湖北智慧造林工程管理系統的設計與實現

袁傳武 羅勇 黃光體 劉永杰

摘要：根據湖北省造林特點，基于湖北林業專網，以湖北省林業廳數據中心為核心，采用面向服務架構、異構空間數據共享、瓦片地圖與地圖服務聯動更新以及在線分析處理等關鍵技術，設計開發了湖北智慧造林系統。該系統將各類造林工程信息及核查信息進行了統一管理，建立了以造林小班為主體的全省統一的造林數據庫，形成了全省造林數據“一張圖”，實現了造林業務流程化管理和造林數據的共享與開放，提高了造林數據的權威性與真實性，對造林成果實現了實時快速輸出，為湖北造林信息化管理和科學決策提供了技術支撐。

關鍵詞：造林信息管理；造林系統框架設計；造林數據架構；湖北

中圖分類號：S757.1文獻標識碼：A文章編號：1004-3020（2016）05-0001-05Design and Implementation of Afforestation Projcet Management

Abstract： According to the characteristics of Hubei afforestation and based on the forestry privatenetwork and adopting the data center of Hubei Provincial Forestry Department as the core and using the technologies of serviceoriented architecture （SOA）， heterogeneous spatial data sharing （Service GIS）， tile map （Tile Map） linkage map update service and online analytical processing （OLAP） and son on， we designed and developed the Hubei afforestation information management system.This system realized a unified management for all kinds of the information and its verification information of afforestation project and set up the unified reforestation database，which used the plant small class as the main body， among the province and formed “a map” including entire afforestation data all over the province and realized the sharing of the open data of the forestry business process management and afforestation dataand improved the authority and authenticity of the afforestation data and achieve the realtime and fast output of the reforestation achievements and provided the technical support for Hubei afforestation information management and scientific decisionmaking.

Key words：afforestation information management；afforestation system framework design；afforestation data architecture；hubei province

湖北省是我國南方集體林區重點省份，也是南水北調中線工程水源區和三峽、葛洲壩等國家大型水利樞紐所在地，在構建維護國家生態安全體系的格局中居于重要地位。近年來，把發展林業作為推動經濟社會可持續發展的戰略舉措，生態狀況明顯改善，全省森林資源持續增長，森林覆蓋率達到384%，助推了湖北綠色發展。為保障湖北省委、省政府的“綠滿荊楚”和“3年綠色全覆蓋”行動順利實施，加強造林工程的質量管理，提高造林工程效率，對造林工程進行信息化管理顯得尤為重要。只有及時準確地掌握造林工程的動態信息，才能做到決策正確和管理高效，保證造林工程的質量和效益。因此，開發湖北造林信息管理系統是提高造林工程管理效率，實現“綠滿荊楚”和“綠色全覆蓋”重要目標的有效途徑和根本保障。

目前，全國部分省份已開發了相關造林工程信息管理系統，在提高造林工作效率和造林信息化管理水平方面發揮了重要作用＼[1-8＼]。由于各省氣候條件和社會經濟狀況不同，造林管理水平存在著差異，系統彼此無法照搬套用。同時，還存在著造林數據的權威性、真實性、共享與開放性等問題，無法對造林業務進行流程化管理，實現造林成果實時的快速輸出，以及集中展現造林地的分布和屬性等問題。

本文結合湖北林業實際狀況，基于湖北林業專網，以湖北省林業廳數據中心為基礎，對湖北造林信息管理系統進行分析和設計，建立了一個準確、高效、快速、全面、規范的湖北智慧造林信息管理平臺。該平臺將各類造林工程信息及核查信息進行統一自動化管理，建立了以造林小班為主體的全省統一的造林數據庫，實現造林業務的流程化管理和造林成果實時快速輸出，使造林工程規劃、信息管理、信息發布、分析、決策融為一體，直觀、形象、動態地顯示了湖北造林工程的成效，為湖北營造林科學管理和科學決策提供了技術支撐。

湖北林業科技第45卷第5期袁傳武，等：湖北智慧造林工程管理系統的設計與實現1系統總體設計

1.1總體框架設計

根據《全國林業信息化建設綱要》“四橫兩縱”總體框架要求，結合湖北造林信息管理的實際需求，采用面向服務的體系架構，構建了湖北省造林信息管理系統建設總體設計框架。“四橫”主要包括基礎設施層、數據層、應用支撐層和應用層，“兩縱”主要包括政策法規與標準規范保障層、組織和安全保障層，總體框架見圖1。

基礎設施層主要提供網絡及軟件的基礎服務，包括網絡、硬件和軟件平臺。數據層主要提供湖北各類造林數據，包括公共基礎數據庫、森林資源數據庫建設和已有的數據庫。應用支撐層主要提供數據庫和平臺的運行保障技術支撐服務，以及各類應用支撐服務組件，包括二維引擎、各類數據服務、信息共享、規劃設計、業務審批、檢查驗收、運維等。應用層主要提供省、市、縣等多級業務人員的造林業務、管理應用等服務。政策法規與標準規范保障層以及組織和安全保障層主要提供平臺需要依托的政策法規與標準規范以及人員、資金等組織保障體系，為整個平臺運行提供支撐軟環境。

1.2數據架構設計

根據湖北造林信息的特點，數據架構主要分為三層。第一層為基礎層，為基礎空間數據庫的基礎空間數據，主要包括遙感影像等柵格數據等。第二層為資源層，包括森林資源數據、林地保護數據。第三層為業務層，包括造林數據以及相關資源檔案數據。各層的數據主要包括結構化數據和非結構化檔案數據，兩部分數據通過建立索引相互關聯，以便有效地進行管理。

基礎層、資源層和業務層組成了湖北造林信息管理系統的數據框架體系。該體系以資源層建立本底數據為支撐，通過業務過程“沉淀”業務數據，再更新到本底數據，完成由業務數據到資源數據庫的逐年累積，形成實時性、有效性和權威性的全省造林數據庫。

1.3運行架構設計

根據系統特點，將運行架構分為數據庫、網絡基礎設施和應用系統建設等三個層面。數據庫層面主要建立造林數據庫，形成全省統一的造林規劃設計數據和檢查驗收數據。基于造林數據成果，按時點提交給管理部門，進行森林資源和林地資源數據的更新。網絡基礎設施層面主要利用省、市、縣三級互聯互通的林業專網，同時考慮網絡帶寬、安全性和穩定性要求等。應用系統建設層面主要采用B/S體系，在省級集中部署，各級業務和管理人員通過網頁進行訪問。

2系統功能設計與實現

本系統根據湖北林業特點，分別采用了四種關鍵技術實現了造林設計、計劃、自查、核查等管理需求，即面向服務架構（SOA）技術將造林業務流程進行重構和優化，實現業務需求的快速響應以及信息服務對外發布；Service GIS技術實現了跨平臺、跨網絡、跨語言的多種客戶端調用，以及各類林業資源的信息共享；瓦片地圖技術，對海量基礎地理、遙感影像和湖北林業資源空間數據進行分割和組織，提高了林業資源空間數據發布效率；在線分析處理（OLAP）技術實現了造林各項監管指標與林業資源利用狀況的對比核查，提高了造林科學管理決策能力和水平。通過利用這四種關鍵技術，對湖北造林信息上報、業務審查、檢查驗收等各環節實行信息化智慧化管理。

系統主要包括地圖瀏覽、綜合查詢、普查成果、計劃指標、設計成果、進度上報、檢查驗收、匯總統計、數據管理等9個主要功能。系統功能結構見圖3。

（1）地圖瀏覽。主要實現在二維模式下林業基礎空間數據、造林綠化數據的全圖、放大、縮小、政區定位、地圖漫游、距離量算、面積量算等功能。

（2）綜合查詢。主要實現公共基礎數據、造林數據等數據瀏覽定位，以及坐標定位、政區定位、書簽定位、小地名查詢等功能，通過多種條件對造林綠化圖形或以圖形為核心的業務信息進行查詢，包括普查小班信息查詢、設計小班信息查詢、檢查信息查詢、查詢結果導出等。

（3）普查成果。主要實現可造林綠化地、通道綠化地、村莊綠化地等3類普查成果的管理功能，包括錄入、維護、刪除、詳情等功能。

（4）計劃指標。主要包含綠滿荊楚行動計劃和年度造林生產計劃。系統將各縣分年度計劃指標錄入到系統，提供查詢和瀏覽功能。

（5）設計成果。主要包含綠滿荊楚行動設計成果和林業重點工程造林設計成果。系統按照綠滿荊楚要求建庫，實現錄入、維護、刪除、查詢等功能。林業重點工程按照人工造林、封山育林等類別分別定義結構。

（6）進度上報。主要包括工程實施進度上報、小班造林進度上報，其中小班造林分為人工造林、封山育林兩類。

（7）檢查驗收。主要包括縣級自查驗收和省級核查驗收。針對縣級自查驗收，系統提供工程檢查表、小班檢查驗收表，實現檢查驗收的錄入、維護、刪除、查詢等功能。針對省級核查驗收，系統提供核查資料管理和核查成果管理功能。

（8）統計報表。主要包括依據造林綠化相關報表模板，生成造林綠化統計報表，實現支持報表輸出，并根據實際業務需要生成各類管理專題圖表等功能。

（9）數據管理。主要實現數據模板管理和數據上報，以及后臺數據操作和數據歸檔等功能。

3系統主要特點

（1）全省造林數據“一張圖”。本系統通過整合全省造林數據，自動形成了普查小班、造林設計小班、自查驗收小班以及實績核查小班等4類“一張圖”，真實反映了造林地信息，集中展現了全省造林地的分布和屬性。

（2）造林業務的流程化管理。根據湖北具體造林業務，本系統依次建設了普查—造林設計—進度上報—自查驗收—實績核查等多個業務管理模塊，實現了全省造林業務的自動化和流程化管理。

（3）造林成果的實時快速輸出。本系統在對全省造林數據自動匯總統計后，快速形成了造林相關的各類統計匯總表和年度造林成果數據表，實現了一鍵生成與導出。

（4）數據的權威性與真實性。本系統的造林數據采取由縣級用戶提交—市級監管—省級匯總的模式，保證了全省造林數據的權威性。系統中所有造林成果均形成一張圖數據，每一個小班的圖屬信息均落實到具體的山頭地塊，保證了數據的真實性。

（5）造林數據的共享與開放性。本系統與湖北林業信息共享平臺實現了橫縱集成，以OGC服務標準進行了數據共享與數據開放，體現了湖北林業從數字林業到智慧林業的轉型，以及網絡互通與信息共享的建設構想。

4結語

（1）為了本系統借助信息化技術手段，實現了全省各級造林信息的共享與數據交換，以及各類造林工程信息的動態監管，對鞏固生態成果，推進造林綠化成效具有重要意義。

（2）本系統針對湖北各類造林工程的規劃設計、質量監管、政策兌現、成效監測及地理信息等實際工程管理需求，采用網絡高級編譯語言和開放性數據庫，充分利用湖北林業專網，建立了省、市、縣三級造林管理的系統架構模式，實現了資源共享、實時管理、獨立運行、統分結合的高效管理目標，切實提升了全省造林工程建設的信息化管理水平。

（3）本系統對全國其它省或地區的造林信息化管理工作具有借鑒和指導意義。以年度可造林普查成果為造林綠化管理的基礎數據，對數據進行更新維護歸檔，從根本上杜絕了數據作假、重復造林等造林綠化業務中普遍存在的頑疾，確保了造林綠化成果落到實處。本系統對加快推進全國林業治理體系和治理能力現代化，加快推進全國林業電子政務和林業信息化建設具有重要意義。

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2016年10月湖 北 林 業 科 技