作者：吳文斗1，王賢1，李泓蒴1，劉本英2*
單位：1.雲南農業大學大數據學院；2.雲南省農業科學院茶葉研究所
簡介：吳文斗，副教授，碩士生導師，碩士，從事農業大數據相關領域研究。*通信作者，研究員，博士，從事茶樹種質資源及遺傳改良研究。
基金項目：農作物（茶樹）種質資源保護專項。
OSID開放科學計劃
長按識別論文專屬二維碼，聽作者講述論文寫作背景，與同行交流心得體會。
種質資源是農作物品種改良的物質基礎，是生物多樣性和自然科技資源的重要組成部分，是大自然留給人類的寶貴財富，世界各國把作物種質資源建設作為一種戰略，積極開展作物種質資源資料庫建設。我國農作物種質資源資料庫建設起步也比較早，中國作物種質信息網（CGRIS）於1991年建立，開啟了我國種質資源資料庫建設先河。
雲南省農業科學院茶葉研究所建設的國家種質勐海大葉茶樹資源圃經過30多年的發展和建設，已成為國內最大、保存種類最多的大葉茶種質資源保存圃。但長期以來數字化和信息化程度相對較低，數據保存分散，以及共享、交流和利用困難。鑒於此，筆者開展了雲南茶樹種質資源數據共享平台研究和建設，旨在為科學合理地管理和利用雲南茶樹種質資源提供技術支持。
1 平台功能構架設計
雲南茶葉種質資源共享平台建立的主要目的是對雲南茶樹種質資源信息收集、整合、存儲管理、共享、決策分析和可視化展示。按照平台管理內容，可劃分為種質資源信息管理、系統管理、權限認證和數據管理四大核心系統，採用面向對象分析方法，平台功能包結構如圖1。
圖1 雲南茶樹種質資源資料庫平台包
其中，種質資源子系統是雲南茶葉種質資源共享平台的核心，整個平台的其他功能都是服務於種質資源的共享和使用，種質資源子系統有7個模塊，包括品種資源、品質特徵、土壤養分、科普文化、統計報表、病蟲害信息以及信息規範與標準，各核心模塊之間相互協作、相互獨立，符合高內聚低耦合的設計理念。
品種資源是特別複雜的數據，包括矢量空間、地理信息數據、地形地貌、植被群落、氣候條件、小生境、理化檢測成分分析、礦物質分析、價值功效、植物形態學特徵以及科普文化資源等信息。品種資源包共有7個類，分別用於記錄和存儲種質資源的矢量空間、地形地貌、小生境、氣候條件、地理信息、植被群落以及茶樹種屬等信息，詳細記錄和描述了品種資源的各個方面，形成比較完善的品種資源資料庫，其實體類如圖2所示。
圖2 品種資源實體類
品質特徵主要是指茶葉理化分析成分與礦物質分析的特徵數據，是茶葉檢測標準的數據呈現，同時可分析和界定古茶樹的價值功效。
病蟲害信息包含病害和蟲害，病蟲害類主要是記錄和存儲病蟲害的種類、名稱、症狀、分布規律、防治要點及藥指導等信息，建立古茶樹病蟲害識別、查詢、預測、防治和用藥指導較完整的體系。
科普文化資源是對茶山地區的古茶山、古茶園文化、古茶莊、茶馬古道、名族茶藝、茶園風情、茶的傳說及其他茶文化遺蹟資源的收集、整理、分析和存儲。
土壤養分主要是對土壤中大量元素、微量元素、重金屬元素的種類、含量和分布等進行數據採集、整理、分析和存儲，為古茶樹的生長環境、病蟲害防治以及理化檢測分析等提供支持。
信息規範與標準是提供加工工藝、法律法規、標準化信息以及種植技術在內的標準與規範的指導，在標準和規範的指導下，對古茶樹進行科學化管理。
2 平台功能實現
2.1
技術實現方案
採用面向對象的開發方法進行軟體平台的開發，通過面向對象的MVC模式，即模型、視圖和控制器實現系統。平台使用 MySql為後台資料庫，Eclipse為IDE開發工具，IBM Rational Architecture和Rational Rose為建模工具。
平台採用分層設計，分為DAO、service、Controller、View層，嚴格按照 Web安全規範，採用前後台雙重驗證，參數編碼傳輸，密碼使用 MD5加密，Shiro權限驗證，有效防範 SQL注入攻擊、XSS攻擊、CSRF等常見攻擊手段。
2.2
核心功能模塊實現
2.2.1 雲南茶樹種質資源資料庫平台
平台將利用元數據管理技術，根據數據資源屬性特徵建立種質資源資料庫應用系統（平台），實現種質資源的分類、分層和多樣化展示，為用戶提供雲南茶樹種質資源應用服務。茶組植物25個種3個變種的1521份茶樹種質資源收集整合，實現了茶樹資源的數字化和可視化。
主要實現了種質數據查詢、作物資源照片在線展示、種質資源數據地圖查看、種質信息規範在線查看、科普文化在線查看、病蟲害數據在線查看及統計、茶樹種質資源現狀分布、土壤類型、地形地貌等數據展示功能，該研究僅列出部分介面實例。
種質資源檢索與瀏覽：在雲南茶樹種質資源平台搜索介面輸入要查詢的相關種質關鍵字，點擊「搜索」，如圖3所示檢索介面。
圖3 種質資源檢索介面
種質資源分布管理：平台採用基於百度地圖引擎和API接口，實現基於地理信息系統的種質資源分布管理和展示，具體如圖4所示。
圖4 種質資源分布管理
茶樹資源管理：通過對古茶山古茶樹分布的區域、海拔、經緯度、形態特徵和生物學特性、品質特性、抗逆性、抗病蟲性等特性數據的數字化整理，實現了古茶樹資源信息化（圖5）。
圖5 茶樹資源管理
2.2.2 後台管理系統
後台支持有關種質資源數據信息的增減修改、數據信息的雲端存儲以及統計分析、分權限用戶角色管理、系統基礎設置以及系統的異常的監控管理（圖6）。
圖6 系統後台管理介面
3 小 結
雲南茶樹種質資源平台服務對象廣泛，系統平台介面設計友好，用戶體驗較好，功能設計完備，性能較高，對雲南茶樹種質資源的數據收集與推廣應用有重要意義。
雲南茶樹種質資源數據共享平台建成大大提高了西雙版納州乃至整個雲南省茶葉信息管理和公共服務能力，更有效配置科技經濟資源，具有較好的社會效益。該研究填補了雲南省茶樹種質資源平台建設的空白，為科學研究提供便利的平台，具有實踐創新意義。
♔采編：小白 ♔排版：小同