基于3S的林业地理信息系统设计与实现

 摘要：本文介绍了林业管理的基本内容，探讨了基于3S的林业地理信息系统的组成，利用TOSA、VC++6.0和Oracle 10g实现针对森林资源与环境监测、森林灾害监测和林业辅助决策等统一的信息平台
 关键词：3S   林业管理

 3S技术作为空间信息处理与分析技术，是在信息空间中构建与实现相应的虚拟地理信息空间并应用于管理决策中的核心信息技术，具有广泛的应用前景。本系统为广泛应用了先进的地理信息(GIS)、遥感(RS)、全球卫星定位系统（GPS）等信息技术，结合林业专业知识与经验，建立成的具有技术先进、功能强大的林业信息数据库的数字林业信息管理系统，实现对森林资源进行高效性和实时性的管理，从而使林业工作业务数字化、网络化、可视化和自动化，实现信息的规范管理和共享利用，为林业管理提供有效的决策支持。
 1. 系统的设计
 根据系统将要运行的环境、林业的业务需求以及用户分布等情况，将“林业地理信息系统”划分为“数据库管理系统”、“公众信息查询系统”、“森林资源信息综合管理系统”和“森林防火辅助决策系统”四个子系统，系统总体结构及流程如下图：
 系统整体结构以“林业基础地理信息数据库”为基础，在此基础上建立业务应用模型，整个体系采用C/S与B/S相结合的模式，保证数据的安全和系统功能的完整。“公众信息查询系统”与数据库之间采用B/S结构；“数据库管理系统”与数据库之间采用C/S结构；“森林资源信息综合管理系统”是独立运行子系统，主要完成数据处理，数据二维/三维表现，资源管理，生态环境评价，公益林管理，病虫害预防等；森林防火辅助决策系统”与数据库相结合，主要完成火险预警，GPS跟踪，扑救指挥，灾后评估等。
 “林业地理信息系统”不仅涵盖了狭义上的地理信息系统的空间信息处理、空间信息显示、空间分析等功能，并加入了林业上业务处理流程，例如：森林资源档案更新、林地占用审批、森林火灾扑救指挥等。
 系统为三层构架：客户端应用层、业务逻辑层、数据服务层。结构图如下：
 2. 系统的软件实现
 基于3S的林业地理信息系统适应了林业管理的需求，采用TITAN地学软件为开发平台，运用VC++6.0、Microsoft.net Framework和Titan TOSA2.0组件进行集成化开发，数据库采用Oracle10g结合其Spatial模块达到对空间数据的高效管理，同时支持海量数据管理。系统采用Windows 2000/XP平台。
 2.1. 森林资源信息综合管理系统
 本子系统执行所有数据处理功能和林业部门的主要业务。包含森林资源监测及动态管理、森林病虫害防治、自然保护区管理、生态环境评价、林地征用审批、灾后评估、专题图制作等模块，是用户进行数据加工、浏览、资源监测的主要工具。子系统提供了丰富的数据加工功能，包括矢量数据的编辑，影像数据的处理；提供了空间分析功能，包括拓扑结构建立、可达域分析、通视分析、缓冲区分析等矢量分析，还包括影像的边缘检测、变化检测、滤波、融合等；提供了各种业务处理模型，包括GPS量算，森林资源监测及管理，自然保护区监测及管理，灾害监测与防治，林地征用审批等；本子系统提供各种专题图制作工具，包括森林资源分布图、动植物分布图、病虫害分布图、森林过火林地图等图种。
 本子系统采用Titan系列软件，分别作为本系统的数据管理、数据显示、空间分析、业务处理等方面的应用支撑软件。使用MicroSoft Visual C++ 6.0集成开发环境，结合TitanImage 和TitanGIS API C/C++函数库等作为数据管理、数据显示、空间分析、资源监测及管理、三维显示、界面设计等方面的开发工具。
 2.2. 数据库管理系统
 主要接收“森林资源信息综合管理系统”处理的数据，将数据录入到数据库中；同时为“森林资源信息综合管理系统”和“森林防火辅助决策系统”提供数据分发服务。分为以下模块：权限管理、原数据管理、专业数据管理、数据库备份恢复、地理信息统计、日志维护、数据显示和WebGIS发布管理。
 本子系统的属性数据管理功能使用Visual C++ 6.0集成开发环境结合OO4O来实现，空间数据的管理功能实现依赖于TOSA2.0提供的Spatial Data Management，而数据库备份恢复功能实现依赖oracle 10g的Data Pump Export and Import。
 2.3. 森林防火辅助决策系统
 主要处理与林火有关的业务。包括火险预警、火点定位、火场信息查询、GPS跟踪、扑救辅助指挥等功能模块。其中扑救辅助指挥扑救路线选择功能实现依赖于以外部程序的形式提供的TITAN 空间分析程序模块。
 2.4. 林业公众信息查询系统
 提供数据的Internet浏览服务，数据来源为“林业基础地理信息数据库”。能在IE浏览器中执行常规的地图浏览，执行条件查询林业空间目标并进行地图定位显示，林业资源、造林绿化成果、林业法律法规、林业科技等公众信息的发布，个人待办公文、日程安排、通知公告、会议安排等政务信息发布。具体分为公有服务、公共信息服务、政务信息服务、多媒体信息服务、WebGIS服务和林业统计报表服务六个模块。服务端数据库为Oracle 10g。以ASPNET/ style=text-decoration:underline;font-size:14px;color:#2B4DD5; target=_blank>ASP.NET、IIS以及TOSA2.O为基础进行林业信息服务网站的部署。
3. 结束语
 本系统的推广应用使得林业信息共享效果增强，数据处理的自动化水平提高，给林业管理决策提供科学依据。随着应用需求的提高，系统的功能将进一步地增强。

参考文献
邬伦，刘瑜，张晶. 地理信息系统原理、方法和应用. 北京：科学出版社，2001