“中药标本馆数字化建设的探索与实践”研究工作报告_精品文档文档格式.doc

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负责人张钦德

所在单位山东中医药高等专科学校

邮政编码265200

通讯地址山东省莱阳市文化路6号

传真号码0535-7217062

填报日期2010.12.28

研究工作报告

一、研究目的

（一）课题来源

本课题是全国卫生职业教育研究发展基金2008-2009年度教育教学研究课题（课题编号09-ZC26）。

自2009年10月批准立项以来，在卫生职业教育教指委、高职高专相关医学类专业教指委、山东中医药高等专科学校的大力支持及课题组成员的共同努力下，已按计划完成了预期研究任务。

（二）国内外研究现状

全世界现已认知的生物物种约100万种，凭证标本达3亿份（件）；

我国植物物种占世界已知物种总数的10%左右，约10万种，凭证标本达3000万份（件）。

现今生物信息量爆炸性增长与从实物标本中获取新知识相对贫乏的矛盾越发突出，正成为全世界面临的重大问题，生物标本的数字化已成为国际学科领域最新趋势。

1.国外研究概况

西方国家早在70年代就开始了建立植物标本大型数据库的尝试。

美国国家标本馆花费巨资，历经10余年时间，把近20万份植物标本录入数据库，但因使用的是DbaseII系统，在继续扩充中遇到数据不兼容和其他一些困难。

美国堪萨斯自然历史博物馆开发的“物种分析者”（Speciesanalyst）软件，可在几秒钟内生成世界地图，标明动物和植物的发现地、分布区和采集信息等资料。

美国圣迭哥超级计算机中心研制的应用软件，可将标本、生物、环境与气象等信息整合，为追踪气候变化的生态效应、保护濒危物种、管理有害物种入侵等提供依据。

美国密苏里植物园历经20余年研制了数据库TROPICOS系统，但因与其他系统不兼容，且使用维护复杂，难以推广使用。

美国哈佛大学等10余家标本馆进行了植物模式标本采集、物种与图像信息管理和交换系统的开发，并把已整合的信息进行网络管理，但规模和信息量均较小。

澳大利亚、南非和其他国家的一些标本馆也初步完成了各自的物种和标本信息管理系统，但这些系统多互不兼容，而且难于适应标本量超过100万份以上的大型生物标本馆使用。

澳大利亚科学家基于DOS/S/O平台开发的分类描述系统（DELTA）的代码已作为国际标准使用，其中也含有部分物种信息管理的内容，但这一系统同样不具备大规模采集和管理植物信息的能力。

其他一些国家也提出了专家系统、神经网络、种类鉴定中的计算机视觉识别等创新性的研究思想。

近年来，高科技、高水准的国际生物标本馆数字化进程加快，但尚未能形成统一的数据采集、管理、整合与交流体制；

生物学家与计算机专家设计思想不统一，使系统设计的预测性、兼容性和可塑性低；

软、硬件条件不合理。

世界一些著名的大型标本馆在数字化进程中，多采用较为保守的态度，如英国邱园植物标本馆，目前仅在学名、地理分布等工具库中做一些工作，而大规模物种、标本和活植物信息的采集、录入、整合以及与其他国家的信息交流，尚处于观望和调研阶段。

国外只在生物标本馆数字化建设方面取得进展，而在中药标本馆数字化建设方面尚属空白。

2.国内研究现状和发展趋势

（1）数字化生物（植物）标本馆

我国生物科学工作者在80年代初期，敏锐地捕捉到国际生物标本馆和植物园研究领域的数字化趋势。

江苏植物研究所在80年代中期开展了以IBM计算机和电子表格lotus123建立模式标本数据库以及植物园信息管理系统，后因界面差、操作不便和容量有限而搁置；

中山大学植物标本馆在国家自然科学基金会资助下，与美国阿拉巴马大学合作研究“标本馆双语数据库”，但其基于的Dos平台和DbaseIV系统受到了自身发展的限制；

台湾大学植物标本馆基于Dbase平台设计了Pbase标本信息管理系统（Tais），现已发展到用视窗界面Pbasew系统管理台湾大学标本馆的20万份标本，并对地理信息有较好的表达；

但因该馆标本量较小，系统的兼容性不强，尚未引起外界的广泛注意。

中国科学院的生物标本馆自80年代初期开展了生物标本馆的数字化研究，硬件的使用经历了早期苹果机、8086、286、386、486、586、奔腾II、Sunworkstation等阶段；

软件的开发和使用亦经历了电子数据表格、DBASEII、DBASEIII、DBASEIV、Foxbase、Foxprow、Access、Oracle等阶段。

现在中国科学院内已初步建成了生物物种和标本信息系统，完成了中国全部高等植物和部分动物物种信息的采集、录入和整合工作，也完成了中国科学院内各生物标本馆近50万份标本数据录入和整理工作。

中国科学院植物研究所植物标本馆已完成馆藏1万份模式标本和4万份植物标本的采集和入库工作，并采用了国际最先进的植物标本信息条形码管理系统；

也尝试了多媒体技术、电子文本自动翻译和生成、网络技术以及GIS在物种和标本信息系统中的应用；

中国科学院植物研究所北京植物园，已经在国内率先建立了数字化植物园的地理信息系统，对园区活植物档案、栽培和配置进行数字化管理和演示。

中国科学院动物研究所动物标本馆完成了鸟类、大部分兽类物种和标本数据库；

中国科学院微生物研究所菌物标本馆也已经完成了全部馆藏40万份（件）菌物标本信息的采集和建库工作。

中国科学院于90年代中后期启动了中国科学院重大科研管理项目“中国科学院生物标本馆物种与标本信息系统”项目，中国科学院内的生物标本馆都统一使用这一项目参加单位共同研究开发的数据库和信息管理系统，做到了统筹考虑、一致使用、信息规范和系统兼容。

目前，中国数字植物标本馆已经建成，有400万号植物标本实现数字化，其中230万号已上网，2.7万张彩色照片已上传。

此外还包括模式标本文献查询、中国种子植物名称及其分布数据库、采集地新旧地名对照、植物分类学文献要览、中国植物标本馆的链接等相关数据库，只要输入查询物种的名称，就可以把该植物的相关信息全部显示出来，日点击率达到2000多次。

我国数字化生物标本馆和植物园的研究工作，已取得了在国际同类研究中备受瞩目、甚至在某些领域领先的成就。

（2）数字化中药标本馆

随着信息技术的不断进步和药物价值的不断挖掘，天然药物渐受重视，中药标本馆也逐渐增多，标本馆数字化的问题逐渐被人们关注。

数字化中药标本馆是采用计算机技术、多媒体技术和网络技术等，对实体标本馆的展示内容和相应的标本、实物进行数字化处理，提供在线的中药标本查询、物种信息服务，将传统的中药标本馆网络化、虚拟化。

它是实体标本馆的功能在现代科技条件下的延伸、拓展和创新。

数字化中药标本馆的出现，使中药标本馆的教育功能已不再局限于一个地区、一个国家，而是日益走向开放、走向国际化，在更大的范围内实现最大限度的信息交流和资源共享。

目前国内在这方面还处在初始阶段，只有成都中医药大学、广西中医学院、中国药科大学、上海中医药大学4家建立了标本馆网站，其中成都中医药大学建立了川草药标本链接，其余的只用图片和文字进行介绍，均未实现数据共享和标本检索。

据统计，我国有记载的中药材有12807种，其中植物药11146种，动物药1581，矿物药80种，无记载的民间药更不计其数。

中药标本馆作为学校的教学实习基地，承担着教学、科研、对外交流、科普等任务，因此现代化的建设刻不容缓，标本管理水平亟待提高。

而中药标本馆数字化是目前现代化建设的最佳选择。

（三）存在的问题

山东中医药高等专科学校中药标本陈列馆始建于1959年，展出面积648平方米，共收藏各类标本12500余种（份），下设药材标本室、腊叶标本室、浸液标本室及学生标本复习室。

药材标本室分药材专区、中药方剂专区、中成药专区和伪品专区4部分。

药材专区是整个陈列馆的核心部分，室内汇集了川、广、云、贵等全国各地的道地药材、名贵药材、民间草药及进口药材2000余种；

中药方剂专区展有常用处方130余首；

中成药专区展有山东地产名优中成药近300种；

伪品专区展有伪劣药材400余份。

腊叶标本室收藏各类药用植物8000余份。

浸液标本室展有海洋药物标本500余份，植物浸液标本1000余份。

学生复习室展出临床常用药材500余种，学生可以利用一切课余时间来本室复习。

近五十年来，本馆作为中医药教育的特殊课堂与对外学术交流的重要窗口，对教学、科研、中医药文化交流等方面发挥了积极作用。

但由于本馆以半开放的形式只允许中药领域的专家学者进入阅览，资源利用率低，已不能适应当今社会发展的需要。

提高中药标本资源的高效利用成为当务之急。

将中药资料整理、整合为一个整体的数据库，并实现网络查询，可大大节省科研工作者的时间，提高工作的效率；

也为中药鉴定学、生药学、药用植物学等课程的教学提供便利，丰富内容；

又可以吸引更多的中药爱好者，为中药研究注入更多的年轻人才。

（四）解决问题所在

将学校中药标本馆的中药标本以文字、图像或其他的数字化形式存储，建立中药标本数据库，将其挂于互联网上使其网络化，通过互联网提供远程用户检索、查询和利用。

在我校数字化中药标本馆建设中，我们着重考虑解决以下三方面问题。

1．对数字化中药标本馆进行特殊定位，实现数据库功能更高的飞跃

数字化中药标本馆是建立在网上的新型中药标本馆，它以实体标本馆为依托来建设，但又不同于实体中药标本馆，因为它的展示内容和媒体信息更为丰富，展示艺术和表现手法更为多样；

它也不同于科教片，但借用了其动态的表现手法；

它还不同于单纯的数据库，因为它涵盖的信息量更大，除了功能强大的数据库外，还有中医药科普知识浏览。

因此，数字化中药标本馆是综合了实体中药标本馆展示特点、科教片表现手法、数据库功能的更高的飞跃。

2．针对中药标本馆的服务对象分类设计，以满足不同服务群体的需要

中药标本馆的服务对象有两个群体，一是面向社会公众尤其是青少年进行中医药科普教育；

二是为高等院校和科研院所的教学、科研提供服务。

数字化中药标本馆的内容安排和表现手法上要统筹兼顾，以满足不同群体的需要。

3．构筑多功能的数字化标本系统，以对观众产生强大的吸引力

数字化中药标本馆的建设应最大限度地发挥计算机技术、多媒体技术和网络技术的作用，并且在实践中不断地创新，构筑多功能的数字化中药标本馆系统，把复杂而深奥的科学内容用直观而形象的技术手法表现出来，以对观众产生强大的吸引力。

4.推行馆藏标本条码化管理，实施实物标本库与资源数据库对接

为了实现实物标本库与资源数据库的对接，在开发中药资源数据库的同时，对中药标本馆馆藏标本实施条码化管理，并按以下编码原则实施编码：

植物标本编码=陈列区编码+标本类别代码（Z）+标本采集号；

药材标本编码=陈列区编码+标本类别代码（Y）+数据库编号；

浸液标本编码=陈列区编码+药材类别代码（J）+个编；

内外标本编码按照以上编码原则在“陈列区编码”与“标本类别代码”之间分别加上字母N、W。

中药标本馆的所有馆藏标本均按照以上编码原则实施了条码化管理，这些编码与中草药资源数据库编码一致，从而为实物标本库与资源数据库的对接奠定基础。

数字化中药标本馆的建立，构建了多功能的教学功能体系，实现了中药资源的共享，扩大了标本的展示空间，还可经常发布有关信息。

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