基于數(shù)字化的生物分類(lèi)鑒定及知識(shí)集成研究.pdf

1、21世紀(jì)是信息時(shí)代，隨著計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)的廣泛普及與應(yīng)用，數(shù)字化信息越來(lái)越被人們推崇與重視，知識(shí)數(shù)字化、傳播網(wǎng)絡(luò)化已成為傳統(tǒng)學(xué)科信息化發(fā)展的必然要求。生物分類(lèi)是物種多樣性研究與保護(hù)中重要的基礎(chǔ)工作，盡管現(xiàn)有的紙質(zhì)分類(lèi)信息十分豐富，但由于分類(lèi)信息數(shù)字化開(kāi)發(fā)工具匱乏，分類(lèi)專(zhuān)家直接數(shù)字化比例低，生物分類(lèi)信息資源的數(shù)字化發(fā)展相對(duì)緩慢。為改善此局面，推進(jìn)生物分類(lèi)信息資源的數(shù)字化建設(shè)，論文依托現(xiàn)代信息技術(shù)，以檢索表數(shù)字編碼、智能編制和二次重構(gòu)三大創(chuàng)新技

2、術(shù)為核心研制了生物分類(lèi)鑒定知識(shí)系統(tǒng)與物種多樣性數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)工具，為檢索表等生物分類(lèi)數(shù)字化信息的制作、整理、發(fā)布、使用與推廣提供一套完整的電子化解決方案，并在此基礎(chǔ)上建立了中國(guó)昆蟲(chóng)鑒定分類(lèi)系統(tǒng)InsectX與植物檢疫性昆蟲(chóng)信息平臺(tái)W-QPM等網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 1．檢索表數(shù)字編碼技術(shù)基于規(guī)則的檢索表數(shù)字化方式直接模擬專(zhuān)家思路，存在擴(kuò)展性弱等諸多缺點(diǎn)。論文提出采用基于二維的特征分值數(shù)字矩陣保留檢索表中對(duì)象與特征的匹配關(guān)系，并用XML結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)

3、模板記錄所有檢索表信息。該方案數(shù)據(jù)元分離到位，數(shù)字矩陣十分適合計(jì)算機(jī)分析處理，深入挖掘擴(kuò)展功能，它為生物分類(lèi)信息數(shù)字開(kāi)發(fā)與應(yīng)用奠定了重要基礎(chǔ)。 2．檢索表智能編制技術(shù)為實(shí)現(xiàn)檢索表直接數(shù)字化開(kāi)發(fā)，提高設(shè)計(jì)效率與科學(xué)性，論文從檢索表設(shè)計(jì)基本原則出發(fā)，設(shè)計(jì)了全局優(yōu)化的新檢索表編制算法，可基于專(zhuān)家建立的特征與對(duì)象關(guān)聯(lián)矩陣產(chǎn)生備選檢索表，通過(guò)比較檢索表特征優(yōu)化度、對(duì)象優(yōu)化度或綜合優(yōu)化度，并參考檢索表長(zhǎng)度和特征總優(yōu)先度，輸出最佳檢索表。以此

4、為核心開(kāi)發(fā)的二項(xiàng)檢索表專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)軟件KeyMaker優(yōu)化性能達(dá)到并高于同類(lèi)DELTA Key軟件，可代替分類(lèi)專(zhuān)家智能設(shè)計(jì)出最佳的檢索策略，減少手工編寫(xiě)檢索表所花費(fèi)的時(shí)間與精力。 3．檢索表二次重構(gòu)技術(shù)該技術(shù)是一種新穎的“表生表”重構(gòu)技術(shù)，它以基礎(chǔ)分類(lèi)檢索表為知識(shí)庫(kù)，根據(jù)用戶(hù)定制的重構(gòu)對(duì)象，通過(guò)分類(lèi)單元與鑒定特征間匹配關(guān)系的反向推理，自動(dòng)搜尋并重組檢索路線(xiàn)，生成只含指定分類(lèi)單元和必要特征的二次檢索表，可大大簡(jiǎn)化依據(jù)傳統(tǒng)分類(lèi)檢索表鑒定

5、的繁瑣過(guò)程，提高鑒定效率。目前InsectX已支持定制國(guó)內(nèi)昆蟲(chóng)科及以上分類(lèi)單元、繭蜂科所有已知種在線(xiàn)進(jìn)行二次檢索表重構(gòu)。 4．生物分類(lèi)鑒定知識(shí)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具該工具是提供給分類(lèi)專(zhuān)家、多樣性工作者等從事分類(lèi)信息數(shù)字化，提供網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)的綜合平臺(tái)。用戶(hù)只需收集、整理與入庫(kù)分類(lèi)資料，其他如網(wǎng)頁(yè)制作、數(shù)據(jù)庫(kù)集成和網(wǎng)站發(fā)布等技術(shù)性工作都由該工具自動(dòng)完成。生成的系統(tǒng)內(nèi)建系統(tǒng)分類(lèi)樹(shù)、輔助鑒定、二次檢索表重構(gòu)、物種鑒定訓(xùn)練、信息檢索查詢(xún)、分類(lèi)專(zhuān)題定

6、制等功能，完全能滿(mǎn)足各種分類(lèi)研究與學(xué)習(xí)的需要。 5．物種多樣性數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)工具該工具收錄分類(lèi)地位、鑒別特征、地理分布、標(biāo)本信息、物種圖片等信息，并編譯成易理解、可移植的基本信息庫(kù)和物種圖片庫(kù)，用于第三方分類(lèi)軟件或系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。以此開(kāi)發(fā)構(gòu)建的繭蜂科多樣性數(shù)據(jù)庫(kù)已收錄分類(lèi)階元731個(gè)，繭蜂569種，檢索表128個(gè)，是國(guó)內(nèi)繭蜂分類(lèi)信息最全的多樣性數(shù)據(jù)庫(kù)。 6．基于Web的中國(guó)昆蟲(chóng)鑒定分類(lèi)系統(tǒng)InsectXInsectX以昆蟲(chóng)系統(tǒng)分

7、類(lèi)樹(shù)為框架，涉及分類(lèi)階元1873個(gè)，檢索表984個(gè)，物種圖片2343張，特征圖片284張，包括名稱(chēng)、特征、分布、鑒定流程、術(shù)語(yǔ)釋解、檢索表等信息，是國(guó)內(nèi)分類(lèi)系統(tǒng)最完善、內(nèi)容最全面的生物資源數(shù)據(jù)庫(kù)之一。系統(tǒng)以提供網(wǎng)絡(luò)檢索表在線(xiàn)鑒定、二次檢索表重構(gòu)鑒定、物種直觀(guān)鑒定訓(xùn)練等功能為特色，是昆蟲(chóng)分類(lèi)鑒定與科普教學(xué)的重要電子工具。 7．基于Wap的植物檢疫性昆蟲(chóng)信息平臺(tái)W-QPMW-QPM是基于無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)的移動(dòng)式專(zhuān)家系統(tǒng)，收錄了203種植物