（森林经理学专业论文）通用FRMIS统计功能模块的研究——数据驱动的统计原理.pdf

摘要：森林资源是世界上最重要的资源之一，是生物多样化的基础，它不仅能为生产 和生活提供多种宝贵的木材和原材料，为人类经济生活提供多种食物，更重要的是森 林还有调节气候、保持水土、净化空气、消除噪音等功能，同时，森林也是天然的动 植物园，哺育着各种飞禽走兽和生长着多种珍贵林木和药材。 我国的资源自然条件复杂、气候类型多样；植被丰富，森林类型繁多；林木资源 丰富，动植物种类独特，不仅有着辽阔的地域，也拥有极为丰富的森林资源，在世界 上占有重要地位。 森林资源是林业的物质基础，是研究一切林业问题的核心，是林业各项工作的出 发点和落脚点。为了实现森林资源的可持续发展，必须定期地进行森林资源调查。为 了更好的完成森林资源的经营和决策工作，对于所调查的森林资源数据来说，通过森 林资源管理信息系统及时的进行管理和统计数据的分析就显得尤为重要。 随着计算机软硬件的不断发展和森林资源信息的不断增加，森林资源信息管理对 m i s 软件的依赖性和需求性也越来越明显。而且林业的管理体制也由计划经济向市场 转化，计划经济在市场的调配下，各行业对m i s ( m a n a g e m e t a ti n f o r m a t i o ns y s t e m ) 软 件的需求很大。管理目标从原来的用材林转变为生态林的种植和管理，这些管理需求 和目标的不断变化，也导致对管理软件的修改要求很高。森林资源管理信息系统的某 些不适应性已经越来越明显。 本文以森林资源管理信息系统作为研究对象，从对象中把变化的和不变化的部分 分别抽象出来，把不变的部分用程序代码实现，把变化的部分作为变量用参数控制变 化，实现数据驱动，这是本文进行具有通用性森林资源管理信息系统的灵活性和可变 性研究所围绕的中一t l , 思想。 通用森林资源管理系统( f r m i s ，f o r e s tr e s o u r c e sm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ) 可以抽象为一个具有灵活性和适应性的四层抽象模型 4 9 】，主要是分析系统会变化的部 分( 相应的程序部分) ，在原有二层抽象模型基础上，结合抽象技术，软件开发复用 方法、参数控制、数据驱动技术的一种新的m i s 软件开发模型。 通用森林资源信息管理系统具备的灵活性和适应性所能解决的问题有多个方面 ( 领域) ，本文就是以四层模型为基础，研究森林资源管理信息系统的通用统计报表 功能模块。 由于我国森林资源分布区域广、树木种类多、经营目标多种多样、数据量大，而 且森林本身存在着发展和消亡的过程，森林环境也会相应发生变化，再加上人为作业 的影响，大量动态的资源数据就给统计工作带来很大困难，要掌握森林资源的现状和 j _曛， 动态变化，处理好不断改变的统计需求，进行森林资源数据的统计和各种统计报表的 输出都是一件很复杂的工作。 通用性的林业统计程序研究，可以解决统计程序得根据需求不断修改和调整原代 码的问题，实现统计工作的灵活性。通过对一般林业统计程序进行分析，我们归纳出 传统统计程序中的变化因子与不变因子。其中，统计程序中的条件部分为变化因子， 控制结构为不变因子。进一步分析我们发现，无论是森林数据源发生变化或统计需求 发生变化，都是统计程序的条件因子被修改。我们将统计程序的控制结构与统计条件 分别处理，统计程序结构源程序代码实现，条件部分在程序中用统计变量过渡，从而 实现统计结构代码与条件代码分离。将用于控制统计变量的数据存放在相应统计参数 控制表中。当统计需求发生变化时调整相应的统计参数控制表，即可实现不修改程序 代码而满足不同类型的统计需求。 具有通用性的统计程序具有灵活性。在原有管理信息系统的基础上使用参数控制 ( 数据驱动) 的方法来处理统计程序中变化的部分，通过调整参数表中的统计参数来 适应表的变化需求，用控制参数定义的变化取代程序代码中的条件语句变化。由于林 业统计表格式的复杂性，引入统计过渡表，以降低统计程序代码与参数填写的复杂度。 通过格式转换、数据汇总和格式转换最终生成统计报表。 通用性林业统计程序在统计过程中，使用参数控制、过渡表、数据驱动技术取代 传统程序的一对一的统计表格的代码编写，控制参数解决统计表格需求不断变化的问 题，引入过渡表降低数参数填写的复杂性，使用数据驱动技术完成统计工作，增加了 统计模块的灵活性和适应性。 关键词：软件复用，森林资源管理信息系统，数据驱动，参数控制 i i a b s t r a c t ：f o r e s tr e s o u r c ei so n eo ft h em o s ti m p o r t a n tr e s o u r c e si nt h ew o r l d ，a n di st h e f o u n d a t i o no fb i o d i v e r s i t y i tn o to n l yp r o v i d e sv a r i o u sp r e c i o u st i m b e r sa n dr a wm a t e r i a l s f o rp r o d u c t i o na n dl i f e ，v a r i o u sf o o d sf o r d a i l yl i v e s ，b u ta l s or e g u l a t e st h ec l i m a t e ， c o n s e r v ew a t e ra n ds o i l ，p u r i 母t h ea i ra n da b a t en o i s ee t c a tt h es a m et i m e ，f o r e s ti sa l s o t h en a t u r a lg a r d e nf o ra n i m a l sp l a n t s ，f e e d i n gv a r i o u sb i r d sa n db e a s t sa n di t p r o v i d e sa p l a c ef o rv a r i o u sp r e c i o u sw o o d sa n dt h em e d i c a lm a t e r i a l st og r o w t h en a t u r a lc o n d i t i o no f o u rc o u n t r yi sv e r yc o m p l i c a t e d ，a n dt h ec l i m a t ev a r i e s r i c h i nv e g e t a t i o nw i t hd i f f e r e n tt y p e so ff o r e s t s ，a n da b o u ti nw o o dr e s o u r c e s t h es p e c i e so f p l a n t sa n da n i m a l sa r ev e r ys p e c i a l c h i n an o to n l yh a sav a s tt e r r i t o r y , b u ta l s oa b u n d a n ti n f o r e s tr e s o u r c e s t h e r e f o r e ，i to c c u p i e sa v e r yi m p o r t a n tp o s i t i o ni nt h ew o r l d f o r e s tr e s o u r c ei st h em a t e r i a lb a s i so ft h ef o r e s t r y , t h ec o r eo fa l lf o r e s tp r o b l e m s a n dt h es t a r tp o i n ta n de n d i n gp o i n to fd i f f e r e n tk i n d so f j o b s i no r d e rt oa c h i e v et h e s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n to ff o r e s tr e s o u r c e ，t om a k es u r v i v e si nf o r e s tr e s o u r c ep e r i o d i c a l l y i ti sc r i t i c a l l yi m p o r t a n tt ou s ef r m i s ( f o r e s tr e s o u r c em a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ) t o m a n a g ea n dm a k ed a t ac o l l e c t i o na n da n a l y s i s w i t ht h ed e v e l o p m e n to fc o m p u t e rh a r d w a r ea n ds o f t w a r e ，a n dt h ei n c r e a s eo f i n f o r m a t i o ni nf o r e s tr e s o u r c e ，f r m i sd e p e n d sm o r ea n dm o r eo nm i s t h em a n a g e m e n t s y s t e mo ff o r e s t r yh a sc h a n g e df r o mp l a n n e de c o n o m yt om a r k e te c o n o m y , a n du n d e rt h e g u i d a n c eo f p l a r m e de c o n o m y ，t h e r ea r eg r e a tn e e df o rm i s m a n a g e m e n tp u r p o s ec h a n g e d f r o mt h ep l a n ta n dm a n a g e m e n to fc o m m e r c i a lf o r e s ti n t o e c o l o g i c a l f o r e s t t h e c o n t i n u o u sc h a n g e so ft h en e e d sa n do b j e c t i v e so fm a n a g e m e n tr e q u i r em o r eo nt h e m o d i f i c a t i o no fm a n a g e m e n ts o f t w a r e t h e r e f o r e ，t h ei n a d a p t a b i l i t yo ff r m i sb e c o m e m o r ea n dm o r eo b v i o u s t h es u b j e c to ft h ed i s s e r t a t i o ni sf r m i s ，a n di tc o m m i t st oa b s t r a c tv a r i e dp a r t sa n d u n v a r i e dp a r t sr e s p e c t i v e l y t h o s et m v a r i e dp a r t sc a nb ea c t u a l i z e sb yp r o g r a mc o d e ，a n d t h o s ev a r i e dw i l lb er e g a r d e da sv a r i a b l e st ob ec o n t r o l l e d b yp a r a m e t e r st oa c h i e v e d a t a - d r i v e n t h i si st h em a i ni d e ao f t h ed i s s e r t a t i o no nt h ef l e x i b i l i t ya n d v a r i a b i l i t yo f t h e g e n e r a lf r m i s t h eg e n e r a lf o r e s tr e s o u r c e sm a n a g e m e n ts y s t e mc a nb ea b s t r a c t e di n t oaf o u rl a y e r s d e v e l o p m e n tm o d e lw i t hg r e a tf l e x i b i l i t ya n da d a p t a b i l i t y 4 9 】t h em o d e lm a i n l ya n a l y z e s t h ev a r i e dp a r t so ft h es y s t e m ( t h ec o r r e s p o n d i n g p a r to ft h ep r o g r a m ) b a s e do nt h e i i i o r i g i n a lt o wl a y e r sa b s t r a c tm o d e l ，a n dc o m b i n e dw i t ht h ea b s t r a c t i o n o nt e c h n i q u e s ， s o f t w a r em u l t i p l e x i n g ，p a r a m e t e r sc o n t r o l ，a n dd a t a d r i v e nt e c h n i q u e sf r o mt h en e wm i s s o f t w a r ed e v e l o p m e n tm o d e l t h ef l e x i b i l i t ya n dt h ea d a p t a b i l i t yo ff r m i sc a r ls o l v em a n yp r o b l e m s b a s e do nt h e l a y e r sm o d e l ，t h ed i s s e r t a t i o ns t u d i e st h ef u n c t i o n a lm o d u l eo f t h eg e n e r a ls t a t i s t i c a lr e p o r t s o f f r m i s b e c a u s eo ft h ew i d ed i s t r i b u t i o no fo u rf o r e s tr e s o u r c e ，t h eg r e a tv a r i e t i e so fp l a n t s a n dt h ev a r i a t i o no fo p e r a t i o no b j e c t i v e s ，a n db e c a u s et h ef o r e s ti t s e l fe x i s t st h ep r o c e s so f d e v e l o p m e n ta n dd e c l i n e ，t h ee n v i r o n m e n to ff o r e s tc h a n g e sc o r r e s p o n d i n g l y w h a t sm o r e ， w i t ht h ei n f l u e n c eo fh u m a na c t i v i t i e s ，i ti sv e r yd i f f e r e n tt oc a l c u l a t et h eg r e a tm a n y d y n a m i cd a t ar e s o u r c e i ti sa l s oat o u g hj o bt og r a s pt h es t a t u sq u oa n dt h ed y n a m i c c h a n g e so ff o r e s tr e s o u r c e t om a k eg o o dd e a lw i t ht h ec o n t i n u o u sc h a n g eo ft h en e e do f s t a t i s t i c s ，a n dt om a l ed a t ac o l l e c t i o no f f o r e s tr e s o u r c ea n dv a r i o u sk i n d so f r e p o r t s t h eg e n e r a ls t a t i s t i c a lp r o c e d u r er e s e a r c hc a l ls o l v et h ep r o b l e mo fm o d i f y i n ga n d a d j u s t i n gt h es o u r c ec o d ea c c o r d i n gt od i f f e r e n tn e e d so fs t a t i s t i c a lp r o c e d u r e t h r o u g ht h e a n a l y s i so fg e n e r a lf o r e s ts t a t i s t i c a lp r o c e d u r e ，w ec a nd e d u c et h ev a r i e da n du n v a r i e d f a c t o r so ft r a d i t i o n a ls t a t i s t i c a lp r o c e d u r e a m o n gt h ef a c t o r s ，t h ew h i l ep a r to fs t a t i s t i c a l p r o c e d u r ea r er e g a r d e da sv a r i a b l ef a c t o r sw h i t et h ec o n t r o ls t r u c t u r ea r et h ei n v a r i a n t f a c t o r s f u r t h e r m o r e ，w ef i n dt h a tn om a t t e rw h a tm a k ec h a n g e s ，r e g a r d l e s so ft h ed a t a s o u r c eo f t h ef o r e s to rt h en e e d so f s t a t i s t i c s ，i ti sb e c a m eo f t h em o d i f i c a t i o no f c o n d i t i o n a l f a c t o r so fs t a t i s t i c a lp r o c e d u r e w ep r o c e s st h ec o n t r o ls t r u c t u r ea n ds t a t i s t i c a lc o d eo f s t a t i s t i c a lp r o c e d u r es t r u c t u r e d u r i n gt h ep r o c e s s ，w eu s es t a t i s t i c a lv a r i a b l et ot r a n s m i tt h e w h i l e p a r tt or e a l i z et h es e p a r a t i o no fs t a t i s t i c a ls t r u c t u r a lc o d ea n df i l t r a t i o nc o d e w ep u t t h ed a t aw h i c hc o n l l o lt h es t a t i s t i c a lv a r i a b l e si nt h er e l e v a n tc o n t r o lt a b l e so fs t a t i s t i c a l p a r a m e t e r i ft h ed e m a n ds t a t i s t i c sh a sc h a n g e d , w eh a v et oa d j u s tr e l e v a n tc o n t r o lt a b l e so f s t a t i s t i c a lp a r a m e t e rt os a t i s f yd i f f e r e n tk i n d so fs t a t i s t i c sd e m a n dw i t h o u tm o d i f y i n gt h e p r o c e d u r e t h eg e n e r a ls t a t i s t i c a lp r o c e d u r eh a si t sf l e x i b i l i t y w ec a nu s ec o n t r o lp a r a m e t e r ( d a t a - d r i v e n ) t op r o c e s st h ev a r i a b l ep a r ti ns t a t i s t i c a lp r o c e d u r eb a s e do nt h eo r i g i n a lm i s ， t oa d a p tt h ec h a n g eo fd e m a n do ft h et a b l eb ya d j u s t i n gs t a t i s t i c a lp a r a m e t e r si nt h e p a r a m e t e rt a b l e ，a n dt or e p l a c et h ec h a n g eo ft h ew h i l ep a r ti nt h ep r o c e d u r ec o d eb yt h e i v c h a n g eo ft h ed e f i n i n go fc o n t r o lp a r a m e t e r a st h ec o m p l e x i t yo ft h ef o r m so ft h ef o r e s t r y r e p o r t ，w ec a nd e c r e a s et h ec o m p l e x i t yo ft h es t a t i s t i c a lp r o c e d u r ec o d ea n dp a r a m e t e rb y i m p o r t i n gt h et r a n s f e rt a b l e t h eg e n e r a lf o r e s t r ys t a t i s t i c a l p r o c e d u r ei sp r o g r a m m e db yc o n t r o lp a r a m e t e r , t r a n s f e rt a b l e ，d a t a d r i v e nt e c h n i q u e st or e p l a c et h et r a d i t i o n a lo n et oo n es t a t i s t i c a lt a b l e s t h er i s eo fc o n t r o lp a r a m e t e rs o l v e st h ep r o b l e m so ft h ec o n t i n u o u sc h a n g eo ft h ed e m a n d o fs t a t i s t i c a lt a b l e s ，a n dt h eu s eo ft r a n s f e rt a b l e sd e c r e a s e dt h ec o m p l e x i t yo ff i l l i n gt h e p a r a m e t e r s u s i n gd a t a d r i v e nt e c h n i q u e st of i n i s hs t a t i s t i c a lj o b si n c r e a s e st h er e f l e x i v i t y a n dt h ea d a p t a b i l i t yo f s t a t i s t i c a lm o d u l e k e yw o r d s ： s o f t w a r ed i p l e x ，f o r e s tr e s o u r c e sm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n s y s t e m ， d a t e d r i v e n ，p a r a m e t e r c o n t r o l v 声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得西南林学院或其它教育机构的学位或证书而使 用过的材料，与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的 说明并表示了谢意。 、i ， 签名：型豳日期：盘；：! ! 关于论文使用授权的说明 本人同意：西南林学院有权保留论文的复印件，可以采用影印、缩印或其他复制 手段保存论文；提交论文年后，允许论文被查阅和借阅，学校可以公布论文的全部 或部分内容。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名：= 刻函导师签名：造 日期：兰竺丛乡 1 绪论 1 绪论 1 1 森林资源和森林资源管理 1 1 1 我国森林资源现状和特点 森林资源，广义上是指林木、竹类和林区范围内其他植物、动物、林地资源( 含 水资源) 和环境资源的总称，狭义上是指以乔木为主体的森林植物所组成的部分。森 林资源信息是表达和控制森林资源运动方式和状态的数据。它即具有信息的绝对性、 普遍性，同时也具有信息的相对性、特殊性，前者是指只要有森林资源它就存在，后 者是指不同区域森林资源的存在方式又有所不同。 我国地域辽阔，自然条件复杂、气候类型多样；植被丰富，森林类型繁多；林木 资源丰富，动植物种类独特，在世界上占有重要地位。2 0 世纪7 0 年代以来，随着人 们对森林认识的进一步提高，森林资源利用也逐渐从天然林向人工林转变，从工业利 用向发挥森林多种效益方面转变。我国资源总量多、人均少，从总体上看，我国仍属 于森林资源贫乏的国家。由于历史和自然地理条件等方面的原因，我国森林资源分布 非常不平衡。从林龄结构和林种结构等方面反映出我国森林结构的不合理。林地生产 力低，主要表现在每公顷蓄积生长量低，林业用地中有林地比重小。 我国目前森林面积1 7 5 亿公顷，森林覆盖率1 8 2 1 ，森林蓄积1 2 4 5 6 亿立方米。 人工林保存面积0 5 3 亿公顷，即7 9 5 亿亩，蓄积1 5 0 5 亿立方米，人工林面积居世界首 位。但是我国森林覆盖率仅相当于世界平均水平的6 1 5 2 ，居世界第1 3 0 位。人均 森林面积0 1 3 2 公顷，不到世界平均水平的1 4 ，居世界第1 3 4 位。人均森林蓄积9 4 2 l 立方米，不到世界平均水平的1 6 ，居世界第1 2 2 位。东部地区森林覆盖率为3 4 2 7 ， 中部地区为2 7 1 2 ，西部地区只有1 2 5 4 ，而占国土面积3 2 1 9 的西北5 省区森林覆 盖率只有5 8 6 。全国林分平均每公顷蓄积量只有8 4 7 3 立方米，相当于世界平均水 平的8 4 8 6 ，居世界第8 4 位。林分平均胸径只有1 3 8 厘米，林木龄组结果不尽合理。 人工林经营水平不高，树种单一现象还比较严重。林地流失依然严峻。清查间隔期内 有1 0 1 0 6 8 万公顷林地被改变用途或征占改变为非林业用地，全国有林地转变为非林 地面积达3 6 9 6 9 万公顷，年均达7 3 9 4 万公顷。林木过量采伐仍相当严重。一方面可 采资源严重不足，另一方面超限额采伐问题依然十分严重，全国年均超限额采伐达 7 5 5 4 2 1 万立方米 3 】。 从第六次全国森林资源清查的结果可以看出，我国的森林面积正在持续增长，森 林蓄积也在稳步增加，森林质量有所改善，林种结构渐趋合理，林业所有制形式和投 资结构趋向多元化，林业发展后劲较大。但森林资源保护和发展的问题也不容忽视， 如何运用最先进、最有效的管理技术和方法对森林资源信息进行更好收集和管理，使 得森林资源能更好的被利用和开发就显得非常重要。 1 1 2 森林资源管理 就全球来说，森林资源管理正处于从森林资源管理向森林生态系统经营的一个过 渡期，而我国所提出的2 1 世纪要建立比较完善的森林生态系统和比较发达的林业产 业体系这一目标，都是以林业分类经营和森林资源资产化管理为基础的。如何建立管 理功能完善、适应性强的森林资源管理信息系统就由为重要，同时也是本文设计思想 的方向。 森林资源管理是对森林资源信息在社会实践活动过程中的管理。它是利用各种方 法与手段，运用计划、组织、指挥、控制和协调的管理职能，对信息进行收集、储存 和处理并提供服务过程，以有效地利用人、财、物，控制森林资源按预定目标发展的 活动。它是社会发展到一定历史阶段的产物，是社会发展的需要，是人类进步的表现。 它涵盖了森林资源信息的采集、组织、加工、存储、分配与服务的全过程。这是近几 十年来偏向于计算机森林资源信息管理的一种定义【l 】。对于森林资源信息的管理来 说，大致可分为信息采集、信息处理两部分，本文主要针对森林资源管理中的信息处 理部分进行研究。 新中国成立以前，虽然我国林业学术界已具备一些理论知识，但在理论应用方面 大部分的森林数据分析、数据采集、处理和利用工作都是粗放的，但是根本没有任何 调查技术可言，更谈不上森林资源管理的技术体系和理论体系。 1 9 5 1 年，中国进行了第一次的森林资源清查，到1 9 6 2 年结束工作，调查期间采 用了一些新的方法和技术，从中获取了一些相关经验，森林资源管理的水平有所提高。 随着对森林资源管理的不断深入研究，和相关技术的发展，如抽样技术、动态模型、 最优控制理论、模糊数学、通讯技术、网络技术和计算机技术的研究和应用，特别是 计算机的大量应用，森林信息管理取得了飞速的发展。 1 绪论 1 1 - 3 森林资源管理的主要内容及发展 森林资源管理的内容可以分为信息采集和信息处理两个方面。 在信息采集方面：国外的发展是从1 9 世纪前的森林资源调查的目测法，用地面 测量绘制地图，发展为实测法，到了2 0 世纪2 0 年代，基本是用地面测量绘制地图， 用目测法和带状标准的实测法推算森林的蓄积量。6 0 年代形成了森林资源调查技术 的两大基本体系。一是以德国为代表的西欧，基本上采用全及的逐个小班调查和代表性 选样型的求算森林蓄积量的方法，按小地域进行调查然后通过累积的方法取得大地域 或全国的森林资源数据和图件，另一是美国所代表的北美与北欧，采用抽样调查方法， 进行大区域森林资源控制性调查，然后，根据需要用补充的方法来获取小地域上的森 林资源数据。苏联在3 0 5 0 年代主要采用目测体系调查方法，在大部分边缘林区采 用航空目视和航片目视判读调查，6 0 年代才开始研究试验以数据统计为基础的抽样 调查方法。 资源信息处理方面：5 0 年代初美国就开始使用计算机进行森林资源数据处理。到 了6 0 年代，苏联、日本和西德等国家也相继使用计算机进行森林资源数据的处理。1 9 5 7 年国际科联就成立了世界数据中心，1 9 7 2 年联合国建立了全球环境监测系统，1 9 8 5 年又建立了全球资源信息库，目前已在1 0 个国家和地区建立了全球共享的数据库网 3 町 5 0 年代初，我国主要采用导线测量、标准木和标准地实测等方法进行森林资源数 据的采集，到了1 9 6 3 1 9 6 5 年才引进了分层抽样调查方法，7 0 年代初，红外黑白摄影、 天然彩色摄影和红外彩色摄影等多种片种在林业上得到应用与推广。抽样调查方法有 了较大的发展。随着航天遥感技术与计算机技术的飞速发展，7 0 年代后期，地球资源 卫星收集数据在我国林业上也开始使用。8 0 年代初，建立了遥感试验场，开展了森林波 谱、觚数据的图像处理与森林自动分类技术的应用性试验。8 0 年代中后期，开展了应 用卫星遥感信息进行宏观森林资源动态监测技术方法研究。我国的国土资源卫星、气 象卫星和测视雷达也在林业方面得到应用。到了9 0 年代，随着环境全球化、经济全球 化的进程加快，各国对环境问题给予了更多的关注，提出了“可持续发展”的理论。信 息获取新技术有了长足的发展。兰认们已经意识到太空获取的地球影像能够提供前所 未有的信息后，全球先后发射了2 0 0 0 多颗各类卫星。利用卫星遥感图像数据实现地 理数据的更新3 。这些新技术的发展为在大范围获取资源信息打下了良好的基础。 森林资源信息采集总的趋势是不断引进与应用新的理论、方法与技术，实现r s 与 g i s 的无缝结合、实现“3 s ”的一体化、 调查，实现森林资源数据库的动态更新， 个高度“。 实现计算机自动解译目标，配合一定的实地 使我国森林资源数据采集技术上升到另一 从新中国成立到7 0 年代末，各类森林资源调查所采集的数据基本采用人工方法进 行处理与分析，从8 0 年代开始，才逐步推广使用计算机。1 9 8 2 年林业部调查规划设计 院与电子工业部1 5 所共同在p e l j x c 5 1 2 上开发建立的森林资源数据库系统，拉开了森 林资源计算机数据处理的序幕。随着计算机硬软件的不断发展，森林资源数据处理与分 析的效果发生了重大变化。 1 9 8 5 年后，随着数据库管理技术及信息系统的发展。一方面利用d b a s e 和f o x b a s e 建立面向各层次的森林资源数据库管理系统，另一方面，为了更有效地管理森林资 源，并根据森林资源内外因素，作详细分析，提出了森林资源管理信息系统结构，于 1 9 8 8 年实现了我国第一个“森林资源管理信息系统”，同时开展了林业计算机成 图、地理信息系统、专家系统与决策支持系统的应用研究。”1 ”3 。进入9 0 年代后，由 于计算机硬件支持能力发展迅速，各种软件开发平台从单一逐步走向综合与集成， 森林资源数据处理从以数据管理为主转向到综合分析与决策为主，从单向应用系统 转向到综合应用系统，并更加重视时空管理与动态分析以及网络环境下信息处理与 共享的等级与标准“。 1 2 计算机技术在林业上的应用 森林资源的管理要求融合许多领域的相关知识，是一个数据信息密集的任务。同 时，森林资源的信息一般来说都是在不断变化着，所以，要想及时掌握森林资源的动 态，就必须改变传统的信息管理手段，采用先进的计算机技术和信息技术，建立森林 资源信息管理系统，及时、准确、迅速地掌握森林资源的动态”3 。 近年来，计算机技术在林业上的应用越来越广泛，使林业的管理技术和研究手 段发生了很大变化，计算机已成为林业生产和科研上最有力的手段及必备工具。随 着计算机软硬件性能的不断提高和各种相关学科理论不断发展，各种单项技术将在 不断完善的基础上趋于结合，向着智能化、集成化的方向发展，将极大地促进计算 机技术在林业上的应用走向深入。 1 绪论 1 ，2 1 林业计算机技术的发展 2 0 世纪5 0 年代初，美国就开始使用计算机技术，对森林资源数据进行处理。6 0 年代，前苏联、日本和西德等发达国家也开始使用计算机技术，对森林资源进行数据 处理。到目前为止，国外应用计算机技术进行林业资源数据采集、数据处理、决策支 持系统、3 s 技术和网络的研究，规模越来越大，应用也越来越广泛。 新中国成立后的十多年中，我国各类的森林资源调查数据都是采用人工方法处理 和分析。从2 0 世纪6 0 年代，在一些计算机科学实验室，已经开始利用计算机技术进 行数据模型的科学计算，到了7 0 年代末8 0 年代初，才真正的开始系统研究如何将计 算机技术应用在森林资源管理中。其中包括遥感图像处理和科学计算的研究，有计划 的在森林资源管理中引进计算机技术，这期间主要是引进技术，以计算、统计汇总单 项应用为主。8 0 年代开始，林业调焘部门逐步推广使用计算机，到了8 0 年代中期， 计算机技术进一步发展，森林资源管理部门和生产单位开始引入计算机技术，从科学 计算、统计汇总开始，逐步向综合和系统管理阶段发展，出现了一批面向森林资源的 管理信息系统。1 9 8 5 年以后，随着数据库技术和信息系统的发展，一方面利用d b a s e 和f o x b a s e 建立了面向不同层次的森林资源数据库管理系统，另一方面为了更有效 地管理森林资源，于1 9 8 8 年实现了我国第一个“森林资源管理信息系统”。9 0 年代， 引进了地理信息系统( g i s ) 、计算机网络技术、多媒体技术、模型、模拟方法等计算 机技术，为计算机在林业上的广泛应用提供了强有力的技术支持，并开展了包括：林 业计算机成图、地理信息系统、专家系统与决策系统的应用研究。由于数据库的技术 和功能的不断完善，g i s 已经不能完全的完成所有功能，进而由单纯的利用g i s 进行 森林资源管理向g i s 和数据库相结合转变。“林业统计电子计算机管理系统”的研制 成功并运行，为林业统计提供相应信息和数据，也为实现林业统计现代化管理打下了 很好的基础。 云南省位于我国西南部，有着极为丰富的森林资源，被誉为“植物王国”。林业 工作者们通过使用计算机，以期达到高效管理森林资源的目的。 从2 0 世纪8 0 年代开始，云南林业系统就开展了林业计算机数据处理和管理的应 用与研究工作。云南省林业调查规划院四大队首先采用中国林业调查规划院基于 b a s i c 开发的二类调查数据处理系统进行森林资源二类调查数据处理，9 0 年代初西南 林学院林业系与云南省林业调查规划院五大队合作开发了基于c l i p p e r 系统的森林 资源二类调查数据处理系统，大大的提高了二类调查的数据处理效率。此外，云南省 通用f r m i s 统计功能模块的研究 林业院校、科研院所以及生产企业先后研究、开发应用了基于数据库技术的森林资源 管理系统，用于提高林业管理质量与效率“。 无论是发达国家还是发展中国家都己认识到计算机技术对林业发展的重要性。 “3 s ”( 遥感、地理信息系统和全球定位系统) 技术使森林资源管理迈上了一个新台 阶，电子技术和各种自动检测、控制技术对提高森林集约经营水平、木材生产机械化 水平和木材加工连续化和自动化水平起到了巨大的推动作用，电子计算机技术在林业 上的应用更为广泛，已从科学计算阶段和单项管理阶段进入了信息系统管理阶段。科 学技术特别是高新技术的发展给林业科学研究带来了新的机遇和挑战，世界各国正在 不断将各项高新科技成果应用于林业生产和实践。今后，计算机技术的不断发展和一 些高新技术的结合应用将日益广泛，并将进一步推动林业的发展。 1 2 2 计算机技术在林业中的应用 从2 0 世纪5 0 年代美国率先将计算机引入林业以来，半个世纪里，计算机技术在 林业上的应用已从最初的科学运算工具发展到现在的综合的信息管理和决策系统，经 历了单纯数据处理、系统信息数据处理、可视化信息管理、网络信息化、等过程，促 使林业的管理技术和研究手段发生了巨大的变化，尤其近几年来，计算机技术和通讯 技术的发展，为计算机技术在林业上的应用提供了强大的技术支持，并极大地推动了 计算机在林业上的应用向多层面发展。目前，计算机已成为林业科研和生产等各个领 域的最有利和有效的手段和必备工具1 2 6 j 。 随着电子技术的发展，发达国家使用一种野外数据采集装置( e d r s ) 取代了传 统的纸张数据采集和记录，目前，美国、英国和加拿大都生产e d r s ，国外常见的有 英国h u s k y 公司生产的h u n t e r 和美国t e l x o n 公司生产的t e l x o np t c 6 1 0 等，欧 美许多国家都已在林业生产中运用。 计算机数据库技术的发展，使得世界各国都利用此技术建立了各种各样的林业数 据库管理系统( f r d m s ) 。美国s a s 软件研究所研制的s a s 软件系统，是及数据管 理、数据分析和信息处理于一身的统计应用软件，由于其超凡的的功能和技术支持得 到世界认可，被誉为数据分析和数据统计的标准软件。”。美国w o l f r a m 公司研制的 w o l f r a m 善于进行各种复杂运算，如符号运算、求近似解、解微分方程等，和其它数 学分析软件如m 烈i t a b 、s y s t a t 等一样，因其短小精悍，易学易用，在国外林业 中也有广泛的应用。 决策支持系统( d s s ) 是多种新技术和方法高度集成化的软件包。它将计算机技 6 i 绪论 术和各种决策方法( 如线性规划、动态规划和系统工程等) 相结合，针对实际问题，建立 决策模型，进行多方案的决策优化。“。美国林务局的f o r p l a n 采用大型线性规划模 型，以提高净现值和木材产量为目标并用于森林资源的优化配置决策中 2