陈建平 高燕萍
植物标本是植物分类、命名的依据，是所有植物相关学科研究的第一步。它能为植物的形态解剖、物种鉴定、种质资源保存、DNA测序等提供最可靠的凭证依据。随着DNA采样技术的进步，植物标本不但是传统宏观植物学研究的基础材料，也能为分子生物学等微观领域研究提供基因材料。植物标本馆是标本的永久保藏场所，它负责为科学研究提供实体材料和科学数据，是科学研究的重要基础平台。植物标本的信息化管理系统是现代化植物标本馆最重要的系统之一。
一、系统开发背景
上海辰山植物标本馆（国际代码CSH）（以下简称辰山植物馆）是中科院上海辰山植物科学研究中心最为重要的基础科研平台之一，主要收集华东乃至东亚的高等植物，有较齐全的中国东海近陆岛屿标本、上海市域植物标本和外来入侵植物标本，以及较丰富的湖南苔藓和蕨类标本；还有针对专科专属如水龙骨科(Polypodiaceae)瓦韦属(Lepisorus)、碗蕨科(Dennstaedtiaceae)鳞盖蕨属(Microlepia)、三叉蕨科(Tectariaceae)、壳斗科(Fagaceae)、樟科(Lauraceae)润楠属(Machilus)、马兜铃科(Aristolochiaceae)、卫矛科(Celastraceae)、秋海棠科(Begoniaceae)、唇形科(Labiatae)鼠尾草属(Salvia)等全国乃至东亚范围内标本的收集。现有馆藏10万份，逾50％的标本完成了数字化。
为了植物标本更好的保护与利用，信息化的管理势在必行。早在2000年，国内植物标本馆就开始了标本数字化与管理系统创建的尝试，经过十多年的发展，已经初具规模。创建了中国数字植物标本馆（CVH）、中国国家标本共享平台（NSII）等国家级别的专业标本平台，也涌现出中国自然标本馆（CFH）等致力于野外考察管理与记录生物活体影像的共享平台。
但这些平台都是独立的专业信息化平台，以项目的形式收集并共享标本数据，虽然对于促进标本数据共享有积极意义，但其主体并不是标本馆，因此对于促进标本馆自身的业务信息化并无帮助。最原始的标本数据仍旧分散在各个标本馆中，大多数标本馆缺乏完整的Web信息系统，日常业务与标本数据都缺乏有效的信息化管理与维护。因此，对于植物标本馆来说，积极探索完整的信息化管理方案，创建专业的信息系统就是一项急需的任务。
辰山植物馆作为后起之秀，面临着许多发展上的困境，在资源积累方面刚刚起步，难以与老牌的标本馆竞争，但在信息化方面却有着后发优势，在没有历史包袱的情况下，可以从头设计，采用最为先进的技术方案。另一方面，辰山植物馆具有专业的生物多样性信息学团队，在技术上占有优势。团队的核心成员一手创建了中国自然标本馆（CFH，http：//www.cfh.ac.cn）网站，该网站是国内最大的开放式野外考察工作平台，也是最大的生物多样性原创图像库，注册会员超过万人，目前积累图像资源超过600万张。用户平均每天上传照片超过2000张，可以说是中国生物科学工作者每天野外成果的一面镜子。另外，团队成员还参与了CVH、NSII平台的建设工作，积累了丰富的经验。
为此，辰山植物馆将信息化研究作为自己的特色和突破口，进行了积极的探索和研究，最终提出了“植物标本信息化管理系统整体解决方案”，为多种应用环境下的信息化提供了软件工具，包括单机版标本数字化软件Inputer、Web版数字植物标本馆系统eHerbarium、移动标本馆App、野外植物图像浏览“自然相册”App及“定位找图”App，初步形成了完整的体系。
二、主要功能与特色
整个解决方案按照使用环境划分为：
1.单机环境
适用于个人工作、科研团队收集专题数据和小型标本馆管理标本等应用环境。单机版软件Inputer采用Visual Foxpro桌面数据库系统开发，提供标本的数字化录入、查询、工作统计等主要功能，同时具有快速录入提示、自动备份等特有功能。软件纯绿色设计，无需安装，在Windwos环境下拷贝后即可运行，数据库以文件形式保存在本地电脑中，使用方便快捷。
Inputer桌面标本数字化管理系统
数据库搜索、附件上传与在线管理
2.Web应用环境
Web版数字植物标本馆eHerbarium系统是适用于大中型标本馆的主流配置，系统以asp.net为运行环境，采用C#语言开发，以MySQL数据库为存储系统。系统采用标准的Web用户注册及验证授权机制，保证数据安全及数据操作分角色控制权限。
此套软件的早期版本曾应用在NSII国家标本平台上，为国内 26 家植物标本馆创建了在线管理系统，在线管理标本数据超过500万条记录，标本图像超过260万张，用户反映良好。后经辰山植物标本馆的进一步完善与改进，加入了标本标签打印、用户访问统计等新功能，系统也经过全新的设计，更加精简与高效。目前，此系统主要功能包括：
（1）标本全程数字化录入工作流支持
提供支持标本图像的批量上传与照片处理（方向旋转、版权水印添加、缩略图制作与图像缩放）、在线图像对照信息录入与校对等功能。
（2）标本在线研究环境
提供标本图像数码标尺功能，提供在线测算植物器官尺寸和在线物种鉴定、后台物种名称自动核对、标本评论与交流、鉴定结果的批量下载等实用功能。
（3）标本馆藏定位的数字化管理
支持按标本保藏所在的楼宇、房间、柜子、抽屉等几个等级进行定位，提供方便快速的可视化查询与展示功能。
（4）对外公共服务功能
提供面向公众的标本开放式查询与浏览、网站的博文系统、新闻附件上传与在线管理等功能。
数字植物标本馆Web系统
3.移动终端
移动标本馆是标本馆系统的客户端App，基于Android系统开发，可运行于安卓版平板电脑、手机上。在与NSII国家标本平台合作的版本上提供了二十多个国内大型标本馆的介绍及其馆藏标本资源检索、全数据库检索、标本信息及其图像的浏览的功能。支持条形码、二维码扫描，且内建有记录本工具，方便用户收藏、研究在线标本资料，资料可导出供分析使用。
移动标本馆App
为了方便标本馆用户在野外采集中快速查询当地的植物图像，辰山植物馆基于中国自然标本馆平台（CFH，http://www.cfh.ac.cn）的开放图库，开发了两个客户端App，包括自然相册和定位找图，自然相册App可以分享、浏览CFH上野外考察用户分享的百万图像。定位找图App根据用户点击的地图或手机GPS定位的经纬度，查询选择点位周围10米、100米、1公里或10公里范围内的物种名录及对应物种信息与照片。
自然相册App
定位找图App
三、发展展望
“植物标本信息化管理系统整体解决方案”初步形成了植物标本馆的信息化软件架构，考虑到了不同的应用环境特点，具有很强的实用性，对于促进标本馆的技术进步与服务能力的提升具有非常重要的意义。2015年，该方案获得了上海市绿化市容行业十二五期间科技创新二等奖，得到了业内的认可。
但软件系统的完善与改进是个持续不断的过程，辰山植物园将以此为起步，不断完善与改进，本着公益性科研的宗旨，将以免费和开源的形式向国内外标本馆推广，促进标本馆事业的共同发展。更重要的是，希望通过信息系统的普及，促进标本馆领域的数据共享与科研合作，提高标本的使用价值，并推动行业信息系统的标准化，为创建全国性的分布式标本馆共享网络奠定基础。
（作者：陈建平，上海辰山植物园高级工程师、系统架构师；高燕萍, 上海辰山植物园软件工程师）
（本文由作者供图）