杉木营林决策支持系统的研制(优秀设计)

PAGEPAGEPAGE61设计题目：杉木人工林决策支持系统的研制学院：计算机与信息学院专业年级：XX级计算机科学与技术学号：XXXXXXXX学生姓名：XXXXXX指导教师、职称：XXXXXXXX200TheResearchofChinafirPlantationdecisionsupportsystemCollege：ComputerandInformationScienceSpecialtyandGrade：ComputerScienceandTechnology,XXNumber：XXName：XXAdvisor：XXAssociateProf.Submittedtime:May28,2008目录摘要 51.绪论 71.1研究背景及研究意义 71.2决策支持系统概述 81.2.1决策支持系统 81.2.2决策支持系统的发展 81.2.3决策支持系统的性质 91.2.4杉木人工林决策支持系统的开发意义 91.2.5杉木人工林决策支持系统开发前景 102.技术架构 102.1BorlandDelphi简介 102.2SQL语言与MicrosoftSQLsever简介 112.2.1SQL语言 112.2.2MicrosoftSQLsever特点 113.杉木人工林决策支持系统分析 123.1需求分析 123.2开发过程分析 123.2.1决策支持系统的工作流程 123.2.2杉木人工林决策支持系统开发过程 134.杉木人工林决策支持系统设计 144.1杉木人工林决策支持系统总体结构设计 144.2杉木人工林决策支持系统功能设计 144.2.1杉木人工林造林管理 144.2.2造林密度的确定 154.2.3造林地准备与抚育管理 154.2.4间伐 154.2.5杉木人工林地位质量的评定 164.2.6杉木人工林林分生长预测与制定林分的抚育间伐措施 164.3数据库设计 164.3.1立地因子结构设计 164.3.2营林管理结构设计 174.3.4操作员表结构设计 184.4模型库设计 194.4.1杉木模拟数量化优势高生长模型 194.4.2杉木林分平均高、平均胸径模型 214.4.3杉木人工林林分经营密度模型 224.3.4杉木人工林林分材积生长模型 254.3.5投入分析模型 254.3.6收入分析模型 264.3.7纯利润（赢利润）、纯收益和赢利率分析模型 265.系统运行 265.1数据库配置及安装 265.1.1手动配置数据库 265.2系统登录 295.2.1界面设计 295.2.2设计思路及代码实现 295.3杉木人工林决策支持系统主界面 305.3系统菜单 315.3.1系统登录 315.3.2口令修改 315.3.3系统退出 325.4基础信息 335.4.1立地因子信息 335.4.2营林管理信息 385.4.3营林措施信息 395.5林地管理 405.5.1林地管理措施 405.5.2打印营林管理表 435.5.3打印生长预测表 435.6操作员信息管理 445.6.1操作员信息管理 445.7帮助 455.7.1关于 456.1系统的特点 467．参考文献 478.致谢 499.附录 50摘要本毕业设计以决策支持系统(decisionsupportsystem，简称DSS)设计理念为核心，通过Delphi软件平台，结合SQLserver数据库构建了优势高生长模型、林分平均高、平均胸径模型、林分经营密度模型、林分材积生长模型、经济分析模型组件，进而研制实现了综合性、构件化的基于模型的杉木人工林计算机辅助决策支持系统。本系统实现三大功能模块：系统、基础信息、林地管理；在各个模块中包含各种功能，如系统模块包含：系统登录、口令修改；基础信息包含：立地因子、营林管理、营林措施等功能。它可以实现对不同立地条件的杉木人工林最佳营林方案的生长动态和经济效果的模拟预测，生成适宜的管理决策方案，提高了用户的工作效率，使杉木人工林营林管理过程更为规范化、科学化和合理化。关键词：决策支持系统（DSS）营林管理间伐林分密度经济效益Abstract1.绪论1.1研究背景及研究意义杉木（CunninghamiaLanceolata）裸子植物，杉科。是我国特有的速生商品材树种，同时也是分布较广的用材树种，东至浙江、福建沿海山地及台湾山区，西至云南东部、四川盆地西缘及安宁河流域，南自广东中部和广西中南部，北至秦岭南麓、桐柏山、大别山。在这个范围内有大面积的杉木人工纯林，也与马尾松、毛竹及其它阔叶树种组成的混交林。杉木垂直分布的上限因风土不同而有差异，如在大别山区为海拔700m以下，福建山区1000m以下，大理2500m以下。整个杉木分布区可分为3个带。北带相当于植被区划的北亚热带,属杉木分布的北部边缘；在适宜的立地条件下，20年生杉木林年平均生长量每公顷可达6.0～7.5立方米。中带相当于中亚热带，其东部和中部都是杉木的中心产区，如贵州东南部、湖南西南部、广西北部、广东北部、江西南部、福建北部、浙江南部等是历史上杉木的著名产地，20年生的林分平均年生长量每公顷可达9～11立方米，而一些小面积丰产林,则可达15～30立方米。南带相当于南亚热带，属杉木分布的南部边缘。这里杉木生长较差，每公顷只4～8立方米。与杉木同属的另一个种称台湾杉木(C.konishii)，分布于中国台湾。根据第五次全国森林资源统计报告显示，全国针叶林面积为5399.83万hm2，占全国林分总面积的41.2%。在针叶林中以杉木为优势的林分面积为1149.87万hm2，占全国林分总面积的12.1%，占全国用材林总面积的15.3%，针叶林面积仅次于马尾松。在我省主要分布主要分布于闽清、永泰、闽侯海拔400～700米的山地，面积485.25平方公里，占全市用材林面积的14.3%。杉木对土壤、气候要求较高，最适宜在肥沃、深厚、疏松、排水良好的土壤及日照短、湿度大、温差小、风力弱的山洼、谷地和阴坡生长，25年左右即可成材。材质轻韧、强度适中，质量系数高，含有“杉脑”，具香味，能抗虫耐腐，是优良的建筑、桥梁、造船和家具用材。近年虽然小径材市场低迷，但中、大径材销路仍好，今后要培养中大径材杉木为主。1804年及1844年流入英国，在英国南方生长良好，视为珍贵的观赏树。美国、德国、荷兰、波兰、丹麦、日本等国植物园中均有栽培。杉木的利用价值十分高，其面积又十分巨大，首要问题就是如何经营管理。杉木经营管理所面临的一大问题就是如何实现优化经营，合理开发利用林地资源，从而实现杉木可持续经营，全面提高杉木质量和效益。因此，对杉木林经营过程的最优控制、优化经营研究也就显得十分重要。传统上的杉木人工林营林管理主要依据专业知识，参考植被、土壤、地形等方面的造林地状况提出造林管理方案，其缺点是提不出准确明了的定量指标，带有较大的主观经验性，这使得人工林的产量受到明显的制约。作者试图借鉴国内外最新的技术，根据前人研究成果，分析我国杉木人工林经营管理现状通过计算机辅助为营林决策者提供分析问题、建立模型、模拟决策过程和方案的环境，调用各种信息资源和分析工具，帮助决策者提高决策水平和质量。总之，高速发展的信息技术、计算机技术以及网络技术给林业现代化管理注入新鲜血液,也为杉木工林经营管理提供了一条新途径。1.2决策支持系统概述1.2.1决策支持系统决策支持系统(decisionsupportsystem，简称DSS)是辅助决策者通过数据、模型和知识，以人机交互方式进行半结构化或非结构化决策的计算机应用系统。它是管理信息系统(ManagementInformationSystem，简称MIS)向更高一级发展而产生的先进信息管理系统。它为决策者提供问题分析、模型构造、决策过程模拟及决策效果评价的决策支持环境。1.2.2决策支持系统的发展自从20世纪70年代决策支持系统概念被提出以来，决策支持系统已经得到很大的发展。1980年Sprague提出了决策支持系统三部件结构即对话部件、数据部件（数据库DB和数据库管理系统DBMS）、模型部件（模型库MB和模型库管理系统MBMS），明确了决策支持系统的基本组成，极大地推动了决策支持系统的发展。20世纪80年代末90年代初，决策支持系统开始与专家系统（ExpertSystem,ES）相结合，形成智能决策支持系统（IntelligentDecisionSupportSystem,IDSS）。智能决策支持系统充分发挥了专家系统以知识推理形式解决定性分析问题的特点，又发挥了决策支持系统以模型计算为核心的解决定量分析问题的特点，充分做到了定性分析和定量分析的有机结合，使得解决问题的能力和范围得到了一个大的发展。智能决策支持系统是决策支持系统发展的一个新阶段。20世纪90年代中期出现了数据仓库（DataWarehouse,DW）、联机分析处理（On-LineAnalysisProcessing,OLAP）和数据挖掘（DataMining,DM）新技术，DW+OLAP+DM逐渐形成新决策支持系统的概念，为此，将智能决策支持系统称为传统决策支持系统。新决策支持系统的特点是从数据中获取辅助决策信息和知识，完全不同于传统决策支持系统用模型和知识辅助决策。传统决策支持系统和新决策支持系统是两种不同的辅助决策方式，两者不能相互代替，更应该是互相结合。把数据仓库、联机分析处理、数据挖掘、模型库、数据库、知识库结合起来形成的决策支持系统，即将传统决策支持系统和新决策支持系统结合起来的决策支持系统是更高级形式的决策支持系统，成为综合决策支持系统（SyntheticDecisionSupportSystem,SDSS）。综合决策支持系统发挥了传统决策支持系统和新决策支持系统的辅助决策优势，实现更有效的辅助决策。综合决策支持系统是今后的发展方向。1.2.3决策支持系统的性质结构化决策，是指对某一决策过程的环境及规则，能用确定的模型或语言描述，以适当的算法产生决策方案，并能从多种方案中选择最优解的决策。非结构化决策，是指决策过程复杂，不可能用确定的模型和语言来描述其决策过程，更无所谓最优解的决策。半结构化决策，是介于以上二者之间的决策，这类决策可以建立适当的算法产生决策方案，使决策方案中得到较优的解。非结构化和半结构化决策一般用于一个组织的中、高管理层，其决策者一方面需要根据经验进行分析判断，另一方面也需要借助计算机为决策提供各种辅助信息，及时做出正确有效的决策。1.2.4杉木人工林决策支持系统的开发意义在我国上万个基层林业生产单位中，森林资源清查、各种经营方案的设计（如造林规划、抚育间伐、伐区设计等）常常需要大量的人力、物力、财力。同时林业生产领域的管理决策人员面对着各种数据，如林地使用状况、植被分布特征、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又有属性数据，对这些数据进行综合分析并及时找出解决问题的合理方案，社会经济在迅速发展，森林资源的开发、利用和保护需要随时跟上经济发展的步伐，掌握资源动态变化，及时做出决策就显得异常的重要。常规的森林资源监测，从资源清查到数据整理成册，最后制定经营方案，需要的时间长，造成经营方案和现实情况不相符。这种滞后现象势必出现管理方案的不合理，甚至无法接受。利用决策支持系统就可以将立地条件等因子的数据通过数学模型进行分析判断，从多种最佳造林密度中选择最优化的造林方案，从而为杉木人工林营林提供新的途径。1.2.5杉木人工林决策支持系统开发前景3S是全球定位系统GPS（GlobalPositioningSystem）、遥感RS（RemoteSensing）和地理信息系统GIS（GeographicInformationSystem）的简称。以地理信息系统为核心的3S技术的集成，构成了对空间数据实时进行采集、更新、处理、分析及为各种实际应用提供科学决策咨询的强大技术体系，在林业上应用广泛。世界上许多国家在森林调查、规划、资源动态监测、森林灾害监测和森林生态效益评价等诸多方面应用了3S技术，它已渐渐形成一套成熟的技术体系。现在该系统还只是局限于单个技术的应用，如GIS。在今后的发展中，必然将在该系统中引入3S技术，使得该系统更加的完善。2.技术架构2.1BorlandDelphi简介

Delphi这个名字源于古希腊的城市名。它集中了第三代语言的优点。以ObjectPascal为基础，扩充了面向对象的能力，并且完美地结合了可视化的开发手段。它提供了各种开发工具，包括集成环境、图像编辑（ImageEditor），以及各种开发数据库的应用程序，如DesktopDataBaseExpert等。除此之外，还允许用户挂接其它的应用程序开发工具，如Borland公司的资源编辑器（ResourseWorkshop）。在Delphi众多的优势当中，它在数据库方面的特长显得尤为突出：数据库结构的灵活性和可扩展性，Delphi它结合了传统的编程语言ObjectPascal和数据库语言的强大功能，既可以用于传统的算术编程又可以用于数据库编程，特别是Delphi为使用者保留了所有工具中相对较为灵活的数据库结构。对大多数基于本地、客户/服务器和ODBC数据库平台的应用程序来说，可以使用ADO组件，使得Delphi获得强大的数据访问功能，所以利用Delphi的数据库工具，编程人员不需要编写任何ObjectPascal代码就可以创建一个简单的数据库应用。面向对象的程序设计(Object-OrientedProgramming，简记为OOP)是Delphi诞生的基础。OOP立意于创建软件重用代码，具备更好地模拟现实世界环境的能力，这使它被公认为是自上而下编程的优胜者。它通过给程序中加入扩展语句，把函数“封装”进Windows编程所必需的“对象”中。面向对象的编程语言使得复杂的工作条理清晰、编写容易。2.2SQL语言与MicrosoftSQLsever简介2.2.1SQL语言SQL是一种介于关系代数与关系演算之间的结构化查询语言，其功能并不仅仅是查询。SQL是一个通用的、功能极强的关系数据库语言。SQL语言之所以能够为用户和业界所接受，并成为国际标准，是因为它是一个综合的、功能极强同时又简捷易学的语言。SQL语言集数据查询（DataQuery）、数据操纵（DataManipulation）、数据定义（DataDefinition）和数据控制（DataControl）功能于一体。2.2.2MicrosoftSQLsever特点SQLServer是微软公司开发的一个关系数据库管理系统，微软的SQLServer是一项完美的客户/服务器系统。SQLServer2000提供了用于建立用户连接，提供数据库安全性和查询请求服务的全部功能。用户要做的是建立一个数据库和之交互的应用程序，不用为背后的过程担心。SQLServer的核心是用来处理数据库命令的SQLServer引擎，它在Windows下运行，只对数据库连接和SQL命令进行处理，并且SQLServer具有以下特点：上手容易由于SQLServer与Windows界面风格完全一致，且有许多"向导(Wizard)"帮助，因此易于安装和学习，并且学习SQLServer是掌握其他平台及大型数据，如Oracle,Sybase,DB/2的基础。因为这些大型数据库对于设备、平台、人员知识的要求往往较高，而并不是每个人都具备这样的条件，且有机会去接触它们。但有了SQLServer的基础，再去学习和使用它们就容易多了。兼容性良好由于今天Windows操作系统占领着主导地的位，选择SQLServer一定会在兼容性方面取得一些优势。另外，SQLServer2000除了具有扩展性，可靠性以外，还具有可以迅速开发新的因特网系统的功能。尤其是它可以直接存贮XML数据，可以将搜索结果以XML格式输出等特点，有利于构建了异构系统的互操作性，奠定了面向互联网的企业应用和服务的基石。这些特点在.NET战略中发挥着重要的作用。3.杉木人工林决策支持系统分析3.1需求分析计算机在林业生产中的应用至今经历了二个发展阶段：第一阶段为建模阶段，大约从19世纪末到20世纪60年代：第二阶段为计算机在林业生产中运用的最高级阶段——营林计算机化阶段。在第二阶段，各种计算机模型大量涌现和发展，我国林业工作者在这方面的研究也取得了一定的成果。俞新妥老师等研究了计算机辅助造林设计系统，它主要应用于造林规划设计，重点在于造林树种选择，初植密度确定，同时采用的计算机软件平台为Dos平台，用Basic语言编写，已十分陈旧，不适合当前计算机软件平台使用。作为杉木中心产区之一的福建，由于其特殊的地理气候条件和经济条件，在杉木生长管理上形成了一整套行之有效的管理措施。为此，为加速林业数字化进程，作者试图以福建为例，建立一个杉木人工林计算机决策支持系统，以辅助杉木经营管理活动，为专家系统的建立奠定基础，并为全国杉木人工林的数字化经营管理奠定理论基础和依据。3.2开发过程分析3.2.1决策支持系统的工作流程决策的进程一般分为4个步骤：发现问题并形成决策目标，包括建立决策模型、拟定方案和确定效果度量，这是决策活动的起点；用概率定量地描述每个方案所产生的各种结局的可能性；决策人员对各种结局进行定量评价，一般用效用值来定量表示。效用值是有关决策人员根据个人才能、经验、风格以及所处环境条件等因素，对各种结局的价值所作的定量估计；综合分析各方面信息，以最后决定方案的取舍，有时还要对方案作灵敏度分析，研究原始数据发生变化时对最优解的影响，决定对方案有较大影响的参量范围。决策往往不可能一次完成，而是一个迭代过程。决策可以借助于计算机决策支持系统来完成，即用计算机来辅助确定目标、拟定方案、分析评价以及模拟验证等工作。在此过程中，可用人机交互方式，由决策人员提供各种不同方案的参量并选择方案。3.2.2杉木人工林决策支持系统开发过程围绕决策支持系统的特点和组成开发杉木人工林决策支持系统，其开发过程主要包括系统分析、系统设计、系统编程、系统集成、系统实施和系统应用，具体过程如图2.2所示。杉木经营决策问题杉木经营决策问题确定经营决策目标总体结构设计模型库设计数据库设计总控交互设计数据库管理系统建数据库库模型库管理系统建模型库库编制模型程序数据部件集成模型部件集成解决部件接口问题编制总控程序和设置人机对话进行系统各部件集成形成杉木人工林系统系统实施系统应用图2-2开发过程示意图系统分析系统集成系统实施系统应用系统设计系统编程4.杉木人工林决策支持系统设计4.1杉木人工林决策支持系统总体结构设计杉木人工林营林管理决策支持系统，主要是在模型基础上进行管理决策，利用计算机软件的面向对象程序设计技术和基于组件的软构件开发方法，整个系统由用户界面组件层，包括立地因子评估模型、杉木生长预测模型、效益评估、立地参数、用户使用营林参数、决策信息共同构成的数据库层。其主要设计思想如下：(1)人机交互层：即图形用户界面。通过人机对话，系统的用户主要通过其主界面与系统的数据库、模型库发生联系。一方面用户向系统提出任务要求并提供模型运行的某地立地小班、营林参数等基本信息，另一方面系统向用户提供满足用户需求的解答信息。系统以Windows为界面，通过下拉菜单、工具条、图标、图形和表格等方式与用户进行交互，整个操作只要通过简单的鼠标点击即可完成。(2)功能层：系统具有的决策支持功能，具体包括系统管理、立地管理、营林决策、决策结果的友好显示等，是系统实现的关键。(3)支撑层：系统的底层数据库和模型库。数据库主要包括立地数据库、营林数据库；模型库即营林模型库，具体包括立地质量评价模型、生长预测模型、效益评估模型是系统运行的基础。4.2杉木人工林决策支持系统功能设计系统集中了多种生长模型，具有较强的功能，因此它既具有造林管理的主要功能又兼有地位质量评价、林分生长预测及现实林分抚育间伐措施的确定等功能。4.2.1杉木人工林造林管理传统的造林设计在确定造林密度、确定林地准备和幼林抚育方面都是依据定性的专业知识，带有较大的盲目性和主观经验性，同时也不能预测造林后林分未来发展动态，因而难以预定制定抚育间伐措施。然而，杉木人工林决策支持系统是以林分多种生长数学模型为基础，利用定量数据，根据该树种客观生长特性，预测造林后林分发展动态来指定相应的营林对策。因此，对于某一造林地，只要调查相关的因子，确定营林水平等级，并编成反应表，即可输出供造林管理参考使用的各种必要数据。4.2.2造林密度的确定合理的造林密度既能保证林分在各个体有充分生长发育条件适时形成林分群体结构，又能充分利用营养空间而获得最大产量。确定合理造林密度的原则是：既能获得最高产量，即达到基准年时能获得最高收获量，又能保证林分在适宜的郁闭度，从而减少抚育管理成本且有利于林分的生长。参考有关造林技术规程和南方造林经验，当在中心产区或山区时（立地条件较好，便于间伐），造林密度范围可以适当降低从70株/亩到170株/亩，当在边缘产区或丘陵区时（立地条件相对较差，不便于间伐），这时就可以适当的提高造林密度范围从70株/亩到250株/亩,基本上满足该树种造林密度筛选要求。本系统通过比较同一造林地在不同经营水平条件下不同造林密度级所提供的产量，然后选出该树种的合理造林密度。在实际运用中，根据造林管理参数表中合理造林密度一栏给出的数据即可确定。4.2.3造林地准备与抚育管理造林营林技术措施是为林木生长创造有利条件，调节林木生长发育与环境条件关系的积极手段，也是促进林分速生丰产的重要环节。考虑到当前林业生长水平，按一般营林习惯，只将营林水平划分成两个等级。其一是集约经营；其二是粗放经营。这两部分的设计是以输入因子——营林水平等级形式出现。集约经营的造林地准备与抚育管理的作业要点：劈草炼山（劈草即是把造林地的草被、灌木及藤蔓等全部砍倒；在劈山后10天－20天就可以炼山即选择无风的阴天、清晨或晚上，因为这时草上有露水，气温低，空气湿度较大，燃烧速度慢，不易跑火，容易烧透，特别是中午空气干燥，不易炼山）或采用除草剂清理山场。幼林抚育措施包括锄草、松土、培土、扶正、去萌、补植等，年限为4－5年。每次间伐后，结合翻土，或结合施肥，或翻土同时施肥。粗放经营的造林地准备与抚育管理的作业要点：劈草炼山。幼林抚育措施包括劈草或除草、扶正、去萌、补植等，年限2－3年。4.2.4间伐间伐既是培育森林的一种措施，又是提早获得木材的一种手段。间伐可以提高林分产量，也可以提高经济效益，但是，能提高产量的间伐措施不一定经济效果都好。因此，在确定间伐措施时，产量与经济两者兼顾。由于时间的限制，本文只从常量的角度，评价间伐措施的优劣原则上以能提供最大产量为确定间伐措施的依据。基于这个目的，原则上以林分平均胸径大于10cm（较差的立地为8cm），才开始间伐。杉木由于其非规格材既可以作为薪炭林，又可以作为纸浆原料。故其首次间伐勿需用林分平均胸径来加以限制。因此，系统也是通过比较，然后筛选出能提供最大产量的间伐措施。在实际运用中，只要从造林管理参数表中，查间伐一栏，就能确定造林后应在那一年进行间伐，间伐株数、间伐强度及间伐材积各为多大。4.2.5杉木人工林地位质量的评定地位质量是反映立地潜在生产力高低的一项重要指标，是林业规划设计工作的重要内容，也是适地适树的基础工作。在该系统中，只要输入某一小班的有关立地调查因子和经营水平，根据基准年，在生长过程与收获表中查优势高一栏，即可查出该立地的地位指数。4.2.6杉木人工林林分生长预测与制定林分的抚育间伐措施在现实林分生长过程中，预测林分发展动态，制定适宜抚育间伐措施也是一项很重要的营林工作。对于某一现实林分，只要输入有关调查因子和经营水平，即可从生长过程与收获表中预测该林分各年龄（5~25年）的优势高、平均高和平均胸径生长及经营密度与林分收获量的信息，同时还能查出各次的间伐时间、间伐强度、间伐株数及间伐材积。4.3数据库设计4.3.1立地因子结构设计立地因子表用来存储林地小班的背景信息、地理信息，当对某一林地进行立地质量评价、生长预测、营林模式优化、经济分析等一系列营林决策时，首先要添加完整的具体小班信息，作为系统运行、决策的基础和依据。其数据结构见表1。表1立地因子表结构4.3.2营林管理结构设计营林数据库主要包括生长预测表、营林管理表。生长预测表生长预测表主要存放系统对杉木林分生长情况进行动态预测的结果信息，具体是指从开始造林到达到主伐年整个营林过程的生长情况，便于用户浏览、查询。其数据结构见表2。表2生长预测表结构营林措施表营林措施表主要是存放不同立地条件下不同的营林措施方案。系统根据福建省地方标准，综合杉木人工林营林技术措施，采用最佳造林密度方案，便于用户使用。其数据表结构见表3。表3营林措施表结构营林管理表营林管理表主要是存放不同立地条件下，综合营林措施方案。通过计算得到最佳造林密度的方案，并将地位指数、造林密度、需苗量、每公顷产量、总产量等结果数据存放于营林管理表，便于用户查看，为杉木实际生产提供理论依据和指导。其数据表结构见表4。表4营林管理表结构4.3.4操作员表结构设计操作员表的设计是为了对用户进行规范管理，操作员包括系统操作员和普通操作员，只有注册的操作员才能进入系统，并且系统操作员可以修改和添加新的操作员。操作员表结构主要包括姓名、密码、权限，其数据表结构见表5。表5操作员管理表4.4模型库设计模型库是决策支持系统的核心部分，因为使用DSS不是直接依靠数据库中的数据进行决策，而是依靠模型库中的模型进行决策。因此，可以认为，DSS是由“模型驱动”。在逻辑上，模型库是各种模型的集合；在内容上，是由许多计算机的程序模块组成。所谓程序模块指的是反映某一范围内的、局部的营林管理问题的数学模型程序。4.4.1杉木模拟数量化优势高生长模型立地是立地条件的简称，立地可概括为，是指在某一地段上与林木生长发育有影响环境要素的有机集合体的总和。因此，立地条件是林木的立足之地，是森林生态系统赖以生存的物质基础，林木所要的一切生态环境因子，如水、肥、气、热等，都是立地环境提供的，所以立地和森林互相依靠，立地是森林生长的基础。优势高生长模型其实就是立地指数模型。它是造林设计和制定产量预测的依据，又是经营数表、林分产量等级表、林分收获表等的基础。优势高生长模型很多，本系统从造林管理角度出发，选用下式数量化理论I数学模型作为林分优势高生长基本模型。(1)上式中：为第个样地第个自变量第个类目的反应，为第个样地优势高的年龄，为第个自变量第个类目的得分值，为年龄参数，为残差，为第个样地优势高。本系统通过筛选后，共选用10个主要的因素，划分为31个类目，划分标准见表1。表1立地类目划分标准项目类目代号1234坡形凸形平直形凹形半阴坡<16坡位上部中部下部坡向阳坡半阳坡阴坡坡度>3526~3516~25A+AB层厚<25cm25~40cm>40cm土层厚度<70cm71~100cm>100cm紧实度<2kg/cm2~4kg/cm>4kg/cm造林地前身沙土、粘土重壤、沙壤中壤、轻壤质地采伐迹地疏灌林地荒山宜林地经营水平集约粗放表注：A＋AB层厚为腐殖质厚度；样地资料经计算求出模型（1）的得分值、年龄参数及残差。检验证明残差遵从正态分布，为了提高模型有效性，采用Monter—Carlo法进行模拟样地。由下式正态分布近似抽样法模拟：(2)上式中：为遵从分布的随机变量；为剩余标准差；为随机数。只要将模型（1）所求的的S值代入模型（2）中的，由计算机产生伪随机数，便可求出，而即为，再通过计算机完全随机产生反应表,由模型（1）就能模拟样地，能模拟出4000块杉木人工林的样地。然后用模拟样地分4个年龄级段重新建立数量化优势高模型，即所谓的模拟数量化优势高生长模型。分年龄段的优点一是提高精度，二是便于将来扩充年龄段。由于年龄段衔接点的优势高略有跳动，因此本文采用下式修匀曲线：（3）上式中：——优势高；——年龄；——参数4.4.2杉木林分平均高、平均胸径模型在森林经营活动中，许多指标都需要以平均高和平均胸径为基础。因此，建立平均高和平均胸径的模型很有必要。林木生长存在着相对生长规律，优势高与平均高、平均高与平均胸径之间都有着密切相关的关系，故采用下式建立平均高和平均胸径的模型：（4）（5）上式中：——平均高；——优势高；——平均胸径；——参数在样地下该树种的优势高、平均高和平均胸径的数据计算结果如下：表2杉木平均高与平均胸径数学模型树种平均高数学模型相关系数平均胸径数学模型相关系数杉木0.97**0.93**4.4.3杉木人工林林分经营密度模型用材林的主要营林目的是获取最高产量和最高的效益之间的平衡，而最高产量在很大程度上又取决于营林密度。林分经营密度不是一成不变，而是随着年龄和立地条件以及经营目的的变化而变化。因此，要获得高产，需要建立经营密度模型，以便确定合理经营密度。本系统根据树冠与胸径的相关关系，建立最大密度模型，先用下列五个模型：(6)(7)(8)(9)(10)上面公式中：——冠面积；——胸径；——参数经过数据比较后筛选结果，本系统取用模型（10）作为该树种冠面积与胸径的表达式，并用下式：（11）上式中：——林分最大密度；——平均胸径的冠面积求算林分最大密度，但是在林分中林木树冠实际上有重叠现象，而且坡地尤为明显，故引入树冠重叠指数（IC）对模型（11）进行修正（12）式中：——树冠重叠样点数；——总调查样点数一般都认为林分郁闭度等于1，林分密度可达最大。所以，先用下式：(13)式中：——按0.1分组的郁闭度组中值；——重叠指数组中值；——参数建立树冠重叠指数与郁闭度的回归方程，并以郁闭度为1.0的值代入下式求得修正后的林分最大密度(14)最后用下式建立该树种最大林分密度模型(15)式中：——修正后的林分最大密度；——林分平均胸径；——参数结果是：表3杉木最大林分密度数学模型树种最大林分密度数学模型相关系数杉木0.99998**有了林分最大密度模型，只要找出合理经营密度的上下限，就可以确定经营密度的范围。该系统拟用我省南方当前针叶林通用的0.6~0.8调整经营密度为该树种经营密度，即：（16）（17）式中：——经营密度的下限；——经营密度的上限由于目前我国南方间伐方式以下层间伐为主，若采用林分平均胸径求间伐材积，结果会明显偏大。因此，根据林分平均胸径随林分密度增加而递减的原理，用下式：(18)式中：——林分平均胸径；——年龄；——密度；——参数将间伐前后的林分密度代入公式就可以求算间伐前后的林分平均胸径。但实际上在不同的立地条件下，相同年龄林分的平均胸径是不同的，也就是说，在不同立地条件下林分要达到相同的平均胸径所需的时间不同。为了使模型（18）是适用于不同立地类型，用下式：(19)求算修正年龄。将模型（5）的平均胸径代入模型（19），求算出,再将、及分别代入模型（18），可求算出间伐前的平均胸径（）与间伐后的平均胸径（）接着用下列几个模型：（20）（21）(22)(23)式中：——间伐前总断面积；——间伐后总断面积；——间伐木平均胸径；——间伐木平均高；4.3.4杉木人工林林分材积生长模型该系统单株材积的求算是用省林业勘察设计院编制的二元材积公式，见表4：表4杉木材积模型树种该树种材积公式表杉木对于间伐蓄积计算，采用下式：（24）式中：——间伐材积；——间伐木平均单株材积各年龄的林分蓄积用下式计算：（25）式中：——林分蓄积；——平均木单株材积；——林分密度4.3.5投入分析模型营林投入费用主要包括种苗费用（zm）、施肥费用(sf)、造林投工费用(zl)（包括林地清理、整地、栽植）、抚育投工费用(fy)（包括间伐、主伐）、每年管护费用(gh)和税收费用（pf）等，按复利计算资金的时间价值，计算模型如下：Cbi=(zm+sf+zl+fy+gh)(1+p)i+pf（26）其中，Cbi为第i年营林投入，p为利率，i为林分年龄，i=1,2……n,n为主伐年。4.3.6收入分析模型杉木人工林营林收入部分主要包括间伐收入和主伐收入，计算模型为：Sr=Zf+Jf（27）Zf=zv×price（28）（29）其中，n为主伐年龄，i为间伐年龄，zv为主伐蓄积，jvi为间伐蓄积，price为林木价格4.3.7纯利润（赢利润）、纯收益和赢利率分析模型Lr=Sr－Cb（30）（31）（32）其中，Lr为赢利润，Sy为纯收益，单位为元/hm2.年，n为主伐年龄，s为小班面积，yl为营林赢利率。5.系统运行5.1数据库配置及安装《杉木人工林营林管理系统》采用SQLServer数据库开发，在程序首次启动时用户手动配置数据库，在程序启动前，将数据库文件附加到数据库中。下面将详细讲解手动配置数据库——附加数据库的方法。5.1.1手动配置数据库附加数据库的步骤如下：（1）先打开程序目录Database文件夹，找到里面的和文件。（2）选择“开始”/“程序”/“MicrosoftSQLServer”/“企业管理器”项，进入SQLServer2000企业管理器。（3）在打开的“控制台根目录”窗口中，连续单击父级节点，展开至如图1所示。图1控件台根目录窗口（4）选择“数据库”文件，单击鼠标右键，选择“所有任务”/“附加数据库”项。（5）此时将打开“附加数据库”窗口，单击“…”按钮，选择程序目录“E:\杉木人工林营林管理系统的研制\DataBase”下的“sanmu_Data.MDF”数据库，如图2所示。图2选择数据文件所在路径（6）在“指定数据库所有者”下拉列表框中选择“sa”，然后单击“确定”按钮，数据库便附加成功了。（7）单击【确定】按钮，弹出如图3所示的提示框。图3系统提示（8）单击【确定】按钮，完成附加数据库操作。5.2系统登录5.2.1界面设计图1杉木人工林营林管理系统登录界面5.2.2设计思路及代码实现由于本系统设计和使用过程中都必须用到数据库，所以先将连接数据库的控件在登录窗口中就设置好，即ADOConnection控件中的ConnectionString的设置。代码如下：Provider=SQLOLEDB.1;IntegratedSecurity=SSPI;PersistSecurityInfo=False;InitialCatalog=sanmu;//本系统所用的数据库为sanmuDataSource=777-356CF35AA60;//服务器名字为777-356CF35AA60本系统通过建立模块DataModule，将数据集控件ADODataSet、数据源控件DataSource和数据查询控件ADOQuery都可以统一的连接到登录模块的ADOConnection中。如图2所示图2DataModule控件登录窗体中通过使用Images控件保存各种ico格式图标并将其显示在TListView控件中，通过连接数据库就可以将用户表中所有用户以图标的形式显示在界面中，使得操作员登录时更加快捷，方便。iflist.Selected<>nilthen//list为TListView控件名字，即选中一个图标时，运行beginopname.Caption:=Trim(list.Selected.Caption);withdataModule1.loginQuerydobegin//通过向查询控件ADOQuery添加SQL语句来查询所选中用户的权限Close;SQL.Clear;//下列SQL语句中：opname意思是将opname设置为参数SQL.Add('select权限fromv_用户表where姓名=:opname');Parameters.ParamByName('opname').Value:=Trim(list.Selected.Caption);Open;//将opname的值赋值为所选中的图标的Caption值end;5.3杉木人工林决策支持系统主界面本系统的主界面是运用ActionList控件创建各种Action，通过ActionManager将Action显示在ActionBar上以及用ImageMemu控件为Action添加图标，使得界面美观，大方。其界面效果如下：图2杉木人工林营林管理系统主界面主界面是所有功能模块的接口部分，可以称之为系统的“核心”，所以它的设计目的就能让操作员便捷的通过下拉菜单或者桌面的快捷按钮直接进行功能的操作，完成对杉木人工林造林的最佳方案。在主界面生成时，需要对各种Action添加代码：Application.CreateForm(Tldyzdata,ldyzdata);//创建立地因子窗体ldyzdata.ShowModal;//以独占的方式打开立地因子窗体ldyzdata.Free;//释放立地因子窗体资源5.3系统菜单系统菜单主要包括：系统登录、口令修改、系统退出。5.3.1系统登录选择菜单栏中的“系统”/“系统登录”命令，弹出5.2系统登录图1所示的界面。该模块主要起到重新启动的作用，可在不关闭程序的同时更换操作员。操作方法与系统登录方法相同。5.3.2口令修改选择菜单栏中的“系统”/“口令修改”命令，弹出如图1.4所示的“密码修改”界面。该模块主要用于修改当前操作员密码。创建新密码时“新密码”与“确认密码”必须一致，否则系统弹出提示对话框，并不予以修改。下图是将LS用户的密码将“1”，改为“shanmu”。图1密码修改设计目的：让所有权限的操作员都能修改自己的密码。设计思路：只需将登录系统时的用户名和密码加入到用户名称和旧密码中，并判断当密码和确认密码一致时，修改数据库。SQL.Add('updatev_用户表set密码=:passwhere姓名=:name');//用于更新数据库的SQL语句，同样的：pass和：name为参数Parameters.ParamByName('pass').Value:=Trim(newpass.Text);//修改密码Parameters.ParamByName('name').Value:=Trim(username.Text);5.3.3系统退出选择菜单栏中的“系统”/“系统退出”命令，弹出提示对话框，如图2所示。单击“是”按钮，退出物资管理系统；单击“否”按钮，返回到系统主界面。图2退出提示当主窗体关闭时，就会执行下列代码：procedureTmain_form.FormCloseQuery(Sender:TObject;varCanClose:Boolean);beginifApplication.MessageBox('是否退出系统？','提示',MB_YESNO)=IDYESthenCanClose:=TrueelseCanClose:=False;end;5.4基础信息基础信息菜单主要包括：立地因子信息、营林管理信息、营林措施信息。5.4.1立地因子信息选择菜单栏中的“基础信息”/“立地因子信息”选项或者直接单击快捷键，弹出“仓库基础信息”界面，如图1所示。该模块主要实现查询、添加、删除、修改样地的立地因子信息等功能。图1立地因子信息立地因子信息的操作方法如下：（1）查询信息：如果样地记录过多，查找记录是一项非常繁琐的事情。该模块为了解决这一难题，特增加了强大的查询功能。其使用方法非常简单，只要输入的条件与所设置的查询条件相一致，单击“查询”按钮，即可查询出符合此条件的所有数据。（注：当查询某个小班时，需要在上面复选框中选择林班号，下面复选框中选择小班号）代码如下：withdataModule1.ldyzdata_ADOQuerydo//向查询控件中加入SQL语句beginclose;SQL.Clear;SQL.Add('select*fromv_ldyzwhere');casefield.ItemIndexof//通过case..of语句来实现选择Combobox0:begin//中每种情况都有对应的查询语句SQL.Add('林班号=:valueand小班号=:value2');if(value2.Text='')or(value.Text='')thenbeginApplication.MessageBox('林班号或者小班号不能为空','提示',64);value.SetFocus;endelsebeginParameters.ParamByName('value').Value:=Trim(value.Text);Parameters.ParamByName('value2').Value:=Trim(value2.Text);end;end;1:beginSQL.Add('坡形=:value');Parameters.ParamByName('value').Value:=Trim(value.Text);end;（2）添加信息：单击“添加”按钮，系统弹出立地因子详细列表，如图2所示。图2立地因子基础信息项目在填写好林班号、小班号、小班面积后，选择坡形，坡位等，最后点击“确定”即可将该样地添加进数据库。代码如下:DataModule1.ldyzdata_ADODataSet.Append;ifform2=nilthenform2:=Tform2.Create(self);ifform2.ShowModal=mrOKthenbegintryDataModule1.ldyzdata_ADODataSet.Post;ExceptApplication.MessageBox('保存失败！','提示',MB_OK);Exit;end;endelseDataModule1.ldyzdata_ADODataSet.Cancel;（3）删除信息：如要删除仓库信息，可单击要删除的仓库记录，单击“删除”按钮，确认后完成删除操作，如图3所示。图3删除信息代码如下：if((notDataModule1.ldyzdata_ADODataSet.Active)orDataModule1.ldyzdata_ADODataSet.RecordCount=0))thenbeginApplication.MessageBox('没有该小班号的纪录','提示',MB_OK);exit;end;ifApplication.MessageBox('是否确定删除该小班信息？','提示',MB_YESNO)=IDYESthenbegintryDataModule1.ldyzdata_ADODataSet.Delete;ExceptApplication.MessageBox('删除该小班信息失败','提示',MB_OK);Exit;end;end;（4）修改信息：如要修改立地因子信息，则单击“修改”按钮，在弹出的立地因子基础信息项目中进行修改，确认后弹出“修改成功”提示信息，如图4所示。图4修改信息代码如下：ifform2=nilthenform2:=Tform2.Create(self);form2.Button1.Visible:=false;form2.Button3.Visible:=true;if((form2.ShowModal=mrOK)and(DataModule1.ldyzdata_ADODataSet.State=dsEdit))thenbegintryDataModule1.ldyzdata_ADODataSet.Post;ExceptApplication.MessageBox('保存失败','提示',MB_OK);Exit;end;endelseDataModule1.ldyzdata_ADODataSet.Cancel;5.4.2营林管理信息选择菜单栏中的“基础信息”/“营林管理信息”命令或单击，弹出如图1所示的“营林管理信息”界面。该模块主要实现添加、修改、删除、查询物资信息等功能。图1营林管理信息营林管理信息的操作方法如下：（1）查询信息：该模块使用方法非常简单，只要输入的条件与所设置的查询条件相一致，单击“查询”按钮，即可查询出符合此条件的所有数据。（注：当查询某个小班时，需要在上面复选框中选择林班号，下面复选框中选择小班号）（2）修改信息：如要修改立地因子信息，则单击“修改”按钮，在弹出的立地因子基础信息项目中进行修改，确认后弹出“修改成功”提示信息，如图2所示。图2营林管理详细信息（3）删除信息：可单击要删除的物资记录，单击“删除”按钮，确认后完成删除操作。（4）重置信息：即重新搜索数据库中记录的数据，并显示。5.4.3营林措施信息选择菜单栏中的“基础信息”/“营林措施信息”命令或单击，弹出如图1所示的“营林措施信息”界面，该模块主要实现添加、删除、修改营林措施等功能。营林措施信息模块中添加、修改、删除的操作方法与营林管理信息类似，敬请参考，此处不再重复讲解。图1营林措施信息5.5林地管理林地管理菜单主要包括：林地管理信息、打印营林管理表、打印生长预测表。5.5.1林地管理措施选择菜单栏中的“林地管理”/“林地管理信息”命令或单击，弹出如图1所示的“林地管理信息”界面。该模块的主要完成对每个小班进行计算最佳造林密度，以及总产量。图1林地管理信息林地管理信息的操作方法如下：（1）查询信息：该模块使用方法非常简单，只要输入的条件与所设置的查询条件相一致，单击“查询”按钮，即可查询出符合此条件的所有数据。（注：当查询某个小班时，需要在上面复选框中选择林班号，下面复选框中选择小班号）（2）详细信息：当单击“详细信息”按键时，弹出“林地管理详细信息”，如图2所示。图2林地管理详细信息这个界面所包含的代码可以说是杉木人工决策支持系统的一个重要组成部分，在这里将所有的模型都代码化，这里的代码将全部体现在附录中。在图2中，可以单击“生长预测表”来查看该小班样地的生长预测表以及打印该表，如图3所示。图3杉木人工林生长预测表在图2中，同样可以通过单击“营林管理表”来查看该样地的营林生长数据以及打印该数据，如图4所示。图4杉木营林管理表在图2中，单击保存则是将杉木营林管理表中的数据保存至杉木营林管理模块中，以方便统一查看。（3）重置信息：即重新搜索数据库中记录的数据，并显示。5.5.2打印营林管理表选择菜单栏中的“林地管理”/“打印营林管理表”命令，弹出如图1所示的“林地管理详细信息”界面，该模块主要完成打印操作。图1林地管理详细信息打印营林管理表模块目的是能快速的打印上次浏览的样地。5.5.3打印生长预测表选择菜单栏中的“林地管理”/“打印生长预测表”命令，弹出如4.4.2d打印生长预测表图1所示的“林地管理详细信息”界面，该模块主要完成打印操作。打印生长预测表的操作方法与打印营林管理表操作类似，敬请参考。此处不再重复讲解。5.6操作员信息管理5.6.1操作员信息管理选择快捷按钮中的，弹出如图1所示的“操作员信息管理”界面。该模块主要实现各个操作员的权限管理以及申请新的操作员等功能。图1操作员信息管理操作员信息的操作方法如下：（1）添加信息：在操作员姓名，操作员密码，操作员权限中直接输入新用户信息，然后单击“添加”按钮即可。（2）删除信息：如要删除操作员信息，可单击要删除的操作员记录，单击“删除”按钮，确认后完成删除操作，如图2所示。图2删除信息（4）修改信息：如要修改操作员信息，则双击列表中的记录，然后直接在下列文本框中进行修改，最后单击“修改”按钮，在后弹出“修改成功”提示信息，如图3所示。图3删除信息代码如下：通过使用Editvalue函数实现双击Grid列表即可把列表中的信息，体现在文本框中procedureTuser_form.Editvalue;beginwithdataModule1.user_ADODataSetdobeginedit1.Text:=Trim(FieldByName('姓名').AsString);edit2.Text:=Trim(FieldByName('密码').AsString);ComboBox1.Text:=Trim(FieldByName('权限').AsString);end;end;procedureTuser_form.DBGrid1DblClick(Sender:TObject);beginifdataModule1.user_ADODataSet.ActivethenEditvalue;5.7帮助帮助菜单主要包括关于选