肖瀟
(福州市勘測(cè)院,福建 福州 350108)
世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展日趨全球化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化,以“數(shù)字地球”、“數(shù)字城市”為代表的數(shù)字化信息建設(shè)也已成為國(guó)內(nèi)外研究和建設(shè)領(lǐng)域的熱點(diǎn),數(shù)字城市作為城市發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)已經(jīng)越來(lái)越得到重視[1]。黨中央、國(guó)務(wù)院近年來(lái)關(guān)于信息化的一系列重大部署,也積極推動(dòng)城市信息化的建設(shè)?!皵?shù)字園林”作為數(shù)字城市建設(shè)的重要組成部分,是以地理空間框架為定位基準(zhǔn),集成城市自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、人文、環(huán)境等綜合信息,基于網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)現(xiàn)城市園林信息的廣泛共享。
園林信息化最顯著的特征就是數(shù)字園林的建立。數(shù)字園林是綜合運(yùn)用地理信息系統(tǒng)(GIS)、遙感(RS)、全球定位系統(tǒng)(GNSS)、網(wǎng)絡(luò)、多媒體和虛擬仿真等高科技手段,對(duì)園林的基礎(chǔ)設(shè)施、功能機(jī)制進(jìn)行自動(dòng)采集、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)管理和輔助決策支持的技術(shù)服務(wù)體系[2]。數(shù)字園林提供給人們一種全新的園林管理理念和工作方法,通過(guò)實(shí)施統(tǒng)一的信息化管理,實(shí)現(xiàn)管理的科學(xué)化、規(guī)范化;通過(guò)快速的查詢、統(tǒng)計(jì)分析功能,為園林管理部門(mén)提供了更為切實(shí)有效的管理工具,從而提高了管理工作效率;同時(shí)為市民提供便捷的園林綠化信息查詢,提高市民的參與熱情,接受群眾的監(jiān)督,提升城市的園林綠化工作的群眾滿意度,形成了良好的社會(huì)效益。
在福州,隨著城市園林綠化建設(shè)的迅速發(fā)展,園林綠化主管部門(mén)目前所采用的傳統(tǒng)管理方式,難以準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)各類(lèi)綠化、古樹(shù)名木、公園、風(fēng)景名勝區(qū)等信息,且采用人工管理方式,各類(lèi)綠化信息的資料以及相關(guān)的工程資料多數(shù)以紙介質(zhì)的形式存放,不便日常的查詢管理,影響工作效率。如何對(duì)城市園林綠化進(jìn)行有序、合理、規(guī)范的管理建設(shè),對(duì)已有園林設(shè)施利用現(xiàn)代化的技術(shù)手段進(jìn)行有效管理,從行業(yè)角度推進(jìn)“數(shù)字福州”建設(shè)事業(yè),成為當(dāng)前園林綠化管理部門(mén)面臨的新課題。
上世紀(jì)50年代美國(guó)在世界范圍內(nèi)首先將計(jì)算機(jī)技術(shù)引入了林業(yè)應(yīng)用后,到這個(gè)世紀(jì)幾十年的時(shí)間,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)技術(shù)在園林系統(tǒng)中的運(yùn)用也逐漸由最初的科學(xué)計(jì)算工具發(fā)展到了現(xiàn)在的綜合信息管理系統(tǒng)和輔助決策系統(tǒng)。在國(guó)內(nèi)城市園林綠化領(lǐng)域內(nèi),GIS 應(yīng)用起步相對(duì)較晚,發(fā)展不夠成熟。隨著數(shù)字城市在國(guó)內(nèi)的建設(shè)與發(fā)展,園林信息化系統(tǒng)建設(shè)也處于方興未艾的階段。上海、北京、武漢、深圳、哈爾濱等幾個(gè)大中城市開(kāi)發(fā)了數(shù)字園林或數(shù)字綠化系統(tǒng)[3~7];香港特別行政區(qū)政府康樂(lè)及文化事務(wù)署于2002年開(kāi)始采用GIS 技術(shù),將全港80 余萬(wàn)株樹(shù)木的地理坐標(biāo)進(jìn)行采集并編制了電子地圖,在系統(tǒng)中能清晰地顯示樹(shù)木的位置,方便管理人員調(diào)配資源,對(duì)樹(shù)木進(jìn)行養(yǎng)護(hù)護(hù)理,從而提高服務(wù)效率。
綜上所述,當(dāng)前3S 技術(shù)已經(jīng)在國(guó)內(nèi)外園林綠化行業(yè)有了一定的應(yīng)用,但是存在下述問(wèn)題:一是深入體現(xiàn)園林綠化行業(yè)特點(diǎn),覆蓋園林綠地規(guī)劃管理、綠化建設(shè)管理、綠化養(yǎng)護(hù)管理、樹(shù)木移植管理、公園管理、園林綠化企業(yè)管理的系列生命周期的綜合性系統(tǒng)較少,大量園林信息系統(tǒng)僅僅圍繞某一領(lǐng)域或某一方面進(jìn)行開(kāi)發(fā)建設(shè)。二是城市基礎(chǔ)信息成為制約系統(tǒng)進(jìn)一步提升的瓶頸。當(dāng)前的園林綠化GIS 系統(tǒng),一般都未與城市基礎(chǔ)地理信息及各相關(guān)部門(mén)專業(yè)系統(tǒng)建立起合理的共享機(jī)制。系統(tǒng)中的城市基礎(chǔ)信息一般源自于城市規(guī)劃部門(mén)的拷貝。這樣,園林綠化GIS 系統(tǒng)的使用部門(mén)除需維護(hù)大量專業(yè)信息外,常常還需要管理維護(hù)城市基礎(chǔ)地理信息。這一方面導(dǎo)致工作量大幅增加,維護(hù)成本大幅提升,另一方面也影響了數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性和準(zhǔn)確性,縮短了GIS 系統(tǒng)的使用壽命。三是對(duì)于數(shù)據(jù)的后續(xù)利用程度不高,大多數(shù)園林綠化信息系統(tǒng)僅限于進(jìn)行基本的數(shù)據(jù)查詢、展示的應(yīng)用,未能充分利用3S 技術(shù)來(lái)解決行業(yè)內(nèi)所面臨的一些難點(diǎn)問(wèn)題。四是未能將目前先進(jìn)的技術(shù)運(yùn)用到園林信息化管理中,如GPS 導(dǎo)航技術(shù)、360°全景技術(shù)等。本文在完成福州“數(shù)字園林”系統(tǒng)建設(shè)的同時(shí),對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行了研究和實(shí)踐。
本文在全面了解福州市的園林綠化綜合管理應(yīng)用需求的前提下,提出建立一個(gè)基于3S 技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的城市園林綠化綜合管理信息系統(tǒng),為科學(xué)管理福州城市園林綠化市政相關(guān)數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù),為各類(lèi)園林綠化市政工程施工建設(shè)提供及時(shí)可靠的精確數(shù)據(jù),為相關(guān)單位提供數(shù)據(jù)支持和服務(wù),降低行政成本、提高綜合效益。通過(guò)與數(shù)字城管的對(duì)接,及時(shí)更新城市園林綠化市政數(shù)據(jù),滿足相應(yīng)部門(mén)的數(shù)據(jù)需求,建立園林相關(guān)部門(mén)之間的信息共享機(jī)制、提高辦事效率,科學(xué)管理城市。同時(shí),將部門(mén)信息面向市民公開(kāi)化,使市民了解福州園林建設(shè)情況,樹(shù)木移植情況,通過(guò)360°全景拍攝使市民足不出戶即可體驗(yàn)到福州的園林建設(shè)及綠化情況,將福州園林城市的風(fēng)貌展現(xiàn)在普通市民眼前,也能使外地游客提前領(lǐng)略“清新福建、清新福州”的風(fēng)貌。
“數(shù)字園林”系統(tǒng)的建設(shè)是以福州市園林綠化綜合管理數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ),將計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)、遙感技術(shù)的理論和方法綜合應(yīng)用于園林綠化的準(zhǔn)備、實(shí)施、管理和應(yīng)用的全過(guò)程。系統(tǒng)將地理空間數(shù)據(jù)與園林綠化專題成果數(shù)據(jù)相集成,供福州市園林局各業(yè)務(wù)部門(mén)使用,同時(shí)也可通過(guò)系統(tǒng)接口為各相關(guān)政府部門(mén)提供數(shù)據(jù)共享、查詢分析和輔助決策服務(wù)。
福州“數(shù)字園林”系統(tǒng)的建設(shè)是以福州市園林局的業(yè)務(wù)管理需求為出發(fā)點(diǎn),在充分利用“數(shù)字福州”數(shù)據(jù)成果的基礎(chǔ)上,繼承福州市園林局已有信息化建設(shè)成果,整合優(yōu)勢(shì)資源,建立福州市園林綠化綜合管理數(shù)據(jù)庫(kù)框架,開(kāi)發(fā)建設(shè)具備園林綠化數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計(jì)、空間分析和展示功能,滿足福州市園林局在綠地規(guī)劃、綠化建設(shè)、綠化養(yǎng)護(hù)、樹(shù)木移植、公園管理以及綠化展示發(fā)布等方面業(yè)務(wù)管理需求的地理信息系統(tǒng)。
福州市“數(shù)字園林”建設(shè)范圍包括福州市鼓樓、臺(tái)江、晉安、倉(cāng)山、馬尾五城區(qū)及大學(xué)城約400 km2范圍內(nèi)的建成區(qū),實(shí)現(xiàn)綠化工程、綠地信息、公園信息、風(fēng)景名勝區(qū)信息、古樹(shù)名木信息等的綜合信息化管理。
項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容主要包括數(shù)據(jù)框架建設(shè)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、軟硬件集成等三大部分,具體情況如下:
(1)福州市園林綠化綜合空間數(shù)據(jù)庫(kù)
福州市園林綠化綜合空間數(shù)據(jù)庫(kù)框架的建設(shè)內(nèi)容主要包括兩大部分,分別是:園林綠化綜合管理數(shù)據(jù)庫(kù)、360°全景數(shù)據(jù)庫(kù)。
(2)“數(shù)字園林”系統(tǒng)建設(shè)
根據(jù)園林局的業(yè)務(wù)管理需求,“數(shù)字園林”系統(tǒng)包含以下內(nèi)容:綠地規(guī)劃管理、綠化建設(shè)管理、綠化養(yǎng)護(hù)管理、樹(shù)木移植管理、公園管理、園林綠化企業(yè)管理和綠化展示。
(3)軟硬件集成
基于福州市政務(wù)云計(jì)算平臺(tái)和電子政務(wù)外網(wǎng)網(wǎng)絡(luò),搭建本項(xiàng)目軟硬件運(yùn)行支撐環(huán)境。
在“數(shù)字福州”標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系、信息安全體系以及組織保證體系的前提下,“數(shù)字園林”系統(tǒng)項(xiàng)目以政務(wù)云計(jì)算平臺(tái)為依托,以福州市園林綠化綜合空間數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)進(jìn)行建設(shè)。系統(tǒng)的總體框架如圖1 所示:
總體框架采用了層次化設(shè)計(jì)思想,以實(shí)現(xiàn)不同層次間的相互獨(dú)立性,保障系統(tǒng)的高度穩(wěn)定性、實(shí)用性和可擴(kuò)展性。
根據(jù)項(xiàng)目的總體設(shè)計(jì),項(xiàng)目的建設(shè)方案分為福州市園林綠化綜合空間數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè),園林綠化管理系統(tǒng)建設(shè),網(wǎng)絡(luò)、硬件及存儲(chǔ)系統(tǒng)建設(shè),平臺(tái)系統(tǒng)建設(shè)等四部分的內(nèi)容。
4.3.1 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)
福州市園林綠化綜合空間數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)內(nèi)容主要包括3 大子庫(kù)的建設(shè),他們分別是:基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)、園林綠化綜合管理數(shù)據(jù)庫(kù)、360°全景數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件采用Oracle 來(lái)存儲(chǔ)和管理,所有地理要素?cái)?shù)據(jù)通過(guò)空間數(shù)據(jù)引擎在Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行存儲(chǔ)、查詢和管理。數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容結(jié)構(gòu)如圖2 所示:

圖1 “數(shù)字園林”系統(tǒng)總體框架

圖2 福州市園林綠化綜合空間數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容結(jié)構(gòu)
4.3.2 福州市園林綠化綜合空間數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)
(1)基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)
基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)用于表達(dá)空間位置信息,用于對(duì)園林綠化專題空間要素進(jìn)行空間位置以及對(duì)其周邊空間環(huán)境進(jìn)行說(shuō)明,以便于園林綠化專題信息能夠精確落地定位?;A(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)公眾版地理信息公共平臺(tái)獲取電子地圖數(shù)據(jù)(1∶2 000)和數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)(1∶2 000)。
(2)園林綠化綜合管理數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)
園林綠化現(xiàn)狀專題數(shù)據(jù)庫(kù)主要包含7 個(gè)子數(shù)據(jù)庫(kù):綠地分類(lèi)專題數(shù)據(jù)庫(kù)、綠地規(guī)劃專題數(shù)據(jù)庫(kù)、樹(shù)木信息專題數(shù)據(jù)庫(kù)、公園管理專題數(shù)據(jù)庫(kù)、綠化建設(shè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)、綠化養(yǎng)護(hù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)、園林綠化企業(yè)信息數(shù)據(jù)庫(kù)、樹(shù)木移植業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)。
其中樹(shù)木移植業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)是福州“數(shù)字園林”建設(shè)的一項(xiàng)新舉措。樹(shù)木移植業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)源有三個(gè)方面:樹(shù)木移植項(xiàng)目檔案、樹(shù)木移植測(cè)量數(shù)據(jù)資料和樹(shù)木移植施工資料。樹(shù)木移植矢量數(shù)據(jù)來(lái)源于樹(shù)木移植測(cè)量成果資料,樹(shù)木移植測(cè)量成果包含了移植樹(shù)木的GPS 定位數(shù)據(jù),可以據(jù)此生成樹(shù)木移植矢量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的主要工作是對(duì)移植測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行整理,經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、屬性錄入,完成矢量數(shù)據(jù)庫(kù)的建立。樹(shù)木移植表格數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)則是對(duì)樹(shù)木移植項(xiàng)目檔案、樹(shù)木移植測(cè)量數(shù)據(jù)資料和樹(shù)木移植施工資料的信息根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的表格進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入工作,完成數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)。
(3)園林綠化360°全景數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)
園林綠化360°全景數(shù)據(jù)庫(kù)是用360°視覺(jué)成像技術(shù),對(duì)城市園林綠化的景觀以單點(diǎn)全景或視頻全景兩種形式進(jìn)行記錄,建立相應(yīng)的專題數(shù)據(jù)庫(kù)。園林綠化360°全景數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)有三方面的內(nèi)容:
①需要對(duì)已有的園林綠化竣工測(cè)量的全景數(shù)據(jù)成果進(jìn)行數(shù)據(jù)整合,通過(guò)規(guī)范化處理建庫(kù)。
②對(duì)福州市直屬管理的公園和風(fēng)景區(qū)進(jìn)行單點(diǎn)全景數(shù)據(jù)采集和建庫(kù)工作。單點(diǎn)全景數(shù)據(jù)庫(kù)主要針對(duì)公園和風(fēng)景區(qū)管轄范圍內(nèi)的重要景點(diǎn)、特色景點(diǎn)、廣場(chǎng)、古建筑等能體現(xiàn)公園景區(qū)文化的元素進(jìn)行采集,同時(shí)要兼顧采集點(diǎn)對(duì)公園景區(qū)的盡量覆蓋。
③根據(jù)道路綠化管理的需要,對(duì)福州市二環(huán)路內(nèi)的城市主干道進(jìn)行車(chē)載全景數(shù)據(jù)采集。
360°數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)在系統(tǒng)建設(shè)完成后,還可以針對(duì)古樹(shù)名木、名勝古跡、綠化建設(shè)工程等,對(duì)沿線(沿街、沿河、沿江)園林綠化帶、綠色廊道、景觀帶進(jìn)行專題的單點(diǎn)或視頻360°全景數(shù)據(jù)庫(kù)的擴(kuò)展。本項(xiàng)目在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中,設(shè)計(jì)專門(mén)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊,對(duì)后續(xù)開(kāi)展的相關(guān)項(xiàng)目的全景數(shù)據(jù)進(jìn)行入庫(kù)、管理和展示。
4.3.3 “數(shù)字園林”系統(tǒng)建設(shè)
“數(shù)字園林”系統(tǒng)的建設(shè)是以福州市園林綠化綜合管理數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ),將計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)、遙感技術(shù)的理論和方法綜合應(yīng)用于園林綠化的準(zhǔn)備、實(shí)施、管理和應(yīng)用的全過(guò)程。系統(tǒng)將地理空間數(shù)據(jù)與園林綠化專題成果數(shù)據(jù)相集成,供福州市園林局各業(yè)務(wù)部門(mén)使用。
系統(tǒng)架構(gòu)如圖3 所示:

圖3 “數(shù)字園林”系統(tǒng)架構(gòu)
園林綠化地理信息服務(wù)是基于公眾版地理信息公共平臺(tái)進(jìn)行開(kāi)發(fā),由公眾版地理信息公共平臺(tái)提供數(shù)據(jù)服務(wù)和功能服務(wù)。
4.3.4 網(wǎng)絡(luò)、硬件及存儲(chǔ)系統(tǒng)建設(shè)
本項(xiàng)目依托福州市在東部新城商務(wù)辦公中心機(jī)房部署的政務(wù)云計(jì)算平臺(tái)建立支撐環(huán)境,建立能夠支撐福州市園林綠化管理系統(tǒng)運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、軟件環(huán)境、硬件環(huán)境、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和管理制度。
“數(shù)字園林”系統(tǒng)采用B/S 模式在福州市園林局內(nèi)部局域網(wǎng)上運(yùn)行。整個(gè)項(xiàng)目需要架設(shè)兩臺(tái)服務(wù)器(應(yīng)用服務(wù)和數(shù)據(jù)服務(wù)),配備交換機(jī)及網(wǎng)關(guān)設(shè)備,園林局內(nèi)部局域網(wǎng)通過(guò)100 M分別聯(lián)接到各終端。政務(wù)外網(wǎng)相關(guān)系統(tǒng)平臺(tái)的聯(lián)接通過(guò)核心路由交換機(jī),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和應(yīng)用共享。政務(wù)外網(wǎng)通過(guò)VPN 防火墻與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行隔離,公眾通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)其進(jìn)行訪問(wèn)。
4.3.5 系統(tǒng)平臺(tái)建設(shè)
系統(tǒng)開(kāi)發(fā)采用當(dāng)前較為流行的基于Windows 平臺(tái)的Microsoft Visual Studio .Net 2010 開(kāi)發(fā)工具,服務(wù)器操作系統(tǒng)使用Windows 2012 Server,數(shù)據(jù)庫(kù)采用大型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)軟件Oracle,管理柵格影像數(shù)據(jù)庫(kù)和矢量及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù),GIS 系統(tǒng)平臺(tái)軟件和空間數(shù)據(jù)庫(kù)引擎選擇較為通用的ArcGIS 產(chǎn)品,系統(tǒng)采用瀏覽器/服務(wù)器(B/S)方式建設(shè)。
本文在福州“數(shù)字園林”系統(tǒng)建設(shè)實(shí)踐的基礎(chǔ)上,研究探討了基于3S 技術(shù)的城市園林綠化管理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn),著重介紹了“數(shù)字園林”系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)、專題數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)、GPS 技術(shù)在樹(shù)木芯片移植中的應(yīng)用以及360°全景技術(shù)在園林審批中的應(yīng)用等。本文所建立的“數(shù)字園林”系統(tǒng)部分功能己經(jīng)完全開(kāi)發(fā)完成并投入使用,通過(guò)系統(tǒng)的管理、審批模塊與園林綠化的決策和日常管理工作相結(jié)合,為城市園林綠化部門(mén)提供直觀、準(zhǔn)確、及時(shí)的信息服務(wù)。在步入信息社會(huì)的今天,為推動(dòng)城市園林綠化科學(xué)化、規(guī)范化、精細(xì)化管理提供技術(shù)保障。
園林管理單位的信息化建設(shè)不可能一蹴而就,而是一個(gè)長(zhǎng)期建設(shè)和優(yōu)化的過(guò)程。本文從園林綠化的綜合管理角度出發(fā),對(duì)“數(shù)字園林”系統(tǒng)的建設(shè)進(jìn)行了研究和實(shí)踐,尤其在芯片定位等功能上做了詳細(xì)分析和實(shí)踐研究并已開(kāi)始投入應(yīng)用,但難免存在理論上的不足以及諸多需要進(jìn)一步完善之處。在具體實(shí)施過(guò)程中,需要根據(jù)園林發(fā)展?fàn)顩r、資源狀況、工作重點(diǎn)、管理可行性等多方面有步驟地實(shí)施信息化工作。未來(lái)的工作重點(diǎn)在于根據(jù)用戶的使用需求來(lái)不斷調(diào)試系統(tǒng)的相關(guān)功能,除此之外,還應(yīng)逐步完善數(shù)據(jù)庫(kù)的合理性和時(shí)效性。
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