森林资源信息管理学课件

1信息管理——森林资源管理的新模式

目录1.1信息时代下的森林资源管理新方式1.2我国森林资源信息管理发展沿革1.3信息时代的森林资源信息管理的特点引出主题回顾历史总结特点21.1信息时代下的森林资源管理新方式1.1.1信息与知识——发展社会生产力的新资源l

信息与知识的发展，为其成为新资源提供了前提条件。(可能性)l

资源紧缺，人们感受到压力重重，迫切需要节约资源或创造新的资源。(必要性)3概念介绍(数据，信息，知识，知识经济，技术)数据是一种承载信息的符号；数据不一定就是信息，只有加工过对主体有用的数据才是信息。知识，是信息的升华，可以表现为概念、规则、经验等。知识和信息的生产、分配和使用成为人类的一项最重要的活动。4知识经济，技术l

技术，“是指扩展人类能力的任何工具和技能，包括有形的装备和无形的工作方法”l

对于信息和知识的需求，促进了它的生产和发展，形成了新型的产业，产生了新的经济型态——知识经济。l

“知识经济是指建立在知识和信息的生产、分配和使用之上的经济”（国际经济合作与发展组织——OECD定义）。具体地说，它是以知识和信息的生产、分配和使用为基础，以创造性的人力资源为依托，以高科技及智力产业为支柱的经济形态。它强调无形资产——知识和信息的开发利用；强调人才资源的开发利用；强调高新技术产业的地位和作用。51.1.2林业信息化——促进林业现代化的必由选择在人类发展过程中，“化”是指一个特定时期内全面的、根本性的转变。工业化是近代工业技术的普遍应用，它不仅在技术层次、工具上发生了重大改变，而且包括工作方法、管理体制直至思想观念进行了全面变革，使人类社会从农业文明向工业文明转变。信息化是以社会、经济目标和思想观念的改变为基础，是信息技术与相关科学综合创新的过程。信息化是在现代信息技术发展和普遍应用基础上，人类社会与经济生活的各个领域的更全面深刻的变革，它将使人类各项社会与经济活动的功能与效率大幅度提高，进而达到物质文明与精神文明的新高度。它需要应用信息技术，但是出发点与归宿是功能和效益的提高。6l

中国林业信息化的发展过程50年代开始的航空测量与调查，创造了比较实用的航空遥感规范和方法（盟芽）。70年代末起，与国家信息化建设同步，林业系统特别是森林资源管理部门，开始应用计算机技术，研建了第一个国家级的自然资源数据库、开发了一批统计软件、建立了国内第一个面向自然资源信息管理的专业（略有发展）。80年代中、后期，全国和许多省建立了林业信息中心，制定了信息化规划，同时应用数据库、空间信息处理、多媒体、网络技术，陆续研建了各个层次的各类信息系统、自动化控制系统和辅助设计系统，建设着森林资源、防火、病虫害、沙漠化等监测系统（面上拓宽）。7当前，林业信息化应该在国家信息化的约束下，进行统一规划与协调，以网络化、智能化、一体化、虚拟化和知识生产、分配、使用、完善为目标，在林业管理、生产、科技、教育等部门的各个环节，应用信息技术，与林业科学技术相结合，创造新的理论、模式，方法和技术的过程，并且可以分解为管理信息化、企业信息化、科技信息化、教育信息化等等领域的信息化（深化与集成）。8l

林业信息化的条件林业信息化的工具——信息技术。林业信息化的基础——林业的管理与运行模式。林业信息化的保障——人才。9l

信息化在林业发展中的作用。我国林业系统经过50多年努力，在科研、教学、生产单位积累了数以万计的林分样地和标准地、林木解析木资料，如果统一开发利用这些信息资源，对于研究森林发生发展规律，指导生产实践将起到极为重要的作用；超微观——基因微观——单木中观——林分宏观——森林10l

林业信息化的内容：所有部门与领域信息化内容非常丰富，具体结构和功能也不同，但是对其归纳和抽象，一般包含三方面的基本内容：基础设施信息化、工艺过程信息化、管理信息化。11基础设施信息化主要包括以局域网和广域网综合为核心的硬件平台建设、以林业基本公共数据库为核心的数据平台建设，以及以规范化与标准化为核心的环境平台建设。

基础设施信息化12工艺过程信息化以智能化为核心的自动化控制系统的开发。美国有人预测：到2010年农民能在家种地。我国林业系统在这方面是一个空白，甚至可以认为是一个被遗忘的领域，林业系统应该部署从如育苗、森林培育、林产品加工等生产过程出发，利用专家系统和自动控制等技术，研建和使用生产全过程的自动化管理系统，将信息技术与业务紧密结合，改造旧工艺，为基层生产单位和生产者建立采用新工艺、方法、技术和手段的环境。工艺过程信息化13管理信息化指以林业网络化管理为核心的系统建设，这是我国正在逐步启动的领域，它一方面以电子政务推动，另一方面以森林资源网络化管理为主体，实施管理网络化工程。网络化管理是信息技术在管理领域信息化的重要内容，也是管理领域巨大变革的标志。林业网络化管理将对传统管理思想和模式进行变革，不仅可以在系统内实现全时空、广信息、多媒体、快速度、零距离和交互虚拟管理，而且能够使林业走向社会，社会参与林业。

管理信息化141.1.3信息管理——森林资源管理新方式

从生物量出发的管理森林经理多功能管理生态系统及可持续森林资源管理林业产业化管理信息管理(以信息和知识为主)以木材永续利用为主要目标15信息管理与森林资源信息管理的概念信息管理是与信息相关的计划、预算、组织、指挥、协调和控制的过程，它是围绕信息本身以及相关资源等展开。森林资源信息管理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、处理、传播，以便有效地利用人财物，控制森林资源按预定目标发展的活动。16森林资源信息管理的实质

森林资源信息管理的实质：以“物”为中心的管理转化为以“信息”为中心的管理。17

1.2我国森林资源信息管理发展沿革1.2.1森林资源信息管理发展概述(1)

从功能上分析，计算机技术的应用，经历了l

数值计算l

数据管理l

单项信息管理l

综合信息管理l

系统信息管理；18(2)

从管理的对象分析，经过l

数据管理l

信息管理l

知识管理。19(3)

森林资源信息管理的发展：l

60年代(起步)。在以后的10多年中处停止状态，直到70年代末开始进入(有目标、有组织、有系统的研究和实践时期)。2080年代初，林业科学家首先研究和推广了可编程的计算器，用它编制了大量的林业常用软件，如回归分析、解析木等计算和报表统计汇总等数据管理，来解决森林资源经营管理中所遇到的许多实际问题。之后逐步引进各种微机系统，初期，主要利用第三代程序设计语言，编制大量与林业相关的科学计算程序，如专业计算、一元和多元统计、运筹学模型等程序，解决了一些实际问题。也有的利用航片判读及建立相应的数量化程序，实现蓄积估计，为收获预估提供了效率更高的新途径。2180年代中后期开始研究面向管理的森林资源管理信息系统，产生了面向林业局级的初级森林资源管理信息系统。进入90年代，很多单位，都从整体出发，把森林资源管理融合在整个单位的信息管理之中，把森林资源信息系统作为部门或单位的一个子系统进行开发。由于森林资源管理中，有许多问题是非结构化的问题，需要经过模拟，从中选择满意的方案，因此，也产生了一些面向某类问题的决策支持系统。22(4)

森林资源信息管理的一个重要内容―――－空间信息管理由于森林资源经营和管理包括了大量空间信息，因而空间信息管理（含空间数据的收集、处理、传输等）就成了森林资源信息管理的一个重要内容，所以3S（遥感RemoteSensing、地理信息系统

GeographicInformationSystem、全球定位系统GlobalPositionSystem）技术及其软件系统很快引入我国森林资源经营管理领域，并逐步进行消化吸收、推广和广泛应用。231.2.2森林资源管理信息系统：当前森林资源信息管理的技术集成系统为了了解森林资源的过去、现在和未来，为森林资源的有效利用和保护提供辅助决策和监督控制，需要将各种现成或潜在信息进行收集和提练、加工，需要将各种单一的系统或零星的数据进行集成，这就需要开发并发展森林资源管理信息系统。森林资源管理信息系统从

单机单项系统－＞网络化的单项系统－＞网络化的综合系统。当前的森林资源管理信息系统已成为一种集成的技术系统24森林资源管理信息系统：多学科的有机综合，它根据森林资源及其环境信息和信息处理的特点，以哲学、信息学、管理学、经济学、系统论等科学理论为指导，利用信息技术和各种数学方法，在管理目标约束下，完成各种信息的综合、动态管理的系统。其理论和技术基础可简略以图1.1表示。业务基础理论基础技术基础25图1.1森林资源信息管理理论与技术基础简图26

首先进行环境分析，在环境中确立森林资源管理信息系统的地位和作用；2.

第二进行森林资源管理职能、过程、信息需求和信息流程分析，提出森林资源管理信息系统的逻辑结构；3.

第三进行详细的功能设计，选择相关技术，进行组合，提出物理结构；4.

最后组织实施。

森林资源管理信息系统基本开发步骤：27森林资源、人、林业与森林资源管理信息系统之间的关系：林业是以经营和管理森林资源为目的，进行有效地保护、发展、利用森林资源的事业。林业的实现是通过人类的劳动去实现的。而人的劳动，有消极的劳动和积极的劳动，消极劳动导致资源的破坏，而积极的劳动使森林资源得到保护和发展，它通过各种管理和经营活动完成，28林业活动的主要目的是管理森林资源，包括两部分内容：一部分是日常行政管理，主要是办公自动化另一是森林资源的业务管理，后者是主要的并且有其特殊性，前者为后者提供服务。森林资源管理活动是不断决策—实践—再决策—实践……的过程，若干个决策—实践环节组成了整体的管理活动。291.2.3森林资源信息管理集成系统：未来森林资源信息管理的方向

图1.8森林资源信息集成系统的概念框架301.3信息时代的森林资源信息管理的特点1.3.1信息时代下的森林资源信息管理是适应森林资源可持续的管理可持续的概念：“即要满足当代人的需要，又要满足未来人的需要”。31森林资源管理目的已发生变化——由“木材利用为主”转化为“利用与保护”并举；森林资源管理的外延在扩大——由仅局限于森林资源本身转化为与社会、经济、环境等外部协调；森林资源的可持续对信息需求发生变化——由仅需知道现有信息转化为既要知道现有信息同时需要预测未来，掌握未来信息的变化。l

森林资源信息管理使林业工作者不仅能够实时掌握现有的全面的信息，还可以通过模糊数学、统计分析、智能化模拟等技术预测未来变化，从而采取相应措施进行科学规划与控制，使森林资源朝着可持续方面发展。321.3.2信息时代下的森林资源信息管理是满足森林资源复杂性的管理对于森林资源及其管理的深入探讨结果，林学界已经认识到它们是一个复杂系统，应该实现复杂性管理。森林资源管理的复杂性森林资源信息的多样性331.3.3信息时代下的森林资源信息管理是冲突协同的管理森林资源及其管理是复杂系统，管理者之间、管理者与被管理者之间、森林资源内部、外部等众多的要素之间存在依赖关系，不可避免地存在着冲突。管理者之间冲突管理者与被管理者之间冲突森林资源内部冲突森林资源与外部环境的冲突341.3.4信息时代下的森林资源信息管理是以知识为主的管理数据－＞信息－＞知识信息时代下的森林资源信息管理越来越需要智能化，这种智能化程度的提高是以知识的积累为基础的。351.3.5信息时代下的森林资源信息管理是精准的管理农业的发展粗放经营过渡集约经营林业的发展粗放管理过渡精准管理?自然因素社会因素经济因素支持体系理论体系技术体系可持续发展理论适宜性理论人地关系理论生态系统理论硬件体系软件体系微机、网络等基础设施自动控制设备系统软件专用软件人工智能理论361.3.6信息时代的下森林资源信息管理是网络化的管理?由于当前森林资源管理应以生态效益为主需要用户参与产生需求网络化在哪里组织机构扁平化硬件平台标准化软件接口规范化通信协议标准化371.3.7信息时代下的森林资源信息管理是多媒体的管理?由于数据的多样性属性数据空间数据属性数据可由多种媒体来承载普通的文本数据库各种图形空间数据可由多种媒体来承载失量图栅格图381.3.8信息时代下的森林资源信息管理是智能化的管理在新形势下，森林资源管理将面临日新月异的变化环境，面对各个因素的复杂关系，需要解决众多的复杂问题，所有森林资源工作者需要选择科学合理的解决问题的方案。未来的森林资源信息管理将利用专家系统和决策支持系统技术，建立相关系统模块或者局部运用相应思想与技术，尽可能满足管理者的需要，提高决策与控制水平，让管理者在解决复杂问题时，能够达到或接近达到专家水平。因此，39第一，未来的森林资源信息管理在建立相应系统时，将把模型库、方法库和知识库以及它们的管理系统的建设作为系统处理的重要组成模块，作为数据处理的基础。第二，所有模型与知识汇集了不同时空条件下的管理研究成果，经实践验证，并且在使用中不断充实和完善，因此可以支持多数用户的需要。第三，系统将支持对问题的及时诊断、方案的形成和辅助决策与控制时所需要的信息，并且对方案将给予模拟和评价。401.3.9信息时代下的森林资源信息管理是虚拟场景的管理森林具有社会、经济、生态效益，支持着人类生存、生活和发展。一个稳定、健康、满意、可持续的理想的森林状态，通过森林资源管理活动完成。从这点出发森林资源管理工作者，描绘着人类的未来。为此，森林资源管理工作者不仅需要了解森林资源及其管理的过去、现在的状态，了解发展过程，更重要的是根据未来的需要确定目标与方向，统筹未来。但是，未来有更多的不确定性，一个比较接近实际、符合实际且适应变化无常环境的规划和计划，需要有可靠的预见性，需要科学的思维、方法和技术。通过系统模拟，创造一个比现实更完美的森林资源结构，发挥更大效益，满足人类多方面的需要，是未来森林资源信息管理的发展方向。因此，41第一作为虚拟技术初步应用，将首先应用比较成熟的模拟技术，建立具有多方案模拟平台，尽可能保证规划与计划的可靠、可行。第二通过网络，使用逐渐成熟和完善的虚拟技术，为广大森林资源管理工作者提供条件创造比现实系统更好的林分结构和区域森林资源结构。421.3.10信息时代下的森林资源信息管理是动态与互动的管理在社会关系越来越密切，森林资源及其管理内外部相互制约、相互影响越来越大，林业参与社会，社会参与林业进一步发展的形势下，过去就林业而林业，就森林资源而森林资源，限制在森林资源管理和林业部门内部的决策与控制，且不以环境变化而变化的管理方式，已经不适应需要。森林资源及其信息管理必然进入一个开放式、动态且交互式的阶段。43首先是根据现代森林资源管理规律与需要建立的系统，可以在保证安全性的前提下，社会各界在授权的范围内获得所需要的数据、信息和知识，自行加工处理。其次是未来信息管理比较充分的将森林资源的时间与空间状态有机的耦合，适时地提供森林资源状态与运动方式，提出发展趋势，控制方法和调整意见，实现动态管理。第三是有完整的网络平台，森林资源管理工作者、社会人士可以通过网络，在任何地方、任何时间相互及时地反映、交换信息，进行讨论，指导或者接受一切管理活动，实现适时互动式管理。441.3.11信息时代下的森林资源信息管理是系统集成化的精准管理在系统集成思想指导下，建立的人、组织、管理、数据、技术等集成系统，组合了森林资源管理新的思想、模式、方式、方法和技术，反映了时代的发展形势、方向与特点。它把森林资源管理中的问题与环境紧密结合起来，实现动态的管理过程；从众多的用户出发，融入了各种人和组织的智慧与需求，多方面的满足应用与需要；以人为本，以森林资源及其管理规律为基础，综合了现代管理方法和技术的系统，支持着森林资源可持续管理、复杂性管理、冲突协同管理、知识管理、网络化管理、多媒体管理、智能化管理、虚拟场景管理和动态与互动管理。总之，它贯彻着从粗放经营向集约经营方向转变的基本战略，实施着森林资源管理的精准管理：以可持续发展为目标，以生态系统理论为基础，在信息化、数字化、网络化、智能化等为技术支持下，实现在精确的时间和范围内，根据森林资源及其管理的状态与运动方式，开展精细的管理。45l

第一由森林资源基础数据和基本硬软件规范化、标准化的森林资源基本基础平台，服务于管理，可以适时的应用物理设备资源，随时提供管理所需要的社会、经济、自然环境和森林资源基础数据。l

第二以森林资源发生发展工艺过程建立起来的数据处理平台，可以适时地提供森林资源的调整过程，提供从造林地的选择、到造林、林分生长、发育直到成熟、利用的全过程的状态，监督生产活动。l

第三在精确的了解了森林资源及其管理状态与运行方式以后，支持管理者综合分析评价，制定科学方案，辅助决策，并快速进行反馈控制。

46本章小结1、信息时代的森林资源管理的核心是信息和知识的管理。目前森林资源管理正从以“物”为中心的管理向以信息和知识为主的方向发展，需要有新的理论、方法指导，需要加强信息技术的应用，需要管理思想、组织、制度的变革。2、森林资源管理是系统管理，需要以系统理论为指导，以分析森林资源系统内部各部分信息及其相互关系为主，同时考虑系统外各种因素对系统发展的影响。森林资源信息管理经历了从单机单系统、单机多系统到网络系统的过程。3、信息时代下的森林资源管理还应是可持续的管理，是复杂管理，是冲突协同管理，是知识为主的管理，是精确管理，是网络化、智能化、集成化、多媒体化的管理。

471.1信息时代下的森林资源管理新方式1.1.1信息与知识——发展社会生产力的新资源l

信息与知识的发展，为其成为新资源提供了前提条件。(可能性)l

资源紧缺，人们感受到压力重重，迫切需要节约资源或创造新的资源。(必要性)48概念介绍(数据，信息，知识，知识经济，技术)数据是一种承载信息的符号；数据不一定就是信息，只有加工过对主体有用的数据才是信息。知识，是信息的升华，可以表现为概念、规则、经验等。知识和信息的生产、分配和使用成为人类的一项最重要的活动。49知识经济，技术l

技术，“是指扩展人类能力的任何工具和技能，包括有形的装备和无形的工作方法”l

对于信息和知识的需求，促进了它的生产和发展，形成了新型的产业，产生了新的经济型态——知识经济。l

“知识经济是指建立在知识和信息的生产、分配和使用之上的经济”（国际经济合作与发展组织——OECD定义）。具体地说，它是以知识和信息的生产、分配和使用为基础，以创造性的人力资源为依托，以高科技及智力产业为支柱的经济形态。它强调无形资产——知识和信息的开发利用；强调人才资源的开发利用；强调高新技术产业的地位和作用。501.1.2林业信息化——促进林业现代化的必由选择在人类发展过程中，“化”是指一个特定时期内全面的、根本性的转变。工业化是近代工业技术的普遍应用，它不仅在技术层次、工具上发生了重大改变，而且包括工作方法、管理体制直至思想观念进行了全面变革，使人类社会从农业文明向工业文明转变。信息化是以社会、经济目标和思想观念的改变为基础，是信息技术与相关科学综合创新的过程。信息化是在现代信息技术发展和普遍应用基础上，人类社会与经济生活的各个领域的更全面深刻的变革，它将使人类各项社会与经济活动的功能与效率大幅度提高，进而达到物质文明与精神文明的新高度。它需要应用信息技术，但是出发点与归宿是功能和效益的提高。51l

中国林业信息化的发展过程50年代开始的航空测量与调查，创造了比较实用的航空遥感规范和方法（盟芽）。70年代末起，与国家信息化建设同步，林业系统特别是森林资源管理部门，开始应用计算机技术，研建了第一个国家级的自然资源数据库、开发了一批统计软件、建立了国内第一个面向自然资源信息管理的专业（略有发展）。80年代中、后期，全国和许多省建立了林业信息中心，制定了信息化规划，同时应用数据库、空间信息处理、多媒体、网络技术，陆续研建了各个层次的各类信息系统、自动化控制系统和辅助设计系统，建设着森林资源、防火、病虫害、沙漠化等监测系统（面上拓宽）。52当前，林业信息化应该在国家信息化的约束下，进行统一规划与协调，以网络化、智能化、一体化、虚拟化和知识生产、分配、使用、完善为目标，在林业管理、生产、科技、教育等部门的各个环节，应用信息技术，与林业科学技术相结合，创造新的理论、模式，方法和技术的过程，并且可以分解为管理信息化、企业信息化、科技信息化、教育信息化等等领域的信息化（深化与集成）。53l

林业信息化的条件林业信息化的工具——信息技术。林业信息化的基础——林业的管理与运行模式。林业信息化的保障——人才。54l

信息化在林业发展中的作用。我国林业系统经过50多年努力，在科研、教学、生产单位积累了数以万计的林分样地和标准地、林木解析木资料，如果统一开发利用这些信息资源，对于研究森林发生发展规律，指导生产实践将起到极为重要的作用；超微观——基因微观——单木中观——林分宏观——森林55l

林业信息化的内容：所有部门与领域信息化内容非常丰富，具体结构和功能也不同，但是对其归纳和抽象，一般包含三方面的基本内容：基础设施信息化、工艺过程信息化、管理信息化。56基础设施信息化主要包括以局域网和广域网综合为核心的硬件平台建设、以林业基本公共数据库为核心的数据平台建设，以及以规范化与标准化为核心的环境平台建设。

基础设施信息化57工艺过程信息化以智能化为核心的自动化控制系统的开发。美国有人预测：到2010年农民能在家种地。我国林业系统在这方面是一个空白，甚至可以认为是一个被遗忘的领域，林业系统应该部署从如育苗、森林培育、林产品加工等生产过程出发，利用专家系统和自动控制等技术，研建和使用生产全过程的自动化管理系统，将信息技术与业务紧密结合，改造旧工艺，为基层生产单位和生产者建立采用新工艺、方法、技术和手段的环境。工艺过程信息化58管理信息化指以林业网络化管理为核心的系统建设，这是我国正在逐步启动的领域，它一方面以电子政务推动，另一方面以森林资源网络化管理为主体，实施管理网络化工程。网络化管理是信息技术在管理领域信息化的重要内容，也是管理领域巨大变革的标志。林业网络化管理将对传统管理思想和模式进行变革，不仅可以在系统内实现全时空、广信息、多媒体、快速度、零距离和交互虚拟管理，而且能够使林业走向社会，社会参与林业。

管理信息化591.1.3信息管理——森林资源管理新方式

从生物量出发的管理森林经理多功能管理生态系统及可持续森林资源管理林业产业化管理信息管理(以信息和知识为主)以木材永续利用为主要目标60信息管理与森林资源信息管理的概念信息管理是与信息相关的计划、预算、组织、指挥、协调和控制的过程，它是围绕信息本身以及相关资源等展开。森林资源信息管理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、处理、传播，以便有效地利用人财物，控制森林资源按预定目标发展的活动。61森林资源信息管理的实质

森林资源信息管理的实质：以“物”为中心的管理转化为以“信息”为中心的管理。62

1.2我国森林资源信息管理发展沿革1.2.1森林资源信息管理发展概述(1)

从功能上分析，计算机技术的应用，经历了l

数值计算l

数据管理l

单项信息管理l

综合信息管理l

系统信息管理；63(2)

从管理的对象分析，经过l

数据管理l

信息管理l

知识管理。64(3)

森林资源信息管理的发展：l

60年代(起步)。在以后的10多年中处停止状态，直到70年代末开始进入(有目标、有组织、有系统的研究和实践时期)。6580年代初，林业科学家首先研究和推广了可编程的计算器，用它编制了大量的林业常用软件，如回归分析、解析木等计算和报表统计汇总等数据管理，来解决森林资源经营管理中所遇到的许多实际问题。之后逐步引进各种微机系统，初期，主要利用第三代程序设计语言，编制大量与林业相关的科学计算程序，如专业计算、一元和多元统计、运筹学模型等程序，解决了一些实际问题。也有的利用航片判读及建立相应的数量化程序，实现蓄积估计，为收获预估提供了效率更高的新途径。6680年代中后期开始研究面向管理的森林资源管理信息系统，产生了面向林业局级的初级森林资源管理信息系统。进入90年代，很多单位，都从整体出发，把森林资源管理融合在整个单位的信息管理之中，把森林资源信息系统作为部门或单位的一个子系统进行开发。由于森林资源管理中，有许多问题是非结构化的问题，需要经过模拟，从中选择满意的方案，因此，也产生了一些面向某类问题的决策支持系统。67(4)

森林资源信息管理的一个重要内容―――－空间信息管理由于森林资源经营和管理包括了大量空间信息，因而空间信息管理（含空间数据的收集、处理、传输等）就成了森林资源信息管理的一个重要内容，所以3S（遥感RemoteSensing、地理信息系统

GeographicInformationSystem、全球定位系统GlobalPositionSystem）技术及其软件系统很快引入我国森林资源经营管理领域，并逐步进行消化吸收、推广和广泛应用。681.2.2森林资源管理信息系统：当前森林资源信息管理的技术集成系统为了了解森林资源的过去、现在和未来，为森林资源的有效利用和保护提供辅助决策和监督控制，需要将各种现成或潜在信息进行收集和提练、加工，需要将各种单一的系统或零星的数据进行集成，这就需要开发并发展森林资源管理信息系统。森林资源管理信息系统从

单机单项系统－＞网络化的单项系统－＞网络化的综合系统。当前的森林资源管理信息系统已成为一种集成的技术系统69森林资源管理信息系统：多学科的有机综合，它根据森林资源及其环境信息和信息处理的特点，以哲学、信息学、管理学、经济学、系统论等科学理论为指导，利用信息技术和各种数学方法，在管理目标约束下，完成各种信息的综合、动态管理的系统。其理论和技术基础可简略以图1.1表示。业务基础理论基础技术基础70图1.1森林资源信息管理理论与技术基础简图71

首先进行环境分析，在环境中确立森林资源管理信息系统的地位和作用；2.

第二进行森林资源管理职能、过程、信息需求和信息流程分析，提出森林资源管理信息系统的逻辑结构；3.

第三进行详细的功能设计，选择相关技术，进行组合，提出物理结构；4.

最后组织实施。

森林资源管理信息系统基本开发步骤：72森林资源、人、林业与森林资源管理信息系统之间的关系：林业是以经营和管理森林资源为目的，进行有效地保护、发展、利用森林资源的事业。林业的实现是通过人类的劳动去实现的。而人的劳动，有消极的劳动和积极的劳动，消极劳动导致资源的破坏，而积极的劳动使森林资源得到保护和发展，它通过各种管理和经营活动完成，73林业活动的主要目的是管理森林资源，包括两部分内容：一部分是日常行政管理，主要是办公自动化另一是森林资源的业务管理，后者是主要的并且有其特殊性，前者为后者提供服务。森林资源管理活动是不断决策—实践—再决策—实践……的过程，若干个决策—实践环节组成了整体的管理活动。741.2.3森林资源信息管理集成系统：未来森林资源信息管理的方向

图1.8森林资源信息集成系统的概念框架751.3信息时代的森林资源信息管理的特点1.3.1信息时代下的森林资源信息管理是适应森林资源可持续的管理可持续的概念：“即要满足当代人的需要，又要满足未来人的需要”。76森林资源管理目的已发生变化——由“木材利用为主”转化为“利用与保护”并举；森林资源管理的外延在扩大——由仅局限于森林资源本身转化为与社会、经济、环境等外部协调；森林资源的可持续对信息需求发生变化——由仅需知道现有信息转化为既要知道现有信息同时需要预测未来，掌握未来信息的变化。l

森林资源信息管理使林业工作者不仅能够实时掌握现有的全面的信息，还可以通过模糊数学、统计分析、智能化模拟等技术预测未来变化，从而采取相应措施进行科学规划与控制，使森林资源朝着可持续方面发展。771.3.2信息时代下的森林资源信息管理是满足森林资源复杂性的管理对于森林资源及其管理的深入探讨结果，林学界已经认识到它们是一个复杂系统，应该实现复杂性管理。森林资源管理的复杂性森林资源信息的多样性781.3.3信息时代下的森林资源信息管理是冲突协同的管理森林资源及其管理是复杂系统，管理者之间、管理者与被管理者之间、森林资源内部、外部等众多的要素之间存在依赖关系，不可避免地存在着冲突。管理者之间冲突管理者与被管理者之间冲突森林资源内部冲突森林资源与外部环境的冲突791.3.4信息时代下的森林资源信息管理是以知识为主的管理数据－＞信息－＞知识信息时代下的森林资源信息管理越来越需要智能化，这种智能化程度的提高是以知识的积累为基础的。801.3.5信息时代下的森林资源信息管理是精准的管理农业的发展粗放经营过渡集约经营林业的发展粗放管理过渡精准管理?自然因素社会因素经济因素支持体系理论体系技术体系可持续发展理论适宜性理论人地关系理论生态系统理论硬件体系软件体系微机、网络等基础设施自动控制设备系统软件专用软件人工智能理论811.3.6信息时代的下森林资源信息管理是网络化的管理?由于当前森林资源管理应以生态效益为主需要用户参与产生需求网络化在哪里组织机构扁平化硬件平台标准化软件接口规范化通信协议标准化821.3.7信息时代下的森林资源信息管理是多媒体的管理?由于数据的多样性属性数据空间数据属性数据可由多种媒体来承载普通的文本数据库各种图形空间数据可由多种媒体来承载失量图栅格图831.3.8信息时代下的森林资源信息管理是智能化的管理在新形势下，森林资源管理将面临日新月异的变化环境，面对各个因素的复杂关系，需要解决众多的复杂问题，所有森林资源工作者需要选择科学合理的解决问题的方案。未来的森林资源信息管理将利用专家系统和决策支持系统技术，建立相关系统模块或者局部运用相应思想与技术，尽可能满足管理者的需要，提高决策与控制水平，让管理者在解决复杂问题时，能够达到或接近达到专家水平。因此，84第一，未来的森林资源信息管理在建立相应系统时，将把模型库、方法库和知识库以及它们的管理系统的建设作为系统处理的重要组成模块，作为数据处理的基础。第二，所有模型与知识汇集了不同时空条件下的管理研究成果，经实践验证，并且在使用中不断充实和完善，因此可以支持多数用户的需要。第三，系统将支持对问题的及时诊断、方案的形成和辅助决策与控制时所需要的信息，并且对方案将给予模拟和评价。851.3.9信息时代下的森林资源信息管理是虚拟场景的管理森林具有社会、经济、生态效益，支持着人类生存、生活和发展。一个稳定、健康、满意、可持续的理想的森林状态，通过森林资源管理活动完成。从这点出发森林资源管理工作者，描绘着人类的未来。为此，森林资源管理工作者不仅需要了解森林资源及其管理的过去、现在的状态，了解发展过程，更重要的是根据未来的需要确定目标与方向，统筹未来。但是，未来有更多的不确定性，一个比较接近实际、符合实际且适应变化无常环境的规划和计划，需要有可靠的预见性，需要科学的思维、方法和技术。通过系统模拟，创造一个比现实更完美的森林资源结构，发挥更大效益，满足人类多方面的需要，是未来森林资源信息管理的发展方向。因此，86第一作为虚拟技术初步应用，将首先应用比较成熟的模拟技术，建立具有多方案模拟平台，尽可能保证规划与计划的可靠、可行。第二通过网络，使用逐渐成熟和完善的虚拟技术，为广大森林资源管理工作者提供条件创造比现实系统更好的林分结构和区域森林资源结构。871.3.10信息时代下的森林资源信息管理是动态与互动的管理在社会关系越来越密切，森林资源及其管理内外部相互制约、相互影响越来越大，林业参与社会，社会参与林业进一步发展的形势下，过去就林业而林业，就森林资源而森林资源，限制在森林资源管理和林业部门内部的决策与控制，且不以环境变化而变化的管理方式，已经不适应需要。森林资源及其信息管理必然进入一个开放式、动态且交互式的阶段。88首先是根据现代森林资源管理规律与需要建立的系统，可以在保证安全性的前提下，社会各界在授权的范围内获得所需要的数据、信息和知识，自行加工处理。其次是未来信息管理比较充分的将森林资源的时间与空间状态有机的耦合，适时地提供森林资源状态与运动方式，提出发展趋势，控制方法和调整意见，实现动态管理。第三是有完整的网络平台，森林资源管理工作者、社会人士可以通过网络，在任何地方、任何时间相互及时地反映、交换信息，进行讨论，指导或者接受一切管理活动，实现适时互动式管理。891.3.11信息时代下的森林资源信息管理是系统集成化的精准管理在系统集成思想指导下，建立的人、组织、管理、数据、技术等集成系统，组合了森林资源管理新的思想、模式、方式、方法和技术，反映了时代的发展形势、方向与特点。它把森林资源管理中的问题与环境紧密结合起来，实现动态的管理过程；从众多的用户出发，融入了各种人和组织的智慧与需求，多方面的满足应用与需要；以人为本，以森林资源及其管理规律为基础，综合了现代管理方法和技术的系统，支持着森林资源可持续管理、复杂性管理、冲突协同管理、知识管理、网络化管理、多媒体管理、智能化管理、虚拟场景管理和动态与互动管理。总之，它贯彻着从粗放经营向集约经营方向转变的基本战略，实施着森林资源管理的精准管理：以可持续发展为目标，以生态系统理论为基础，在信息化、数字化、网络化、智能化等为技术支持下，实现在精确的时间和范围内，根据森林资源及其管理的状态与运动方式，开展精细的管理。90l

第一由森林资源基础数据和基本硬软件规范化、标准化的森林资源基本基础平台，服务于管理，可以适时的应用物理设备资源，随时提供管理所需要的社会、经济、自然环境和森林资源基础数据。l

第二以森林资源发生发展工艺过程建立起来的数据处理平台，可以适时地提供森林资源的调整过程，提供从造林地的选择、到造林、林分生长、发育直到成熟、利用的全过程的状态，监督生产活动。l

第三在精确的了解了森林资源及其管理状态与运行方式以后，支持管理者综合分析评价，制定科学方案，辅助决策，并快速进行反馈控制。

91本章小结1、信息时代的森林资源管理的核心是信息和知识的管理。目前森林资源管理正从以“物”为中心的管理向以信息和知识为主的方向发展，需要有新的理论、方法指导，需要加强信息技术的应用，需要管理思想、组织、制度的变革。2、森林资源管理是系统管理，需要以系统理论为指导，以分析森林资源系统内部各部分信息及其相互关系为主，同时考虑系统外各种因素对系统发展的影响。森林资源信息管理经历了从单机单系统、单机多系统到网络系统的过程。3、信息时代下的森林资源管理还应是可持续的管理，是复杂管理，是冲突协同管理，是知识为主的管理，是精确管理，是网络化、智能化、集成化、多媒体化的管理。

924.1森林资源信息获取技术

从信息载体上划分有文本、数值、图形、图像等多种媒体的信息；从信息源划分有来自地面调查的信息、有来自航空航天遥感信息、有来自基础地理数据库的图形和属性信息等，从时间上划分有过去的、现在的和未来的信息等。现阶段主要有地面调查、遥感获取和全球定位。934.1.1森林资源管理需要综合、多样的数据

现代森林资源及其环境管理对信息的基本要求有：l

信息时态：过去、现状、未来l

信息范围：点、线（带）、面、域l

信息载体：文本、数值、图形、图像、声音l

信息质量：综合、动态、最小新度l

表现方式：个体与总体9495现阶段森林资源管理所需要的数据主要有三类：1、基本情况数据

1)自然条件

·森林经营对象的自然环境：行政及地理位置、林区走势（山脉、海拔、坡度等）、地质结构、土壤类型、河流状况、森林分布、农林牧比例、生态平衡等

·自然因素（气象、气候、河川水系、地质土壤、植物动物等），及其与森林分布、发生、发展和消减之间的平衡关系

962)经济条件

·当地国民经济发展的方针和远景规划，林业在其中的地位和任务

·当地的农、林、牧、副、渔各业生产情况，以及与林业的关系

·当地工业生产情况及其对林业发展的需求

·森林与生态环境的关系（水土保持、涵养水源、防治风沙、风景保护等）

·当地土地利用规划的资料

·当地交通运输情况，与发展林业的关系

·当地人口密度，以及当地机关、企业情况，各种生活自用材、薪炭材的需要情况和可供林业劳动力的情况

·林权情况和存在问题973)经营史

·森林经营机构的变动

·过去的森林经营工作

·过去森林采伐情况

·森林更新情况

·森林抚育情况

·林分改造工作

·森林保护工作

·林副产品利用情况

·森林对环境的影响

·林区基本建设

·企业管理情况982、森林资源调查数据

1)一类调查（全国森林资源清查）区域：省（市、区）等行政区域；企业局（国有林区与林业局、集体林区与县）；其它行政单位或自然区划单位；目的：编制全国、省（市、区）、大林区各种林业计划、预测趋势内容：面积、蓄积量、各林种和各类型森林的比例，以及生长、枯损、更新、采伐情况等

2)二类调查（规划设计调查）区域：国营林业局、场、县（旗），并落实到森林经营活动的基本单位小班目的：编制森林经营方案、总体设计、县级林业区划、规划、基地造林规划内容：各地类小班的面积、蓄积量、生长量、枯损量调查；立地条件和生态条件的调查；有关自然、历史、经济、经营等条件的专业调查

993)三类调查（作业设计调查）区域：基层林业单位目的：满足伐区设计、造林设计、抚育采伐设计、林分改造内容：查清一个伐区内、或一个抚育、改造林分范围内的森林资源数量、出材量、生长状况、结构规律等1003、专业调查数据

1)设置标准地与选择标准木、解析木

2)生长量调查

3)立地条件调查4)其它调查（消耗量调查、出材量调查、抚育采伐调查、低产林改造调查、森林保护调查、森林更新调查、母树林及苗圃调查、林副产品调查、森林开发运输踏勘、野生动物资源调查、林业经济调查等）这些数据主要包括文本、数值、图形和图像信息，还包括一部分视频、音频信息。1014.1.2森林资源原始数据的获取方式

前面给出了森林资源管理所需要的多种数据，这些数据类型不同、来源不同，获取的方式方法也不相同。1、

基本情况调查搜集当地的已有调查、观测材料；询问当地的技术人员、居民；对重点项目和因素的调查，可采取组织专业调查组的方式进行现场观测。1022、

森林资源调查是一种林分调查，可以采用：

1)目测调查法

2)标准地调查法

3)角规调查法

4)目（实）测调查与抽样调查相结合

5)回归估计法

·航空像片判读与地面实测蓄积量的回归估计法

·利用航空像片对小班林地进行调查与地面实测蓄积量的回归估计法

·利用地形图、林相图或其它图进行现地林班区划测量，以及小班林地目测调查与小班实测蓄积量的回归估计法3、专业调查 在以上的调查过程中手工或通过各种辅助工具得到相关数据。

1034.1.3遥感技术所谓遥感技术（RemoteSensing）是指不接触物体而探测物体有关信息的技术

传统监测和调查方法速度慢、周期长，采集、汇总、上报耗费时间多，数据滞后于变化过程，所获结果信息已失去现势性，难于及时、全面地反映生态环境变化

遥感，以其观察地域的广泛性，时空的连续性，较高的空间分辨率和宽的光谱范围，可提供丰富的地物信息，弥补常规资料的不足，提供对自然资源与环境的宏观、综合、动态和快速观测，有效地获取各类统计及分析数据，较为客观地了解资源与环境现状和变化

1041、遥感的基本原理遥感是通过非直接接触来判定、测量并分析目标性质的技术。任何地物都具有发射、反射和吸收电磁波的性质，而不同类型的地物反射与发射电磁波能量的大小不同，同一类型的地物在不同时间反射与发射电磁波能量的大小也不同。遥感的基本原理就是通过分析传感器采集到的某一时间、某一区域内地物的平均电磁波辐射水平数值，按其值大小与变化规律来有效地识别地物。目标地物是遥感的信息源，而目标地物电磁波的相互作用所构成的目标地物的电磁波特性，就是遥感探测的依据。1052、遥感分类及应用1)航空遥感应用2)航天遥感应用1064.1.4全球定位系统技术与应用GPS技术是一种利用卫星进行定位、导航、测量的技术。GPS（GlobalPositioningSystem）是美国第二代卫星导航系统，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力。全球定位系统由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成。

107应用实例一：测定森林分布区域美国林业局是根据林区的面积和区内树木的密度来销售木材。对所售木材面积的测量闭合差必须小于1%。在一块用经纬仪测量过面积的林区，采用GPS沿林区周边及拐角处进行了GPS定位测量并进行偏差纠正，得到的结果与已测面积误差为0.03%，这一

实验证明了测量人员只要利用GPS技术和相应的软件沿林区周边使用直升飞机就可以对林区的面积进行测量。过去测定所出售木材的面积要求用测定面积的各拐角和沿周边测量两种方法计算面积，

使用GPS进行测量时，沿周边每点上都进行了测量，而且测量的精度很高很可靠。应用实例二：

GPS技术用于森林防火利用实时差分GPS技术，美国林业局与加里弗尼亚的喷气推进器实验室共同制定了“FRIREFLY”计划。它是在飞机的环动仪上安装热红外系统和GPS接收机，

使用这些机载设备来确定火灾位置，并迅速向地面站报告。另一计划是使用直升飞机或轻型固定翼飞机沿火灾周边飞行并记录位置数据，在飞机降落后对数据进行处理并把火灾的周边绘成图形，以便进一步采取消除森林火灾的措施。

1084.2森林资源数据组织和储存技术数据库技术、数据仓库和数据挖掘技术

109数据库技术略110数据仓库数据仓库是基于数据库技术和网络技术的发展，专为支持管理决策而设计的一种关系型数据库管理系统。

1111)数据仓库的特点：l

面向主题：主题是一个在较高层次将数据归类的标准，每一个主题对应一个宏观的分析领域。l

集成性：数据仓库中的数据来自不同的数据库，在数据进入数据仓库之前，必须经过数据加工和集成，这是建立数据仓库的关键步骤，首先要统一原始数据中的矛盾之处，还要将原始数据结构做一个从面向应用向面向主题的转变。l

数据稳定性：数据仓库的主要数据操作是查询、分析，不进行一般意义上的数据更新。数据仓库反映的是历史数据的内容，数据经加工和集成进入数据仓库后是极少或根本不修改的；数据仓库强化查询、淡化并发控制和完整性保护等技术。l

随时间变化：数据仓库是不同时间的数据集合，它要求数据仓库中的数据保存时限能满足进行决策分析的需要，而且数据仓库中的数据都要标明该数据的历史时期。l

数据量庞大：数据仓库是多维的，数据仓库的数据量一般都很大，一般为数百兆，甚至可以到TB级。1121132)数据仓库的结构组成数据仓库主要由数据源、数据仓库、业务数据仓库、数据分析与报表、数据管理、元数据管理、传输和基础结构几部分构成。3)联机分析处理联机分析处理（on-lineanalyticalprocessing,OLAP）是用来存储和传送数据仓库信息的程序集合。是针对特定问题的联机访问和分析。通过对信息的很多种可能的观察形式进行快速、稳定一致和交互性的存取，允许分析人员对数据进行深入观察。4)数据集市（DataMart）数据集市是数据仓库的一个子集。是为满足用户特定需求而创建的特定的、面向部门的小型数据仓库。114数据仓库系统包括数据仓库、数据仓库管理系统和数据仓库工具。其中，数据仓库为数据仓库系统的核心，是信息挖掘的基础；数据仓库管理系统是整个系统的引擎，负责管理整个系统的运转；数据仓库工具是整个系统发挥作用的关键，包括一般的查询工具和功能强大的分析工具。数据仓库系统以数据仓库为核心，通过数据分析与报表模块的查询和分析工具(OLAP、决策分析、数据挖掘)完成对信息的提取，以满足决策的需要。6)元数据（Metadata）元数据是关于数据的数据（dataaboutdata）或者是可以使无序的领域信息变得有序的关于数据的结构化数据（structureddataaboutthatimposesorderonadisorderedinformationuniverse）。元数据包含了对系统自身有用的各种对象的细节信息。其实元数据对我们并不陌生，Windows中的注册表，数据库所必须的一些系统表和视图都可算是元数据。

115元数据业务元数据技术元数据构造元数据建立元数据模型元数据管理系统1164.2.4数据挖掘技术

随着数据库及其管理系统的广泛应用，全球范围内数据库存储的数据量急剧增长。拿全球资源信息数据库GRID为例，它将通过各种方法搜集来的一切有关资源与环境的数据分别存储在世界各地的数据库中，至今已形成了海量的数据。面对如此海量的数据，我们如何才能从中获取我们所需要的信息正在成为一个知识热点。数据挖掘(DataMining)正是一种从信息中发现知识的技术，也称数据库中的知识发现(KnowledgeDiscoveryinDatabase，

KDD)。117数据挖掘工具1181、数据挖掘所能发现的典型知识主要包括：1)关联规则(Associationrule)

所谓关联规则,是指数据对象之间的相互依赖关系,而发现规则的任务就是从数据库中发现那些确信度(Confidence)和支持度(Support)都大于给定值的强壮规则。2）分类(Classification)

分类是最基本的一种认知形式。数据分类就是对数据库中的每一类数据，挖掘出关于该类数据的描述或模型，在数据挖掘中,分类算法的研究成果较多，常用的数据分类算法有CART、C45、ID3、SLIQ、Knn、GA-Knn等。3)聚类(Clustering)

聚类分析和分类分析是一个互逆的过程。聚类分析是通过分析数据库中的记录数据，根据一定的分类规则，合理地划分记录集合，确定每个记录所在类别。它所采用的分类规则是由聚类分析工具决定的。类分析的方法很多，其中包括系统聚类法、分解法、加入法、动态聚类法、模糊聚类法、运筹方法等。采用不同的聚类方法，对于相同的记录集合可能有不同的划分结果。1192、数据挖掘分析方法数据挖掘的技术方法很多,主要包括:统计分析方法、遗传算法、粗集方法、决策树、人工神经网络、模糊逻辑、规则归纳、聚类分析和模式识别、最近邻技术、可视化技术等。1204.3森林资源空间信息管理技术

森林资源的空间性决定了森林资源数据的空间性。因此，森林资源信息管理过程中要获取、组织和管理大量具有空间特性的数据和信息。空间信息管理技术是森林资源信息管理的关键技术之一。而空间信息管理技术的核心是地理信息系统。

1214.3.1森林资源及其管理的空间性

森林资源及其管理的空间性，是指为实现森林资源可持续发展的目标，对森林资源的空间结构进行控制和调整的属性。它是森林资源及其管理的重要特性。包括空间差异性和空间协同性。

1221、森林资源及其管理的空间差异性森林资源及其管理必须反映和分析区域中各种资源、环境和经济要素的空间分布及发展规律，同时协调它们之间的关系，使得经济发展、资源有效利用、环境的合理保护以及人口适度增长等能够相互制约和统一。由于区域之间自然环境不同、发展水平不同，空间结构表现出较大差异；即使是有较相似环境的某一区域内部，也会由于自身多层次、多要素的不同组合表现出一定程度的区域内部差异。森林资源及其管理要针对区域之间和区域内部空间结构的不同，通过管理活动，谋求区域发展。1232、森林资源及其管理的空间协同 所谓森林资源及其管理的空间协同即森林资源及其管理的区域协同，是指在不同管理区域内，不因对森林生态系统的开发利用不当，导致虽然在本区域内维持了基本生态过程及环境服务，却损害和削弱了森林生态系统满足其它区域的需求。区域协同是可持续发展在空间尺度上区际间公平性的一种体现。1244.3.2森林资源空间数据的组织方式森林资源空间数据是指森林资源的数据中描述空间特征部分的数据，即空间位置、形状、大小以及相互关系的数据。

森林资源具有一定的空间结构。森林资源空间结构的要素包括点、线、面和网络，这些要素经过数字化后便可通过地理信息系统进行点、线、面和网络的大小、面积、形状及其质心的量算和确定（对于面、线状图，GIS可以根据其算法规则自动进行面积值或线长度的量算、位置的确定，并自动填入相应的属性数据库中。如对林相图中的每个小班，可以求其面积）。森林资源空间数据可以用来分析评价森林资源的空间状态和空间过程，并根据各项分析指标进行森林资源内部结构合理程度即现有状态的评价、森林资源动态演变的评价以及在整个区域中森林资源的经济价值、社会价值、生态环境价值的评价。125

森林资源空间数据的组织是采用地理信息系统和数据库管理系统相结合的方式完成的。

大量的图形数据，如行政区划图、资源分布图，林相图、地形图、区划图、林班图、小班图、土地类型图、水系图等都是利用地理信息系统进行组织的。地理信息系统将这些图形数据以图形文件或地理信息数据库的形式进行组织管理。而那些与图形相关的各种属性数据则是通过数据库管理系统进行组织的。森林资源空间状态的分析和评价多数是基于地理信息系统平台实现的。在地理信息系统的支持下，各种统计数据和分析数据可以利用相关的图形信息来表述。而且，森林资源调查和监测所采用遥感技术获取的数据可以作为地理信息系统的数据源，将遥感数据叠加到地理数据之上，快速的得出资源变化情况，并能够以图形图像的方式给出直观的信息，供管理和决策使用。

1261274.3.3地理信息系统技术与应用

地理信息系统能进行地理分析、预测和规划，具有可信度大、容量大、数据共享、结果稳定等特点

主要的应用方面及相关的系统如：自然资源调查环境整治景观生态管理森林档案管理

资源状态分析

经营管理工具

1284.3.4遥感、地理信息系统与GPS应用策略

在森林资源管理以及森林资源信息管理系统建设过程中，地理信息系统和遥感、全球定位技术的应用越来越广泛，这三项技术合称3S技术。3S技术在森林资源信息管理过程的地位是不均衡的，三者中地理信息系统技术是基础平台，是信息的组织者，在信息采集、测量、定位过程中使用遥感和GPS技术，作为信息的采集，并将二者与GIS技术相结合，建立综合集成的技术环境。实践中，一般也是以地理信息系统为基础，建立林业集成信息管理系统，而GPS技术则在信息采集过程中起辅助测量、定位等作用。

1294.4数字图像处理技术与应用

数字图像是指能够用计算机存储、处理和使用的图像。遥感图像是获取空间信息的一个重要信息源。通过现代技术获取的遥感图像主要是数字图像，要想从遥感图像中提取有用信息，必须依靠有关的数字图像处理技术。地理信息系统中很多的空间分析功能是基于栅格数据的空间模型，而栅格结构的数据就是数字图像。此外，地图数字化的一种快速手段就是地图扫描数字化，多数情况下这些扫描得到的栅格数据要进一步处理并转化为矢量结构的数据。所有这些工作都离不开数字图像处理技术。

130模拟图像是空间上连续的图像，可以用函数f(x,y)表示

而数字图像是用离散函数表示的数字矩阵。

131

把模拟图像转换为数字图像的过程称为连续图像的离散化，也称模/数转换，记作A/D转换。离散化包括采样和量化两部分内容。采样是对空间连续坐标进行离散化，即每隔一定的间隔抽取一个样本点，形成一个二维点阵。对连续图像函数f（x,y），沿x方向以等间隔

△x采样，采样点数为M，沿y方向以等间隔△y采样，采样点数为N，于是得到一个M×N的离散样本阵列[f(m,n)]M×N。量化就是对样本点的亮度或颜色值进行离散化，在样本值的变化范围内进行分层、取整，用数值表示颜色或亮度等级。一幅黑白灰度图像，在计算机中灰度级以2的整数幂表示，即G=2当m=8，7，6，…，1时，其对应的灰度等级为256，128，64，…，2。

2级灰度构成二值图像，画面只有黑白之分，没有灰度层次，通常的A／D变换设备产生256级灰度，以保证有足够的灰度层次。

132

数字图像处理

数字图像处理（DigitalImageProcessing）又称为计算机图像处理，它是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程。数字图像处理最早出现于20世纪50年代，当时的电子计算机已经发展到一定水平，人们开始利用计算机来处理图形和图像信息。早期的图像处理的目的是改善图像的质量，以改善人的视觉效果为目的。随着技术的发展，数字图像处理的研究和应用范围不断拓宽，数字图像处理的主要内容包括图像变换、图像编码、图像增强、图像恢复、图像分割、图像的理解和识别等。133数字图像处理的优点

数字图像处理与光学图像处理相比，具有以下优点：1）

再现性好。数字图像处理不会因图像的存储、传输或复制等一系列变换操作而降低图像质量。只要图像在数字化时准确地表现了原稿，则数字图像处理过程始终能保持图像的再现。

2）处理精度高。按目前的技术，几乎可将一幅模拟图像数字化为任意大小的二维数组，这主要取决于图像数字化设备的能力。3）适用面宽。图像可以来自多种信息源，它们可以是可见光图像，也可以是不可见的波谱图像（例如X射线图像、

射线图像、超声波图像或红外图像等）。从图像反映的客观实体尺度看，可以小到电子显微镜图像，大到航空照片、遥感图像甚至天文望远镜图像。4）灵活性大。图像处理大体上可分为图像的像质改善、图像分析和图像重建三大部分，每一部分均包含丰富的内容。由于图像的光学处理从原理上讲只能进行线性运算，这极大地限制了光学图像处理能实现的目标。而数字图像处理不仅能完成线性运算，而且能实现非线性处理，即凡是可以用数学公式或逻辑关系来表达的一切运算均可用数字图像处理实现。

134数字图像处理技术的应用

图像是人类获取和交换信息的主要来源，因此，图像处理的应用领域必然涉及到人类生活和工作的方方面面。随着人类活动范围的不断扩大，图像处理的应用领域也将随之不断扩大。数字图像处理技术在航空航天遥感、医用图像处理、工业领域、军事公安、文化艺术以及多媒体和通信等方面都得到了广泛应用。其中遥感技术领域是应用数字图像处理技术较早较全面的一个领域。

1354.5森林资源多媒体信息管理技术

多媒体技术是指计算机综合处理文字、声音、图形、图像、视频等多种媒体信息的交互性集成技术。随着计算机技术和多媒体技术的发展，在信息管理过程中所要使用和管理的媒体由单一的数值、文本信息到需要综合的声、文、图信息。这里所说的媒体是指信息的载体，而不是存储信息的物理介质。随着多媒体信息获取技术、存储技术和传输技术的发展，森林资源管理过程中对多媒体信息的需求不断增加。

1364.5.1森林资源管理需要多种载体的数据

森林资源管理所需要的源数据有多种不同的数据格式，如各类统计数据是以数值的形式出现的，资源状况、特征描述是文本数据，而各种地图是以图形、图像格式出现的，资源调查、监测、规划中采用的航空照片、遥感影像是图像数据，此外还有实时视频、音频信息等。

多媒体技术在资源与环境信息系统中所起的作用主要有以下几方面：扩大信息系统处理对象、数据来源及处理手段。

增加信息系统的表现手段和效果。

加速信息系统的社会化、大众化和支持宏观决策。

1374.5.2森林资源多媒体数据管理方式

多媒体数据格式多种多样，其管理方式不同于传统的文本和数值型数据管理方式。图像存储过程中有压缩存储和无压缩存储之分，所采用的文件格式也不同等等。需要采用多媒体数据库系统组织数据，采用基于内容的检索技术进行信息检索，采用超媒体技术进行管理。多媒体数据库要解决的关键技术问题有：建立不同于传统数据模型的多媒体数据模型；解决数据的压缩和解压缩问题；多媒体数据的存储管理和存取方法；多媒体信息的再现及良好的用户界面以及分布式技术等。森林资源信息管理过程经常需要用到多种媒体组合来表示信息。如利用地理信息系统中的图形数据、遥感图像、视频、音频等共同描述森林资源状况。

1384.5.3多媒体技术和超媒体管理

1、

多媒体技术媒体（medium）在计算机领域中有两种含义：一是指用以存储信息的实体，如磁带、磁盘、光盘和半导体存储器等；一是指信息的载体，如数字、文字、声音、图形和图像。多媒体计算机技术中的媒体是指后者。所谓多媒体计算机技术（multimediacomputingtechnology），是指计算机综合处理多种媒体信息：文本、图形、图像、音频和视频，使多种信息建立逻辑连接，集成为一个系统并具有交互性。多媒体计算机技术的关键技术包括：视频音频信号获取技术；多媒体数据压缩编码和解码技术；视频音频数据的实时处理和特技；视频音频数据的输出技术。

1392、

多媒体数据压缩和解压缩技术多媒体数据的数据量庞大，如果不进行压缩处理，数据的存储和传输都要占用大量的空间和时间，例如，一页印在B5纸上的文件，若以中等分辨率（300dpi,约12像素点／mm）的扫描仪进行采样，其数据量约6.61MB／页。那么， 一片650MB的CD-ROM，只能存98页这样的文件。同时，多媒体数据存在着大量的数据冗余，包括空间冗余、时间冗余、结构冗余、知识冗余、视觉冗余、图像区域的相同行冗余、纹理的统计冗余等，为数据压缩提供了可能。多媒体数据压缩方法根据不同的依据可产生不同的分类。根据质量有无损失可分为有损失编码和无损失编码；按照其作用域在空间域或频率域上分为：空间方法、变换方法和混合方法；根据是否自适应分为自适应性编码和非适应性编码等。1403、

多媒体数据压缩编码国际标准多媒体数据压缩编码标准分为音频数据压缩编码标准和视频数据压缩编码标准。音频数据压缩编码标准包括国际电报电话咨询委员会（CCITT）和国际标准化组织（ISO）提出的一系列国际标准：G.711、G.721、G.722、G.723、G.728、G.729等语音信号压缩标准以及MPEG音频标准、AC-3音频编码标准。国际标准化协会（InternationalStandardizationOrganization，ISO）、国际电子学委员会（InternationalElectronicsCommittee,IEC）、国际电信协会（InternationalTelecommunicationUnion，ITU）等国际组织，于20世纪90年代领导制定了三个有关视频图像压缩编码的国际标准：

①JPEG标准，②H.261标准，③MPEG标准。

1411)静态图像压缩编码的国际标准----JPEGJPEG是联合图像专家小组（JointPhotographicExpertsGroup）开发研制的连续色调、多级灰度、静止图像的数字图像压缩编码方法。它是国际上彩色、灰度、静止图像的第一个国际标准。JPEG是基于离散余弦变换（DCT）的有失真编码，其压缩比可达1:12。目的是为了给出一个适用于连续色调图像的压缩方法，使之满足以下要求：（1）达到或接近当前压缩比与图像保真度的技术水平，能覆盖一个较宽的图像质量等级范围，能达到“很好”到“极好”的评估，与原始图像相比，人的视觉难以区分。（2）能适用于任何种类的连续色调