網絡地理信息技術在林業檢疫管理中的應用研究

徐澤洲

(貴州省惠水縣林業局檢疫站，貴州 惠水 550600)

1 引言

林業資源作為國家重要的自然資源，對調節氣候和發展經濟都有著重要意義，需要對其進行科學合理的管理。然而因為森林范圍大，監測難度也隨之增大。可以說加強對林業病蟲害的防治，就是在維護林業資源。但是林業檢疫的管理工作普遍存在權責不一、缺乏標準化等問題，使得在檢疫和管理工作上問題重重。

2 林業檢疫管理引入地理信息技術的重要性

針對林業資源管理和檢測的困難，國內許多專家和學者嘗試把地理信息技術引入到林業檢疫管理中，通過利用這種技術對林業病蟲害信息及數據采集，然后對信息數據分析，根據實驗這種嘗試是可行且有效的。

建立起林業檢疫管理信息系統，可以防治林業資源病蟲害，預防森林火災等自然災害，優化相關管理工作的效率，提高管理工作的信息化水平，對于保護林業資源具有相當大的意義。

利用GIS技術(Geographic Information Systems地理信息系統)，它能以地理空間作為基礎，采用地理模型分析方法，實時地采集和提供多種空間和動態地理信息。這種技術還能夠將表格型數據轉換為地理圖形顯示，直接對結果進行操作和分析。正是因為GIS系統具有實時采集信息的特點，它能為監測機關提供大量的信息數據決策支持。

本文研究基于GIS技術所建立起的林業檢疫管理系統，對GIS系統在林業檢疫管理的應用，探討如何提高林業檢疫管理的信息化水平和工作效率。

3 系統總體設計架構

3.1 系統主體結構和建設目標

為了更好提高林業檢疫工作的效率，促進其信息化水平和工作效率，為林業管理領導提供更多的信息決策支持，擬建立起林業檢疫管理信息系統。此系統以現代網絡作為其系統的基礎，輔以數據庫技術，同時利用GIS技術外業采集、平臺管理、客戶端查詢等技術產品，實現林業檢疫工作內部與外部雙方的有效互動。

對于外業采集所配備的移動終端，則以PDA作為其移動終端，對于采集系統中多個類型的數據，它能夠規范化、實時采集，在與系統平臺交互時能夠實時交互。

對于系統中的業務、空間數據的管理以及整體權限的管理，都交由系統平臺進行管理，為領導決策提供數據支持。除了對內提供數據支持，林業檢疫管理信息系統還能為外界提供業務數據和空間數據的查詢服務。

3.2 系統框架

本系統框架設計擬采用“四橫兩縱”架構，即系統的框架分為4層：數據、邏輯、服務和展示層。決策輔助支持子系統能夠為各省市領導集成顯示檢疫信息，為領導做出決策提供數據依據；數據管理子系統還面向各級林檢單位的維護人員，能夠對運行管理和檢疫信息進行管理，從而為更多子系統提供數據支持；除了設計面向內部管理和維護人員的子系統，此系統還面向操作員與外部業務人員的交互，設計了業務管理子系統，它能夠實現業務管理和應用管理。

3.3 網絡設計

在網絡標準采用了C/S和B/S兩相結合的方式，然后再細分內網、外網、客戶端三大部分。

內網包括了地圖、數據庫、應用、調運檢疫4個服務器。通過地圖服務器，能夠發送地圖信息到各客戶端，特別是檢疫人員的安裝系統客戶端的移動終端上，方便相關人員展開工作；通過數據庫服務器，能夠實現業務數據和系統數據的統一管理，實現數據整理和利用的最大化；應用服務器主要對應用服務和網站進行部署；調運檢疫服務器連接應用服務器，再通過后者連接到數據庫服務器，同步、調校檢疫數據[1]。

外網指的是互聯網，主要與地圖服務器進行交互，實現地圖疊加等服務。至于客戶端，主要有PC客戶端和移動客戶端(主要載體為PDA)，前者能夠登錄本系統進行特定操作；后者主要實現對檢疫數據進行采集，然后上傳至內網。

3.4 系統開發及運行環境

GIS系統的開源性，為林業檢疫管理信息系統的開發減少了開發和運行成本，同時在盡可能滿足需要的前提下，進一步采用開源性的免費軟件。系統開發語言則以Java和JavaScript為主；采用TomCat 6.x作為網絡服務器端口；移動客戶端則采用MapZone。

Windows 2008 Server企業版作為本系統的操作系統，移動客戶端操作系統為Windows Mobile 5.0。這樣的選擇既能滿足實用性的要求，又能減少相應的開支，使運行開發成本降到最少。

4 地理信息系統在林業檢疫管理的應用

4.1 森林資源信息管理

我國對于森林資源信息的管理，還落后于發達國家，目前還處于建設階段，還未大范圍鋪開普及。GIS技術能夠與森林資源信息有效結合，隨著對其研究和應用的深入，越來越多的學者和專家都參入其中。對于森林資源信息管理，主要體現在動態監測、林業資源檔案管理、林業土地利用監測等方面。隨著我國對GIS技術應用的深入，越來越多的功能和管理應用進入到森林資源管理中來[2]。

相比于傳統森林資源信息的管理模式，結合GIS技術的新管理方法，能夠對空間數據進行綜合分析，這解決了以往管理模式對單一數據分析所引起的問題。

針對森林資源信息管理，主要有4種類型：①獨立開發，針對森立資源信息管理工作的需要，進行個性化開發，提供相應功能組件，優點是滿足差異化管理需求，缺點是兼容性差；②加工和管理數據，通過利用GIS技術以及相關軟件工具，管理森林資源數據，對數據進行加工處理；③基于GIS軟件及技術的基礎，對森林信息管理系統進行二次開發；④組件式系統，把森林資源信息系統分為若干個組件，每個組件具有相應的功能，然后在組件基礎上設置相應權限，下發各組件給各級工作人員的移動客戶端，如此能更具針對性地安排林業檢疫工作。

4.2 森林劃區經營及優化決策

根據森林范圍的不同，利用GIS技術能夠為各級林業人員劃分工作范圍，在實現森林功能區分的基礎上，更好地實現森林保護，如明確森林防火帶范圍等。通過森林劃區經營，能夠實現一次數據多次調用的上傳原則，減少信息數據的冗余程度，從而改善過去林區劃分范圍的不合理性及主觀傾向性等缺點，為劃區管理提供更高效、科學的決策支持，從而制定更加實用的科學經營方案，優化林區管理決策。

4.3 森林抽樣、采伐及林業規劃設計

對于森林的抽樣、采伐工作，同樣可以應用GIS技術，利用該技術能夠實現布設多種樣點和可視化抽樣樣點，還可把這些樣點視圖打印下來，對森林采伐進行動態規劃。

利用GIS技術，能夠為營造林業規劃制定更加合理的經營計劃，掌握森林資源以及生物的情況，了解所呈現復雜多樣性。同時采用GIS可視化手段，根據以往營造林規劃檔案，生成林地的分布圖，實現數據縱向對比和綜合分析[3]。

4.4 根據林業主題制圖

表現森林聚集態的專題圖叫做林相圖，是為森林經營措施提供指導的專業用圖。在制定森林經營方案、森林總體規劃時，林相圖是重要的參考，它在林業的許多領域得到廣泛應用。但是林相圖傳統制圖方式具有一定的專業度，且需要工作人員手工制圖，林相圖的質量取決于制圖人員的經驗和水平。GIS應用到林相圖的制作后，大大簡化了專題制圖的步驟和難度，還能編制多種林相圖主題，提高了制圖人員的制圖效率和工作量，為林業生產提供科學的經營決策參考。

4.5 GIS技術技術對森林的保護

4.5.1 防火

火災是破壞性的災難之一，造成的損害恢復時間長，甚至部分火災永遠地影響著當地地貌，造成森林消失，進一步引起水土流失的問題。因此林業管理中，常常把防火工作當作是森林養護的關鍵。以往的森林防火工作都是靠人工探測，具有時效滯后以及觀測不精確的缺點，但是在引入GIS技術后，這個缺陷也終于被補足。

借助遙感遙測數據再結合GIS系統，能夠及時且準確地掌握火災預測預報，甚至還能對森林干濕度進行檢測，從而預測出發生火災的概率，從而為護林員防火準備爭取時間。同樣借助于GIS系統，能夠更合理地規劃森林防火點。

GIS技術不僅能應用在防火方面，在火災發生時也能夠根據收集到的數據進行綜合分析，制定出最高效的救火計劃，讓森林火災控制在盡可能小的范圍內[4]。

4.5.2 防治病蟲害

除了森林火災外，病蟲害的侵害也是造成森林嚴重損失的自然災害之一，以往防治病蟲害的方法已不能應付當今森林多發的病蟲災害。因此借助于GIS技術對森林病蟲害空間數據的收集，然后對這些收集到的數據進行分析，評估森林各區域病蟲害的規模，為防止森林病蟲害提供數據支持。

例如，對于營造林來說，其數種數量較為單調，營造林區域容易大規模發生病蟲害，相對的因為數種單一的特點，防治手段也相對簡單。借助于GIS技術，能夠掌握營造林發生的病蟲害情況，是蟲害還是病害，達到什么程度，防治手段應用在什么區域。GIS技術能夠對收集到的數據情況進行分析，從而為防治決策提供詳細而準確的數據分析。

4.6 GIS技術在林業檢疫管理的應用前景

除了上述所陳列的用途外，GIS在林業的應用上還有更廣闊的應用前景。隨著計算機軟硬件、數據庫技術、網絡技術和多媒體技術的發展，越來越詳細和個性化的功能和程序被開發出來，GIS正處于大發展的階段。GIS技術的發展離不開各學科的發展。各學科的發展促進了GIS技術水平的提高，更多的技術手段能夠在林業檢疫管理中應用，兩者的發展相輔相成。

GIS不是獨立的技術，集成遙感、全球定位系統，成為所謂的“3S”技術，對于森林資源的監測能夠做到實時、動態性監測，從而促使森林資源的合理開發和利用。此外，隨著互聯網、計算技術的發展，在林業檢疫管理上也發揮著更大的作用，林業檢疫引入互聯網技術，實現相關工作的“互聯網+”，更有利于林業從業人員的工作展開和管理。

5 結論

地理信息系統(GIS)在林業檢疫的應用，使森林資源管理和利用、防治森林病蟲害、防止森林火災等效率提高很多。同時由于林業資源的特點，要想更合理、有效地開發林業資源，需要加大GIS技術的引用和研究力度，為林業信息化打下堅實基礎。