CN110728127B - 一种生物多样性评估报告自动生成方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物多样性评估报告自动生成方法。按下述步骤进行：根据需求，设置用于评估生物多样性的评估报告模板，对各评估报告模板进行编号、保存；当用户输入创建需求时，系统根据需求访问不同的评估报告模板，采用Ajax、Redis、Spring Batch、Apache Storm、Apache Spark等技术从采集的数据库中调取物种、标本、动植物园、生态环境、植被群落、保育、生态产品、生物企业数据并进行实时的“云”上并行计算，将最终的动态数据返回到报告模板中，得到生物多样性评估报告。本发明能够自动生成评估报告，节约了大量的人力成本，而且节约了时间成本，同时避免数据遗漏问题，使得计算更加精准高效，提高了工作效率。

Description

一种生物多样性评估报告自动生成方法

技术领域

本发明涉及云计算应用技术领域，特别是一种生物多样性评估报告自动生 成方法。

背景技术

云计算是一种实现海量数据的分布式计算模式，通过聚合了海量分布在不 同时间、不同地点、由不同生态专家创建的数据资源，提供海量生态数据的存 储与计算能力。云计算包括两个方面：(1)云计算平台底层基础设施，也就是 构造上层应用程序的基础；(2)在基础平台上构建的云计算运用程序。云计算 平台通过虚拟化、动态资源调配等技术向生态行业的监管部门、企业、检测机 构、媒体、大众提供数据计算的按需服务，避免资源浪费，提高了云服务器的 利用率以及应用性能。通俗来说，云计算使用大量廉价互连在互联网上的计算 机按需进行任务的处理，为生态大数据提供了所需的存储资源、计算资源等。 所有用户无需了解云计算基础设施的管理。与此同时，云计算提供动态负载均 衡与横向伸缩的能力，随着数据量的增大，需要更多数据节点来进行计算。云 计算支持运行时向数据中心按需新增节点，并自动将一些负载按需转移到新的 节点上进行运算。同时保持节点间负载的平衡，提高业务的承载能力。

在云计算环境中，所有数据资源分为多个数据中心的模式。一个数据中心 有成千上万的数据节点，这些数据节点间通过互联网进行高效连接，可为用户 提供存储及计算资源。如今，随着云计算的快速发展，能够利用虚拟化实现廉 价大规模的计算平台，并将存储资源、网络资源、计算资源、应用程序等作为 虚拟化的实体。虚拟化技术可被运用于有效地利用和组织空闲的计算平台，对 闲置的计算资源进行抽象，使计算资源形成相互间独立的虚拟服务器实例，从 而独立地完成被分配的数据处理和计算，以此实现底层硬件的虚拟化。

基于云计算可实现大规模数据的高效处理及分析。大规模的数据在使用MapReduce计算框架进行并行化计算的时候，需保持结构一致。对于海量数据的 挖掘，通常跟计算难度大的复杂算法有关，比如近似求解、数据降维、程序迭 代等。且根据集体行业不同，往往需要根据行业数据定制化数据挖掘算法。因 此，基于云计算和具体行业的海量数据挖掘技术引起了学术界和各行业的高度 关注。

如今随着数据量的增长，数据信息量通常能够达到GB或TB级别。云计算 平台采用HDFS对大规模数据进行支持，能在大规模分布式的廉价计算集群节点 中进行扩展且提供高数据的带宽。

生物多样性指生物与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程 的总和，包括物种、生态系统、遗传三个层次的多样性，涉及生物数量、空间 分布、组成结构、生物丰度等内容。生物多样性是一个内涵十分广泛的重要概 念，其重大意义主要有：遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性和景观多 样性。遗传多样性是指种内基因的变化，包括种内显著不同的种群和同一种群 内的遗传变异；物种多样性是生物多样性在物种水平的表现形式；生态系统多 样性是指生物圈内生境、生物群落和生态过程的多样化，以及生态系统内生境 差异、生态过程变化的惊人的多样性；景观多样性是指不同类型的景观要素或生态系统构成的景观在空间结构、功能机制和时间动态方面的多样化或变异性。

生物多样性是人类赖以生存和发展的物质基础，对于维持人类生存起着十分 重要的作用。

但是，随着经济的快速发展和人口的增长，我国的生物多样性受到了严重 威胁。

在我们了解的宇宙星球中，科学家们目前发现仅地球上有生命。地球上的生 命经过几十亿年的进化，形成了由众多类型生物组成的、适合于人类生存的生 物圈。无疑正是这纷繁的生物多样性支撑着人类的生存和发展。问题是由于人 类发展不当，我们正在经历自6500万年前恐龙灭绝时代以来又一场生物物种大 量绝灭的灾难。这一进程如不加以遏制，它将逐渐瓦解地球上的生命支持系统， 这可能是有史以来人类社会所面临的最大挑战。对此，我们不能无所作为。1992 年在巴西里约热内卢联合国环境与发展大会上，150多个国家的元首或政府首脑 签署了《生物多样性公约》。

随着我国生物多样性管理和履行《生物多样性公约》的逐步深入，我国的 生物多样性保护工作也面临着严峻挑战。生物多样性的管理方式粗放，许多地 区存在家底不清、威胁不明、措施不力的问题。生物多样性评价是一种反映复 杂环境问题、表征生物多样性的整体状况和趋势的概括性数据和信息工具。生 物多样性评价可用于评价不同水平的生物多样性保护措施，根据评估结果对相 关措施进行改进，并能通过政策干预和其他行动对所涉及的问题进行改善或根 治。为提高生物多样性管理水平，创新管理模式，促进管理方式从粗放型向精 细型转变，使生物多样性管理迈向更高的台阶，进行生物多样性评估是十分必 要的。

中国是世界上生物多样性最丰富的国家之一，具有森林、灌丛、草甸、草 原、荒漠和湿地等各类陆地生态系统以及黄海、东海、南海和黑潮河流域等海 洋生态系统。拥有高等植物35,112种(居世界第3位),脊椎动物6,445种(占 世界总数的13.7％),已查明真菌种类约1万多种(占世界总数的14％)；据不 完全统计，有栽培作物1,339种，家养动物品种576个。

由于生物多样性信息的庞大性和复杂性，生物多样性信息的搜集是一项艰 苦的工作。显然，评价者不可能亲自对所有评价的内容开展实地监测而获取数 据，评价者主要依赖现有数据。由于生物多样性评估报告涉及面广、数据繁杂， 且传统的报告生成方式过多依赖人工，已不能满足批量、快速、智能化的报告 出具要求，也大大降低了工作效率。因此，提供一种能够根据需求快速生成生 物多样性评估报告的方法及系统成为当下亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种生物多样性评估报告自动生成方法。本发明 能够自动生成评估报告，节约了大量的人力成本，而且节约了时间成本，同时 避免数据遗漏问题，使得计算更加精准高效，提高了科研、决策效率。

本发明的技术方案。一种生物多样性评估报告自动生成方法，按下述步骤 进行：

a.根据需求，设置用于评估生物多样性的省级、市级、县/区级和保护区级 评估报告模板，对各评估报告模板进行编号并保存于数据库中；评估报告模板 包括静态内容和动态内容，其中的动态内容以占位符暂代；

b.根据用户在页面上的操作，页面刷新，刷新的时间段内，页面采用Ajax 技术异步发送请求并调取后台的控制层接口；控制层接收到调取请求，先调取 对应请求的评估报告模板接口获取模板并使用Spring Cache技术存于缓存中， 再根据所接收到的请求参数调取Service层相应的功能方法；功能方法将参数 传递给DAO接口，DAO接口采用SpringData JPA技术与数据库进行数据交互；

c.数据交互完成后系统将交互结果返回给功能方法，功能方法将接收到的 交互结果进行数据校验后返回给控制层；

d.控制层将校验后的交互结果返回给评估报告模板，且控制层将评估报告 模板中的占位符替换为控制层返回的数据，即生成评估报告；

e.评估报告生成后控制层再将评估报告返回到页面，网页即呈现评估报告， 同时评估报告被编号保存到数据库中。

前述的生物多样性评估报告自动生成方法所述步骤b中，所述的数据库包 括物种库、标本库、数字化动植物园、生态环境库、保育库、植被库、企业库 和产品库8个数据库；所述的数据库的交互过程如下：数据库中创建有8个数 据库的数据表，各数据表之间存在关联性；相对应的，在后台的Model层使用Spring Roo框架搭建时创建的自动生成工具创建有8个实体类，所述的实体类 的字段与所述的8个数据库的字段一一对应；使用ORM技术，将实体类与所述 的8个数据库关联起来，再使用Spring Data JPA技术完成对数据库的数据操纵。

前述的生物多样性评估报告自动生成方法所述步骤d中，占位符替换时， 控制层根据调取请求调取占位符替换接口，占位符替换接口采用Redis、Spring Batch、SpringData JPA、Apache Storm、Apache Spark技术对从数据库中获 取的数据进行实时的“云”上并行计算，去除冗余数据，将最终的动态数据返 回到报告模板中，从而生成最终的评估报告。

前述的生物多样性评估报告自动生成方法所述步骤e中，评估报告被编号 保存后，当其他用户在已定义条件后生成新的评估报告时，系统根据用户已定 义条件先匹配数据库中的评估报告。

前述的生物多样性评估报告自动生成方法所述评估报告模板的静态内容定 期更新。

有益效果

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明创建了基于云计算的生物多样性评估报告模板；使用时，用户自定 义条件后系统会自动选择对应条件的评估报告模板，通过从物种库、标本库、 数字化动植物园、生态环境库、保育库、植被库、企业库、产品库8个数据库 中调取数据，根据计算逻辑关系，通过云计算，将计算后的数据填充入评估报 告模板，以此生成评估报告。通过该方法，评估报告模板能够满足多数行政人 员的需求，一般的行政人员可直接通过选择不同的行政区划生成区域生物多样 性评估报告，无需对报告模板进行修改。同时随着使用频次的升高，数据库的 评估报告会越来越丰富，当其他用户选定的条件与此前已生成报告的条件一致时，后台会直接跳过计算步骤直接从数据库中获取报告，能更快的给出用户想 要的报告信息，进一步提高了工作效率。此外，由于各个数据库的数据不断更 新，因此，每次创建报告时，系统会根据系统中是否已更新对应部分的数据确 定直接调取已有报告，还是重新进行实时计算后给用户最新的报告。

本发明采用了基于“云计算”的自动化生成生物多样性评估报告的方法， 既节省了大量人力成本，提升了科研、决策效率，也解决了传统计算机解决不 了的因数据量过于庞大造成的计算复杂、速度慢的问题，并且保证了数据的精 确性。

“云计算”的“云”能赋予用户前所未有的计算能力；“云计算”支持用 户在任意位置、使用各种终端获取应用服务。所请求的资源来自“云”，而不 是固定的有形的实体。应用在“云”中某处运行，但实际上用户无需了解、也 不用担心应用运行的具体位置。只需要一台笔记本或者一个手机，就可以通过 云平台来实现用户需求；“云”使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换 等措施来保障服务的高可靠性，使用“云计算”比使用本地计算机可靠；“云 计算”的通用性很强，并具有高可扩展性。

基于云平台，使得在不同空间、不同时间的相关行政、科技人员，能够高 效地通过访问云平台网址，根据不同的任务需求(如地域，物种种类等)，系统 自动选择不同的评估报告模板，进行评估报告的自动化生成和下载，实现资源 高效共享。

自动化生物多样性生成方法集成了来自生物生态云大数据平台的物种库、 标本库、生态环境库、植被库、数字化动植物园、产品库、企业库和保育库8 大数据库的数据，可实现对生态系统多样性、生物物种多样性、遗传资源多样 性的科学评估，实际解决科研人员和行业痛点。

综上，本发明能够自动生成满足专业需求的生物多样性评估报告，实际解 决数据复杂、分析困难、数据量大的问题，实现对生物多样性和生态环境的现 状、空间分布及变化趋势做出科学、客观的评价，明确各地区生物多样性、生 态环境的保护重点对象及内容，为政府及相关部门在生态文明建设、生态补偿 和生物多样性保护等领域提供决策依据和咨询服务。同时，节约了大量的人力 成本和时间成本，避免数据遗漏问题，使得计算更加精准高效，提高了科研、 决策效率。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依 据。

实施例1。一种生物多样性评估报告自动生成方法，按下述步骤进行：

a.根据需求，设置用于评估生物多样性的省级、市级、县/区级和保护区级 评估报告模板，对各评估报告模板进行编号并保存于数据库中；评估报告模板 包括静态内容和动态内容，其中静态内容按照预设格式保存于txt文本中；动 态内容以占位符暂代，之后生成txt文本并保存；所根据的需求，具体是指根 据不同的任务、场景、行政区划等需求。根据任务需求，系统页面将请求参数 传递给后台，后台控制层接收请求并调取模板生成接口生成指定条件的报告模 板，再根据请求参数从生态云8个数据库中调取一个或者多个数据库的数据， 为评估报告生成做准备。

b.根据用户在页面上的操作，页面刷新，刷新的时间段内，页面采用Ajax 技术异步发送请求并调取后台的控制层接口；控制层接收到调取请求，先调取 对应请求的评估报告模板接口获取模板并使用Spring Cache技术存于缓存中， 再根据所接收到的请求参数调取Service层相应的功能方法；功能方法将参数 传递给DAO接口，DAO接口采用SpringData JPA技术与数据库进行数据交互；

c.数据交互完成后系统将交互结果返回给功能方法，功能方法将接收到的 交互结果进行数据校验后返回给控制层；

d.控制层将校验后的交互结果(数据)返回给评估报告模板，且控制层将评 估报告模板中的占位符替换为控制层返回的数据，即生成评估报告；

e.评估报告生成后控制层再将评估报告返回到页面，网页即呈现评估报告， 同时自动编号保存到数据库中。

页面呈现的评估报告中，除了静态内容外，动态内容都会去后台请求得到 数据，根据用户在操作页面时发送的请求，后台控制层会接收到相应的请求方 法以及参数，从而匹配到正确的接口去获取用户所要的数据。

前述的步骤b中，所述的数据库包括物种库、标本库、数字化动植物园、 生态环境库、保育库、植被库、企业库和产品库8个数据库；该8个数据库分 别提供了物种基本信息、分布信息、标本信息、动植物园信息、生态环境信息、 社会经济信息、旅游信息、动植物及濒危生物的保育信息、植被群落信息、生 物生态企业信息、生物产品信息等内容，充分保证了进行生物多样性评估的数 据来源。上述数据库的建立，基于生物生态云大数据平台及历史资料(馆藏标本 和文献资料)进行构建。所述的数据库的交互过程如下：数据库中创建有8个数 据库的数据表，各数据表之间存在关联性；相对应的，在后台的Model层使用 SpringRoo框架搭建时创建的自动生成工具创建有8个实体类，所述的实体类 的字段与所述的8个数据库的字段一一对应；使用ORM技术，将实体类与所述 的8个数据库关联起来，再使用Spring Data JPA技术完成对数据库的数据操 纵。例如，数据库的中的taxonomy库中创建有“界、门、纲、目、科、属”这 六个属性的字段；在后台Model层中创建taxonomy库的实体类，运用ORM技术 将该实体类与taxonomy表联系起来，这样后台只需操作taxonomy的实体就可实现对taxonomy表的操作；后台对每一个属性都提供一个属性接口；前台在进 入到该页面之前，页面Ajax异步调取后台“界”属性的接口，该接口经Service 层，Model层把“界”的数据取出并返回给控制层，最后返回到报告中。即，数 据库中与报告相关的核心库有8个，基于ORM技术，这8个库的字段都会与Model 层里8个实体相对应，这样控制层所调取的功能方法只需要操作这8个实体类 的字段，无需直接操作数据库，就能通过调用Spring Data JPA接口实现对数 据库中数据的操作。

本发明中，数据库在构建时，需要收集信息，具体是根据历史资料(馆藏 标本和文献资料)，基于生态云平台，完成物种库、标本库、数字化动植物园、 生态环境库、保育库、植被库、企业库、产品库的数据收集和存储。其中，物 种库需要采集的信息包括：物种基本信息、分类体系说明、形态特征、利用价 值、分布信息、濒危状态、特有性、种质资源信息、生境信息、物种标本概况 等；标本库包括：标本基本信息、标本存放点及概况、特有性、分布信息、标 本特征描述信息等；数字化动植物园包括：公园、动物园、植物园、森林公园 的基本概况、园区动植物信息及介绍等内容；生态环境库包括：自然保护区、 湿地公园的面积和建设信息等介绍、气候条件、土壤条件、旅游资源信息、社 会经济信息、地质构造、地形地貌、水文地质条件、生物资源等内容；保育库 包括：动物保育、植物保育、濒危生物保育的物种登记、繁殖信息、地域记录 等；植被库包括：人工植被、自然植被的基本概况、建群种、植被分类、分布、 群落特征、样方表等；企业库包括：食品企业、药品企业、管理部门及其他类 型企业的基本概况、企业家信息、生态旅游信息、生物产品信息等介绍；产品 库包括：食品、药品、保健品及其他类型产品的基本概况、相关企业信息、相 关物种信息等内容。

前述的步骤d中，占位符替换时，控制层根据调取请求调取占位符替换接 口，占位符替换接口采用Redis、Spring Batch、Spring Data JPA、Apache Storm、 Apache Spark技术对从数据库中获取的数据进行实时的“云”上并行计算，去 除冗余数据，将最终的动态数据返回到报告模板中，从而生成最终的评估报告。

前述的步骤e中，评估报告被编号保存后，当其他用户在已定义条件后生 成新的评估报告时，系统根据用户已定义条件先匹配数据库中的评估报告。也 即是说，评估报告被编号保存后，当其他用户在已定义条件后生成新的评估报 告时，系统根据用户已定义条件先去判断数据库中是否已存在匹配的评估报告； 若存在，则跳过“云”上并行计算，直接从数据库中获取报告并返回给页面； 若不存在，则按照评估报告的生成步骤继续进行下一步。

前述的静态内容为固定于评估报告模板中的内容，由有关专家定期更新。 评估报告模板中，需对评估报告模板的固定内容进行保存；其中评估报告模板 的静态内容包括：

(一)前言：包含对生物多样性的概念介绍、对生物多样性的价值介绍、 对中国生物多样性的概况介绍。

(二)评估方法

1、搜集信息：由于生物多样性信息的庞大性和复杂性，生物多样性信息的 搜集是一项艰苦的工作。显然，评价者不可能亲自对所有评价的内容开展实地 监测而获取数据，评价者主要依赖现有数据。

2、数据整理：参考《中国生物物种名录》(中国科学院生物多样性委员会, 2015)对物种名称进行规范,确定物种的接受名,最终完成了县域物种编目；同 时,在调查的基础上,分析了每个县内的物种多样性、中国特有物种、重点保 护物种、珍稀濒危物种、资源物种等信息。

3、评估依据：包含搜集信息(按行政区划区分)、数据整理(按行政区划 区分)、评估依据(①IUCN物种红色名录濒危等级：灭绝Extinct(EX)、野 外灭绝Extinct in theWild(EW)、极危Critically Endangered(CR)、濒 危Endangered(EN)、易危Vulnerable(VU)、近危Near Threatened(NT)、 低危(无危)Least Concern(LC)、数据缺乏DataDeficient(DD)、未予评 估Not Evaluated(NE)；②中国生物多样性红色名录(脊椎动物)濒危等级： 灭绝(EX)、野外灭绝(EW)、区域灭绝(RE)、极危(CR)、濒危(EN)和 易危(VU)、近危(NT)、无危(LC)、数据缺乏(DD)))；③濒危野生动 植物种国际贸易公约(CITES))；④生物特有种(包含中国特有种、贵州特有 种、地方特有种)、⑤外来物种。

4、生物多样性评价：包括不同层次生物多样性的评价，如遗传多样性水平、 物种多样性水平和生态系统多样性水平，也包括对生物多样性不同组成成分的 评价，如对植物多样性、动物多样性和微生物多样性的评价，以及对森林生态 系统多样性、湿地生态系统多样性等的评价等。

5、生物多样性威胁评估：目前公认的对生物多样性的威胁主要来自5个方 面：生境丧失、片断化和退化，生态群落改作其他用途，野生资源地过度利用， 外来物种，土壤中、水和大气的污染和毒化以及气候变化。

6、生物多样性保护：包括对相关法律、机构、人力资源、政策、保护设施、 科学技术、信息管理、宣传教育、公众参与、国际合作以及可持续利用生物多 样性组成成分的评估等。

前述的评估报告模板中，动态内容根据系统接收到的需求从各数据库调取 最新数据，并通过“云计算”生成。动态内容包括如下部分：

(一)社会及自然概况

1、社会概况：包括行政区划概况、人口和民族、社会经济情况。

2、自然环境概况

(1)地质地貌：①地层；②地势结构；③山脉；

(2)气候；

(3)河流、水系及流域；

(4)土壤概况。

(二)生物多样性现状评估

1、生态系统多样性

(1)森林生态系统概况：①森林类型；②植物区系；③植被的基本特征； ④林业产业介绍；

(2)湿地生态系统：不同类型的湿地保有情况、占地面积介绍、河流情况 介绍等；

(3)农业生态系统，包括植被群落、经济作物介绍；

(4)洞穴生态系统：①洞穴概况；②洞穴生物(洞穴植物；洞穴动物；洞 穴微生物)、③统计数据与占比情况。

2、物种多样性

(1)动物物种多样性：①脊椎动物(哺乳纲；两栖纲；爬行纲；鱼类)； ②无脊椎动物(昆虫纲；软体动物门；甲壳动物门；环节动物门；多足动物亚 门；蛛形纲)；

(2)植物物种多样性：①被子植物亚门；②裸子植物亚门；③蕨类植物门； ④苔藓植物门；⑤地衣；⑥藻类；

(3)微生物物种多样性：①原核微生物物种多样性；②极端环境下的微生 物多样性；③病毒多样性；④真核微生物多样性。

3、遗传资源多样性

(1)动物遗传资源：①野生经济动物资源(野生经济兽类、野生经济鸟类、 野生经济爬行类、野生经济两栖类和野生经济药用和观赏类)；②家养动物遗 传资源(包括畜禽、家蚕和蜜蜂等品种)；③渔业遗传资源(包括鱼类、虾蟹 类、贝类等)等；

(2)植物遗传资源：包括各种农作物品种、多种粮食、蔬菜、水果等作物 的野生亲缘种；

(3)微生物遗传资源：包括各种大型食用真菌的菌种、各种酿酒酵母及多 种具有经济价值的微生物菌种。

(三)生物多样性受威胁现状

从生态学角度来看，人类引起生物多样性退化的机制主要有以下5个方面： 生境丧失、片断化和退化，生态群落改作其他用途，野生资源的过度利用，生 物引种，土壤、水和大气的污染和毒化以及气候变化。生物多样性受威胁现状 包括5部分的内容：①自然生境破坏现状；②自然资源过度开发利用；③外来 物种入侵；④环境污染；⑤气候变化威胁。

(四)生物多样性保护

包括对生物多样性保护相关法律法规、生物多样性保护管理机构及其职能、 生物多样性保护主要措施、地区性生物多样性保护成果。

(五)生物多样性保护建议

包括野生动物保护、生物资源保护、环境污染治理、科学研究、国内外交流 等方面的内容。

(六)参考文献

(七)附件(注：“XX”在实际创建时会被替换为用户输入的地区)

附件I：XX动物名录

附件II：XX植物名录

附件III：XX微生物名录

附件IV：XX中国特有物种名录

附件V：XX贵州特有物种名录

附件VI：XX地方特有物种名录

附件VII：XX IUCN物种红色名录

附件VIII：XX中国生物多样性红色名录

附件IX：XX濒危野生动植物国际贸易公约(CITES)名录

附件X：XX国家I级重点保护野生动物名录

附件XI：XX国家II级重点保护野生动物名录

附件XII：XX国家I级重点保护野生植物名录

附件XIII：XX国家II级重点保护野生植物名录

实施例2。一种生物多样性评估报告自动生成方法，以贵阳市生物多样性评 估报告创建过程为例，按下述步骤进行：

a.用户依次输入贵州省、贵阳市两个字段，点击“创建”按钮。页面将上 述的两个字段发送给后台控制层(此处采用Ajax技术异步发送)；

b.后台控制层接收到贵州省、贵阳市两个参数，匹配对应的报告生成接口 通过注入的对象调取生物多样性报告模板方法，该方法会解析项目根目录下的 一个通用模板txt文件，然后将传入的两个参数进行分析，调取内容生成接口， 该接口通过传入的两个参数返回该参数衔接的指定内容，最终返回在通用模板 中，生成贵州省贵阳市生物多样性报告模板。此处使用Spring的IOC规则通过 DI规则注入的对象调取模板接口，使用Spring DataJPA操作MySQL数据库完 成数据交互；

c.生物多样性报告模板接口成功返回报告模板，并将其置于缓存中等待处 理；

d.注入的对象调取数据处理接口，采用“云”上并行计算的方式从各个库 中取出数据并计算出结果。

以森林生态系统的植物区系部分和动物物种多样性中脊椎动物下的哺乳纲 为例，内容如下：

森林生态系统的植物区系：

贵阳市气候温暖湿润，适于多种植物生长发育，且因地势起伏大，地表组成的物质复杂，土壤类型多样，因而植物物种繁多。据不完全统计，贵阳市有维管束植物203 科884属2592种，占全省维管束植物的30％。其中，蕨类植物36科79属218种，占 全省蕨类植物的30％；裸子植物7科13属23种，占全省裸子植物的30％；被子植物137 科600属1898种，占全省被子植物的30％。100种以上的大科有禾本科(186种)、 蔷薇科(132种)、菊科(119种)。

脊椎动物之哺乳纲：

根据世界哺乳动物名录(Wilson DE,Reeder DM.2005.Mammal species of theWorld)，全球已知有哺乳动物29目153科1229属5416种。2008年IUCN的哺乳动物红 色名录，全球有哺乳动物5488种。中国共有哺乳动物12目55科245属673种(蒋志刚 等，2015)。根据统计，贵州省共有哺乳动物9目30科88属166种。

据统计，贵阳市哺乳动物有9目30科84属156种，占世界哺乳动物总种数(5488 种)的2.8％，占中国哺乳动物总种数(673种)的23.2％，占贵州哺乳动物总种数(166 种)的94.0％。

①国家重点保护野生动物种类

A、属I级国家重点保护野生动物的哺乳动物有6种：

熊猴Macaca assamensis(M’Clelland,1840)

黑叶猴Trachypithecus francoisi(Pousargues,1898)

黔金丝猴Rhinopithecus brelichi(Thomas,1903)

云豹Neofelis nebulosa(Griffith,1821)

金钱豹Panthera pardus(Linnaeus,1758)

林麝Moschus berezovskii(Flerov,1929)

B、属II级国家重点保护野生动物的哺乳动物有16种：

短尾猴Macaca arctoides(Geoffroy,1831)

猕猴Macaca mulatta(Zimmermann,1780)

藏酋猴Macaca thibetana(Milne-Edwards,1870)

穿山甲Manis pentadactyla(Linnaeus,1758)

豺Cuon alpineus(Pallas,1811)

黑熊Ursus thibetanus G.[Baron](Cuvier,1823) 黄喉貂Martes flavigula(Boddaert,1785)

……

②IUCN物种红色名录濒危等级

A、濒危(EN)级：5种

B、易危(VU)级：6种

C、近危(NT)级：12种

D、低危(LC)级：116种

E、数据缺乏(DD)级：7种

③中国生物多样性红色名录(脊椎动物)濒危等级

A、极危(CR)级：5种，

B、濒危(EN)级：9种

C、易危(VU)级：22种

D、近危(NT)级：36种

E、无危(LC)级：80种

F、数据缺乏(DD)级：3种

④濒危野生动植物种国际贸易公约(CITES)种类

A、附录I：7种

B、附录II：8种

C、附录III：8种

⑤特有种情况

A、中国特有种有16种:

川鼩Blarinella quadraticauda(Milne-Edwards,1872)

滇北长尾鼩Chodsigoa parva(G.M.Allen,1923)

大缺齿鼩鼱Chodsigoa salenskii(Kastschenko,1907)

华南中麝鼩Crocidura rapax(G.Allen,1923)

……

B、贵州特有种有2种:

水浦(甫、普)管鼻蝠Murina shuipuensis(Eger&Lim,2011)

梵净山管鼻蝠Murina fanjingshanensis He,Xiao&Zhou,2015

C、地方特有种有2种:

水浦(甫、普)管鼻蝠Murina shuipuensis(Eger&Lim,2011)

梵净山管鼻蝠Murina fanjingshanensis He,Xiao&Zhou,2015

⑥外来物种情况

外来物种有16种:

川鼩Blari

……

e.注入的对象调取接口时，将贵州省、贵阳市两个字段传入业务逻辑层；

1)业务逻辑层采用Apache Storm实时处理业务逻辑，采用Hive批处理多个 接口，从多个数据库中取出数据并行计算，将计算结果返回给控制层；取出的 数据内容采用Apache Spark混合处理后生成动态内容。如：

①上述内容中的“贵阳市”是由接收到的参数生成的；

②“气候温暖湿润……因而植物物种繁多”的内容根据①的内容从生态环境 库动态调取生成；

③斜体字部分的内容根据传入的参数分别从植被库表、物种库表、保育库表、 生态环境库表、分类学表中取出，整形常量(斜体字部分中包含的数字)是从物 种库表、植被库表、标本库表中取出来的。从各数据库取出的内容再经过实时 并行计算得到最终输出到模板中的内容。如，计算贵阳市某类物种占省内总量 的百分比结果时，采取的计算公式如下：

其中，C为百分数，A_i(i＝1,2,,m)为贵阳市各区/县某类物种的数量， B_j(j＝1，2，...，n)为贵州省境内各区/县某类物种的数量。

2)技术说明：Apache Storm是一个分布式的，可靠的，容错的数据流处理系 统。Hive可以将结构化的数据文件映射为一张数据库表，并提供简单的sql查 询功能，可以将sql语句转换为MapReduce任务进行运行。Apache Spark是一 个围绕速度、易用性和复杂分析构建的大数据处理框架，其提供了一个全面、 统一的框架用于管理各种不同性质(文本数据、图表数据等)的数据集和数据 源(批量数据或实时的流数据)的大数据处理需求。

3)取数据流程说明：一份报告里涉及了很多类似上述例子的动态内容，这些 动态内容都是采用Apache Storm、Apache Spark、Hive技术在同一时间段内分 别从数据库的几十张表(此处不一一列出)中取出数据，实时进行处理，将统 计后的数据进行并行计算得到结果，该结果是与各数据表进行二次统计对比后 所得到的，保证了数据的精准性。生物生态云大数据平台已采集197619条数据 和13267张图片，同时，数据量仍在持续增长中，每一次创建报告都要进行大 量的并行计算，与传统方式相比，运用“云”计算方式不仅效率高，速度快， 而且能在这个报告中检测出数据是否遗漏等问题。

f.控制层接收到返回的数据，调用Spring的Validator接口对数据进行校 验；

g.数据校验成功，将数据传入报告模板中，并返回给前台页面，同时，生成 的报告编号保存于数据库中，页面刷新完成，用户便得到了贵阳市的生物多样 性评估报告。

Claims (3)

1.一种生物多样性评估报告自动生成方法，其特征在于，按下述步骤进行：

a.根据需求，设置用于评估生物多样性的省级、市级、县/区级和保护区级评估报告模板，对各评估报告模板进行编号并保存于数据库中；评估报告模板包括静态内容和动态内容，其中的动态内容以占位符暂代；

b.根据用户在页面上的操作，页面刷新，刷新的时间段内，页面采用Ajax技术异步发送请求并调取后台的控制层接口；控制层接收到调取请求，先调取对应请求的评估报告模板接口获取模板并使用Spring Cache技术存于缓存中，再根据所接收到的请求参数调取Service层相应的功能方法；功能方法将参数传递给DAO接口，DAO接口采用Spring DataJPA技术与数据库进行数据交互；

c.数据交互完成后系统将交互结果返回给功能方法，功能方法将接收到的交互结果进行数据校验后返回给控制层；

d.控制层将校验后的交互结果返回给评估报告模板，且控制层将评估报告模板中的占位符替换为控制层返回的数据，即生成评估报告；

e.评估报告生成后控制层再将评估报告返回到页面，网页即呈现评估报告，同时评估报告被编号保存到数据库中；

步骤b中，所述的数据库包括物种库、标本库、数字化动植物园、生态环境库、保育库、植被库、企业库和产品库8个数据库；所述的数据库的交互过程如下：数据库中创建有8个数据库的数据表，各数据表之间存在关联性；相对应的，在后台的Model层使用Spring Roo框架搭建时创建的自动生成工具创建有8个实体类，所述的实体类的字段与所述的8个数据库的字段一一对应；使用ORM技术，将实体类与所述的8个数据库关联起来，再使用Spring DataJPA技术完成对数据库的数据操纵；

步骤d中，占位符替换时，控制层根据调取请求调取占位符替换接口，占位符替换接口采用Redis、Spring Batch、Spring Data JPA、Apache Storm、Apache Spark技术对从数据库中获取的数据进行实时的“云”上并行计算，去除冗余数据，将最终的动态数据返回到报告模板中，从而生成最终的评估报告。

2.根据权利要求1所述的生物多样性评估报告自动生成方法，其特征在于，所述的步骤e中，评估报告被编号保存后，当其他用户在已定义条件后生成新的评估报告时，系统根据用户已定义条件先匹配数据库中的评估报告。

3.根据权利要求1所述的生物多样性评估报告自动生成方法，其特征在于，所述的评估报告模板的静态内容定期更新。