江西省森林資源管理信息系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

李曉敏　朱江江　鐘瑞華

摘 要：一個優(yōu)良的森林資源管理信息系統(tǒng)應(yīng)當滿足這些需求：能夠提供多樣快速精確的分析和及時地更新數(shù)據(jù)的功能，及時獲取森林資源的現(xiàn)實情況和動態(tài)變化，提高林業(yè)經(jīng)營管理的效能。采取省、市（縣）共建共享的建設(shè)原則，以森林資源“一張圖”和基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫為核心，以林業(yè)信息化技術(shù)為依托，以運行環(huán)境和保障體系為重點，建成多級聯(lián)動、安全穩(wěn)定、覆蓋全省的森林資源管理信息系統(tǒng)，通過六個子系統(tǒng)實現(xiàn)省、市、縣三級的數(shù)據(jù)更新與共享。該文主要介紹了系統(tǒng)頂層設(shè)計與實現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：森林資源“一張圖” 系統(tǒng)設(shè)計 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）11（b）-0173-04

Abstract：A good forest resources management information system should satisfy the following requirements：the ability to provide a variety of fast and accurate analysis and timely update data，and timely access to the status and dynamics of forest resources，to improve the performance of forestry management.With provincial and city（county）sharing construction principles，“one map”of forest resources and basic information database as the core，forestry information technology as the technical basis，the operational environment and the security system as the focus，the forest resource management information system is built，which possesses such features as multi-level interaction，security and stability.Data updating and sharing of three levels（provincial，municipal and county）can be achieved through six sub-systems.The paper mainly introduces the systems top-level design and implementation.

Key Words：“One map”of forest resource；The system design；The database design

林業(yè)的發(fā)展和生產(chǎn)必然離不開森林資源，對森林的探究及經(jīng)營需要大量的森林資源數(shù)據(jù)，由此實現(xiàn)林業(yè)經(jīng)營的可持續(xù)化發(fā)展。林業(yè)生產(chǎn)管理業(yè)務(wù)中的基本內(nèi)容就是獲取森林資源數(shù)據(jù)并進行良好的管理，為森林制訂可持續(xù)發(fā)展提供切實依據(jù)[1]。隨著計算機技術(shù)、地理信息技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)等信息技術(shù)的發(fā)展，使用現(xiàn)代化信息技術(shù)實現(xiàn)森林資源的分布、統(tǒng)計、分析和模擬林分生長等，對于科學(xué)合理的指導(dǎo)森林經(jīng)營管理和森林科學(xué)研究具有重要的意義[2]。因此，森林資源的信息化管理是林業(yè)基本管理的重中之重，是森林建設(shè)經(jīng)營中指定各項政策措施的重要憑證。為了全面加快提高江西省森林資源管理的現(xiàn)代化和信息化水平，根據(jù)江西省林業(yè)廳辦公室《關(guān)于印發(fā)<全省數(shù)字林業(yè)建設(shè)工作方案>的通知》（贛林辦發(fā)[2013]51號）精神，江西省啟動了全省森林資源管理信息系統(tǒng)的建設(shè)。

1 系統(tǒng)目標

江西省森林資源管理信息系統(tǒng)的建設(shè)目標是充分利用主流IT技術(shù)，地理信息系統(tǒng)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、遙感技術(shù)和地理分析技術(shù)，在江西省林業(yè)公共基礎(chǔ)平臺的基礎(chǔ)上，遵循統(tǒng)一的標準規(guī)范，以全省林業(yè)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)、地形圖數(shù)據(jù)為本底支撐數(shù)據(jù)，以森林資源一、二類調(diào)查數(shù)據(jù)、林地“一張圖”數(shù)據(jù)、公益林數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)作為森林資源成果數(shù)據(jù)，通過建設(shè)森林資源管理信息系統(tǒng)實現(xiàn)全省森林資源數(shù)據(jù)的更新、管理、發(fā)布與應(yīng)用，為各級業(yè)務(wù)人員提供詳實的森林資源信息支撐。

2 系統(tǒng)設(shè)計

2.1 邏輯架構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)在邏輯架構(gòu)設(shè)計上采用“四橫兩縱”架構(gòu)，包括基礎(chǔ)層、數(shù)據(jù)層、平臺服務(wù)層和應(yīng)用層，整體上遵循《江西省智慧林業(yè)總體設(shè)計》要求?；A(chǔ)層為系統(tǒng)運行的硬件及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；數(shù)據(jù)層主要是數(shù)據(jù)建設(shè)；平臺服務(wù)層主要依托數(shù)據(jù)庫集成管理系統(tǒng)、林業(yè)共享服務(wù)平臺以及運維支撐系統(tǒng)實現(xiàn)應(yīng)用層的技術(shù)支撐；應(yīng)用層主要是森林資源信息發(fā)布子系統(tǒng)、公益林管理子系統(tǒng)、森林資源數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)、森林資源數(shù)據(jù)更新子系統(tǒng)、林地管理子系統(tǒng)和林木采伐管理子系統(tǒng)。

2.2 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)主要依托現(xiàn)有林業(yè)政務(wù)內(nèi)網(wǎng)運行。政務(wù)內(nèi)網(wǎng)從省到市為155M帶寬千兆光纖，從市到縣為10M帶寬千兆光纖。各級林業(yè)部門局域網(wǎng)通過交換機接入各級政府信息中心。局域網(wǎng)內(nèi)部，主干線路為千兆銅纜，接入到客戶端局域網(wǎng)使用百兆雙絞線。

2.3 部署架構(gòu)設(shè)計

項目總體部署架構(gòu)共分成三個分區(qū)，各個分區(qū)通過省、市、縣三級政府信息中心相連接，均運行在江西省政務(wù)內(nèi)網(wǎng)。

第一個分區(qū)是全省的森林資源數(shù)據(jù)中心，位于江西省林業(yè)廳信息中心中央機房內(nèi)，包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、二維GIS服務(wù)器、三維GIS服務(wù)器，應(yīng)用服務(wù)器（分別部署信息發(fā)布系統(tǒng)和公益林管理系統(tǒng)）。省林業(yè)廳各處室、直屬單位通過省廳局域網(wǎng)根據(jù)所受權(quán)限訪問省級森林資源數(shù)據(jù)中心的相關(guān)數(shù)據(jù)，省、市、縣三級林業(yè)機構(gòu)的相關(guān)授權(quán)用戶可以訪問信息發(fā)布系統(tǒng)和公益林管理系統(tǒng)。

第二個分區(qū)是設(shè)區(qū)市森林資源數(shù)據(jù)中心，其部署架構(gòu)與第三分區(qū)縣級森林資源數(shù)據(jù)中心相同，該分區(qū)根據(jù)各設(shè)區(qū)市情況自行決定是否部署。

第三個分區(qū)是各縣（區(qū)）森林資源數(shù)據(jù)中心，需要部署一臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，用于存儲縣（區(qū)）的林地成果數(shù)據(jù)、森林資源小班數(shù)據(jù)、林木采伐數(shù)據(jù)等?？h（區(qū)）各業(yè)務(wù)股室結(jié)合自身業(yè)務(wù)需求，在計算機客戶端安裝資源更新系統(tǒng)、林地管理系統(tǒng)、采伐設(shè)計系統(tǒng)、以及征占外業(yè)核查系統(tǒng)、采伐外業(yè)調(diào)查系統(tǒng)。

2.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

數(shù)據(jù)庫是信息系統(tǒng)的核心，數(shù)據(jù)庫設(shè)計是系統(tǒng)設(shè)計的核心，是決定系統(tǒng)成功與否的關(guān)鍵，也是評價一個系統(tǒng)建設(shè)水平高低關(guān)鍵指標[1]。為了規(guī)范省級森林資源綜合數(shù)據(jù)庫建設(shè)，提出數(shù)據(jù)資源“一張圖”“一套數(shù)”的建設(shè)目標。數(shù)據(jù)資源“一張圖”“一套數(shù)”是為了提高數(shù)據(jù)源的準確性、數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用水平，并避免重復(fù)錄入的數(shù)據(jù)組織目錄結(jié)構(gòu)，描述了數(shù)據(jù)信息資源由采集源，經(jīng)過交換、匯集，形成信息資源的集散中心，在此基礎(chǔ)上提供信息資源的融合、處理、應(yīng)用服務(wù)以及服務(wù)[3]。

林業(yè)空間數(shù)據(jù)分為基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)、林業(yè)業(yè)務(wù)底層數(shù)據(jù)（二類調(diào)查數(shù)據(jù)、林地“一張圖”數(shù)據(jù)、公益林數(shù)據(jù)等）和各種林業(yè)專題數(shù)據(jù)，各類數(shù)據(jù)之間的關(guān)系如圖1所示?；A(chǔ)地理數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)以圖層疊加的方式對林業(yè)數(shù)據(jù)進行支撐；現(xiàn)有的二類調(diào)查數(shù)據(jù)、林地“一張圖”數(shù)據(jù)和公益林數(shù)據(jù)進行融合處理，形成無縫拼接的森林資源“一張圖”數(shù)據(jù)，系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理將以資源“一張圖”作為本底，對各類專題數(shù)據(jù)進行支撐，同時各類專題數(shù)據(jù)在發(fā)生變化后對“一張圖”進行更新，最后形成實時更新的“一套數(shù)”。

2.5 子系統(tǒng)設(shè)計

江西省建立全省森林資源管理信息系統(tǒng)，旨在實現(xiàn)省、市、縣三級森林資源管理部門間的信息共享、全省森林資源的數(shù)字化管理和年度更新及年度出數(shù)。通過全省的需求調(diào)研，結(jié)合該省省情，系統(tǒng)采用B/S和C/S混合架構(gòu)，設(shè)計6個子系統(tǒng)來實現(xiàn)系統(tǒng)目標。森林資源信息發(fā)布子系統(tǒng)、公益林管理子系統(tǒng)為B/S架構(gòu)，森林資源數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)、森林資源數(shù)據(jù)更新子系統(tǒng)、林地管理子系統(tǒng)和林木采伐管理子系統(tǒng)為C/S架構(gòu)。

3 系統(tǒng)功能實現(xiàn)

3.1 森林資源信息發(fā)布子系統(tǒng)

用戶為省級用戶，主要給省級森林資源數(shù)據(jù)管理部門使用，實現(xiàn)全省的森林資源信息數(shù)據(jù)的“一體化”集成管理與更新維護，包括數(shù)據(jù)瀏覽、查詢、數(shù)據(jù)下發(fā)、數(shù)據(jù)質(zhì)檢、數(shù)據(jù)入庫、報表統(tǒng)計、系統(tǒng)管理等功能。系統(tǒng)從用戶角度對發(fā)布內(nèi)容進行梳理，首次拋棄了界面左側(cè)為數(shù)據(jù)導(dǎo)航欄右側(cè)為地圖展示區(qū)的常規(guī)界面，將界面分為左側(cè)資源現(xiàn)狀，包括總體概況和資源詳情，資源詳情細分為林地資源、林木資源、分類區(qū)劃、特色資源及其他，以文字形式描述；右側(cè)專題展示，分專題圖及圖表。這樣用戶可以圖、文、表的形式更直觀地了解全省資源現(xiàn)狀。

3.2 森林資源數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)

用戶為省級用戶，主要給省級森林資源數(shù)據(jù)管理部門使用，實現(xiàn)全省的森林資源信息數(shù)據(jù)的“一體化”集成管理與更新維護，包括數(shù)據(jù)瀏覽、查詢、數(shù)據(jù)下發(fā)、數(shù)據(jù)質(zhì)檢、數(shù)據(jù)入庫、報表統(tǒng)計、系統(tǒng)管理等功能。該子系統(tǒng)特色在數(shù)據(jù)更新方面，進行了林分生長模型的研建，森林資源的自然增長通過林分生長模型更新，如圖2所示。

3.3 森林資源數(shù)據(jù)更新子系統(tǒng)

用戶為市、縣級用戶，主要給縣（市區(qū)）林業(yè)局資源調(diào)查部門使用。系統(tǒng)基于森林資源“一張圖”本底數(shù)據(jù)，完成業(yè)務(wù)管理過程的資源數(shù)據(jù)變檔和更新功能，在森林資源“一張圖”上直接進行資源數(shù)據(jù)的更新，更新的成果實時存儲到縣級森林資源數(shù)據(jù)庫中，并按照更新時點要求將各類森林資源數(shù)據(jù)導(dǎo)出匯交到省級數(shù)據(jù)中心。同時滿足國家林地“一張圖”的更新需求。

3.4 林地管理子系統(tǒng)

用戶為市、縣級用戶，主要給縣（市區(qū)）林業(yè)局林地管理部門使用，是基層林業(yè)的“辦公自動化系統(tǒng)”，用于征占、造林、防火等林地或林木資源變化成果數(shù)據(jù)的錄入與管理，為森林資源數(shù)據(jù)更新工作提供權(quán)威的更新依據(jù)，也為征占項目的審核審批提供輔助決策參考。圖3為系統(tǒng)征占分析。

3.5 林木采伐管理子系統(tǒng)

用戶為市、縣級用戶，林木采伐管理系統(tǒng)主要給縣（市區(qū)）林業(yè)局林木采伐設(shè)計部門與審批部門使用，提供對林木采伐規(guī)劃、采伐申請核實、采伐調(diào)查、作業(yè)設(shè)計、成果輸出、以及移動端核查全業(yè)務(wù)過程的數(shù)據(jù)采集與管理。設(shè)計成果可以導(dǎo)出提供給國家采伐辦證系統(tǒng)使用。圖4為系統(tǒng)設(shè)計作業(yè)書輸入界面。

3.6 公益林管理子系統(tǒng)

用戶為省、市、縣三級公益林管理部門使用，省級和市級用戶以業(yè)務(wù)審核、檢查成果管理為主；縣級用戶以管護管理、補償資金管理、核減/調(diào)整業(yè)務(wù)資料處理等公益林日常管理業(yè)務(wù)為主。公益林管理部門基于森林資源“一張圖”，對各級公益林數(shù)據(jù)，包括補償資金、分戶信息、管護信息的管理和更新，實現(xiàn)生態(tài)公益林資源管理數(shù)字化、信息化。

4 討論

一個系統(tǒng)開發(fā)成功與否，關(guān)鍵在于頂層設(shè)計是否先進、合理。系統(tǒng)主要有兩個特點：（1）數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性。通過數(shù)據(jù)庫設(shè)計，對數(shù)據(jù)進行融合處理，在全國首次將原來的二類調(diào)查、林地“一張圖”和公益林三張圖整合為森林資源“一張圖”，系統(tǒng)在運行中都基于這“一張圖”，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性。（2）數(shù)據(jù)的時效性。系統(tǒng)建成后，六個系統(tǒng)相互配合，通過林分模型更新、經(jīng)營檔案更新相結(jié)合的方式，配合遙感判讀和實地補充調(diào)查，實現(xiàn)覆蓋全省山頭地塊的?。殻┌鄶?shù)據(jù)庫的年度更新，為林業(yè)年度出數(shù)、年度目標考核奠定基礎(chǔ)，從而形成了“活的森林資源數(shù)據(jù)庫”。

參考文獻

[1] 肖淞月.森林資源管理信息系統(tǒng)的研究和軟件實現(xiàn)[D].北京：北京林業(yè)大學(xué)，2013：1-7.

[2] 沈立輝.森林資源經(jīng)營管理平臺與經(jīng)營決策服務(wù)子系統(tǒng)的研建[D].北京：北京林業(yè)大學(xué)，2015：9-10.

[3] 楊道德，吳香文，宋澄，等.湖南瀏陽大圍山實驗林場鳥類資源及保護對策[J].中南林學(xué)院學(xué)報，1998，18（4）：69-77.