湖南省常寧市古樹名木管理信息系統的開發與應用

●喻 琨張 琨陳國生吳茂倉李佩佩

古樹名木是中華民族悠久歷史文化的象征。它們是寶貴的自然財富和活文物，做好這些活文物的管理和保護工作，對科學研究、旅游、歷史等的發展和研究具有十分重要的作用和意義。在傳統的古樹名木管理模式下，容易出現數據缺乏、分散等問題，給古樹名木的掌握、統計和分析帶來極大不便，不利于現代城市發展和規劃的需要。因此，構建一個包括古樹種、樹齡、位置、權屬、生長潛力、保護價值和保護狀況的古樹名木管理信息平臺顯得尤為迫切和重要。

一、湖南省常寧市古樹名木資源及管理現狀

（一）常寧市古樹名木資源現狀

常寧市古樹名木種類多且資源豐富，目前共有古樹27科43屬53種489株。其中：一級古樹30株、二級古樹73株、三級古樹386株，全市沒有名木資源。其中塔山鄉、西嶺鎮古樹資源最多，均有76株；其次是廟前鎮、洋泉鎮、羅橋鎮和官嶺鎮4鎮，均超過30株，分別是38、33、32和30株；超過20株的有板橋鎮、蔭田鎮、三角塘鎮和新河鎮4鎮，分別29、28、22和22株；10株以上的有勝橋鎮19株、蓬塘鄉15珠、煙洲鎮12株、柏坊鎮10株，天堂山辦事處、大堡鄉、蘭江鄉、白沙鎮、水口山鎮、宜陽街道、泉峰街道、培元街道、曲潭街道等9鄉鎮（街道）古樹資源較少，均不到10株。

（二）常寧市古樹名木資源管理現狀

近年來，常寧市在古樹名木資源保護管理方面取得了巨大的進步。在政策制定方面，2006年，常寧市人大常委會作出了《關于加強古樹名木保護和管理的決定》。2019年9月常寧市人民政府已發布《關于公布全市古樹名木保護名錄的通知》（常政發〔2019〕9號），不斷完善了古樹名木掛牌管理制度，對已公布的古樹名木進行掛牌保護，積極組織開展古樹名木保護管理人員和技術骨干培訓，共培訓200余人次，管理人員和技術人員的業務能力不斷提高；健全了古樹名木動態監測體系，要求各鄉鎮（街道）和相關職能部門切實加強領導，明確任務，落實責任，進一步完善古樹名木數據庫和二維碼信息庫等動態監測體系建設，加強跟蹤管理、監督檢查和管護技術指導，“十三五”時期以來，在技術方面，應用超聲波探測儀等先進儀器，共排除各類古樹名木安全隱患300余處，提高古樹名木保護管理成效；強化了古樹名木各項保護措施，要求各鄉鎮（街道）和相關職能部門根據古樹名木的生長情況，有針對性地開展保護性護欄、支架支撐、避雷針等保護措施建設，開展填堵樹洞、防治病蟲害、肥水管理等復壯管護措施，確保古樹名木健康生長，對瀕臨死亡的古樹名木，切實開展會診和搶救工作，逐步恢復了古樹樹勢、美化了景觀、消除了樹體安全隱患，全市共建立保護示范點35處，涉及古樹名木70余株。

（三）古樹名木管理領域的欠缺以及應改進方式

1.未開展動態監測。由于資金和人力等因素制約，目前常寧市還未對古樹名木資源動態檢測，主要是進行簡單的資源調查。因而以后應該引入管理信息系統進行動態管理。對調查所得古樹名木數據進行統計處理后，導入到管理信息系統中，設置相應的數據庫，這樣就可以通過計算機工具高效地進行管理。且根據采集的信息對古樹長勢、空間分布和環境狀況的相關信息實現動態更新，以滿足實時管理要求。

2.管護責任落實不明晰。研究區的古樹大部分為個人、集體所有，對個人所有的古樹管理難度大，而集體所有的則容易管理，其原因具體如下：一是古樹所有人管理古樹沒有獲得經濟收益，因而缺乏動力和積極性；二是政府部門針對古樹管理的資金補貼很少或沒有，而個人也難以擔負較高的管理費用。

3.目前相關常寧市古樹名木資源的管理標準和制度也沒有建立起來，在實際管理領域無法針對性地進行提前預防、高效管理。利用信息管理系統可以方便的統計分析古樹名木長勢、立地條件以及環境狀況相關信息，從而為相關管護工作起到促進和指導作用。

4.資金短缺，保護和管理不到位。古樹保護是一項多學科的綜合性工程，需要投入大量的人力物力。保護工作不僅應該阻止人為破壞，還應該投資于古樹的更新，使它們重新煥發光彩。根據調查結果，95%的古樹未采取復壯措施進行保護。目前，常寧市年度古樹保護資金尚未納入財政預算。依靠古樹負責人籌集養護資金進行管理和復壯是杯水車薪，資金嚴重不足。保護古樹需要大量的資金投入。常寧古樹主要生長在社會祭壇、社會群山、寺廟、庭院和公園，涉及點多、面廣。古樹的管理和保護需要大量的人力和物力。各級政府應將管理和保護基金納入財政預算，鼓勵社會各界人士、組織和個人在日常管理、疾病預防、病蟲害防治等方面進行“承諾”和“認可管理和保護”等形式的投資，對古樹進行施肥和加固，為古樹保護提供有力保障。

二、古樹名木管理信息系統的設計與開發

（一）系統建設的需要分析

最初GIS的應用范圍相對小，在其后發展中隨著GIS技術水平不斷提高，其應用領域也顯著擴大，在測繪、環境和勘探相關領域都獲得應用，且表現出各方面優勢。隨著計算機技術的發展，信息管理效率也日益提高，且可以更好地滿足高效便捷的相關要求。目前在林業領域，林業信息化趨勢日益明顯，很多新型管理工具也被研發出。在此背景下很多地方政府部門也加大了資源投入力度，引入各種古樹名木信息系統。這種系統一般基于MapXtrem、Mapobjects組件開發，對應的系統架構為C/S模式的，可顯著提高古樹名木管理信息化水平。

系統總體目的在于為常寧市古樹名木管理提供支持，因而需要具有較強的實用性和經濟性，在運行過程中應可動態的管理常寧市的這方面資源，且可滿足一定監測要求。用戶可以方便地用關鍵詞查詢古樹名木相關信息，管理員用戶可以統計分析古樹名木的長勢、病蟲害各方面信息，為其高效管理和保護提供支持和幫助。系統在運行時可實現的功能如下：存儲常寧市古樹名木信息，且可動態監測；通過設置對應的條件，可以查詢研究區古樹名木相關特征信息，更好地滿足其保護相關要求，有較高的應用價值。

古樹名木管理中引入地理信息系統有明顯的優勢，如可以高效地管理常寧市古樹名木資源，提高管理效率，降低傳統管理模式下過高的管理成本，同時也可避免人為差錯。管理信息系統對提升這方面管理水平有重要意義，可幫助實現數字化管理目的。在實際的應用中其主要是管理常寧市古樹名木資源各方面信息，明確其狀況和病害信息。此外還可預測分析相關建設規劃對古樹名木的影響情況，制定出適宜的應對策略，從而實現數字化管理和動態監測目的。

研究區的古樹名木數據大部分來源于政府部門公開的數據，且根據應用目標進行適當處理。

（二）系統數據庫設計

古樹名木信息管理系統的數據可劃分為空間數據、屬性數據等不同類型，其中后一種數據主要是古樹名木觀測與調查數據。根據要求采集這些數據信息后，在一定格式下妥善的保存，且引入地圖、屬性、影像數據庫，這樣就可以更加便捷高效地進行數據處理，同時安全性也顯著提高。其中：空間數據庫中存儲的為名木空間數據，可以根據要求對這些數據進行增刪查改，對地理信息系統中的數據進行轉換后成為文本格式。屬性數據庫中存儲的為名木的細節信息，主要有樹種類別、名稱、屬科、株數和歸屬等各方面信息。屬性數據庫的建立主要是通過輸入和修改，形成照片、聲音、視頻等多種形式的數據集成，從而建立屬性數據庫與圖形數據庫之間的關聯，更好地進行綜合分析。圖像數據庫主要是在常規數據采集、整理和存儲的基礎上增加IMG格式的圖像數據。例如，為了收集古樹名樟的數據和信息，除了具體的地理位置和生物學特性外，還詳細記錄了這棵古樹名樟的照片和具體管理。在存儲圖像數據時，應通過包括IMG數據類型字段來存儲數據。地圖數據庫的建立主要利用GIS對地圖進行數字化和矢量化，從點、線、面三個層面對常寧市古樹名木的地理分布、行政區劃、地貌、水系信息和道路分布進行管理。

三、系統功能設計與應用

根據功能要求進行分析，將這種系統劃分為各模塊，主要包括養護管理模塊、空間查詢模塊、統計報表與輸出模塊、系統管理模塊。以下對各模塊相關情況和功能進行簡述

（一）養護管理子系統

養護管理子系統主要的功能是發送古樹名木養護信息到相關操作人員，后者接受到這些信息后進行養護，且在結束后將相關信息輸入到系統中，系統根據這些信息作出下次養護的規劃，且依據設置的條件進行定時提醒。在運行過程中可以通過此模塊分析養護的整體情況，統計相關養護工作，且根據要求進行存儲。

（二）空間查詢子系統

空間查詢子系統主要的功能是對古樹名木的空間分布情況進行查詢，且在一定檢索基礎上確定出其屬性和空間各方面信息，此外還可以通過設置條件查詢古樹名木的順序、方位信息。或者在地圖上匹配編碼的地物，以此來判斷出名木的屬性信息。在查詢時可選擇組合查詢模式，也就是輸入幾個條件進行查詢，將所得結果通過表格的形式進行顯示，這樣就可以在地圖上直觀地找出目標古樹名木。如在查詢時可設置樹齡大于100且樹高大于20m這兩個條件，這樣就可以高效獲取滿足這些要求的古樹信息。

（三）專題圖制作與輸出子系統

專題圖制作與輸出子系統主要的功能是在應用過程中可以輸出名木的分布和區域相關信息，此外還可基于其科屬級別、樹齡相關的信息進行處理后，繪制出古樹名木專題圖，這對提高管理效率和直觀性有重要意義；而專題圖輸出模塊主要是對制作好的專題圖打印和保存處理。相關的專題圖形式有很多種，目前應用比例較高的包括地形圖、林相圖、氣候數據圖等，其各有一定適用范圍。

（四）統計報表與輸出子系統

統計報表與輸出子系統主要的功能是通過一定報表模式來顯示出古樹名木各方面信息，或通過其自定義相關目標報表，也可以自動讀取特定的數據信息后進行分析處理，得到相關報表后以一定的圖形模式輸出，或者根據要求保存到地理信息系統數據庫中。這種模式下數據庫單純提供數據的內容分析功能。通過上述方法進行處理獲得特定的表格后，可根據情況進行結果輸出，輸出模式包括圖形或電子表格模式。

（五）用戶管理子系統

此模塊主要用于對用戶自身信息進行管理，在應用過程中可以通過其增刪用戶信息，設置用戶權限，進行密碼修改等，以此來滿足用戶管理各方面要求。在系統登錄時，需要輸入相關注冊信息，在進行驗證通過后才可以進入到主界面，不同等級的用戶，則其操作權限和進入的界面也各不同。

（六）系統應用

這種系統在2018年12月開發后正式運行，根據實際應用結果表明，其可以高效地管理常寧市天堂山古樹名木信息，相關的系統開發目標全部實現。其功能豐富，可靠性高，可實現信息化、精細化管理目的，且表現出較高的安全性和便捷性優勢。其中還設置了基于二維碼的古樹名木標牌體系，對不同等級的古樹設置不同的標牌。在實際應用中可以通過掃描懸掛的二維碼，就可確定出古樹的長勢、歷史文化和樹齡各方面信息。這樣可以基于計算機系統對古樹名木進行信息化管理，同時游客也可以更方便地獲知古樹名木各方面信息，增強了互動性和趣味性。

四、結語

通過構建常寧市古樹名木管理信息系統，將古樹名木管理納入常寧市天山辦事處林業信息建設系統；通過建立養護管理子系統，實現古樹名木養護管理的實時監控，古樹名木養護管理責任落實到人，養護管理記錄實時更新，提高古樹名木的管理和保護效率；通過建立空間查詢子系統，實現古樹名木的空間查詢，實現古樹名木特定空間地理位置和分布的實時監測與分析，為古樹名木的未來調查奠定基礎；通過專題地圖制作與輸出子系統，擴展古樹名木信息的存儲形式，以文本屬性為基礎形成地圖、圖片、視頻等多種形式的信息，豐富了古樹名木信息管理；通過統計報表的制作，可以直觀地了解古樹名木多年來病蟲害的發生和養護復壯的發展情況，對今后的生長狀況具有十分重要的指導意義。

“常寧古樹名木管理信息系統”將GIS技術與空間功能有機結合。根據常寧市古樹名木信息管理的實際需要，通過相關網絡信息技術，實現古樹名木空間和屬性信息的實時管理，確保其網絡的穩定性、可操作性和安全性，使數據安全得到更有效的保障。