森林资源地理信息管理系统技术方案

1、森林资源地理信息管理系统技术方案（招标编号：ZHGPC2003-59GIS）I技术方案华南农业大学珠海市冠新运算机网络工程-00三年五月十九日1需求分析11.1 珠海市森林资源治理信息化建设现状11.1.1 珠海市都市信息化建设现状./1.1.2 珠海市森林资源治理现状.21.2 项目需求31.2.1 建设目标.31.2.2 建设内容.31.2.3 技术要求.41.2.4 设计规范.52系统总体设计62.1 系统总体结构62.1.1 系统建设原则.62.7.2系统总体结构框架.82.2 技术路线132.3 关键技术152.3.1 地理信息系统技术.151.1.1 据库技术.161.1.3 数据

2、仓库与数据挖掘技术.171.1.4 空间数据处理与共享技术.181.1.5 数据定制技术.192.4 总体设计方案的可行性分析202.4.1 方案的先进性和创新性.20242技术的可行性和可靠性212.4.3 治理制度的保证.222.4.4 国家数字林业政策与导向232.5 系统的技术质量指标232.5.1 技术指标.232.5.2 版量指标.243系统详细设计243.1 系统数据库设计243.1.1 数据源分析.243.1.2 数据库设计原则.263.1.3 数据底结构设计.273.13.1 基础地理数据库273.13.2 森林资源数据库283.13.3 林业专题数据库283.1.4 元数据

3、.293.1.5 数据库编码结构.293.1.6 数据结构.303.L6.1矢量结构303.1.6.2栅格数据结构313.1.63关系数据结构313.3系统功能设计323.3.1 要紧功能组成.321.1.1.1 统治理与爱护321.1.1.2 空间数据治理功能331.1.1.3 性数据治理功能341.1.1.4 报表与制图输出功能361.1.1.5 多媒体演示功能371.1.1.6 关心功能373.3.2 应用功能.371.1 .2.1森林资源的动态监测373.322 森林资源信息治理383.323 森林资源动态变化的统计393.324 森林资源监测样地的设立、判释与调查393.325 森林

4、资源数据更新393.3.3 系统功能实现.403.33.1 ArcEditor 与 3D-con 扩展模块40333.2系统开发方法423.4 系统接口443.5 安全设计443.5.1 局域网和数据交换安全45351.1运算机物理安全453.5.1.2局域网安全453.5.13用户身份认证463.5.2 系统服务器安全.463.5.3 系统数据安全.46353.1 数据储备安全系统46353.2 数据生产安全47353.3 后备与复原484系统实施484.1 系统建立流程484.1.1 收集资料.484L2GIS数据采集484.1.3 实施流程图.494.2 系统软硬件配置504.2.1 系

5、统软件选型与配置、504.2.1.1 GIS 软件504.2.1.2 数据库治理系统514.2.1.3 作系统与开发工具524.2.1.4 软件配置方案524.2.2 系统硬件配置.534.3 系统集成534.3.1 软件集成方案.534.3.2 硬件集成方案.554.4 系统安装与调试554.4.1 硬件测试与验收标准.554.4.2 软件测试与验收标准.564.4.3 综合测试验收.565技术培训与售后服务575.1 技术培训575.1.1 领导综合培训.575.1.2 系统运行治理人员培训.585.1.3 基层人员培训（农业局操作人员）605.2 售后服务605.2.1 日常支持.605

6、.2.2 现场支持.615.2.3 备件支持及升级服务615.2.4 后期技术服务625.2.5 长期技术合作.626项目治理打算626.1 工程进度治理626.1.1 系统分析与设计时期（一共需要70天）626L2数据处理与建库（一共需要50天,可并行实施）636.1.3 系统软硬件集成（共100天,部分工作并行实施）636.1.5 系统调试与交付时期（一共需要30天）646.1.6 系统实施甘特图.646.2 风险治理646.2.1 森林资源地理信息治理系统项目的风险特点.64622按照现代项目治理理论治理项目,规避项目风险656.3 项目质量治理666.3.1 质量打算编制.666.3.

7、2 版量保证.676.3.3 质量操纵677提交成果与总结687.1 项目成果687.2 总结688系统后续建设构想691需求分析1.1 珠海市森林资源治理信息化建设现状1.1.1 珠海市都市信息化建设现状都市的信息化建设确实是以基础地理信息数据为基础平台，利用现代高科技 手段，充分采集、整合和挖掘都市各种信息资源，建立面向政府、企业、社区和 公众的基础地理信息系统和建立在其上的信息应用系统，即地理信息系统。方旋书记在珠海市五届人大四次会议的政府工作报告中明确指出，珠海市地 理信息系统的建设是2002年市政府向宽敞群众承诺的十件实事之一。珠海市地 理信息系统的建设是由市委市政府直截了当组织领导

8、，各相关单位积极配合，珠 海市国土资源局牵头负责。珠海市地理信息系统的建设能切实提高全市的信息化水平，实现都市建设的 系统化、集成化、网络化、标准化治理，促进经济社会跨过式进展，为“数字珠 海”建设打下坚实的基础。珠海市地理信息系统建设有利于全面改变珠海市都市 治理的模式和手段，实现都市治理现代化；有利于加快珠海市信息产业化进程， 促进地理信息产业的培养和进展，为整个信息产业增加新的经济增长点；有利于 对都市资源的全面了解和合理配置，促进都市资源的科学利用，在都市化和信息 化建设中发挥积极的作用，为政府的辅助决策提供技术支持。珠海市地理信息系统的目标是为珠海市提供一个面向政府、企业、社区、公

9、众的公用基础地理信息图库，开发珠海市基础地理信息系统，不断完善和更新基 础地势图数据，通过城域网、Internet或其它方式，实现都市空间信息资源共享, 为“数字珠海”建设奠定基础。珠海市地理信息系统的建设离不开专业的地理信息系统平台，ESRI公司的 产品ArcGIS确实是使用最为广泛的地理信息系统平台。目前珠海市差不多选用 ArcGIS进行都市基础地理信息系统建设，在系统建成后可为珠海市包括林业治 理部门的各行业提供空间基础地理数据。为了便于进行数据交换，珠海市森林 资源治理地理信息系统也确定采纳ArcGIS系列软件平台。但由于珠海市地势图数据严峻滞后，如1:500、1:2000等大比例地势

10、图数据 要紧是1997、1998年测绘的，而1:10000地势图数据是1991年测绘的，阻碍了 珠海市各行业地理信息系统的建设。值得欣慰的是珠海市政府正在投入巨资进行 都市基础地势图的修测工作，差不多工作可望在2004年内完成。但目前建立珠 海市森林资源治理地理信息系统所需的1:10000地势图数据只是1991年测绘的, 图形格式为AutoCAD DWG格式，而且必需转换整理成Arcinfo空间数据格式。1.1.2 珠海市森林资源治理现状珠海市全市总面积为国为7600多平方公里，其中陆地面积为1600多平方公 里，海域面积6000多平方公里。全市林业用地面积50600公顷，非林地面积为 984

11、93.4公顷，森林覆盖率为33.1%。令 全市林业用地按地类来划分，其中无林地为2786.6公顷，有林地为 32805.8公顷（林分地28727.4公顷、经济林3914.8公顷、竹林163.6公 顷），疏林地843.1公顷，灌木林地13659.8公顷，未成林造林地294.7 公顷，苗圃地64.4公顷。令全市林业用地按行政区域分布来划分，香洲区11832.3公顷、三灶区 12816.2公顷、万山区7573.9公顷、横琴区3143.5公顷、淇澳区1515.6 公顷、斗门区13567.9公顷。目前珠海市森林资源治理由珠海农业局林业科具体负责，治理决策人员需要 处理各种林业数据，如林地使用状况、植被分

12、布特点、立地条件、社会经济等许 多因子的数据，这些数据既有空间数据乂有属性数据，具体情形如下：1、由于没有建立森林资源地理信息系统，目前只能使用传统方法对这些数 据进行分析和统计处理，处理起来难度大、效率低，只能做一些简单的文档报表 制作与处理工作。2、在森林资源监测清查方面，从资源清查到数据整理成册，最后制定经营 方案，需要的时刻长，容易造成经营方案和现实情形不相符。这种滞后现象可能 导致治理方案的不合理，阻碍治理方案的合理制定和实施。森林资源的清查、各 种经营方案的设计（如造林规划、抚育间伐、伐区设计等）需要大量的人力、物 力、财力。3、由于森林资源的分布广，条件复杂，加上林业治理部门机构

13、精简人力不 足，进行一次资源清查需要花费较长的时刻，将结果汇总、整理、分析乂需要一 段时刻，而森林资源由于自然的消长和人为的作业干扰，变化专门快，因此调查 结果差不多不能显示森林资源的现状，只能是一些历史数据，难以作为经营决策 的准确依据；4、清查内业工作一直也处于手工处理，虽说日常使用运算机办公，但却没 有相应的处理系统，只能做简单的报表制作和处理匚作，因此对数据没有精确完 整的处理。5、随着森林经营的集约程度的不断提高，市场行情时刻变换，要求随时把 握森林资源的现状和动态变化，传统的森林调查无法做到数据的实时更新和动态 监测，更无法制定新方案，以适应市场需求。6、目前珠海农业局的森林资源数

14、据要紧以属性数据为主，没有在林业资源 治理过程中引入电子地势图，治理起来既不直观、也不方便。由于以上缘故，珠海市农业局急需建立一套适合珠海特点和林业行业共性的 珠海市森林资源治理地理信息治理系统，以实现珠海林业资源治理的科学化 和高效化，保持林业资源资料的现势性，便于及时把握森林资源及有关因子的空 间时序的变化特点。1.2 项目需求1.2.1 建设目标项目的总体目标是建立先进高效的森林资源地理信息治理系统，系统高效治 理珠海市森林资源数据、制作各种林业专题地图，为森林资源治理提供科学、方 便的辅助决策。项目建设也为以后的林政治理、营林项目治理、生态公益林治理、 森林公园治理、森林防火指挥、森林

15、病虫害防治信息化打下良好的基础。1.2.2 建设内容依照珠海市森林资源地理信息治理系统需求，系统建设内容要紧包括以下内 容：1森林资源地理信息治理系统建立建立1:10000的珠海市基础地理数据库，内容包括地势、水系、交通、居民 点等基础地理信息；在基础地理数据的基础上建立珠海市森林资源专题数据库， 在林业二类调查的基础上，制作完成森林资源（林种、树种）分布图、森林区划 图、林相图、森林立地类型图、土地利用图及土壤图等。利用地理信息系统将图 形与属性数据库有机结合在一起，实现森林资源档案的运算机一体化治理，能够 随时了解森林资源的状况及进行统计分析，也能够随时更新地图的图元和属性数 据库的数据，

16、并能输出图件资料。建立森林资源治理应用系统。在森林资源监测治理提供方便的数字化治理手 段，为林相、林种图的更新、林业作业的定位和面积测量等提供数字化辅助。系统为以后森林资源的各种专题治理应用功能提供一个开发和升级的平价， 在林政治理、营林项目治理、生态公益林治理、森林公园治理、森林防火指挥、 森林病虫害防治等方面提供开发应用基础，也为技术档案治理、科技信息资料治 理、人事治理、财务治理、国有资产治理、林产品治理、政策法规以及文件等林 业办公自动化提供方便的升级接口，为建立一个功能强大的林业地理信息系统打 下坚实基础。2 .软硬件集成包括操作系统、数据库、GIS平台以及开发工具等软件的选型与采购

17、，软硬 件的安装与调试。3 .项目治理和售后服务包括确立本项目的实施过程和治理手段，为系统交付后制定完善的服务打 算。1.2.3技术要求系统充分利用先进的运算机软件技术、地理信息技术、数据库技术、数据仓 库与数据挖掘技术、空间数据处理与共享技术、数据定制技术、多媒体技术、虚 拟现实技术等进行开发。系统以数据库做后分支持，相关资料的显示和输出要与 数字地图紧密结合，具有良好的可视化界面。开发成果满足安全可靠，治理爱护 方便、系统抗干扰能力强的要求；同时具备容错、检错、纠错能力，信息复原和 系统重建能力。总体结构使用C/S体系。具体要求如下:令 操作系统、数据库应当稳固、安全可靠、高效和易于开发，

18、并有可预见 的长期保证；令 应用软件开发。用户界面应当方便有用，简明快捷，便于操作、爱护， 并有相应的售后服务、升级保证及开发工具支持；令 操作系统、地理信息系统平分、数据库软件及开发语言是成熟的、先进 的、高性能的产品。数据库必须是大型的数据库治理软件。地理信息系 统平台应是最成熟的系统，应该包含使本系统能顺利实施的各个模块。令森林资源地理信息治理系统软件应当包括森林资源地理数据治理与森 林资源监测治理，并能为今后森林资源各种专题应用功能提供升级和扩 展基础。令软件和硬件应能无缝地集成到一起。1.2.3设计规范设计过程将遵循以下国际标准、工业标准、国家行业法规、国家标准及行业 标准：令中华人

19、民共和国森林法令中华人民共和国野生植物爱护条例令 中华人民共和国水土保持法实施条例令风景名胜区治理暂行条例令中华人民共和国森林法实施条例令森林防火条例令林木种子生产经营许可证年检制度规定令 林业行政处罚听证规则令国家林业局公布林木良种名录令造林质量治理暂行方法令森林采伐更新治理方法令森林和野生动物类型自然爱护区治理方法令GB-8566-88运算机软件开发规范令GB-8567-88运算机软件产品令 GB-9385-88运算机软件需求说明编制指南令GB-9385-88运算机软件测试文件编制指南令GB/T 12504-90运算机软件质量保证打算规划令GB/T 12505-90运算机软件配置治理打算规

20、范令 国标GB1526-89信息处理、数据库流程图、系统流程图、程序网络图 和系统资源图的文件编制符号及约定令中华人民共和国运算机信息系统安全爱护条例令 HAVDBOOK OF SOFTWARE RELIABILITY ENGINEETING2系统总体设计全球变化和资源环境可连续进展战略的提出使数字地球已受到各国、各行各 业的普遍重视。在林业上，森林资源的宽敞性、再生性、周期性和调查工作的艰 巨性及调查环境的复杂性，差不多使林业和以“3S”技术为要紧内容的数字地球 技术、信息技术紧密结合起来，GIS是“3S”中的核心内容。我国林业地理信息系统的建设工作已在全国逐步开展起来，同时它已在林业 资源

21、治理、森林资源动态监测、生态公益林规划治理、森林病虫害监测、森林防 火等多项工作之中发挥了重要作用。2.1 系统总体结构2.1.1 系统建设原则（1）全局性和整体性原则从珠海市都市信息化建设的总体目标动身，使系统成为“数字珠海”的有机 组成部分；同时从农业局内部和珠海市信息中心等相关部门之间的联系动身，进 行系统总体设计，并实现信息资源的共享，使系统成为一个开放性的有机整体。（2）标准化和规范化原则系统建设采纳的软件平台、数据标准、开发技术应符合公认的行业标准，符 合国家、地点和行业的有关标准与规范，系统分析、设计与实现采取开放路线， 遵循国际软件工程的标准、规范，并尽可能采纳国际主流产品，以

22、确保系统集成 的可行性、良好的可扩充性。（3）科学性和先进性原则系统设计与开发必须采纳先进的成熟的思想、概念、方法、技术和平介，在 明白得用户的各项需求后，进行科学的建模、功能结构设计及数据库设计以指导 系统开发建设；同时在系统建设上要具有前瞻性，以适应以后技术、业务进展的 需要，保证系统今后在技术、应用方面的可连续进展。（4）易爱护性和扩展性原则采纳开放的系统设计，保证系统具有较强的易爱护性和扩展性，能方便地进 行功能的调整适应系统需求变化，如专题应用、数据更新等方面引起的变化。系 统的升级要充分考虑与现有各应用系统的版本兼容问题，尽可能保证系统有更长 的生命周期。同时，要考虑以后林政治理、

23、营林项目治理、生态公益林治理、森林公园治 理、森林防火指挥、森林病虫害防治等工作的需要，为进一步建设成功能强大的 珠海市林业地理信息系统打下基础。（5）安全性和保密性原则为了保证网络环境下数据的安全，系统应具有防止病毒入侵、非法用户访问、 恶意更换破坏数据的功能，并采取完备的数据爱护和备份机制，防止非授权用户 的非法入侵和授权用户的越权使用，系统应能够进行各种权限级别的操纵，并具 备审核功能，自动记录用户访问的情形和操作过程，以备日后查询。（6）高性能和稳固性原则在系统设计、开发和应用时，应从系统结构、技术措施、软硬件平台、技术 服务和爱护响应能力等方面综合考虑，确保系统较高的性能和最低的故障

24、率。（7）方便有用性原则要“以人为本”，充分考虑珠海市森林资源治理心各项业务活动的实际需要, 贴近用户的需求与适应做法，做到功能强大、界面美观、操作简单、方便有用。（8）经济、时效性原则系统建设投资要操纵在农业局所能承担的范畴内，并尽可能利用现有的资源 条件（软件、硬件、数据和人员），按打算在规定的时刻内高质量高效率实现信 息化建设的战略目标。2.1.2 系统总体结构框架依照珠海市森林资源地理信息治理系统建设目标和系统分析，系统总体架构 设计如图2-1所示：图2-1珠海市森林资源地理信息治理系统总体框架珠海市森林资源地理信息治理系统包括基础平台、信息集成平台、信息服务 平台三层架构，最底层是基

25、础平台，其上是信息集成平台，最高层是信息服务平 台。其中基础平台包括操作系统、数据库平台、GIS平台以及运算机硬件与网络 设备等，是整个系统运行应用的基础。信息集成平台是指统一储备治理系统所有 信息，具体包括基础地理数据库、林业资源库、图形库等，是信息服务和应用的 基础。信息服务平台要紧有数据监测采集、数据储备更新、统计分析和显示输出等 功能，负责绝大部分数据采集、建库、更新，进行统计分析，并利用各种形式输 出信息。珠海市森林资源地理信息治理系统的总体结构及其功能模块图如图2-2所 示:珠海市森林资源地理信息管理系统系统维护 <-用户界面 >应用帮助生态公益林管理森林资源监测管理营

26、林规划和管理森林公园规划和管理林政管理森林防火指挥专题应用森林病虫害防治图文显示 空间查询 空间分析统计分析图表输出基础应用属性数据库图形数据库数据库管理注：带下划线为升级扩展功能设想图2-2珠海市森林资源地理信息治理系统总体结构和功能模块因为要使系统易于扩充和升级，因此需要把系统分成若干个符合一定要求的 模块，各模块的设计是单独进行的，设计过程中需要不断地吸取用户调查所提供 的信息，并把它与目前林业生产的需要及今后进展的可能结合起来，不断进行修 改。模块设计均采纳自上而下的方法，从实际软件包调查动身，研究其可能涉及 的资料，确定事实上体的属性，然后逐级向上综合，模块的划分为系统的逻辑设 计和

27、物力设计打下基础，为整个系统的顺利运行提供保证。依照珠海市林业生产 的实际状况和以后进展的需要，分别设计了空间查询、空间分析、统计分析和制 图输出等模块，各个模块相对独立、功能单一，按照层次结构组织，有利于今后 系统的扩展和升级。依照上述功能设计，珠海市森林资源地理信息治理系统由数据库治理功能、 基础应用功能和专题应用功能三部分组成。数据库治理部分以SQL Server作为 开发平台，用Visual Studio作前端开发工具，具有数据容量大，查询速度快，系 统安全性能高，人机交互界面好的特点。地理数据处理部分采纳美国ESRI公司 的ArcEditor地理信息系统软件为平台，按照农业局的森林资

28、源治理要求对点、 线、面等地理对象建立拓扑结构和编辑处理，软件可运行于单机环境上；基础应 用部分要紧在ArcEditor下通过VBA定制实现；专题应用部分要紧在VB、VC+ 等开发语言环境下运用组件式开发实现。珠海市森林资源地理信息治理系统选用的ArcEditor软件，不仅包含了一样 GIS软件的功能，还增加了对空间数据库和coverage数据的编辑能力。增加的功 能包括，支持多用户编辑，版本治理，定制数据类型，与要素连接的注记和丈量 数据类，ArcEditor还提供对ESRI支持的所有矢量数据格式的建立和编辑能力。ArcEditor软件是一个基于Windows桌面的GIS数据可视化、查询、制

29、图、 数据治理和编辑的解决方案。ArcEditor包括Arc View 8.1的差不多的桌面功能， 并能编辑 Arcinfo Coverage 数据，以及 Personal 和 Enterprise Geodatabase,其具 有创建和治理关系、子类、几何网络、尺寸要素等的能力。其它的功能包括对多 用户编辑的支持，版本治理，定制要素类，要素关联的标注，标注尺寸，以及多 用户地理数据库中的栅格数据的支持。它包含为版本治理的高级工具，例如，标 识、解决冲突的版本合并工具。ArcEditor上述功能以外，还提供以下功能：(1)数据生成(编辑工具)；(2)创建和编辑Coverages；(3)创建和编

30、辑地理数据库和林业专题数据库；(4)创建和编辑几何网络和关系类中的地理数据库要素；(5)在基础地理数据库中创建治理类；(6)在不同要素类之间创建关系类；(7)在不同表之间创建关系类；(8)在要素类和表之间创建关系类；(9)在基础地理数据库中创建多版本；(10)编辑基础地理数据库中的指定的版本；(11)解决基础地理数据库中的版本冲突；(12)创建和编辑尺寸要素；(13)定义尺寸要素类属性；(14)创建和编辑要素关联的标注，标注关联地理数据库中的要素。在数据治理方面，能够在访问一个数据库治理系统(DBMS%。，在ArcEditor 中应用版本治理提供对多用户地理数据库的编辑和爱护：(1)给基础地理

31、数据库和林业专题数据库加载数据；(2)给基础地理数据库和林业专题数据库加载栅格；(3)在地理数据库中创建属性的子类；(4)创建属性域。以上功能的设计，能够专门好地满足用户的需求，也为珠海市森林资源地理 信息治理系统的升级和扩展，提供了良好的接口。通过总体设计，能够满足珠海 市农业局在空间数据处理上的需求：(1)数据采集与更新，包括：图形扫描输入与编辑功能：实现图形的扫 描与矢量化治理，通过GIS平台对差不多地势图、林业基础图、小 班图进行数字化录入和编辑：系统设计支持AutoCADs Mapinfo, Arcinfo > Arc View, DGN及文本文件等的数据格式。设计的拓扑编 辑

32、功能用来对建立的图形数据及变更调查的图形数据的变更、修改; 属性编辑功能：可对林业小班数据登记中的属性数据进行编辑、修 改；(2)数据库治理功能，包括：数据的入库与爱护；(3)查询与显示功能：可查找珠海市农业局辖区的任意林地信息，并可 调用林业基础地图和专题地图登记中的属性信息，以实物表格的形 式弹出用户想要查看的表格；(4)统计报表功能：能对林区、林班和小班数据进行分类汇总；(5)制图功能：在图形数据上生成专题图，在图形数据上生成林业小班 分幅图。在需要分幅输出时，可生成分幅图，能够在系统设计时专 门设计分幅图图库治理功能。(6)显示输出：图形的放大缩小、漫游，图形、数据表格文本输出到打 印

33、机和绘图仪。珠海市森林资源地理信息治理系统中，在数据库治理下划分出属性数据库治理和图形数据库治理两个模块，能够更好地实现系统设计的功能。属性数据库治理功能模块是实现储备、分析、统计、评判、查询、更新、属 性制图等功能的核心工具，也是整个系统的重要组成部分。需要具备对数据库结 构操作、属性数据内容操作、数据逻辑运算、属性数据检索、从属性到图像的查 询、属性数据报表输出等功能，其功能结构如图2-3所示：属性数据输入数据库操作）（属性查询统计）报表输出数据库结构操作图2-3属性数据库治理框架浏 览 数 据 库 结 构图形数据库治理要紧任务是完成图形图像数据的输入、图形图像变换、查询、图形整饰输出等功

34、能，如图24所示:图形数据库管理图形全入|阿加|图形;兼作图形"换|脚形图;象查询|褚,息1 提取 图形1析面系统维护|图2-4图形数据库管理框架2.2 技术路线依照珠海市农业局的相关需求，以及系统的功能需求，采纳结构化设计方法 实现珠海市森林资源地理信息治理系统的开发，这种设计方法以数据流为中心, 自上而下，逐层分解系统工作过程。通过数据流图、数据字典、加工说明等要紧 分析工具，将系统功能分解、刻画出来。系统总体设计的思路如下：(1)依照珠海市林业部门生产特点以及以后林业部门进展远景，确定系 统的主体目标，从而获得系统设计的当前模型；(2)依照系统当前模型抽象出当前系统的逻辑模型；

35、(3)分解目标系统与当前系统逻辑上的差异，建立目标系统逻辑模型； (4)为目标系统逻辑模型作补充，如人工界面的要求等。珠海市森林资源地理信息治理系统是专门为珠海市地点林业生产服务的有 用系统。在目前“数字林业”技术基础尚薄弱的基础上，系统设计的要紧目的是 为珠海市森林资源监测治理服务，而不能面面俱到，系统设计需要紧凑合理，今 后在条件更为成熟之后，再将系统应用范畴再进行相应扩展到林业生产治理的其 它环节，要紧包括林政治理、营林项目治理、生态公益林治理、森林公园治理、 森林防火指挥、森林病虫害防治等。工作流程如图2-5所示：图2-5珠海市森林资源地理信息治理系统工作流程总体上看，在已有先进成熟的

36、技术基础上，参考借鉴新一代GIS的设计思 想与理念，深入研究林业生产的需求，确定系统的数据源，设计数据采集的入口 与建库方案，建立森林防火信息系统基础数据库，采纳前端采集更新与分布式共 享的机制，以及基于元数据的数据治理方式实现数据共享。在基础数据库的设计 上提供数据接口，提供与广东省林业局、国家林业地理信息系统以及珠海市各部 门专业信息系统的接口，也要为今后农业局其它地理信息系统及林业地理信息系 统的扩展与完善提供共享数据接口。同时数据库的设计上强调数据的爱护、更新、 安全、海量、支持多平台。充分考虑数据的安全性，包括硬件、软件、网络带来 的数据的安全性。在数据需求与数据流分析的基础上，规划

37、建立森林资源地理信息治理系统数 据标准体系。重点建设数据的编码体系，在充分利用已有编码体系的基础上，关 于目前还没有统一编码的数据，结合实际需求与先进的数据编码方法，确定数据 编码体系，力争使其成为行业或国家编码标准。珠海市森林资源地理信息治理系统建成运行之后，可实现森林资源监测治 理，并进一步扩展到林政治理、营林项目治理、生态公益林治理、森林公园治理、 森林防火指挥、森林病虫害防治等信息治理，从而建立先进、高效、科学、完善 的珠海市林业地理信息系统。2.3 关键技术2.3.1 地理信息系统技术地理信息系统是一项以运算机为基础的新技术，围绕这项技术的研究、开发 和应用形成了一门交义性、边缘性的

38、学科，是治理和空间数据的系统；在适当的 运算机软硬件支持下，能够对空间数据按地理坐标或空间位置进行各种处理、对 数据进行有效治理、研究各种空间实体及其相互关系。通过对多因素的综合分析, 能够方便地猎取满足应用需要的信息，并能以地图、图形或数据的形式表示处理 的结果。一样认为地理信息系统是具有数据采集、治理、查询、运算、分析与可 视表现等多种功能的运算机技术系统。地理信息系统的核心是空间数据及应用软件，尤以GIS软件最为引人注目， 现在已知的GIS差不多广泛应用于政治、军事、经济、文化和社会生活的各个方 面。GIS软件在其中起到了庞大的作用，现代GIS软件是在60年代中期发端的 第一代和80年代

39、末的第二代软件产品的基础上，在90年代中期开始显现第三代 的GIS软件，其特点是面向对象的软件构造技术和广域网专门是Internet技术的 支持下，显现了一些新的特点,加快了 GIS在国民经济和社会生活各方面的应用： （1）组件化：采纳了面向对象的软件技术后，就能够利用商用的软件构造工具, 实现地理信息系统的组件化结构，极大的提高了支持二次开发的能力，模糊了软 件平价和应用系统之间的界线。客户能够利用传统的软件开发语言和空间数据处 理组件方便地构造个性化的应用软件系统，实现系统的灵活配置，关于提高应用 软件的可靠性也有积极的促进意义；（2）空间数据与属性数据的一体化储备：新 软件采纳商用DBM

40、S的扩充功能、或自行在传统DBMS上扩充其数据治理能力, 普遍实现了空间数据和属性数据的一体化储备和查询。这种一体化技术实现了数 据治理的规范化和数据操纵的标准化，其好处是用户能够方便地组织各类空间信 息处理事物，在数据完整性和一致性方面提供有效的保证；（3） B/S结构：Internet 技术专门是WEB技术的进展和跨平台软件技术的进展，使得运算机应用系统迅 速由C/S结构转为B/S结构。B/S结构模糊了系统的界线，实现了最终用户端软 件的零爱护，其好处是显而易见的。第三代地理信息系统软件普遍采纳WEB和 “软总线”技术，一方面实现了以扫瞄、查询为主的应用系统的B/S结构，另一 方面实现了多

41、级服务器和多用户协同工作方式，使应用系统的构建跨过了地域及 规模上的限制，为地理信息系统由以系统为中心向以数据为中心的过渡奠定了良 好的基础。目前超大型应用系统（成百上千用户）差不多开始显现，专门是将空 间信息与人们的日常生活相联系，真正将地理信息系统带入主流软件的行列，能 够预见在不久的今后，GIS将和数据库系统、图形库系统一样，成为运算机应用 系统中不可缺少的组成部分；（4） 3S集成：遥感技术是迄今为止人类猎取空间 数据规模最大、时刻最短的技术，卫星定位技术能够关心人们快捷地获得地球表 面任意物体的空间位置信息。然而，作为重要的空间数据猎取手段，它们只有和 地理信息系统技术结合，才能产生

42、宽敞的应用前景。第三代地理信息系统软件开 始注重3s集成，实现了矢量、图像某种程度上的一体化储备、叠加显示和矢量 一栅格数据的相互转化，尽管这种集成是相起初步的，然而在实际应用中差不多 显示了积极的作用。2.3.2 数据库技术数据库是一个复杂的系统，它是集中、统一地储存和治理着某一单位或某一 领域内所有有用信息的运算机系统，那个系统的数据有较少冗余和较高的独立 性，同时能够为多种应用服务。治理数据库通常利用数据库治理系统实现，常用 的数据库治理系统是建立在操作系统基础上的，数据库的所有操作（数据库的建 立、使用和爱护）差不多上在治理系统的统一治理和操纵下进行的。林业系统数据库治理通常采纳混合治

43、理方式：用地理信息系统治理空间数 据，用关系型数据库治理系统治理属性数据，空间数据和属性数据通过内码建立 连接。空间数据和属性数据作为林业专题地理信息系统的核心，出保证森林资源 地理信息治理系统能够正常运行的基础；没有数据库，再方便的森林资源地理信 息治理系统也无能为力，可见数据库是森林资源地理信息治理系统建设的先决条 件；而且，数据质量的优劣也将直截了当阻碍和决定属性传统三建设的成效。因 此说，高质量的数据库是建设森林资源地理信息治理系统的基础。数据库技术在森林资源地理信息治理系统中的应用，能够满足系统的不同需求:（1）实现空间数据和属性数据的动态更新;（2）爱护数据库的完备性和一致性；（3

44、）实现时刻数据、空间数据、属性数据三者之间高效、快速地检索；（4）数据共享的操纵；（5）系统安全的治理；（6）数据的可复原性。通过这些功能，系统数据库才能发挥其应有的作用。现代信息技术和网络技术的日益成熟和普及，给林业信息化工作的数据库建 设的进展提供了良好的机遇。从应用前景看，以数据处理为主转向以知识处理为 主，是运算机技术应用的总趋势，同样也是林业信息化技术进展的差不多趋势。 林业信息化产品在市场上将越来越多并日益趋向智能化，类似森林资源地理信息 治理系统如此的产品将不再局限于数据收集、分类、贮存、检索和查询；而是能 够辅助决策，并提供良好的用户接口。林业信息系统专门快也将不再以一库（数

45、据库）系统为主，更多的将是二库（数据库、模型库）、三库（数据库、模型库、 知识库）、四库（数据库、模型库、知识库、文本库）系统。随着运算机软硬件 的升级和开发完善，多媒体技术的广泛应用，林业运算机系统的开发应用将有宽 敞的进展前景。2.3.3 数据仓库与数据挖掘技术数据挖掘DM（Data Mining）技术，是指从大型数据库或数据仓库中提取人们 感爱好的数据（知识），这些数据（知识）是隐含的、事先未知的潜在信息。数据 挖掘技术能迅速从大量数据中发觉信息与推理知识，可选择大量的日常数据，查 找、发觉隐藏数据，揭示出新的关系和模型，提供预期有用的信息。数据挖掘的关键是充分利用高效快速信息搜索技术，

46、以便在已有数据库上挖 掘到大量对有用的数据。利用Microsoft SQL Server 2000的组件开放接口可进行 数据挖掘开发。数据挖掘具体实现过程一样为：1）建立挖掘模型。用户依照功能需求和机构的结构要求选择挖掘算法，选 择推测实体和训练数据，建立适当的关系数据挖掘模型或OLAP数据挖掘模型2）从数据库中挖掘出数据，生成测试集。子模块的功能需求作为挖掘条件 或规则输入到数据挖掘器DMTool (Data Mining Tool)。DMTooI从已有产品数据 库、知识库和规则库中挖掘出符合近似度条件的方案及其各种参数。如有必要设 计师可适当进行参数修改以满足需求，然后从中选择或全部选择，

47、生成测试集。3)对测试集推测、评判，选定方案。由于SQL Server 2000有先天优良的数据接口，可进一步开发以实现对网络 数据库甚至对Web信息的挖掘。2.3.4 空间数据处理与共享技术在森林资源地理信息治理系统中，常用分层分类的概念来分别储备不同类别 的空间数据，每一层存放一种专题或一类信息，并有一组对应的属性数据。如此 不论是数据爱护依旧空间分析，处理起来均较方便。数据分层能够依照专题来进 行，每层对应一个专题，包含一种或几种不同信息，并服务于林业生产某一特定 的用途或目的。迄今为止，多数森林资源地理信息治理系统是将空间数据和属性数据分开治 理，因此一样的信息系统多是将地理信息系统软

48、件用于空间数据治理，属性数据 则用关系型数据库治理系统治理，空间数据和属性数据通过唯独内码建立连接。 然而这种方法引起的问题是：空间数据与属性数据的连接太弱，易造成空间数据 与属性数据的脱节；其次是空间数据和属性据库用不同的系统治理，造成资源白 费和治理纷乱；三是由于空间数据不能统一存放于标准数据库中，造成空间数据 不能在网络上共享，因此，传统的森林资源地理信息治理系统从未实现过真正的 Client/Server 构架。随着地理信息技术的进展，解决这些难题的新技术差不多不断涌现，要紧的 思路确实是将空间数据和属性数据存放于统一的数据库里。许多关系数据库差不 多提供了对空间数据的支持，为空间数据

49、向关系型数据转换提供了便利。众多地 理信息系统厂商在这一领域加大了开发力度，空间数据处理与共享技术逐步成为 信息系统建设的热点问题，实现空间数据和属性数据的统一数据库治理是今后实 现空间数据处理和共享的一大趋势。概括而言，实现地理数据共享的必要性和优点要紧表达在以下一些方面：(1)整合分离的数据源是GIS及相关工具的要紧特点之一;(2)通过地理数据共享能够使更多的人使用和更充分地利用已有的数 据，减少重复劳动和费用；(3)使大伙儿有可能基于一个公共框架工作，既节约金钱，乂产生更大 的协作利益；(4) GIS系统更容易集成：(5) GIS应用开发能够把重点放在开发新的应用程序，而非仅仅是支持 不

50、同的数据格式；(6) 尽管数据共享标准也会随时刻变化，但它为用户提供了一个相对稳 固的产品环境，即使旧标准过时，新出台的标准通常会保持兼容。 至少在理论上，爱护了用户在数据上的投资，从长远来看，也有利 于GIS的进展。2.3.5数据定制技术珠海市森林资源地理信息治理系统选用目前功能强大的ArcEditor软件作为 基础平台，其性能是较为先进的，特有的数据定制技术对珠海市农业局今后开展 系统的后续建设工作有重要意义。ArcEditor作为Arcinfo系列的主力软件，基于 宏语言的开发环境特点鲜亮，用户能够专门方便地编制自己的菜单和程序，AML 环境有如下特点：(1)语法结构简单，说明执行，不需

51、编译，执行和开发效率高；(2)支持模块化的开发方法，可开发较大应用；(3)提供可视化菜单，对话框(formedit、menuedit)编辑工具，所见即 所得；(4)支持多种风格的菜单，对话框，和各种风格的控件；(5)提供多线程的调度和输入治理。用户使用诸如VB等可视化的工具，生成可视化的界面，用Arcinfo的的控 件，来显示查询GIS图形，完成复杂的GIS分析。分析结果，如图形、表格， 可随时嵌入到用户的日常工作文档中。同时ArcEditor能够通过在VBA (内嵌在 ArcEditor中)中编写宏来实现定制，也能够通过流行的标准开发环境(VB, C+, Delphi等)生成扩展。ArcEd

52、itor为GIS用户提供一个新的方案为Arc View的查询和分析用户与Arcinfo专业GIS用户提供一个中间解决方案来创建和爱护 GIS数据。因此，采纳新型的数据定制技术可为林业部门今后在数据采集、输入建库和 编辑处理方面打下良好的基础。2.4 总体设计方案的可行性分析2.4.1 方案的先进性和创新性利用GIS技术开发面向林业生产应用的有用系统，是本项目设计最突出的创 新点和先进性所在。其技术特点包括以下几个方面：(1)使用主流GIS开发平台(ArcEditor等)，利用宏语言(AML)及VB 等开发工具进行系统设计与开发。从用户角度来看，森林资源地理 信息治理系统需要多种技术协同实现，比

53、如数据库和通讯技术等等, 使用GIS技术先行开发一个部分，关于今后的系统升级和扩展十分 方便快捷；(2)基于GIS的森林资源地理信息治理系统具有标准的接口，承诺跨语 言应用，因而使软件的可配置性、可扩展性和开发性更强，使用更 灵活，二次开发更方便；(3)系统采纳压缩编码方式存贮各种林业专题图形和基础数据库，具有 数据与图像的存贮更新、查询检索、分析处理、图像显示和自动制 图功能。在有用性上，珠海市森林资源地理信息治理系统的总体设计具有以下特点： (1)目的明确：林区、林班以及林业小班信息是林业部门重要的基础信 息资源，是林业生产治理进行建设、技术改造、灾难跟踪、生产安 全、财务成本核算等决策的

54、重要依据，林业基础信息治理的现代化 对林业生产治理部门提高生产效率有专门大的促进作用，是数字林 业的起步研究与应用；(2)提供完整的系统整体设计方案：在考虑到用户前期建设目标和投入 水平等因素上，设计方案为用户提供了连续的方案，不仅可满足现 时期用于农业局森林资源治理的基础地理信息系统，也充分考虑到 今后为用户设计与开发功能更为完善的高级系统，因此在系统设计 中预留了接口，便于用户今后为系统扩展。因此本项目设计的现时 期目标，要紧是以地理信息系统中图形库(GIS)及关系型数据库 (SQL Server)为核心，实施二次开发，实现林业基础信息的集中 治理、更新及查询，响应速度快；(3)设计了符合

55、用户目前需求的系统结构:以1:10000珠海市地势图为 底图，输入林业基础地图，建立了统一标准的、矢量化的林业专业 图例符号库及公用字典编码库，图形与数据库之间建立互操作关系, 保证了数据处理的完整性和一致性，属性与空间数据库伸缩性强， 使系统有较强的生命力；(4)设计了符合用户需求的应用模块：应用模块包含了林业基础信息、 林区边界、林班和小班界线等要紧林业治理信息，能够从各个角度 综合地或者是单项地反映林区的宏观分布及微观定位，功能齐全， 图形连续延展，坐标定位准确。并采取空间导航、地址匹配等多种 定位方式，用户操作简便，易学易用。(5)具有良好的开放性：系统的硬件平台标准化，系统软件兼容性

56、强， 开发工具性能良好，使该系统与珠海市其它治理信息系统及“数字 珠海”具有良好接口条件，并能充分利用已有资源；(6)具有良好的有用性和扩展性：系统软硬件配置合理，原始信息收集 完整，能较好地支持多种灵活查询，采纳了多种先进开发工具，使 系统有用、灵活、爱护治理方便。由于系统良好的扩展性，项目的 后续工作能够依据农业局下属各部门提出的不同应用需求，在此系 统基础上开发出深层次的应用；具有良好的安全可靠性：系统具有较高的安全级别，能够对使用系 统的用户进行授权使其仅能访问被限定的资源。系统具有大容量、 高速的可移出备份介质，以满足对数据库全备份的要求。2.4.2 技术的可行性和可靠性传统意义上的

57、林业生产与规划治理差不多上山落后的手工方式进行的。随着运算机技术的进步，显现了基于数据库治理系统的林业信息系统软件，它大大提 高了林业治理的效率。然而，林业生产有着鲜亮的地理属性，因此，仅仅基于统 计文本的林业信息系统明显缺乏地理直观性。近年来进展起来的地理信息系统 （GIS）具备了同时处理地理要素统计属性和空间属性的功能。因此，在GIS基 础上，建立更高层次、技术含量更高、有用性更强的林业信息治理系统成为可能。近年来GIS技术在林业应用领域中差不多发挥了越来越重要的作用，传统的 林业生产部门实施的数据采集、储备、更新、查询、运算、制图等方面工作，大 多还依靠手工完成，随着信息化时代的到来，传统作业手段差不多不足以适应林 业生产治理的复杂特性，必须要用现代化的高新技术