探究基于嵌入式地理信息系統的林業資源調查軟件開發

岳文朝　劉友芹

摘 要：嵌入式地理信息系統已經被廣泛的應用于多個領域，在計算機軟件和硬件系統的支持下，對地表空間數據信息進行處理和分析，并且將數據可視化的計算機應用工具。本文簡要探討針對我國林業資源調查方向的該系統軟件開發，目的是加強林業資源的科學管理和合理利用，有效的保護自然資源促進可持續發展。

關鍵詞：嵌入式；地球信息系統；林業資源調查；軟件開發

中圖分類號：S712 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）22-0020-02

隨著科技的快速發展，對于空間數據的需求也逐漸加大，嵌入式地理信息系統通過對林業資源的動態調查和統計，方便相關部門制定林業計劃和經營思路，在資源有效保護的基礎上，促進我國資源的可持續發展。

1 林業資源調查業務

林業資源調查通過現有的地理信息系統可以查明現有森林植物區涵蓋的植物所具有的生態特征，并對森林結構進行數據調查，完成林業狀態的概述，掌握也有林業最資源的生長量和蓄積量。

1.1 基于地理信息系統的林業調查

調查現有地區森林植物種類和森林所屬的植物去區系，完成對森林置物袋和植物生態特征的調查，完成調查森林樹種的分布結構構成和分布狀態；調查森林結構狀態中成林的林棚、林剮、林木徑級的分布情況，同時調查森林中林木的年齡分布狀態和姐二狗與森林結構的關系；調查森林形成的狀態情況[2]，標注林木新植、改植、人工下種、萌芽更新的生長的狀況，同時完成由于風害、山火等自然災害形成的次生林的生長特征記錄。分別調查人工林和自然林的生長量和蓄積量，還要對明針葉樹和闊葉樹進行分級記錄，特別調查標注其各齡級、各徑級的相關生長數據。

1.2 林業調查對系統需求特性

空間地理信息數據和林業資源業務專業數據是林業調查地理信息系統的基礎，嵌入式系統的軟件開發需要以林業調查需求為導向，結合服務共享的使用理念，整合現有的地理信息數據和林業字眼的各類專題空間數據，通過嵌入式地理信息系統的使用，提高空間數據資源的共享能力。通過數據庫的建立完成軟件開發對林業調查業務體系架構的實現，能夠加速林業調查的信息化處理和分析速度，為各類林業數據業務之間相互交流和共享的需求提供技術支持和使用平臺，提高林業信息化服務水平。

2 林業資源調查的功能需求

計算機、通訊、遙感等技術的發展，加速了地理信息系統的建設和完善，該系統是由計算機支持，通過計算機、應用軟件、外部設施、地理信息數據和相應的系統管理人員共同組成。

2.1 軟件功能需求

嵌入式地理信息系統的空間分析功能是林業資源調查使用的而基礎功能，對軟件開發具有十分重要的作用。地理信息系統是地學母性和地理數據庫的集合體，所有數據都建立在統一的地理坐標基礎上，空間分析功能的作用是利用地學模型對空間數據進行分析，完成對自然資源和地理環境星系的管理工作，實現對其未來動態變化的預測和預報，完成工農業的規劃服務和生產管理，達到為林業發展服務的目的。

軟件開發的功能需要通過技術手段實現對地理信息系統的空間數據采集、存儲、管理、分析、可視化輸出等需求，方便林業資源的調查和管理。

2.2 軟件界面功能功能需求

嵌入式技術和地球信息系統相融合，系統通過建立林業資源數據庫能夠加強環境、區域、狀況等的分析、管理、規劃的功能，實現林業資源信息可視化的計算機技術系統。調查軟件可以調用地理信息數據生成有效可視化地圖并可以進行歸類、編輯、標注等功能，用戶能夠按照需求調用數據制作專題。頁面簡介操作靈活，各項功能排序清晰。林業資源的實際情況需求要求軟件系統具有強大的查詢功能和圖文檢索功能，能夠針對單一分類或跨品類的數據進行關鍵詞組合查詢。軟件的打印模塊滿足任意范圍、任意比例的打印需求，分辨率要求下相對較高。

3 數據結構開發原則

嵌入式地理信息系統的優勢在于能夠在多任務、多窗口的條件下進行實時的圖形顯示，完成瀏覽、空間分析、信息查詢、資料歸類、拓撲關系等使用需求，軟件開發過程中對于數據結構的設計必須將這些實際使用需求和操作因素考慮其中，制定相應的設計原則，才能幫助使用者完成工作任務，提高工作效率。

3.1 圖形數據結構設計

軟件數據結構設計需要將圖形結構設計簡單，冗余度小，這樣對于電子地圖中的點、線、面的空間對象存儲才能盡可能的加快運轉速度、縮小數據量存儲空間，方便電子圖形的剪裁等使用特點。冗余度小能夠在軟件使用過程中提高信息查詢、搜素路徑的速度，同時最大限度的縮小信息存儲占用的空間。

3.2 拓展關系設計

設計簡單的拓撲關系，在實際移動地理信息系統的使用中，使用者一般使用電子地圖的拓撲關系進行路徑的搜索和最優路徑的選擇[1]，制定簡單明了的拓撲關系軟件結構原則能夠縮短搜索時間，更加方便實用。

3.3 多系統兼容性和接口設計

嵌入式電子信息系統可以滿足單個或多個空間對象的信息查詢功能，良好的空間數據結構設計可以加快空間查詢和空間分析的速度，操作更加簡單快捷，查詢結果更加準確。數據接口的設計對于系統十分重要，嵌入式地理信息系統需要具備能夠兼容更多已經定型的數據系統的接口[1]，具備更加完整的數據結構的兼容性，方便多系統數據交互和使用。

4 嵌入式地理信息系統數據庫的建立和完善

4.1 數據庫的建立

基于嵌入式地理信息系統對林業資源進行調查需要存儲龐大的多品類數據信息，數據庫兼容文件、圖形、數據、圖像等內容，實現實時匹配功能，需要數據庫具備強大的兼容性，實用性、后期技術開發功能和簡便易操作等性能，慎重選擇數據庫類型。現階段數據庫均按照國家規定標準建立，包含代碼庫、專業模塊、地理圖層數據三大類內容，在嵌入式地理信息系統數據開發過程中注意將文件格式設置為SHAPE，專業模塊數據和代碼庫則將文化格式設置為ACCESS格式。

4.2 優化代碼庫

地理信息系統中數據庫的建立和完善工作代碼庫作用意義重大，軟件開發中文字描述字段的實現需要使用代碼庫功能，為使用者節省大量的信息輸入時間。有效的縮短字段存儲長度，避免占用過多信息數據，對于林業資源相關的存儲信息采用統一的標準代碼進行數據編碼和存儲。

4.3 建立地理空間數據庫

嵌入式地理信息系統對我國林業資源進行管理使用的地理圖形為小班界線圖，方便空間地理信息的存儲和地位位置的編碼和標示。完善的地理空間數據庫系統能夠將屬性數據庫與關鍵字標示相對應。建立關鍵字字段是地理空間數據庫的設計重點，其中需要涉及林業工區代碼、林班號、小班號及與之相對應的鄉村代碼，將數據庫字段代碼交互組合其結果極為設定關鍵字段。通過這些關鍵字的設定有利于小班圖層之間的查詢和統計功能實現。

4.4 建立專業模塊數據庫

專業模塊數據庫是支撐嵌入式地理信息系統各專業數據模塊和功能模塊的關鍵，需要建立專業的資產、小班卡片、生物多樣性、沙化土地等模塊的數據庫。

數據庫的森林資產管理模塊以小班為參照依據記錄資產變化情況，并將數據統計和規整便于實時查詢林木業資產變化信息并相應更新小班資產數據。小班卡片數據庫模塊是對森林資源調查過程中的原始數據進行記錄和存儲，設計龐大的數據庫量級，將小班卡片涉及的所有因子采用同種邏輯分析和記錄方法進行數據庫存儲，可以有效避免產生冗余數據字段，方便信息和結果查詢。

5 結語

嵌入式系統在未來幾年將成為地理信息系統發展的重點，在原有基礎上根據林業調查工作相關特性和需求完成軟件開發，可以幫助相關業務部門加快行業數據化建設，提高林業資源管理和規劃的效率，協助行業科學有序發展。

參考文獻

[1]羅增炎，滕華卿.淺談林業地理信息系統的二次開發及運用[J].林業勘察設計.2002，（02）：37-39.

[2]許等平.基于嵌入式GIS的森林資源二類調查數據采集系統[J].林業科學，2006（S1）：151-154.