《中国书画真伪科学鉴定系统》项目子课题.doc

中国书画真伪科学鉴定系统项目子课题中国书画鉴定数据库规划一、 课题名称中国书画鉴定数据库二、 课题实施单位中国艺术科技研究所三、 课题实施背景国家科研项目书画真伪科学鉴定系统希望在对传统经验鉴定各方面的知识经验进行总结的基础上，经过专家学者的共同努力，将经验鉴定业已取得的众多成果进行科学整理与分析，结出集体智慧的硕果，形成一个相对完善的经验鉴定评判体系。本项目将通过现代科技手段的运用，将传统的经验鉴定成果与现代科技手段有机结合，尽快改变单纯依靠个体经验和“眼光”的现状，建立以传统经验鉴定为主、科技手段为辅的书画真伪科学鉴定体系，“科技断代、经验断人”，实现经验加科技的两条腿走路模式。作为书画真伪科学鉴定体系的一部分，中国书画鉴定数据库是本项目的核心内容，也是体现项目成果的最重要方式。该数据库包括了中国书画作品、中国艺术家、中国美术材料等方面的内容，在时间跨度上也将收录中国从古代到当代的书画作品，并以传统鉴定理论结果和科技图表等多种信息种类记录和描述书画作品，通过观察分析库中大量各种类数据进行书画鉴定和评估。四、 课题需求概述1、系统整体描述为建立一套完善的书画真伪科学鉴定体系，须建立中国书画鉴定数据库。本数据库定位于大型CS结构数据库，由服务器端和客户端构成，可在高度保密的条件下由多个客户端访问服务器，浏览数据或对数据库进行管理，为中国书画鉴定提供数据资料，通过查找、分析、比较来满足书画鉴定的需要。2、数据内容中国书画鉴定数据库须包含与书画鉴定相关的艺术家、艺术品、美术材料、鉴定专家等数据，主要分为以下几个部分：艺术家数据艺术家数据包含了艺术家基本信息（详细内容见附表1）。书画作品数据书画作品数据包含了书画作品的基本信息，通过各种格式的数据注解某幅书画作品（详细内容见附表2）。美术材料数据记录美术材料参数。由于每种美术材料的属性不同，所以要考虑所有美术材料的属性情况，使用各种技术，节省空间，减少冗余，建立一个完善的美术材料数据体系。美术材料分为笔、颜料、画纸画布等（详细内容见附表3）。鉴定专家数据包括了传统鉴定界以及科技界专家的个人或组织的信息。、信息关联几个主要数据内容之间相互关联：艺术家数据通过“常用美术材料”信息关联到美术材料数据；艺术家数据通过“作品”信息关联到书画作品数据；书画作品数据通过“作者”信息关联到艺术家数据；书画作品数据通过“材料”信息关联到美术材料数据；书画作品数据通过“鉴定意见”信息关联到鉴定专家数据。4、数据浏览设计不同界面以适应浏览多种数据的需要，关键注意相关数据的链接和同类数据之间的比较，例如从书画作品转到本作品使用的美术材料，查看美术材料科技测试结果。可选择任意6个同类图表在一个坐标轴上进行叠加显示。5、数据查询须具备各个字段的查询功能，通过任意字段均可以模糊和精确方式查询到相应数据条目。可自由定制查询条件，并可记录定制查询条件；对于科技测试结果，可输入参数范围找到相应图表。6、标志设定对某些特定字段进行标志设定，如是否进行过某一科技手段检测、是否经过专家点评等，如有，则在显示列表中以特定标志（如绿灯、对号等）表明已有相应数据。7、数据操作数据操作主要包括录入、修改、删除等功能。数据录入：包括通常的文本框、单选多选按钮、列表框等形式，可以上传图片。同时注意录入的简易性，录入相同数据时可记录前次输入数据，便于批量录入。数据导入：能够导入经由各种测试仪器导出的数据图表（多为excel格式），并保留数据图表的参数，使多个同类图表能够在同一坐标轴上叠加显示进行比较。数据修改：支持批量修改。数据删除：支持批量删除。8、数据分析可将库中数据从文字、数字等格式转换为可直接并便于观看的图表，另外可对数据按照指定方法进行分析，并显示分析结果。9、数据统计按照指定方式对库中数据进行数据统计，以完成中国书画鉴定数据库对作品数量、材料数量、艺术家数量、测试次数、鉴定次数、文献数量等等方面的全面统计，并可体现指定时间范围内的统计结果，从而对各个时间段的书画情况有整体的把握。10、报表打印能够对各单项数据进行打印，也可以将数据分析结果和统计结果列表打印。11、用户划分分为多个用户级别，从数据库管理员、鉴定专家到普通浏览者，为不同使用者设计相应的界面。12、界面设计为中国书画鉴定数据库设计包括登陆界面、管理界面、数据操作界面、查询界面、浏览界面等在内的友好、便捷的人机界面。13、数据规模数据条目数在十万条以内。14、数据接口为今后可能出现的新项目留出接口，便于扩展新功能。15、数据导出导入和数据备份具备全部数据、指定数据的定时自动备份功能和手动导出导入功能。16、操作日志为每次操作记录日志，包括用户、时间、ip地址等。17、安全性因书画鉴定科技测试结果等数据属科研机密，只提供给有权限的少数人员浏览和操作，因此在软件安全方面需要较高要求。18、软件性能为使用方便，提高工作效率，软件设计时需考虑服务器运行速度和网络速度等多种因素，使登陆时间不超过2秒，查询时间不超过20秒。五、 课题重点难点1、时代划分本数据库在数据存储以及查找统计等各方面都必须体现数据的时代划分，总体分为古代、近现代和当代三个部分。其中古代指清早期及之前的数据，近现代指清晚期至民国时期的数据，现代指民国之后至今的数据。要求设立年代数据字典，并在数据字典中就进行古代、近现代及当代的类别划分。2、光谱数据处理目前使用的科技测试手段包括拉曼光谱技术、红外光谱技术等，拉曼光谱技术和红外光谱技术产生的测试结果基本类似。首先需要记录的是测试样本的名称、规格、分子式等基本参数，然后是拉曼光谱技术及红外光谱技术（以下简称光谱）测试所得到的测试结果，测试结果由测试设备（光谱仪）自带的软件系统生成，一般为excel数据表格和二维数据表构成，如下图：Wavelength(nm)Wavenumber (cm-1)734.3713617734.6213613734.8713608735.1213603735.3713599735.6213594735.8713589736.1213585736.3713580736.6213576红五星水纹纸拉曼图谱的坐标参数（部分）红五星水纹纸的拉曼光谱由图可见，主要数据是波峰位置的横坐标以及振动强度的纵坐标，数据库所需要记录的内容就是excel生成的数据表格中二维图表数据，包括表示波峰位置的横坐标一维数组，和标识振动强度的纵坐标一维数组，共同组成二维数组。在记录参数之后，数据库需要通过二维数组生成如上图的二维图表，并转换为易于读取和观察的图片格式。拉曼图表须具备便于查询的功能，即通过样本名称、分子式、特征峰参数等查询到某一拉曼图表。名称、分子式等参数可通过精确或模糊查询实现，特征峰的查询须可通过人工设定参数范围进行模糊查询。假设模糊范围设定为100，输入波峰位置为“700”进行查询，则能够搜索到在600800之间带有特征峰的图表。图表显示方式应为动态，坐标轴须能够自由更改，可以任意缩放坐标轴，放大图表的某一部分或者在较长横坐标轴上观看曲线变化；在多图表同时显示或者叠加显示的时候还应该具备颜色区分功能，即不同图表的曲线应用不同颜色标示。比较之后应可添加注释，并记录在数据库中，下次比较的时候此注释自动显示3、电镜数据处理对于电子显微镜的测试结果，主要分为两个部分，一是电镜测试得到的图片，jpg格式；另外是对此图片的注释，包括纤维粗细、空隙大小等，记录浮点数字，以支持精确及模糊查找。4、其他数据接口为应对不断出现的科技方法和测试手段，须留有接口以存储新类型的科研数据。5、联网接口为满足日后系统上线作为网络数据库的需要，设计时应充分考虑网络传输数据的要素并留出相应接口。六、任务要求1、总体把握正确理解本课题的建设目标和内容，了解书画真伪科学鉴定项目的总体规划和实施重点，对中国书画、美术材料、艺术家等方面的知识有一定的了解，在此知识基础上完成中国书画鉴定数据库的需求分析、系统设计、编程开发、测试和集成等工作。开发过程中采用成熟的技术和手段使各种软、硬件产品和应用开发的软件协调一致地工作。2、课题建设原则课题的设计和开发过程中，应遵循如下原则：全局原则统筹规划和统一设计系统结构，结合中国书画鉴定实际情况全盘考虑，并以发展的眼光长远角度选择建设方法。先进原则系统建设时须采用成熟、先进的技术方法，在设计过程中依照国际国内相关规范标准，借鉴国内外各种综合信息系统的结构、编码等先进经验，以保证系统的易用、稳定、安全、高效。简便原则设计人机界面的时候充分考虑软件的人性化需求，使所有使用本软件的人能够尽可能简单地进行操作。安全原则通过合理的结构设计和先进的编码手段，保证整个数据库系统能够可靠地运行，在互联网中不遭受各种侵害，严格控制各级用户的权限，保障数据的安全性。统一原则建立书画鉴定方面统一标准的数据系统和代码规范，为书画鉴定行业工作树立典范并促进整个书画市场的规范化发展。扩展原则系统设计要考虑到未来发展的需要，尽可能设计得简明，降低各功能模块耦合度，并充分考虑兼容性。3、方案制定在整个开发过程中，及时制定总体方案和各个模块的开发方案，并由书画真伪科学鉴定项目课题组研究审核。4、开发周期整个开发周期（不包括后期维护）应在六个月之内。5、软件培训在课题建设完成后，项目实施方须对委托方系统使用人员进行培训工作。实施方提供培训方案及相应的教材，使所有指定用户可以独立操作。6、系统维护实施方须在合同制定期限内负责系统维护及技术支持工作，提供相关技术人员负责技术支持，对合同期限内发现的软件问题及时进行修改。7、总体设计在系统总体设计阶段，实施方应提出设计的方法及该阶段的工作进度安排，并得到委托方确认。系统正式开发前完成软件需求调研报告和需求分析书，并交由委托方进行审核。编制总体设计方案，由用户代表、相关专家和需求分析人员对方案进行评审。根据用户需求分析，完成原型开发。在用户需求分析完成后，对于用户需求不明确的具体问题，要创建开发原型，以帮助用户明确需求，有利于问题的解决。编制测试环境建设的方案，作为正式上线前的测试环境，测试环境建设方案中要提出整体设计方案，包括搭建测试环境所需要的网络、设备、软件等的设计方案。编制系统上线试运行至系统正式上线期间的过渡时间安排、过渡计划及方案。、详细设计系统详细设计任务是对本项目中详细设计任务进行描述。在详细设计阶段，实施方的工作包括以下几个方面：应用系统详细设计、详细测试方案。工作目标负责完成应用系统软件功能模块的详细设计。根据本工作任务中的可交付物，包括应用系统详细设计说明书、应用系统界面原型可以完成应用系统的开发。任务描述根据总体设计，完成详细设计、系统界面原型设计，并提供详细的应用系统开发工作进度计划表。9、编程开发遵循项目跟踪过程的要求，管理和控制项目的开发过程，跟踪解决项目中的风险和问题，定期提交报告。根据编码规范，对软件编码进行约束，定期检查代码规范的合理性。10、系统测试验证最终开发系统是否满足原始需求并且遵循系统设计。系统测试过程中发现的所有缺陷必须用统一的缺陷管理工具来管理，开发团队应当根据缺陷管理报告及时改正错误。协助用户完成用户测试并根据测试缺陷进行修改。测试应至少包括以下内容：n 单元测试。测试软件独立单元在与其它程序隔离的情况下的应用。n 集成测试。集成各单元模块验证系统功能是否满足需求。n 健壮测试。测试系统在异常情况下能否正常运行的能力。n 安全测试。测试系统防止非法入侵的能力。n 性能测试。测试系统并发数及相应效率。11、系统上线实施方负责完成系统上线试运行至系统正式上线期间的各项工作，负责系统上线阶段的时间安排、计划及方案的制定，保证系统能够按照委托方的要求使整个业务系统能够按计划上线，正式投入运行。完成所开发应用系统与本系统相关的硬件、系统软件等协同工作环境的集成服务工作。完成上线时期的时间安排、计划及总体方案的制定。完成所开发的应用系统涉及的与硬件和系统软件环境相关的集成服务工作。提供所需的初始化系统参数。12、交付物实施方完成课题开发时应向委托方交付以下文档及软件成果：系统总体设计方案应用系统详细设计说明书系统安装及维护手册测试计划测试报告系统上线实施方案系统开发工作进度计划表需求变更记录手册系统所有最终源码13、验收完成在项目实施过程中各个阶段的验收，保证系统按照委托方的要求在计划的进度内上线试运行和投入使用。根据项目阶段的划分，完成系统在总体设计、详细设计、编程开发、系统测试和系统上线等主要阶段的验收。14、培训实施方要根据项目实施的进度及时安排培训。实施方负责对委托方相关人员及指定的用户进行应用性的培训。培训的主要内容侧重于对该系统的使用及系统的基本维护、常见问题及解决办法等问题，并提供实践性的操作，旨在使受训者熟悉系统设计的思路，掌握系统的操作和维护等。委托方负责对培训质量的监控，并有权对培训内容提出改正意见。本系统中主要包括的培训有：使用培训对委托方业务部门工作人员进行培训，使得使用者可以独立地、熟练操作业务系统。系统培训对本系统中的系统软件、系统应用模块的日常维护、监控管理、操作的培训。需要提供详细的日常维护方法和工作流程。业务管理培训针对与管理信息平台相关的各种部门之间的工作流程，制定工作流程制度，撰写培训教材，在用户提供的培训场所进行业务培训。培训对象：我局业务人员，系统维护人员，项目管理人员。15、技术支持与维护实施方须免费提供二人现场一年的系统维护服务，维护期自系统最终验收并正式投入使用之日起计算。实施方应提供维护期满后的系统维护服务费用，该费用不计入总价中。实施方必须提出维护期内的维护内容和范围。在维护期内，实施方负责对系统进行维护，维护服务方式为由实施方派人员到委托方使用现场维护。由此产生的一切费用均由实施方承担。实施方应根据不同情况设定不同的故障级别，并就不同故障级别提出对应的故障响应方案。在维护期内要求实施方提供7*24小时不间断的技术支持响应。实施方应该提供详细的服务计划和服务承诺，保证在项目建设完成后提供详细准确的开发资料、用户手册、管理手册等必须提供的技术资料。无论在维护期内还是在维护期外，根据用户需求的变化，对有关软件及时调整、更新、升级开发，其单价不得高于初期开发价格。16、技术要求系统要求用户工作界面简洁。系统采用分层体系架构，采用面向对象的方法进行设计、构建单个服务。最大程度地提高代码的重用率，开发中应考虑到系统维护升级的工作，提高系统的可维护性。数据架构的设计应当尽量保证数据与应用的松散耦合性，不因应用功能的改动而频繁修改数据库结构。实施方应当确保本系统的数据结构符合国内外相关数据建设标准。17、系统要求响应时间要求响应时间是衡量系统性能的重要指标，是指用户在请求了某个操作之后、能够看到结果之前需要等待的时间量。本系统相关业务功能的响应要求为：在对代码化数据进行入库处理时，以文件大小计算，一兆的响应时间小于5秒，需考虑到该文档可能包含有外观图形和化学公式等各种图片的情况；保证数据、操作调用的准确性, 保证不出现数据丢失的情况。系统能7x24小时不间断运行。系统开发考虑各应用程序实际运行时对数据库表的影响，尽量减少因数据库表锁表造成的操作等待现象的发生。用户界面友好，操作人性化、系统有在线帮助、各种文档等。系统故障频率较低，具有良好的系统可恢复性、对于问题出现有良好的可预测性等。系统可以适应业务需求优化变动的情况，较易进行系统改动，具有良好的可扩展性。并且考虑要国际化应用的需求。系统要充分考虑相关的安全性，符合我国颁布各项法规。七、课题时间计划课题设计制作整体应包括以下几个阶段：1、前期设计：2008年11月12月：项目组人员和软件开发人员共同商讨完成，进行软件编码前的需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计、验证设计等一系列内容，以完善的前期设计来保证课题成果质量。2、代码编写：2009年1月3月：主要由软件开发人员完成，项目组工作人员每周监督进度，并提出修改意见；3、系统测试：2009年4月5月：项目组和软件开发人员共同向数据库中添加超过100条各种类数据，进行测试，及时提出修改意见并完成修改。9