基于數(shù)字化的生物分類鑒定及知識集成研究.pdf

1、21世紀(jì)是信息時代，隨著計算機與網(wǎng)絡(luò)的廣泛普及與應(yīng)用，數(shù)字化信息越來越被人們推崇與重視，知識數(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。生物分類是物種多樣性研究與保護中重要的基礎(chǔ)工作，盡管現(xiàn)有的紙質(zhì)分類信息十分豐富，但由于分類信息數(shù)字化開發(fā)工具匱乏，分類專家直接數(shù)字化比例低，生物分類信息資源的數(shù)字化發(fā)展相對緩慢。為改善此局面，推進生物分類信息資源的數(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鑒定知識系統(tǒng)與物種多樣性數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具，為檢索表等生物分類數(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)上建立了中國昆蟲鑒定分類系統(tǒng)InsectX與植物檢疫性昆蟲信息平臺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家思路，存在擴展性弱等諸多缺點。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)字矩陣十分適合計算機分析處理，深入挖掘擴展功能，它為生物分類信息數(shù)字開發(fā)與應(yīng)用奠定了重要基礎(chǔ)。 2．檢索表智能編制技術(shù)為實現(xiàn)檢索表直接數(shù)字化開發(fā)，提高設(shè)計效率與科學(xué)性，論文從檢索表設(shè)計基本原則出發(fā)，設(shè)計了全局優(yōu)化的新檢索表編制算法，可基于專家建立的特征與對象關(guān)聯(lián)矩陣產(chǎn)生備選檢索表，通過比較檢索表特征優(yōu)化度、對象優(yōu)化度或綜合優(yōu)化度，并參考檢索表長度和特征總優(yōu)先度，輸出最佳檢索表。以此

4、為核心開發(fā)的二項檢索表專業(yè)設(shè)計軟件KeyMaker優(yōu)化性能達到并高于同類DELTA Key軟件，可代替分類專家智能設(shè)計出最佳的檢索策略，減少手工編寫檢索表所花費的時間與精力。 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)分類檢索表為知識庫，根據(jù)用戶定制的重構(gòu)對象，通過分類單元與鑒定特征間匹配關(guān)系的反向推理，自動搜尋并重組檢索路線，生成只含指定分類單元和必要特征的二次檢索表，可大大簡化依據(jù)傳統(tǒng)分類檢索表鑒定

5、的繁瑣過程，提高鑒定效率。目前InsectX已支持定制國內(nèi)昆蟲科及以上分類單元、繭蜂科所有已知種在線進行二次檢索表重構(gòu)。 4．生物分類鑒定知識系統(tǒng)開發(fā)工具該工具是提供給分類專家、多樣性工作者等從事分類信息數(shù)字化，提供網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)的綜合平臺。用戶只需收集、整理與入庫分類資料，其他如網(wǎng)頁制作、數(shù)據(jù)庫集成和網(wǎng)站發(fā)布等技術(shù)性工作都由該工具自動完成。生成的系統(tǒng)內(nèi)建系統(tǒng)分類樹、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、分類專題定

6、制等功能，完全能滿足各種分類研究與學(xué)習(xí)的需要。 5．物種多樣性數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具該工具收錄分類地位、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和物種圖片庫，用于第三方分類軟件或系統(tǒng)的開發(fā)。以此開發(fā)構(gòu)建的繭蜂科多樣性數(shù)據(jù)庫已收錄分類階元731個，繭蜂569種，檢索表128個，是國內(nèi)繭蜂分類信息最全的多樣性數(shù)據(jù)庫。 6．基于Web的中國昆蟲鑒定分類系統(tǒng)InsectXInsectX以昆蟲系統(tǒng)分

7、類樹為框架，涉及分類階元1873個，檢索表984個，物種圖片2343張，特征圖片284張，包括名稱、特征、分布、鑒定流程、術(shù)語釋解、檢索表等信息，是國內(nèi)分類系統(tǒng)最完善、內(nèi)容最全面的生物資源數(shù)據(jù)庫之一。系統(tǒng)以提供網(wǎng)絡(luò)檢索表在線鑒定、二次檢索表重構(gòu)鑒定、物種直觀鑒定訓(xùn)練等功能為特色，是昆蟲分類鑒定與科普教學(xué)的重要電子工具。 7．基于Wap的植物檢疫性昆蟲信息平臺W-QPMW-QPM是基于無線互聯(lián)網(wǎng)的移動式專家系統(tǒng)，收錄了203種植物