К вопросу разработки информационной системы электронного Гербария

УДК 004.414

Е. А. Неворотова, В. А. Маслов

К ВОПРОСУ РАЗРАБОТКИ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОННОГО ГЕРБАРИЯ

Аннотация. Рассматривается специфика гербарного дела в контексте разработки системы электронного гербария на примере Пензенского Гербария им. И. И. Спрыгина. Анализируются возможные альтернативы и объясняется необходимость разработки специализированной информационной системы.

Ключевые слова: электронный гербарий, гербарное дело, разработка информационной системы, оцифровка гербарных образцов.

В настоящее время информационные технологии проникают в различные сферы деятельности человека, в том числе информатизация коснулась и архивов. Однако такая смежная область как гербарное дело остается без внимания. Мнение о том, что гербарий - это один из видов архивных учреждений, верно только отчасти. Их сближает неповторимость образцов, схожие способы организации хранения, учета, комплектования и использования экземпляров. Разница заключается в том, что гербарий, в отличие от всех архивных учреждений, организует работу с растениями, т.е. с живыми, природными образцами.

Гербарный экземпляр (рис. 1) представляет собой высушенное растение, подшитое определенным образом к картону формата А3 в наиболее естественном положении. Также на гербарном листе располагается номер, соответствующий описи, печать гербария, в котором хранится экземпляр, и этикетка, содержащая название образца, дату сбора и имя коллектора, собравшего образец.

Рис. 1. Гербарный экземпляр

Гербарий им. И. И. Спрыгина при кафедре «Общая биология и биохимия» Пензенского государственного университета является национальным достоянием России, крупнейшей научной и культурной коллекцией с международным значением, что подтверждается мнениями авторитетных ученых России [1—4], особым Сертификатом кафедры ЮНЕСКО «Экология и разнообразие организмов, сообществ и экосистем Волжского бассейна» Интитута экологии Волжского бассейна РАН (1914 г.). Гербарий имеет большую историю (создан в 1894 г.) и обладает специальным международным акронимом «РКМ» [5-10].

В настоящее время в Гербарии представлено около 200 тыс. образцов, хранящихся в 50 шкафах и 1200 коробках. На рис. 2 представлено фото гербарных шкафов, в которых хранятся гербарные экземпляры. Решением проблемы обработки такого количества материала, а также представления его широкому кругу заинтересованных лиц является разработка системы электронного гербария.

Рис. 2. Гербарные шкафы

Целью проекта является разработка эффективного средства управления данными, которое обеспечит их централизованное и структурированное хранение, оперативный доступ к информации и учет. Основными задачами системы являются: организация хранения, учета, поиска гербарных экземпляров; возможность дополнения и использования сведений об экземпляре в единой базе данных (БД), их просмотр; обеспечение целостности БД. К основным функциям системы относятся: разграничение прав доступа; удобный ввод сведений о гербарных экземплярах; ведение реестра гербарных экземпляров коллекции; поиск гербарных экземпляров по переменным атрибутам; создание виртуальных экспозиций; прикрепление изображения и места сбора к гербарному экземпляру; импортирование инвентаризованных гербарных экземпляров в БД.

Значение гербарных коллекций в мире информационных технологий заметно возрастает. На них основываются все современные исследования в области молекулярной биологии, палеоботаники и геносистематики растений. Система электронного гербария -это инструмент, который оптимизирует работу сотрудников гербария, а также предоставляет доступ к гербарной коллекции специалистам-ботаникам мирового сообщества.

Несмотря на возрастающую популярность таких систем, единого способа их создания по-прежнему не существует. Прежде всего это связано со спецификой данной сферы, а также с отсутствием в гербариях квалифицированных технических работников. Поэтому речь идет именно о разработке новой специализированной системы электронного гербария.

Множество существующих систем электронного гербария разработаны в среде MS Access (Гербарий Челябинского государственного университета, Тверского государственного университета, Института биологии Коми НЦ УрО РАН), преимуществами которой являются распространенность системы и ориентированность на пользователя с разной профессиональной подготовкой. Однако у такого способа есть ряд существенных недостатков, к которым относятся ограниченные возможности по обеспечению многопользовательской среды, низкий уровень безопасности, сложность интеграции с веб-сервисами и низкая производительность.

Разработка системы электронного гербария возможна на основе системы управления содержимым (Content managemen tsystem, CMS) - конструктора, обеспечивающего создание, управление и редактирование контента на сайте. Использование CMS позволяет сократить время на разработку сайта и не требует специальных навыков. Популярные системы имеют дополнительные модули и шаблоны, что повышает уровень их функциональности. Несмотря на все преимущества CMS, такой способ реализации проекта не подходит для системы электронного гербария по причинам недостаточного объема функций для специфичной области и неоптимизированной внутренней структуры сайта.

Таким образом, оптимальным вариантом видится разработка специализированной информационной системы, в которой будут учтены все требования к электронному каталогу, включая доступ к материалам для широкого круга лиц через сеть Интернет и эффективные средства ввода специализированной информации с учетом специфики предметной области.

Электронную каталогизацию в условиях Гербария им. И. И. Спрыгина при кафедре «Общая биология и биохимия» ПГУ с учетом описанной реализации планируется провести в несколько этапов:

1. На основе разработанной диаграммы «Объект - отношение» создание объектов БД и описание отношений между ними.

2. Разработка дизайна и функционала сайта, включая подсистему для администрирования БД и ее заполнения. На рис. 3 представлен созданный в 2016 г. логотип Гербария им. И. И. Спрыгина. На нем отображены название, дата основания, международный акроним Гербария, а также портрет основателя - Ивана Ивановича Спрыгина.

Рис. 3. Логотип Гербария

3. Сайт будет включать в себя следующие стандартные вкладки: Главная, Новости, История, Контакты, а также специальные вкладки: Коллектив, Коллекции, Наука, Услуги. Вкладка Коллектив будет отражать краткую информацию о сотрудниках Гербария. Во вкладке Коллекции будет представлена база гербарных экземпляров, хранящаяся в шести фондах: Основной фонд, Типовые образцы, Исторический гербарий, Гербарий Урочищ, Обменный фонд, Учебный гербарий. Наука - вкладка, отражающая научную деятельность Гербария, например, участие в конференциях и проектах. Вкладка Услуги будет хранить перечень услуг, предоставляемых Гербарием. Сайт Гербария находится на стадии разработки, поэтому макет, представленный на рис. 4, не является конечным вариантом.

Рис. 4. Макет сайта Гербария

4. Сканирование гербарных листов для последующего закрепления изображений за каждым экземпляром коллекции. На этом этапе проект сталкивается с серьезной технической проблемой - отсутствием специального оборудования (широкоформатного сканера для оцифровки гербарных листов формата А3).

5. Заполнение полей созданной на первом этапе БД, при необходимости корректировка отношений между объектами или создание/удаление объектов.

6. Поддержание и актуализация системы электронного гербария.

Гербарий никогда не потеряет своей актуальности, поскольку гербарный образец -это документ природы, который не могут заменить фотографии и рисунки. В связи с этим следует обеспечить сохранность и защиту гербарных коллекций, а также предоставить возможность их использования. Решить поставленные задачи возможно путем создания электронного каталога гербарных образцов. Гербарий Пензенского государственного университета находится на этапе инвентаризации гербарного фонда. Перспективы развития проекта на ближайший год: разработка системы с упором на организацию администрирования, решение технической проблемы сканирования гербарных листов.

Библиографический список

1. Гельтман, Д. В. Инвентаризация Гербариев России: процесс пошел / Д. В. Гельтман, В. В. Бялт // Гербарный пресс : инф. бюл. - 1998. - № 3. - С. 2-4.

2. Бялт, В. В. Гербарии заповедников России / В. В. Бялт // Гербарный пресс : инф. бюл. -1998. - № 3. - С. 5-7.

3. Серегин, А. П. Основные гербарные фонды по флоре Средней России // Флора Средней России: Аннотированная библиография / А. П. Серегин, И. М. Калиниченко, В. С. Новиков,

A. В. Щербаков. - М. : КМК, 2006. - С. 60-71.

4. Index Herbariorum. Pt 1: The Herbaria of the World / Ed.: P. K. Holmgren, N. H. Holmgren, L. C. Barnett. - N.Y., 1990. - 693 p.

5. Новикова, Л. А. Современное состояние коллекции Гербария им. И. И. Спрыгина Пензенского государственного университета (PKM) / Л. А. Новикова, Г. А. Карпова, Д. В. Панькина // Проблемы изучения растительности Сибири : сб. V Междунар. науч. конф., посвящ. 130-летию Гербария им. П. Н. Крылова, 135-летию Сибирского ботанического сада Томского государственного университета (Томск, 20-22 октября 2015 г.). - Томск : Изд. Дом Томского гос. ун-та, 2015. -

С. 31-34.

6. Солянов, А. А. Пензенский Гербарий / А. А. Солянов / Из истории области. Очерки краеведов. - Вып. 4, посвящ. 120-летию со дня рождения И. И. Спрыгина. - Пенза : Пензенская правда, 1993. - С. 86-96.

7. Солянов, А. А. Гербарий имени И. И. Спрыгина / А. А. Солянов // Флора Пензенской области. - Пенза : Пензенская правда, 2001. - С. 307-310.

8. Сацердотов, Б. П. Пензенский ботанический сад / Б. П. Сацердотов // Природа. - 1947. -№ 9. - С. 80-81.

9. Новикова, Л. А. Значение Гербария имени И. И. Спрыгина. Каталог видов высших споровых и голосеменных растений / Л. А. Новикова, А. А. Солянов, В. Н. Хрянин // Известия Пензенского государственного педагогического университета им. В. Г. Белинского. Естественные науки. - Пенза, 2010. - Вып. 17 (21). - С. 20-31.

10. Новикова, Л. А. Гербарий им. И. И. Спрыгина (PKM) Пензенского государственного университета / Л. А. Новикова // Ботанические коллекции - национальное достояние России : сб. науч. ст. Всерос. (с междунар. участием) науч. конф., посвящ. 120-летию Гербария им. И. И. Спрыгина и 100-летию РБО (Пенза, 17-19 февраля 2015 г.). - Пенза : Изд-во ПГУ, 2015. -С. 330-331.

Неворотова Елизавета Анатольевна, студентка, Пензенский государственный университет. E-mail: veto4ka_09@mail.ru

Маслов Владимир Алексеевич, кандидат технических наук, доцент, кафедра «Информационное обеспечение, управление и производство», Пензенский государственный университет. E-mail: mvaco@mail.ru

УДК 004.414 Неворотова, Е. А.

К вопросу разработки информационной системы электронного гербария / Е. А. Неворотова,

B. А. Маслов // Вестник Пензенского государственного университета. - 2017. - № 4 (20). - С. 96-100.