查詢快速準確，數據庫能夠根據用戶給定的條件迅速對數據進行毫秒級遍歷 查找，符合要求的數據能夠根據用戶給出的表格或其他形式準確可視化顯示，并且支 持多種數據傳輸通道。用戶可以將導出的數據打印出來或者通過互聯網傳輸到給定的 地址，同時保證數據傳輸的安全。為方便系統用戶的整體管理，也為了明確各級系統 管理員職責分工，系統默認建立系統總管理員，用于統一管理整個系統的用戶。總管
理員能夠添加和管理“區縣級用戶”，“市級用戶”等帳戶和設置以及管理權限。不 同用戶的不同權限分別由總管理員給出。總管理員可以根據需要自由設置用戶的權 限，例如：分配不同的權限來管理不同的管理員不同的監測區域信息，每個人都有自 己的責任，并相互合作，有效完成區域內信息管理工作，同時不超出其管理權限。
•與文件管理不同，數據庫由數據庫管理系統管理，數據的查詢，檢索和處理非常 方便。數據根據特定的邏輯結構進行排列和組合，并根據特定的物理結構存儲在磁介 質中。它還考慮了數據與文件之間的關系，以促進統一管理。在傳統的文件系統中， 雖然數據之間存在一些結構，但數據與文檔之間沒有明確的聯系。這使得查詢、檢索 和處理數據非常麻煩和困難。數據高度結構化、模塊化，更便于管理。
MySQL是一個能夠快速地處理千萬級別數據的關系型數據庫，可移植性強，使 用便捷簡單，是如今的軟件開發中最受歡迎的數據庫之一，因此本文通過MySQL的 使用來實現對系統數據的存儲管理。
2.3Ajax 技術
Ajax,全稱 Asynchronous]avaScriptandXML （異步 JavaScript 和 XML） , Ajax 實際上不是一種技術，它是以新方式結合了現有發達的技術，它不企圖去創造一門新 的編程語言，而是一種使用現有標準的新方法。Ajax結合了 Java技術、XML和 JavaScript等編程技術。與服務器交換數據并僅部分更新網頁而不會使整個網頁過載。 不需要瀏覽器插件，但用戶必須允許JavaScript在瀏覽器上執行。這樣，可以在不中 斷交互過程的情況下動態更新網頁，從而提高系統的友好性。
2.4JQuery 技術
JQuery是一個跨瀏覽器的JavaScript庫，它簡化了 HTML和JavaScript之間的操 作，是JavaScript中使用最廣泛的庫。它的誕生使許多操作變得簡單，例如操作文檔 對象，選擇文檔對象，創建動畫效果，處理事件以及開發Ajax程序。消除瀏覽器差 異：開發人員不再需要自己寫冗長的代碼來針對不同的瀏覽器來綁定事件，編寫 AJAX等代碼.同時，開發人員在此基礎上可以新建自己的插件，此舉有利于其他的開 發人員進行底層交互操作、將高級效果和高級主題化的組件進行抽象化的操作。目前 jQuery有1.x和2.x兩個主要版本，區別在于2.x不再支持IE6、7、8版本，因此2.x 的代碼更精簡。鑒于本系統需要覆蓋到的區縣級區域可能仍在使用老版本IE,考慮 到兼容性仍采用1.x版本進行開發。
3系統分析與設計
3.1系統分析
晉城市林業有害生物監測防治工作信息化填報工作中有重復計算等邏輯錯誤，致 使數據準確度不高，數據超時，漏報和錯報等情況不同程度存在。一是遲報現象較為 普遍，省局要求每月20日前上報“發生防治報表”，但一些縣、市25日仍無法及時 上報，嚴重影響了全省匯總上報進度；二是漏報數據情況嚴重，造成系統數據和實際 發生嚴重不符；三是數據填寫容易錯誤，常見數量單位填寫錯誤，比如發生面積單位 填寫錯誤，將畝以萬畝統計填報，造成實際發生面積與匯總面積不符；數據缺乏真實 性也導致監測和預警信息不準確。
及時、準確的監測結果是林業有害生物預防、治理工作的基礎。晉城市林業有害 生物監測信息管理工作由本地客戶端Excel表完成，由于數據結構單一、獲取信息不 全，無法準確描述監測信息的發生場景。由于森防人員規范性不足，往往造成監測信 息上傳不及時，使得科研人員無法做出相應的分析和及時預警，預警信息的發布也因 此而滯后。在對林業有害生物發生危害等級評估時，森防人員根據自己主觀的判斷分 為了輕度、中度、重度。林業有害生物危害等級評估缺乏理論和標準的指導。
3.1.1用戶分析
本系統目標用戶分三類，一類為晉城市各區、縣基層森防人員；第二類類為晉城 市市局森防站工作人員；第三類為普通用戶。本系統還設置了兩級管理員，分別為區 縣級管理和市級管理員，系統業務用例圖如圖3.1所示。
區縣級森防工作人員需求：在每月20日前填報本轄區的發生數據，數據發生日 期為上個月21日至本月20日，填報完成后在20日前進行匯總上報，月度數據匯總 是把上個月21日至本月20日的數據匯總到本月度，區縣級數據統計分析口徑為已經 進行匯總的月度數據，防治數據的填寫按防治工作的進展進行填報。森防人員日常防 治工作中需要及時獲取防治動態消息，查閱防治知識，學習森林有害生物基礎知識, 充分利用網絡森林醫院對各縣（區）監測到的林業有害生物進行鑒別鑒定，做到及時 發現，及時除治，有效防止了外來重大林業有害生物侵入。
市級森防工作人員需求：在每月20日前審核本轄區發生數據，市級數據統計分 析口徑為本市已經審核通過或己經上報的月度數據o對本市林業有害生物發生情況進 行管理，及時發布防治動態和預警信息。對防治資訊、藥劑藥械知識資訊和森林基礎 知識庫進行管理。
普通用戶需求：普通用戶是指不參與林業有害生物監測防治工作的普通民眾。但 普通用戶出于興趣或者其他業務需求需要查閱和獲取林業有害生物監測防治的相關 資訊和數據，本系統在還應向此類用戶提供可公開數據的查閱和下載服務。
晉城市林業有富生擁曲測倍息管理系統
權限匱理
圖3.1系統業務用例圖
Figure 3.1 System bussiness use case diagram
3.1.2業務流程分析
發生管理是指對填報數據進行審核，只有經過審核的報表才可以進入系統進行匯 總計算、前臺展示。該模塊的參與者為市級森防站工作人員，主要滿足對縣級用戶提 交的報表進行內容審核。市級管理員收到縣級管理員提交的測報數據，進行查看校驗 后對其進行審核。
防治管理是指林業有害生物發生或成災后，縣森防工作人員提交了測報數據。市 森防站人員根據發現的有害生物危害進行工作安排，對其逬行預防、治理工作，而防 治工作可以根據本平臺實時發布動態。各級工作人員也可以實時同步工作進展，提高 有害生物防治效率。
發生管理業務流程如圖3.2所示：
開始
t.......—：4一.....：
亠發生防泊報表i
: , .....
爭 報表審核
審核通過
YES
*
報表入庠
結束
圖3.2發生管理業務流程圖
Figure 3.2 Flow chart of the occurrence management system
防治管理業務流程圖如圖3.3所示：
開始
一..…i.......
發生防治報
表
1 :
防治計劃
上
:防泊管理
走
統束
圖3.3防治管理業務流程圖
Figure 3.3 Flow chart of the prevention management system
3.1.3功能需求分析
通過對晉城市林業有害生物監測防治工作流程的梳理，將本系統功能需求描述為 各監測區域發生數據管理、防治數據管理、藥劑藥械數據管理、森林基礎知識庫數據 管理等。利用Web架構快速、精準、經濟等優勢實現本林業有害生物監測信息管理 系統，提高對林業有害生物的監測能力，做到及時發現，及時除治，有效防止外來重 大林業有害生物。通過豐富的業務了解和調研確定系統數據庫設計方法，從而改善晉 城市林業有害生物信息獲取不全的問題；將填報數據的計算結果審核交給系統自動完 成，使得工作人員將更多的精力放在審核工作流程中，提升審核效率和準確性；該系 統還應滿足林業有害生物防治工作中森防人員間資訊共享，防治信息管理等功能；很 方便地利用網絡森林醫院等第三方系統和網站對監測信息反映出的問題進行病情及 時診斷，提高晉城市林業有害生物監測防治水平。
首頁功能應滿足即時消息的發布，包括防治進度、填報提醒、防治動態、通知公 告。通知公告：用于發布晉城市林業有害生物監測防治工作會議通知，以及會議紀要 展示；填報提醒：每個月系統要對去區縣級用戶發送測報提醒消息，用于提醒各監測 區域按時提交測報信息；防治工作進展：由市級用戶發布，同步各區縣的有害生物防 治工作進展；有害生物動態：區縣級用戶發布某種有害生物截止發布時間發生蔓延動
O
發生管理應包括發生防治報表、發生防治統計、測報審核功能。發生防治報表： 該功能的參與者為縣級森防站工作人員，主要滿足森防站每月20日上報轄區監測數 據月報表的任務。也提供了應急周報的功能，便于市級用戶快速發現各地林業有害生 物發生情況，快速制定防治方案，同時也為今后做到林業有害生物的短期預測提供數 據支持。經由市級管理員審核通過的報表會存入系統數據庫，進行匯總計算。用戶可 以根據需要，選擇月份、監測區域將數據查看和導出。
防治管理包括防治動態、防治技術、經驗交流。林業有害生物發生或成災后，縣 森防工作人員提交了測報數據。市森防站人員根據發現的有害生物危害進行工作安 排，對其進行預防、治理工作，而防治工作可以根據本平臺實時發布動態。各級工作 人員也可以實時同步工作進展，提高有害生物防治效率。由于森防人員文化水平不一, 接到林區防治任務后不一定能第一時間采取有效措施，所以需要有科學的理論和技術 來指導實際工作。
藥劑藥械管理旨在為廣大林農和農藥、藥械使用者正確使用藥劑藥械提供服務。 在林業有害生物防治活動中，藥劑、藥械作為一類重要的生產資料，發揮了重要的作 用。但在生產實際中，由于使用人員缺乏合理使用藥劑、藥械的知識，導致不能科學 選擇和安全使用藥劑藥械，不僅影響防治成效，造成浪費，而且極易造成環境污染， 發生安全事故。
森林知識庫數據管理包括對有害生物基礎知識管理、物種標本管理、科研成果管 理。病蟲害基礎知識和文獻資料來源于中國森防信息網資料庫，它包含了林業有害生 物監測、防治領域的科研資料。物種標本除中國森防信息網資料庫提供外還包括了晉 城市當地發現和收集的標本信息。
平臺管理包括用戶信息管理、系統信息管理、權限管理。本系統應對系統本身和 系統使用者信息進行管理，根據角色和用戶進行權限控制，精確地對系統中用戶的訪 問行為和信息發布行為進行控制。
其他功能還包括網絡森林醫院等，由于晉城市林業有害生物監測防治工作經常用 到其他輔助系統，用戶希望本林業有害生物監測信息管理系統能夠實現對網絡森林醫 院等系統的調用。
3.1.4性能需求分析
一個完整的信息化系統不僅要求有嚴格的權限控制，更對系統數據的完整性有著 基本的要求。首先，森防工作者個人資料涉及到了個人隱私，監測數據事關生態安全、 國土安全，不容許發生數據泄露，因此，系統對安全性和可靠性有著很高的要求；其 次，森防人員年齡背景參差不齊，我們必須考慮到所有用戶對系統的使用情況，所以 系統對易用性也有著相當高的要求;再次，系統查詢數據過程中涉及到了大量數據表、 大量數據文件，可能會花費很大時間和空間資源，影響系統性能，所以系統對效率要 求也很高；最后，隨著時間增長，用戶對系統可能會新增很多新的功能需求，因此， 系統應當能對新的需求做出相應的擴展。為使系統安全可靠并便于用戶使用，對系統 的先進性、信息完整性、實用性、可擴展性、安全性、靈活性有如下6項要求。
(1)先進性：系統應根據森防站的實際需求進行設計，也應結合林業有害生物 防治工作的未來發展趨勢，并充分調研國內外先進技術的發展方向，合理利用先進的 工具和技術搭建系統，使得系統能順應新技術的發展，同時在架構上參考國內外的先 進體系架構方案，使得系統更加穩固可靠。
(2)信息完整性：林業有害生物監測信息管理系統主要實現信息的輸入、編輯 和發布。無論林業局的管理需要，還是需要森林防治管理人員提供的信息以及各部門 之間的協作關聯信息，系統的數據必須具有高度的完整性和準確性。而作為信息管理 系統，數據的完整性將嚴重影響系統的正常運行，在設計軟件時必須考慮信息數據的 完整性。因此，為了實現信息完整性的目標，系統將采用信息完整性檢查約束，信息 默認值等方法。確保數據輸入高效快速，同時確保數據的完整性和準確性。同時，為
了避免誤操作引起的數據異常，一旦輸入人員輸入或修改信息，就會給出操作錯誤， 并且必須提供簡單、清晰、易于理解的警告信息以提示
(3)實用性：作為一個面向林業森防部門實際應用的軟件系統，取代了傳統的 低效人工信息管理系統。系統應當充分考慮用戶的年齡段、教育背景、使用習慣等差 異化信息，滿足用戶的正常使用。該系統應易于學習，易于操作，并最大限度地降低 學習系統的成本。因此，為了提高系統的運行效率和易用性，在設計系統時需要考慮 用戶的需求，例如：文化程度、操作習慣、友好的界面等。普通的操作員應該易于上 手，操作過程應該盡可能的人性化。
(4)可擴展性：系統未來可能會有大量新的功能需求需要實現，現有的功能也 會被擴展和完善。因此，為了應對系統未來出現的新功能需求和對現有需求的擴展和 完善，系統應當為未來可能的開發做好預留。在未來出現新的需求或管理方式時，能 夠有效地快速應對。在設計方面我們應該嚴格把關，增強系統的可擴展性。同時對于 未來數據量大的問題，要考慮好以后的負載均衡的問題。
(5)安全性：當用戶登錄系統登錄時，使用認證方式防止未授權用戶登錄系統 竊取信息。允許用戶使用系統權限使用對應的功能、查看數據以及修改數據。
(6)靈活性：既可以在Windows8上運行，也能在Windows 10上運行。系統的 運行不依賴于特定硬件和環境，并能在各種硬件設施上正常運行。系統應當考慮到未 來的系統升級情況，能快速有效地進行系統的平滑升級。
3.1.5數據流程圖
根據業務流程分析得到本系統數據流程圖如下。
監測歷史數據為Csv格式表格文件，市級用戶通過上傳完善歷史數據，上傳文件 數據流程圖如圖3.4所示。
圖3.4上傳文件數據流圖
Figure 3.4 Data flow diagram of uploading files
測報報表包括月報表和應急周報，區縣級用戶通過填報報表類數據完成業務需 求，報表類數據的數據流程圖如圖3. 5所示。
圖3.5測報報表數據流圖
Figure 3.5 data flow diagram of the report report
市級用戶發送發生動態、填報提醒等即時消息數據，消息發送數據流程圖如圖
3. 6所示。
圖3.6消息發送數據流程圖
Figure 3.6 message transmission data flow chart
市級用戶發布防治知識、經驗交流、防治技術等咨詢類，資訊發布數據流程圖如 圖3. 7所示。
圖3.7資訊發布數據流程圖
Figure 3.7 Information release data flow chart
市級用戶從各種途徑獲取來的森林知識庫數據通過本系統進行發布，知識發布數
據流程圖如圖3. 8所示。
3.2系統總體設計
3.2.1軟硬件環境設計
本系統安裝在服務器端，用戶通過客戶端計算機進行訪問，以下是硬件設備要求。
(1)客戶機：
普通 PC； CPU： inter (R) core (TM) i5-6200u2.3GH 以上；
內存：8G以上；能夠運行IE8.0以上版本的機器；
分辨率：1920*1080。
(2)Web服務器：
CPU： 2*2.26GHz 以上；
內存：4G以上；
硬盤：500G以上。
以下是本系統的軟件環境。
操作系統：Windows 10；
數據庫：MySQL5.5；
瀏覽器：IE&0；
服務器系統：CentOS 6.5 64位。
3.2.2系統架構設計
結合晉城市林業有害生物監測信息管理系統需求，同時考慮到系統之后服務器部 署部署、維護，應用推廣后操作習慣、界面風格統一等問題，本系統依照Web應用 架構進行開發。系統架構設計如圖3.9所示。
刖炳Ul
展示層
業務層
數據層
HTML CSS
J Query
圖片
Get請求
模板引犁渲染
Aj2X交互
Post請求
圖3.9系統架構設計圖
Figure 3.9 System architecture design
日志記錄
權限控制
在系統的實現過程中采用了工作原理如圖3.10的B/S架構。
圖3.10 B/S架構
Figure 3.10 B/S Architecture
3.2.3功能模塊設計
根據需求分析將本系統劃分為網站首頁、發生防治報表、防治管理、藥劑藥械管 理、森林知識庫、平臺管理、6個功能模塊。每個功能模塊有對應的若干子功能，本 系統功能模塊如圖3.11所示。
圖3.11晉城市林業有害生物監測信息管理系統功能模塊圖
Figure 3.11 Functional block diagram of Jincheng forestry pest monitoring infbnnation management system
網站首頁包括通知公告、填報提醒、防治動態、防治進展四個子功能。通知公告： 用于發布晉城市林業有害生物監測防治工作會議通知，以及會議紀要展示；填報提醒： 每個月系統要對去區縣級用戶發送測報提醒消息，用于提醒各監測區域按時提交測報 信息；防治工作進展：由市級用戶發布，同步各區縣的有害生物防治工作進展：有害 生物動態：區縣級用戶發布某種有害生物截止發布時間發生蔓延動態。
發生管理模塊包括發生防治報表、發生防治統計、測報審核功能。發生防治報表： 該功能的參與者為縣級森防站工作人員，主要滿足森防站每月20日上報轄區監測數 據月報表的任務。也提供了應急周報的功能，便于市級用戶快速發現各地林業有害生 物發生情況，快速制定防治方案，同時也為今后做到林業有害生物的短期預測提供數 據支持。發生防治統計：經由市級管理員審核通過的報表會存入系統數據庫，進行匯 總計算。用戶可以根據需要，選擇月份、監測區域將數據査看和導出。測報審核：該 模塊的參與者為市級森防站工作人員，主要滿足對縣級用戶提交的報表進行內容審 核。市級管理員收到縣級管理員提交的測報數據，進行査看校驗后對其進行審核，只 有審核通過的報表才能當做正式的監測數據入庫；如審核不通過，市級管理員將通過 本系統給出不通過的理由，經由縣級管理員對監測報表進行重新填寫提交，重新審核 通過后將數據入庫。
防治管理包括防治動態、防治技術、經驗交流。林業有害生物發生或成災后，縣 森防工作人員提交了測報數據。市森防站人員根據發現的有害生物危害進行工作安 排，對其進行預防、治理工作，而防治工作可以根據本平臺實時發布動態。各級工作 人員也可以實時同步工作進展，提高有害生物防治效率。由于森防人員文化水平不一， 接到林區防治任務后不一定能第一時間采取有效措施，所以需要有科學的理論和技術 來指導實際工作，本模塊所提供的防治技術皆為最權威的研究機構和人員編寫，具有 很高的權威性，對各個地區、各種有害生物都有很詳盡的防治技術描述。合理利用本 模塊可以使得防治工作更加快速有效，減少更多的森林資源損失。為了應對多種多樣 的有害生物危害和不確定的情景，根據其他地區森防人員提供的經驗文章，晉城市森 防人員可以足不出戶了解到各個地區的防治經驗，提高自身工作技能。
在林業有害生物防治活動中，藥劑、藥械作為一類重要的生產資料，發揮了重要 的作用。但在生產實際中，由于使用人員缺乏合理使用藥劑、藥械的知識，導致不能 科學選擇和安全使用藥劑藥械，不僅影響防治成效，造成浪費，而且極易造成環境污 染，發生安全事故。藥劑藥械管理旨在為廣大林農和農藥、藥械使用者正確使用藥劑 藥械提供服務。由于藥劑藥械信息由權威專家編制，本系統區縣級級用戶和市級用戶 均不可對藥劑藥械基礎庫信息進行修改，但可以對本地藥劑藥械的存儲、使用情況信 息進行管理。
森林知識庫包括病蟲害基礎知識、物種標本和科研成果。病蟲害基礎知識和文獻 資料來源于中國森防信息網資料庫，它包含了林業有害生物監測、防治領域的科研資 料。物種標本除中國森防信息網資料庫提供外還包括了晉城市當地發現和收集的標本 信息。
其他功能如友情鏈接要對網絡森林醫院等實現跳轉，網絡森林醫院系統由國家林 業和草原局森林和草原病蟲害防治總站提供。由于晉城市林業有害生物監測防治工作 經常用到該系統，用戶希望本林業有害生物監測信息管理系統能夠實現對網絡森林醫 院系統的調用。充分利用網絡森林醫院對各縣（市、區）監測到的林業有害生物進行 鑒別鑒定，做到及時發現，及時除治，能夠有效防止外來重大林業有害生物侵入。
3.3系統詳細設計
區縣管理員使用本系統完成主要功能如發牛防治報表和防治動態發布時序圖如 圖3.12所示。
圖3.12區縣管理員主要功能時序圖
Figure 3.12 Timing diagram of main functions of district administrators
市級管理員使用本系統完成主要功能如審核測報文件和發布知識資訊時序圖如 圖3.13所示。
圖3.13市級管理員主要功能時序圖
Figure 3.13 Main function timing diagram of municipal administrators
3.3.1數據庫設計
經過對系統體系結構和功能模塊的詳細劃分設計，本文將進一步對系統的數據庫 進行分析與設計。本節將從數據庫的設計原則、實體關系設計結果、關鍵數據庫表結 構這三方面來闡述本系統的數據庫設計。
3.3.1.1數據庫設計原則
數據庫是信息系統的核心，數據庫設計的結果直接關系到系統整體設計的好壞。 為了確保系統以后運行、維護、擴展打下良好的基礎，必須從數據庫設計開始著手， 規定良好的數據庫設計規范。
本系統采用MySQL進行系統數據庫的設計與實現；系統的數據庫將分布式部署
到數據庫服務器上；數據庫要能提供對系統數據的有效存儲、修改及訪問；數據庫中 存儲的數據應該具有高度的完整性，并具有良好的擴展性以達到系統擴展性的需求； 數據庫要在完全支持系統的業務需求基礎上，盡量做到無冗余且表結構簡單，每張數 據庫表擁有獨立于業務邏輯之外的主鍵。對于常用的查詢字段建立索引，加快索引速 度。
3.3.1.2實體關系設計
確定系統的需求界限之后，得出系統涉及到的實體包括如下：市級管理員、區縣 級管理員、區域、用戶名、密碼、姓名、電話、資訊、病蟲害基礎知識、物種標本庫、 藥劑藥械基礎庫、防治經驗、防治技術、防治動態、監測報表、區劃名稱、區劃代碼、 有害生物名稱、發生程度、寄主總面積、監測面積、發生率、防治面積合計、成災率、 防治作業面積合計、成災面積、防治率等。系統的實體關系如下：市級管理員、區縣 級管理員擁有賬戶；市級管理員管理系統賬號；市級管理員添加系統賬戶；市級管理 員審核分發區縣級管理員賬號；區縣級管理員填報報表；市級管理員審核報表；市級 管理員發布系統通知；市級管理員發布資訊：提取系統涉及到的實體以及實體之間的 關系，得出系統的用戶權限分發實體關系圖如3.14所示，防治動態實體關系圖如圖 3.15所示，防治資訊實體關系如圖3.16所示，森林基礎知識實體關系如圖3.17所示, 測報功能實體關系圖如3.18所示：
電話
幷極 .I
I帀級®®A L.
用戶名，
軌d
用戶丄d
姓名
圖3.15防治動態實體關系圖
Figure 3.15 Prevention dynamic entity relationship diagram
嚴「電話‘ 輕迅編晝- / 表格 )”-一f
( 品片
」、用氏u
i市級管理員 1 ' …… 防治資訊
用尸運 標題
：.密碼； '發布人 ' <:內容
圖3.16防治資訊實體關系
Figure 3」6 Control information entity relationship diagram
圖3.17森林基礎知識實體關系
Figure 3.17 Forest basic knowledge entity relationship diagram
姓名
電話
測捋時間 育聲物代.
血面枳 X 育袪帕
＜用尸id
郵箱 }. r ——I ,
；幣級管理鬥！ 1…… 審核
用戶名
姓名
電話
密碼
月報
友生程虞
累計程度
發生面租 肖曙枷
發生程度
圖3.18測報功能實體關系圖
Figure 3.18 Measurement function entity relationship diagram
3.3.1.3關鍵數據庫表結構
由實體關系圖進行進一步設計，得出系統的主要數據庫表結構設計如下。
(1)用戶表
用戶表定義了系統中的所有用戶的賬戶信息和基本資料，主要包括帳戶名、賬戶 密碼、真實姓名、用戶角色、電話號碼、電子郵箱、身份證號碼、創建時間等。用戶 表的表結構如表3.1所示。
(2)測報表
測報表定義了具體的填報內容，主要包括填報時間、監測區域名稱、有害生物代 碼、有害生物名稱、發生輕度、發生中度、發生重度、寄主面積、監測面積、發生率、 防治面積、防治率、成災面積、成災率、防治作業面積，其中發生率=發生面積/現有 林地面積X 100%；防治率=防治面積/發生面積X100%；成災率=成災面積/現有林地 面積X1000%oo應急周報表和月報表的表結構如表3.2和3.3所示。
表3.1用戶表
Table 3.1 User table
字段名稱 數據類型 是否為空 sm值 備注
id char (32) NO 主鍵
user_id int (6) NO 用戶編號
account name varchar (32) NO 賬戶名
password varchar (32) NO 賬戶密碼
real name varchar (32) NO 真實姓名
user_role int (6) NO 用戶角色
phonenum varchar (32) YES 電話號碼
email varchar (32) YES 電子郵箱
identity_num varchar (32) YES 身份證號碼
create date datetime NO 創建時間
permission_id int (6) NO 權限編號
registration time datetime NO 注冊時間
(3)審核信息表
審核信息表定義了審核流程的具體信息，主要包括審核報表名稱、所屬監測區域、 負責人、負責人聯系電話、填報人、填報人聯系電話、審核狀態、審核意見、創建時 間、創建人、更新時間、提交時間等。審核信息表結構如表3.4所示。
表3.2應急周報表
Table 3.2 Emergency week report
字段名稱 數據類型 是否為空 默認值 備注
id int (11) NO 主鍵
years varchar (4) YES 年份
months varchar (2) YES 月份
weeks varchar (2) YES 周
area name varchar (32) YES 監測區域名稱
sw id varchar (8) YES 有害生物代碼
sw_name varchar (32) YES 有害生物名稱
fashengqingdu varchar (4) YES 發生輕度
fashengzhongdu varchar (4) YES 發生中度
fszhongdu varchar (4) YES 發生重度
jiance_area varchar (4) YES 監測面積
fashenglv varchar (4) YES 發生率
fangzhimianji varchar (32) YES 防治面積
fangzhilv varchar (4) YES 防治率
chengzaimianji varchar (32) YES 成災面積
chengzailv varchar (4) YES 成災率
fangzhizuoye varchar (32) YES 防治作業面積
表3.3月報表
Table 3.3 Monthly report
字段名稱 數據類型 是否為空 默認值 備注
id int (11) NO 主鍵
years varchar (4) YES 年份
months varchar (2) YES 月份
area name varchar (32) YES 監測區域名稱
sw id varchar (8) YES 有害生物代碼
sw_name varchar (8) YES 有害生物名稱
fashengqingdu varchar (4) YES 發生輕度
fashengzhongdu varchar (4) YES 發生中度
fszhongdu varchar (4) YES 發生重度
leiji qingdu varchar (4) YES 累計輕度
leiji^zhongdu varchar (4) YES 累計中度
lj zhongdu varchar (4) YES 累計重度
jizhuarea varchar (32) YES 寄主面積
jiance_area varchar (32) YES 監測面積
fashenglv varchar (4) YES 發生率
fangzhimianji varchar (32) YES 防治面積
fangzhilv varchar (4) YES 防治率
chengzaimianji varchar (32) YES 成災面積
chengzailv varchar (4) YES 成災率
fangzhizuoye varchar (32) YES 防治作業面積
表3.4審核信息表
Table 3.4 Audit information table
字段名稱 數據類型 是否為空 默認值 備注
id char (32) NO 主鍵
project name varchar (100) YES 報表名稱
area id char (32) YES 所屬監測區域
leader varchar (20) YES 負責人
declare name varchar (20) YES 填報人
declare_phone varchar (30) YES 填報人聯系電話
audit state varchar (4) YES 審核狀態
approval content varchar (255) YES 審核意見
create date datetime YES 創建時間
create_by varchar (36) YES 創建人
updatedate datetime YES 更新時間
submitdate datetime YES 提交時間
(4)資訊表
資訊表定義并存儲了系統中防治技術、防治知識、防治經驗、防治趨勢等實時資 訊；以及藥劑藥械知識庫、森林病蟲害基礎知識、物種標本庫、科研成果等知識庫信 息。防治資訊表見表3.5,藥劑藥械資訊表見表3.6,森林基礎知識庫資訊表如表3.7 所示。
表3.5防治資訊表
Table 3.5 Prevention and control information table
字段名稱 數據 是否為空 楓值 備注
id char (32) NO 主鍵
fz id char (32) YES 防治資訊類
title varchar (20) YES 資訊標題
content varchar (30) YES 資訊內容
area_id int (6) YES 區劃代碼
declare name varchar (20) YES 作者
hits varchar (30) YES 瀏覽量
audit state varchar (4) YES 發布狀態
declare time varchar (255) YES 發布時間
user id varchar (36) YES 用戶編號
update date datetime YES 更新時間
submit date datetime YES 提交時間
表3.6藥劑藥械資訊表
Table 3.6 Pharmaceutical and drug information sheet
字段名稱 數據類型 是否為空 默認值 備注
id char (32) NO 主鍵
medicament id char (32) YES 藥劑藥械資訊類
area id int (6) YES 區劃代碼
title varchar (20) YES 資訊標題
content varchar (30) YES 資訊內容
declare name varchar (20) YES 作者
hits varchar (30) YES 瀏覽量
audit state varchar (4) YES 發布狀態
declare time varchar (255) YES 發布時間
user id varchar (36) YES 用戶編號
update_date datetime YES 更新時間
submitdate datetime YES 提交時間
表3.7森林基礎知識庫資訊表
Table 3.7 Forest basic knowledge base information sheet
字段名稱 數據類型 是否為空 值 備注
id char (32) NO 主鍵
konws_id char (32) YES 基礎知識庫資訊類
leader varchar (20) YES 資訊標題
content varchar (30) YES 資訊內容
declare name varchar (20) YES 作者
hits varchar (30) YES 瀏覽量
audit_state varchar (4) YES 發布狀態
declare time varchar (255) YES 發布時間
user id varchar (36) YES 用戶編號
update_date datetime YES 更新時間
submit date datetime YES 提交時間
3.3.2輸入輸出設計
3.3.2.1輸入設計
針對用戶手工錄入的數據，本文通過網頁端fbrm表單的形式進行錄入，再使用 PHP的$_POST方法通過HTTP發送表單數據至系統后臺對數據進行解析存儲，通過 trim ()函數去除用戶輸入數據中不必要的字符(多余的空格、制表符、換行〉；通 il stripslashes ()函數刪除用戶輸入數據中的反斜杠(\)。
針對用戶導入文件中的歷史監測數據,本文通過網頁端采用Csv文件上傳的方式 實現數據輸入。Web前端通過file類型的＜input＞標簽獲取用戶上傳表單中的Csv文 件，在后端通過Request請求類中的file()方法獲取文件數據，并且使用框架中Storage 存儲類封裝好的disk( 'public' )-＞put ()方法將獲取的文件存儲到服務器的指定位 置，之后Web后端取岀指定位置的文件進行內容識別與解析工作。用戶上傳圖片、 短視頻等數據時,通過Web前端iframe組件ke-toolbar實現，它包括圖片、視頻等多 種輸入方式。
3.3.2.2輸岀設計
頁面輸出使用HTML語言構建網頁的組成元素，使用CSS文件提供前端樣式， 使用Javascript完成網頁中的動態交互邏輯實現，通過在視圖文件blade模板中引入 JQuery來簡化Javascript的使用，通過bootstrap的使用來為頁面提供更豐富的樣式。
統計數據導出至本地時首先新建一個excel表格實例化PHPExcel,創建sheet(內 置表):createSheet ()方法，使用 setActiveSheetlndex 方法創建新的 sheet,把 sheet 設置 為當前活動表；再使用getActiveSheet方法獲取當前sheet的活動對象，setCellValue ()方法進行數據填充，PHPExcel lOFactory::createWrite ()方法和save ()方法保 存當前頁面文件。
引入文件 require $dir. "PHPExcel/PHPExcel.php",同級目錄下實例化 PHPExcel 類$objPHPExcel=new PHPExcel (),等同于在桌面新建一個Excel表格，獲取當前 活動 sheet 設置名稱:$objSheet=$objPHPSheet->getActiveSheet ()；給當前活動的 sheet 設置名稱$objSheet->setTitle( “名稱”)；給當前活動sheet填充數據 $objSheet->setCellValue( “A1 ”，“姓名”)->setCellValue。；填充數據所在單元格位置。 3.3.3人機交互設計
使用Photoshop軟件對界面樣式和圖標進行定制化設計。用戶交互包括用戶登錄, 查詢，下載和上傳功能。考慮到用戶體驗，采取表格展示和圖表可視化兩種形式。基 于用戶權限管理，將用戶的權限區分，賦予用戶不同權限，保證數據的可管理性與安 全性。本系統部分交互設計如圖3.19所示。
圖3.19系統交互設計圖例
Figure 3.19 System interaction design legend
4系統實施及關鍵技術問題
4.1系統功能實現
4.1.1發生管理
業務要求每個月20號以前，監測區域需要按時填報本月填報數據，填報提醒由 市級管理員發布，用來督促區縣森防站工作。各區縣管理員能夠通過填報提醒功能實 時快速獲取填報提醒，市級用戶通過此功能快速填報提醒和發布審核結果督促森防人 員填報或修改月報監測報表。
填報提醒功能如圖4.1所示，通過ignore user abort ()函數搭配set_time_limit (0)和sleep (Sinterval)實現程序自動運行更新，每月19號自動給區縣級用戶發送 填報提醒信息，區縣級用戶填寫月報后，提醒狀態由“請填報”變為“已填報”。
高平市譴按時填報
＞陽城縣已填報
陵川縣已填報
圖4.1填報提醒功能示例圖
Figure 4.1 Example of filling out the reminder function
以高平市填報2019年3月份“黑角翼絲葉蜂”發生情況報表為例，用戶點擊發 生防治報表功能中的“添加月報”按鈕進入月報填寫頁面，為了方便用戶填報，也為 了防止漏報誤報，灰色部分為系統自動計算得出。如實填寫相應數據后點擊“提交月 報表”，如每個必填項都填寫了數據則彈出“月報填寫成功”字樣。月報填寫示例如 圖4.2所示，填寫完成提示框如圖4.3所示。
此模塊使用PHP的$_POST方法通過HTTP發送表單數據至系統后臺對數據進行 解析存儲，通過trim ()函數去除用戶輸入數據中不必要的字符(多余的空格、制表 符、換彳亍)；通過stripslashes ()函數刪除用戶輸入數據中的反斜杠(\)。通過PHP 中的alert方法實現彈窗提醒顯示，本文之后模塊的彈窗都是通過此方法實現。
圖4.2月報填寫示例圖
Figure 4.2 Monthly report fill in the example map
月報表添加成功
圖4.3填寫完成提示圖
Figure 4.3 Fill in the completion prompt
點擊發生防治統計功能中“月報匯總”，選擇想要查看匯總數據的年份、月份、 區域，即可展現當前系統中月報列表，點擊“下載文檔”即可下載所選范圍的月報數 據。月報匯總列表示意如圖4.4所示，下載文檔功能示意如圖4.5所示。
浙證下載仟務
W捋HSBEE^k
保療到桌面 7
圖4.5文件下載示意圖
Figure 4.5 File download schematic
下載完成的匯總Excel文件示意如圖4.6所示，用戶通過選擇監測區域查看區域 內有害生物發生分布或根據有害生物種類進行勾選，查看此種有害生物在全市分布情 況，以紅脂大小蠹為例，示例如圖4.7所示。
圖4.6下載完成匯總Excel文件示意圖
Figure 4.6 Download completed summary Excel file schematic
圖4.7有害生物分布示例圖
Figure 4.7 Example of pest distribution
以審核2019年3月高平市填報的月報為例，其中一份報表數據為有效信息，另 一份數據有誤，市級管理員通過本功能點擊“編輯”、“刪除”、“審核”即可進行對應 操作，點擊“提交審核”，月報狀態即變為“己審核”。填報提交后，市級管理員通過 月報管理可以查看月報信息，未經審核的報表顯示未審核，審核通過顯示已審核。未 審核通過的報表會給岀未通過理由，審核通過的報表會將數據存入數據庫進行匯總。 審核操作如圖4.8所示，審核列表示意圖如4.9所示。
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観詫耕ST 233
:n 孰富 3wji«：
獲綽o 牡感
U卻妙隊&•濫1112
序號 報表年巨 區劃名猱 畝核廿態 添加旳間 基本湊作
1 2019年3月 扈平韋 2019-03-13 堀建I碑除| 審孩
2 2019年3月 蔓平卡 F審莎 2019 03 13 堀狙1碗胖| 審核
圖4.9審核列表示意圖
Figure 4.9 Scheduling list
4.1.2防治管理
林業有害生物發生或成災后，縣森防工作人員提交了測報數據。市森防站人員根 據發現的有害生物危害進行工作安排，對其進行預防、治理工作，而防治工作可以根 據本平臺實時發布動態。各級工作人員也可以實時同步工作進展，提高有害生物防治 效率。市級用戶點擊防治管理模塊中“防治動態”可通過本系統發布防治動態信息， 如下圖4.10和圖4.11所示。
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%«?< ■»•■■■. 9-.w ■：h*itw “ m曲--< »>：•- 忍縄爐哄汽⑺
圖4.11防治動態查看示意圖
Figure 4.11 Schematic diagram of prevention and control
由于森防人員文化水平不一，接到林區防治任務后不一定能第一時間采取有效措 施，所以需要有科學的理論和技術來指導實際工作，本模塊所提供的防治技術皆為最 權威的研究機構和人員編寫，具有很高的權威性，對各個地區、各種有害生物都有很 詳盡的防治技術描述。合理利用本模塊可以使得防治工作更加快速有效，減少更多的 森林資源損失。以“椰心葉甲嚙小蜂”防治技術共享為例，由于此項內容是通過表格 的形式發布，因此本系統使用了 ke組件的“table”樣式，在“防治技術”功能中發 布和查看如圖4.12和圖4.13所示。
篆於鬣建 V 磋港技十 »
圖4.13防治技術資訊查閱示意圖
Figure 4.13 Schematic diagram of prevention and control technology information
除了科學的理論指導外，為了應對多種多樣的有害生物危害和不確定的情景，根 據其他地區森防人員提供的經驗文章，晉城市森防人員可以足不出戶了解到各個地區 的防治經驗，提高自身工作技能。不論是對森防人員自身，還是對森防工作都會起到 積極的推進作用。以“松皰銹病防治歷”防治經驗共享為例，通過“經驗交流”功能 發布和查看如圖4.14和圖4.15所示。
話壬cyxuoap：山蠱子& G番壬日忙•- △丄L ■?三"忙:.• LC»- 1
h. ll?S子P ^.»St«K?§J8子L'WH■三習弋蟲共壬子•午泊•子 »--«r
* 即?R? 王rW氏也書
癥吠：1-片壹•■后 芫越比工權畋£ 駅暫E干6?存耳 *
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*js?.s<^s呈燉=：脾& 5^«!5S5^fi«aje nxa=«ittK不粽@丿:憂t*w臥工ai)初力,、e 蘭 W呈IS縄蘭矣亍點思6 5K豐二箕丄“土 於溝％二;6月■*»O«^-?ir»5«8». 遙支汗艮、千估.下fie. M2)36g»3»ae-：i«^.氐丹已扳解篦令電♦■氏舗方
2T, :aff^*?!S3|8千 灼不脈『鉄 #地<9世 2■主干血僦V上乃旳tfcSi
匕MJ'te.占聘洗嗚橋F-^r? ：；8H,*EMFE氏8呂*•垂9目《；.定電=«1方壬幾駅SWErsWlZ?乳 8ZMS55*3?'S-* 空気子塔王滯幻兗色* .酸已底千怙兒匚"•宙▼
松疼銹病防治歷
三丐刃間 2019-05-23 X1933 ■?*£ - 1
分布和危害：又稱五針松短這病.建世界性的危險癒喜.分右于遼寧、吉林-窯龍.：工.山西、丸養古券徽、山示•河南.湖北、湖 南、H;d.蠱無 云邑 狹西、新豪甘耒等萬該病至今在東北許多陸區的紅松人工林區和西幸華山嗆莎區流疔.佞情逐年和堇。從紅至 到成過熟林木疙可束痰.病言發生于松塑的針計和枝干部皮層,不危喜卞屈。耘捉因生理機能哀退，肚死亡°從幼齡幼苗到或鹽林分均可感 病.以20李生以下的寺紡林惑茂富國
病原：五針乞癟銹病矚于病療性病吾,病原是擔子siSllBasidiomycotina冬胞建綴Teliomycetes氓菌目Uredmales膨季科 Melampsoraceae咗紹5!?Cronartium茶券主柱第鍾Cronartium ribicola J C. Fischer ex Rabenhorst
寄主：MB®的性總子器和洪咆子垂晞段事主有紅松.華山松、松（西北利亞紅松）、喬松箱僅比。曼砲子堆、冬砲子淮亂擔 抱子階段茶蘇子專化空寄主為茶惹子靄豐的東北茶廉子.巽茶蔗子 狹尊茶鎂子.冰川茶薜子；馬先蕓專化岳主為馬元誌嗥中的返頤馬先 蕓、疇花馬先謨尊。
癥狀:計瑋盍侵后.先期土現漣綠斑點，.右逐漸變為紅竭色，一般先在側瀆基部發病.然后冋干部曠壽.發病部位多在地上200cm以 內的痢干或噸冠下瑩彳軸基部,苗疙襪可整株友病.發爲勿期病部皮層略袖腫張.變松致,戰條扶或塊狀隆廷.渥爾有繪脂外溢。4月 上.中包 發病部位（多為枝干湮接處或犬小儷茲分叉處）皮屋呈浚形腫張.5月病部矽后誌續菠裳.銀出扁平拄狀或不現朗的擾扶痘誨陽 子簍）.W7D?IB色，后呈桶黃色.突于戎匡外5月中旬祓狼破參并散出葵魚粉京（耳隘宛子）.6月中旬透矩子歆敦結束，病皮開裂、干 枯、下跖 輕凹陷呈相橙的湊瘞札 鄒分病斑周圍皮層犬養忘塞后，常生一匡垂邑或擦污琵?連年炭藏的枝干.具請洗不斷擴展.罰芙•逐 漸衰弱•黔捕抿短.皆葉荽匡.茲害主干和側扶上方均出現叢生小或 當病逐繞枝干一周宦.則整枝或整檢枯死。8月末至9冃初.汪送子 養發生處苣近反層滾出祝為乳三色巨變成篠苗色 嘗N具詛竦的’室滝｛性抱子與密液逢混合檢），數日后干恬•剝幵枸皮時可見“曲誑 狀斑"=
發病規從：7丘下旬-9月.勢起子成勲后不經過熱診即萌發產生迫子冼擔為子。擔砲子主妾倍風力傳拒.疾藝到松針廳即牽發=生芽 管.大參賈芽管自稔葉垃孔.少數從誘皮部直後侵入松針。侵入后15天左丈瓦左針葉上出現很小的返魚斑志，在葉肉中產主初生菌鉉井越 冬’翌年春天薙氣溫升高.初生筐絲繼綽生沃蔓延.從針葉逐歩擴展到細枝.側技直至主干皮層。
圖4.15經驗交流資訊查閱示意圖
Figure 4.15 Schematic diagram of experience exchange information
4.1,3,藥劑藥械管理
在林業有害生物防治活動中，藥劑、藥械作為一類重要的生產資料，發揮了重要 的作用。但在生產實際中，由于使用人員缺乏合理使用藥劑、藥械的知識，導致不能 科學選擇和安全使用藥劑藥械，不僅影響防治成效，造成浪費，而且極易造成環境污 染，發生安全事故。本模塊旨在為廣大林農和農藥、藥械使用者正確使用藥劑藥械提 供服務。由于藥劑藥械信息由權威專家編制，本系統區縣級級用戶和市級用戶均不可 對藥劑藥械基礎庫信息進行修改，但可以對本地藥劑藥械的存儲、使用情況信息進行 管理。
本模塊供用戶查詢森防信息網藥劑藥械基礎庫內容，指導林業有害生物防治作業 合理使用藥劑藥械，也讓普通用戶可以了解森林防治的藥劑藥械知識。以“挺豐、三 江益農”為例，藥劑藥械基礎庫管理寫入和查詢如圖4.16和圖4.17所示。
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圖4.16藥劑藥械資訊發布示意圖
Figure 4.16 Schematic diagram of medicinal and medicine information release
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出鴻樹蟲戲1儲民向£ •町序農昭尸:：： 時何：Mis. StFjuj-SW； io \： «B花?MSV K防if"
圖4.17藥劑藥械資訊查閱示意圖
Figure 4」7 Schematic diagram of medicinal and medicine information review
4.1.4森林基礎知識庫管理
由于知識庫所包含的知識都是由權威機構編寫、整理、發布，只有最高權限的“超 級管理員”可以對知識庫內容進行新建、編輯、修改、刪除，只對其他用戶提供瀏覽 服務。本系統是林業有害生物監測信息管理系統，故本系統林基礎知識主要以林業 有害生物相關知識構成。前端iEame組件ke-toolbar提供了多種輸入方式，除了文件 上傳外，用戶可以手工輸入上傳圖片、視頻等。
只有充分了解森林病蟲害的知識，才能做到對其有效的監測、防治、預防工作。 因此，本系統開發此模塊向用戶提供病蟲害的基礎知識介紹，讓用戶清晰了解病蟲習 性；指導森防人員的監測、防治、預防工作。通過森林知識庫管理中的病蟲害基礎知 識管理模塊即可對下圖中病蟲害知識進行管理，僅系統管理員可以進行此操作。
病蟲害基礎知識列表如圖4.18所示，點擊“美國白蛾（秋幕毛蟲）”即可打開對 應知識。查閱“美國白蛾（秋幕毛蟲）”資訊示意圖如圖4.19所示。
♦美國白按秋聲毛蟲
♦落葉松枯梢病落葉松枯枝病
♦淋甘菊
♦草兔托氏兔.離原野兔.野免.慕古兔
♦林木有喜生物防冶星礎知識
♦林業基礎札識
♦林業有喜生砌星礎知識
♦林業有襦生物監測君報星礎知識
♦査材植初檢疫基礎知識
♦楊懷筲葉病簡介
♦】.亠舌煙乳柚簡介
♦阿維的索簡介
♦玉星曰來酰耕含量分析方法
•劃見昆蟲種類
•觸礦式與緩務性徴臉董制劑有何區別
♦調節18水劑合量分析方法
♦二阪菊猷氛含畳分析方法
♦二貳簾誠負含畳分析方法
♦高效祗筑菊削簡介
•臺理安全便用農葯
圖4.18病蟲害基礎知識列表
Figure 4」8 List of pest and disease basics
美國白蛾（秋嶷毛蟲）
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圖4.19美國白蛾基礎知識
Figure 4.19 Basic knowledge of the American white moth
本系統為了全方面地指導森防人員工作和滿足普通用戶對林業有害生物知識的 獲取，開發了物種標本庫模塊，展示了數十種常見的有害生物樣貌的高清圖像，使得 用戶能夠直觀地認識有害生物。物種標本庫列表示例如圖4.20所示，以上傳“黃斜 帶毒蛾”標本圖片為例，通過ke-toolbar組件“image”上傳標本圖片如圖4.21所示。 上傳成功后輸入框中會出現用戶上傳的圖片樣式，如圖4.22所示，考慮到網絡傳輸 資源和存儲資源有限，本系統僅支持單張圖片大小在1M之內的上傳，圖片批量上傳 限制在20張以內，物種標本庫中“黃斜帶毒蛾”展示結果如圖4.23所示。
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♦XJ訂門蛾 Hyphantrifi cunea ^Drur-'
♦世佇環蛾 Dasvchi ra slaucinoprera Ccllenetxe
圖4.20物種標本庫列表示例圖
Figure 4.20 Specimen library example
圖4.21標本圖片上傳功能不意圖
Figure 4.21 schematic image upload function diagram
席"壽爲娥冷urn的劭 dispadlk Staudinger
圖4.22物種標本庫資訊發布示意圖
Figure 4.22 Schematic diagram of the publication of the species specimen database
圖4.23物種標本庫資訊查閱示意圖
Figure 4.23 Schematic diagram of the species specimen database
科研成果展示了林業有害生物監測防治領域最新最前沿的文獻資料，省去用戶查 閱的時間，用戶可以在此直接閱讀到最新最權威的林業有害生物預防、治理等領域相 關的論文、刊物。示例圖如圖4.24所示。截止本文截稿前，本系統僅收錄了五條科 研論文結果，今后會更廣泛收集林業有害生物監測防治領域最新研究成果，2019年4 月期間科研成果展示如圖4.25所示。
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♦論文 201712
♦論文⑼71：
♦論文 201716
圖4.24科研成果列表示意圖
Figure 4.24 List of scientific research results
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圖4.25科研成果發布示例圖
Figure 4.25 Example of scientific research release
4.2平臺管理
安全性是系統設計的重要指標之一。林業有害生物防治領域的數據包括田間調查 人工數據和自動化設備自動采集的數據，這些數據的獲取過程非常困難，需要耗費大 量人力物力，對科研、生產和治理都有重大價值。同時，監測預警信息需要發布者具 有權威性。所以，根據系統的應用特點，我們對系統進行了模塊化的基礎上，應用了 基于角色的權限控制，該系統能夠根據角色和用戶進行權限控制，這樣便可精確地對 系統中用戶的訪問行為和信息發布行為進行控制。
晉城市林業有害生物監測信息管理系統根據林業有害生物防治行政機構區劃表 規定，設立三級用戶：系統管理員、市級用戶、區縣級用戶。
市級用戶：包括授權的地區、地級市、盟、林管局等用戶，可以管理轄區內用戶 的數據。
縣級用戶：包括縣、縣級市、旗、林業局等用戶，可以管理應用轄區的數據。
Web應用借助開發框架中提供的認證機制來完成網站的用戶登錄功能實現。在系 統后臺控制器HomeController中處理用戶的登錄請求，顯示用戶登錄界面。在控制器 LoginControIler中對用戶輸入登錄信息進行認證，與數據庫中的用戶信息表Users表 進行對比匹配，匹配成功則進入網站的首頁，匹配失敗則將頁面重定向至登錄頁面。 各級權限操作通過在session中分配不同的UID實現各個模塊針對不同用戶進行分別 展示。
4.2.1用戶信息管理
本系統為市、區縣的多個用戶提供服務。為了保障林業有害生物測報、審核、防 治管理等工作有序進行，也為了系統和數據的安全，本系統需要用戶提供正確的個人 信息用以驗證身份，方便工作人員之間的工作交流。本模塊為各級多個用戶提供用戶 信息的管理功能，確保用戶信息的完整性、準確性和安全性。用戶信息主要包括用戶 的用戶名、密碼、姓名、所屬區域、電子郵箱、手機號、權限級別等。系統已明確行 政區劃，但保留了新增區劃和編輯區劃名稱的功能，用以防止將來區劃名稱新增或發 生變化。
后臺管理系統登錄界面如圖4.26所示。
LOADING
晉城市林業有害生物監廁信息管理系統
圖4.26監測信息后臺管理系統登錄示例圖
Figure 4.26 Monitoring information background management system login example diagram
用戶信息管理界面如圖4.27所示
Figure 4.27 User information management example
4.2.2權限管理
由于本系統用戶群體相對穩定，故不設置注冊功能，各級用戶賬號、權限由系統 管理員統一進行分配。'例如市級用戶的資訊發布權限、測報的審核權限，區縣級用戶 的填報權限，報表管理權限等。將系統權限進行合理的分配，既有助于林業有害生物 監測防治工作有序開展，也能約束用戶的職責范圍，便于明確分工和人員管理。權限 分發管理界面如圖4.28所示。
斬増用戶 區域：誠區 ▼
«限：區縣級權限▼
用戶名：
確定
圖4.28權限管理示例圖
Figure 4.28 Example of permission management
新増用戶
區域：城區▼
權限：區縣級權限▼
用戶名：
密碼：
確認密碼:
姓名：
電適：
確定
圖4.28權限管理示例圖
Figure 4.28 Example of pennission management
4.2.3系統信息管理
系統信息包括系統各項信息管理的管理，如網站標題、網站關鍵字、網站關鍵字、 計算機名稱、系統運行時間、系統版本等信息的管理，便于系統的日常維護和迭代更 新，系統信息管理如圖4.29所示。
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圖4.29系統信息管理示例圖
Figure 4.29 System information management example
4.3系統測試
4.3.1測試方法
為了檢驗晉城市林業有害生物監測信息管理系統是否滿足需求，需要對晉城市林 業有害生物監測信息管理系統的各個功能進行測試，進行測試的功能點有：系統登錄 功能，對不同的角色和權限，系統將展示給用戶不同的頁面和數據；系統的賬號分發 功能，系統管理員可以為不同級別用戶分發賬號和對應權限；市級管理員對周報月報 的審核功能；系統管理員信息的維護功能，系統各級管理員可以填寫提交和修改用戶 的個人信息，并由系統管理員進行信息審核；系統通知、新聞資訊、森林知識庫信息 發布功能，管理員發布和維護系統通知、新聞資訊、森林知識庫信息，這些信息可由 其他用戶進行查詢；個人通知的提醒功能，在月報、周審核狀態、有新的待審核任務 時，系統會發送個人通知提醒用戶。
4.3.2測試環境
本系統測試將模擬實際應用的軟硬件環境進行系統功能的測試。針對測試要求， 本次客戶端軟件測試環境：
服務器系統：CentOS 6.5 64位；
服務器數據庫系統：MySQL 5.5；
后臺操作系統：Windows 10. Mac OS 10；
瀏覽器： Mozilla Firefox 40、Google Chrome 45。
4.3.3系統測試流程
晉城市林業有害生物監測信息管理系統的測試以下流程。
(1)測試系統登錄功能：使用各種不同角色的賬戶進行登錄后，系統界面功能 是否不同，系統是否做岀了正確的權限控制和功能控制。
(2)測試監測信息維護功能：森防站工作人員對監測信息進行填寫、修改時， 系統能否對信息字段進行正確校驗，監測信息是否能夠成功修改，在時間跨越到新的 一個月時，有害生物監測信息管理系統是否能夠給出填報提醒，監測信息提交后，市 級用戶是否可對其進行審核。
(3)測試系統信息發布功能：市級用戶是否可正常發布系統通知、有害生物發 生預測、防治進度，是否能對其進行正常修改和刪除，其他用戶是否可正確查看系統 通知。
(4)測試監測信息的上報功能：縣級森防站工作人員上報時，必需文件列表是 否正常顯示，項目字段是否進行了正確校驗，項目能否進行正常上報。
(5)監測信息上報后審核狀態變化時，能否收到審核狀態變更通知；市級用戶 能否收到審核任務通知；當有監測信息變更并提交時，市級管理員能否收到審核任務 通知。
4.3.4系統性能測試
在對系統進行性能測試時，我們選擇使用LoadRunner進行系統的并發測試。采 用的測試方案是：使用50個虛擬用戶，每隔15秒的時間登錄5個用戶，在用戶成功
登錄后，保持兩分鐘的登錄狀態，然后對用戶進行登出操作，每10秒注銷10個用戶。 虛擬用戶登錄情況如下圖4.30所示。
圖4.30用戶運行情況圖
Figure 4.30 User operation diagram
分析以上50個用戶的并發響應時間、數據每秒請求次數。用戶登錄的平均響應 時間是0.940s,用戶查詢專項列表時頁面展示的平均時間為1.690so用戶登錄系統和 用戶請求專項列表頁的響應時間如下圖4.31所示：
由以上數據可以得出，系統的性能滿足用戶需求。
4.3.5測試結果分析
根據晉城市林業有害生物監測信息管理系統的測試結果，系統完成了總體設計中 的首頁、發生防治報表、防治管理、藥劑藥械管理、森林知識庫、平臺管理6個功能 模塊，基本實現了系統需要的功能，達到了系統的預期目標。在系統完成的同時，還 滿足了系統對性能、安全性、可靠性等各方面方面的要求。
4.4關鍵技術問題
4.4.1數據庫存儲檢索問題
隨著數據表中數據越來越多，數據庫的檢索速度也越來越慢。而數據庫檢索的速 度直接影響系統的性能，因此必須保證數據檢索的速度。隨著用戶數量與用戶的使用 頻率增加，數據表中的數據會越來越多，同時平臺還會保存用戶上傳的圖片和視頻信 息，因此要適應大量數據的存儲問題，同時對于數據要做好備份工作。
解決辦法：
(1)為常檢索字段添加索引，加快査詢速度。創建索引可以很大程度上優化查 詢的速度，但在插入數據性能上會有一定程度降低。由于系統CRUD操作中讀操作 占比很大，權衡下使用了索引進行效率提升。
(2)為服務器配置redis緩存服務。將熱點數據存在redis緩存中，可有效提升 查詢速度。
(3)將非文本數據存儲于公有云平臺上，隨時根據數據量的變化而進行擴容。 將大文件存儲在云平臺，可有效緩解服務器壓力。
(4)通過MySQL的備份任務進行數據備份。
4.4.2外部服務接入問題
(1)手機短信服務
平臺注冊擬定角色都需提供真實手機號完成，故需在服務端生成手機短信驗證碼 并發送至用戶提供的手機號碼，同時可能會通過手機給森防人員發布防治工作的相關 信息。
解決方法：與短信服務接口提供商合作，通過提供商提供的移動標準通信協議 (cmpp2.0)直連網關接口，同時開發了與之相配套的平臺短信服務模塊，存儲短信 相關資源。
(2)郵件信息服務
月報和周報審批需要報送給市級森防站領導，同時需要市局確認是否進入這個月 報(周報)的審核流程；在有新完成的填報時，也要發送郵件提醒。需要服務器實現 對應的郵件信息發送功能。
解決方法:使用JavaMail實現郵件發送功能°SMTP協議可以實現發送郵件功能, 但是只能發送純文本郵件。而MIME協議可以發送包含圖片、附件信息等非文本信 息的郵件。JavaMail基于MIME協議發送郵件。JavaMail是提供給開發者處理電子郵 件相關的編程接口，可以方便地執行一些常用的郵件傳輸。在使用JavaMail發送郵 件前，我們需要提供發送郵件的發件方的賬戶相關信息。使用JavaMail發送郵件可 分為5個步驟：1.創建session； 2.通過session得到transport對象；3.連上郵件服務 器，需要發件人提供郵箱的用戶名和密碼進行驗證；4•創建郵件；5•發送郵件。
4.4.3外部數據導入問題
系統不允許用戶注冊賬號，賬號只能通過系統管理員Excel導入數據的方式進行 注冊而錄入數據庫，錄入的各級管理員信息包括縣森防站工作人員基本信息與市林業 局森防站人員信息。系統歷史監測數據同樣需要使用Excel導入的方式進行獲取。
解決方法：系統對管理員導入的Excel文件流進行識別。系統首先識別Excel頭 部信息，將Excel與數據庫實體之間建立關系映射，再按行提取表格其中的信息在處 理數據時，系統實現時考慮到了事務的原子性和一致性，在事務未正常完成時，對事 務進行回滾操作。
5總結與展望
5.1總結
通過互聯網搭建應用管理信息數據，比起單機管理更具時效性、更易于維護，是 林業信息化發展的必然趨勢。本系統釆用開源的系統框架進行搭建，界面友好，開發 效率高，使用簡單方便，可操作性強，能夠滿足市、區縣不同地區對林業有害生物監 測信息的管理需要，并且本系統還為森防人員、科研工作者搭建了一個資源信息共享 和交流的平臺，對林業有害生物監測、預防工作起到了很大的促進作用。
（1） 本系統能夠處理林業有害生物監測數據的上報、審核、發布、生成圖表和 統計，同時能高效地利用Excel進行導入導出，方便了基層森防人員的同時，也實現 了信息數據的集中管理，為林業有害生物測報工作提供了良好的數據和平臺支持。用 戶可以通過本系統利用友好的網頁交互技術，進行遠程管理和交流。同時用戶可以利 用系統知識庫進行信息詢問與信息反饋。系統功能簡單明了，可以實現數據的動態添 加與更改。為了保障用戶信息的安全性，以及信息發布的權威性，系統還基于不同用 戶和角色賦予了與之對應的用戶權限，使得信息的準確性和安全性得到了保障。
（2） 本系統實現了對晉城市林業有害生物防治過程消息發布的功能，市森防站 人員根據發現的有害生物危害進行工作安排，對其進行預防、治理工作，而防治工作 可以根據本平臺實時發布動態。各級工作人員也可以實時同步工作進展，提高有害生 物防治效率。
（3） 本系統實現了對晉城市林業有害生物資訊共享的功能，只有充分了解各方 面林業有害生物的知識，才能做到對其有效的監測、防治、預防工作。因此，本系統 向用戶提供病蟲害的基礎知識介紹、物種標本展示、有害生物防治科研成果展示等， 讓用戶清晰了解有害生物習性和監測防治知識，指導森防人員的監測、防治、預防工 作。
5.2展望
（1） 在目前系統中進行了一些林種的數據收集，也就是只能夠進行部分有害生 物的發生量和發生程度的監測和管理。在未來的研究和開發中將會采用數據挖掘和數 據清洗等技術，這樣才能提升數據采集效率和準確性，以適應數據量不斷增大后及時 分析、提取有用數據的需要。
（2） 伴隨系統的進一步應用，新的問題和新的需求將會出現，例如為有害生物 防治完善專家系統，擴充有害生物知識庫等，來滿足更多業務需求，因此，對系統進
行進一步改進和迭代也是很有必要的。
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