GIS在造林規劃設計信息系統建設中的應用

摘要：擴大營林造林面積，提高森林蓄積量是當前林業部門的主要工作之一，近年來，在國家政策引導和林業部門努力下，我國人工林面積有了較大比例的增長，但是由于缺乏科學的設計與規劃工作，地區林業產業發展不平衡、后期撫育管理難跟進等問題普遍存在，嚴重制約了營林造林質量。建立以GIS技術為核心的造林信息管理系統，能夠結合各地林區實際情況，提前做好宏觀的設計與規劃，保證了林業產業朝向預期方向發展。

關鍵詞：造林規劃設計；信息系統；GIS；控制要點

在新技術、新理念的雙重作用下，營林造林工作也逐漸實現了信息化和智能化，近年來，國內學者開始嘗試利用各種計算機輔助技術來實現造林前期的規劃與設計工作，例如RS技術進行林地類型劃分、GIS技術輔助造林工程等。文章首先概述了GIS在造林規劃設計信息系統建設中的需求與目標，隨后就如何設計以GIS為支持的信息系統進行了詳細分析。

一、GIS在造林規劃設計信息系統中的需求與目標

1、需求

林業作為我國的傳統產業之一，林業部門在長期的管理建設和營林造林中積累了豐富的工作經驗以及相關數據，但是由于各地林業部門之間的信息溝通不暢，導致這些數據不能得到有效的利用，很難通過綜合對比制定完善的林業發展規劃。由于這些林業相關數據得不到利用，其潛在價值難以轉化成經濟價值，因此也就得不到林業部門的重視，在長期的保存過程中很容易出現數據丟失、損毀，給林業工作帶來巨大的信息損失。

通過建立信息化管理系統，林業工作人員可以將以往積累下來的數據、資料等重要文件內容錄入計算機中，由傳統的紙質保存轉變為電子保存，一方面有效防治傳統紙質資料保存過程中容易出現的資料破損、遺失等問題，使資料管理更加方便；另一方面，電子數據能夠定期進行更新和備份，即便是一部分電子資料因不可抗拒因素（設備損壞、病毒攻擊）遭到破壞，也能夠及時調用備份文件，不至于影響造林規劃與設計工作的正常開展。

2、目標

GIS在造林規劃設計信息系統中的目標主要是實現整合資源數據。造林規劃設計信息系統主要負責收集下屬各個林業部門的主要工作信息，并以此為依據確定各個地區開展造林工作所需要的空間，從宏觀層面上做好資源的分配工作。例如，各地區由于地理環境、基礎設施條件等因素的差異，營林造林造林的條件也不盡相同，在條件較好的區域可以適當增加營林造林工作量，以保證該地區人工林數量得到快速發展；而在經濟基礎相對薄弱的地區，可以適當放寬營林規劃與建設的任務，堅持質量為主、數量為輔的營林原則。

二、GIS在造林規劃設計信息系統建設中的應用

1、主要功能設計

（1）用戶管理。基于GIS的造林規劃設計信息管理系統中用戶管理功能模塊建設，是為了便于管理系統中的用戶，在使用該系統之前要為每個用戶提供帳號和密碼，不同帳號結合用戶身份會顯示出不同的使用權限。登錄系統之后，用戶可以自行修改密碼等個人信息，為了強調該系統的安全性，一旦用戶登錄過程中密碼輸入錯誤5次，會自動彈出退出系統或重置密碼到指定郵箱對話窗口。

（2）空間數據管理。該系統中空間數據包含2個部分：第一，是基礎地理信息；第二，是專題地理信息。為了突出空間數據的時效性，需要林業部門組織相關專業的技術人員定期進行更新，并保證被更新的數據存儲形式符合數據存檔要求。由于系統中空間信息來源途徑不同，所以數據信息格式不同，要求工作人員在存檔前要對數據進行統一處理，必要時可以向維護或管理人員求助。

（3）空間分析。該系統可以實現多元化空間分析，其中主要的功能有空間數據信息查閱、演算、疊置分析以及鄰域分析。如在土壤質地采樣數據中可以通過泰森多邊形分析功能自動生成土壤質地分布圖。空間分析功能的應用可以進一步合理規劃造林設計，以合理的資金投入量為前提，科學規劃造林綠化任務。

（4）造林工程。造林工程管理是實現區域內造林工程的統計與匯總，對歷史造林工程進行分析，其中歷史項目的信息、分布圖、施工數據以及檔案數據都以電子檔文本形式進行管理。正在進行中的造林規劃設計要及時匯報給上級單位，上級單位可以通過系統中的查詢功能查閱下屬單位的造林規劃設計，并針對規劃設計中的不足給與指導性意見，最終通過系統資源共享平臺公布審批結果。

（5）造林信息可視化。造林信息可視化主要體現在該系統可以為用戶提供二維、三維的基礎地理信息查詢、造林小班空間查詢、造林工程信息查詢和造林設計專題制圖作業功能。這些功能的實現是基于系統中數據金字塔技術，可以對海量地形DEM數據、遙感數據進行拼接，以三維顯示平臺輸出基礎，實現對地圖基本操作、查詢檢索等GIS基本功能。該系統同時能夠提供圖像放大、縮小以及數據信息漫游，也能夠編輯、修改、刪除、保存、查詢、輸出打印空間數據信息。

2、系統架構

基于信息安全性考慮，系統采用C/S結構，以實現業務數據。按照相關政策法規與造林標準規范，在信息安全與運行環境保障的基礎上，造林規劃設計信息系統采用4級體系架構，依次劃分為系統支撐層、數據存儲層、應用服務層和客戶層。系統支撐層主要包括軟件、硬件環境和網絡基礎保障，GIS、RS技術和地理空間信息分析技術等。

系統支撐層主要包括軟件、硬件環境和網絡基礎保障，GIS、RS技術和地理空間信息分析技術等。數據存儲層提供系統所需數據的存儲，包括基礎地理數據、立地因子相關地理數據、造林設計數據、造林工程數據、用戶管理和元數據等。在應用服務層GIS平臺搭建了溝通業務與數據之間的橋梁，根據業務需求抽象出相關的業務邏輯，然后基于GIS平臺建立各項業務相關中間件，用于空間數據管理、空間信息查詢、專題數據分析等。為便于管理，將應用客戶層分為林業行政用戶和系統管理維護人員，針對不同的用戶設置不同的權限，可用于用戶身份驗證和用戶交互的功能體現。

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