馬 麗

（山西省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，山西 太原 030012）

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System,GIS）是以采集、存儲、管理、分析、顯示和應用整個或部分地球表面與空間及地理分布有關數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng)。隨著Internet技術的發(fā)展和Web本身具有的許多優(yōu)勢，傳統(tǒng)GIS功能向WWW移植，在Web上進行GIS數(shù)據(jù)和分析功能的發(fā)布已成為GIS技術的發(fā)展方向和國際社會的研究熱點。

GIS技術在林業(yè)中的應用，集中體現(xiàn)于建立森林資源GIS和開發(fā)基于GIS的專業(yè)輔助決策系統(tǒng)，使資源信息的快速更新和科學定量管理成為可能，并為實現(xiàn)數(shù)字化林業(yè)和森林資源信息共享提供技術和資源基礎。網(wǎng)絡地理信息系統(tǒng)（WebGIS）實現(xiàn)了森林資源信息的系統(tǒng)數(shù)字化管理和網(wǎng)絡化共享，為監(jiān)測森林資源功能的動態(tài)變化，公開森林資源利用和保護信息，最終實現(xiàn)林業(yè)的社會化和森林資源管理決策的公眾參與提供技術支撐。

本文以森林資源實驗信息為研究對象，利用ArcIMS和Web技術建立了森林資源信息WebGIS，實現(xiàn)了森林資源信息的Internet發(fā)布及GIS功能的共享，Internet用戶通過瀏覽器即可對林場森林資源進行GIS查詢、分析、更新等功能。研究結果表明，對森林資源信息管理及公眾參與森林資源決策都具有較好的技術參考價值和示范借鑒意義。

1 研究資料及方法

1.1 數(shù)據(jù)資料

研究中所用的數(shù)據(jù)有：①森林資源數(shù)據(jù)，包括某林場矢量化的森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)、遙感影像；②基礎地理信息數(shù)據(jù)；③其他林業(yè)生產(chǎn)信息。

1.2 軟件配置

研究使用軟件：地理信息系統(tǒng)ArcGIS Workstation和ArcView，網(wǎng)絡地理信息系統(tǒng)ArcIMS，網(wǎng)頁制作MicrosoftFrontPage，Web服務器Apache和Jakarta-Tomcat，Java2SDKStandardEdition，MicrosoftExcel。

1.3 方法流程

利用地理信息系統(tǒng)軟件生成森林資源信息空間數(shù)據(jù)庫，通過安裝Web服務器實現(xiàn)ArcIMS與Internet聯(lián)結，利用ArcIMS來對基礎資料進行處理和有效組織，如控制圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡中的交互操作和顯示，最后將WebGIS功能嵌入網(wǎng)頁并對用戶界面進行定制。最終以網(wǎng)頁形式將該森林資源信息在Internet網(wǎng)上進行發(fā)布，實現(xiàn)森林資源的WebGIS。

2 實現(xiàn)過程及關鍵技術

2.1 森林資源信息WebGIS的實現(xiàn)

2.1.1 基于ArcIMS的資源信息共享結構

資源信息共享結構圖如圖1。在服務器端，通過ArcIMS將GIS空間數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進行組織并生成用戶可以瀏覽的Web服務，通過Web server進行發(fā)布；在客戶端，用戶使用Web browser，進入森林資源WebGIS主頁，通過ArcIMS Viewes就可使用GIS的部分功能。ArcIMS Viewers可以與用戶相交互，處理用戶的一些請求，如地圖的放大、縮小、漫游等，所需的空間矢量數(shù)據(jù)可以直接向服務器申請，并在服務器端以影像方式或矢量數(shù)據(jù)流方式進行發(fā)布?？蛻舭l(fā)出的較復雜、高級的操作要求而ArcIMS Viewers不能處理時，才請求WebGIS服務器處理，其處理結果也以矢量數(shù)據(jù)的形式返還給客戶端。

Web browser主要負責與用戶交互和與服務器進行通訊，它接受用戶輸入信息，并將用戶信息以基于TCP/IP的HTTP協(xié)議格式發(fā)向服務器端，同時接受服務器發(fā)回的數(shù)據(jù)，并按HTTP的格式進行解釋以顯示給用戶。Web Server是接受客戶端發(fā)來的HTTP格式的請求，進行解釋，并調(diào)用服務器端的相應程序進行處理，然后將處理結果發(fā)送回客戶端。服務器與客戶端的連接是通過Internet進行的。

圖1 基于ArcIMS的資源信息共享結構圖

2.1.2 森林資源信息的組織

空間數(shù)據(jù)是發(fā)布的最主要部分，它主要為矢量圖形數(shù)據(jù)和相應的屬性數(shù)據(jù)。具體來說有以下圖層：①區(qū)劃數(shù)據(jù)層，包括林場位置圖、縣鄉(xiāng)村小班區(qū)劃界線圖。②森林資源數(shù)據(jù)層。連接林場以及小班的圖形數(shù)據(jù)和森林資源調(diào)查所得的二類調(diào)查數(shù)據(jù)，最后形成各級區(qū)劃的森林資源數(shù)據(jù)。③河流數(shù)據(jù)層。將各級河流及支流的屬性以及水文觀測數(shù)據(jù)連入河流的屬性表中。④道路數(shù)據(jù)層，包括鐵路、高速公路、車道等。⑤等高線或高程數(shù)據(jù)層。這一層是生成DEM的重要數(shù)據(jù)源，對于客戶GIS的地形分析有重要意義。⑥設施數(shù)據(jù)層。包括村鎮(zhèn)、工廠等。屬性有名稱、人口數(shù)、經(jīng)濟狀況等。

影像數(shù)據(jù)可以逼真的再現(xiàn)研究區(qū)域當時的景象，便于提取符合研究目的的信息，從而進行動態(tài)分析、比較分析。

在這些數(shù)據(jù)中，空間數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù)作為用戶使用的主體數(shù)據(jù)，而元數(shù)據(jù)和文本數(shù)據(jù)作為用戶使用的輔助數(shù)據(jù)，不需要進行WebGIS的功能設置。

2.1.3 森林資源信息WebGIS的界面定制

界面定制的工作利用Frontpage，為界面的每一部分選擇合適的內(nèi)容和背景，并對其大小或顏色進行調(diào)整，然后以適當?shù)奈募嫒隬eb服務器中。

2.1.4 森林資源WebGIS的信息發(fā)布

在本設計中，利用FrontPage設計一個主頁，根據(jù)森林資源信息的組織方式，通過鏈接，將森林資源信息的空間數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù)的WebGIS功能分別嵌入主頁的相應組件，用戶通過點擊每個組件，進入相應內(nèi)容。元數(shù)據(jù)和文本數(shù)據(jù)則通過超文本鏈入主頁中的元數(shù)據(jù)和文本數(shù)據(jù)按鈕進行發(fā)布。

3 森林資源WebGIS功能實現(xiàn)

森林資源WebGIS解決了基層森林資源信息共享問題，實現(xiàn)了在客戶端對森林資源信息進行GIS顯示和分析功能。通過Internet，用戶可以了解本單位森林資源信息的空間分布狀況和時間動態(tài)變化，進行森林資源的現(xiàn)有狀況的各種圖形和屬性相互查詢和結果的成圖輸出，并能進行空間分析和空間、屬性數(shù)據(jù)的更新，以滿足不同層次的用戶需要。

3.1 森林資源信息的查詢功能

WebGIS以直觀而信息量豐富的方式呈現(xiàn)圖形、圖像、文字或數(shù)字表格，便于用戶通過點、線、面等多種查詢方式實現(xiàn)空間、屬性信息的雙向可視化查詢。系統(tǒng)在SQL支持下，通過指定條件查詢，可以查詢得到系統(tǒng)任意面狀地物（如林班、小班）、線狀地物（如河流、道路）和點狀地物（如高程點）的圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)并作統(tǒng)計。

3.2 信息交流及數(shù)據(jù)更新功能

森林資源WebGIS系統(tǒng)可以通過Internet提供的用戶加載界面實現(xiàn)用戶信息交流和實時更新。這樣，用戶還可以在瀏覽的同時利用地圖注釋（Map Notes）和地圖編輯（Edit Notes）功能對資源信息進行修改和數(shù)據(jù)更新等操作。站點管理員對修改信息和更新數(shù)據(jù)進行分析，并決定是否采納或進行發(fā)布。

3.3 地理定位及測量距離功能

用戶點擊測量距離按鈕后，利用鼠標在屏幕上連續(xù)畫折線來跟蹤地物，系統(tǒng)可以自動計算圖中任意兩點之間線段的歐氏距離或從起點到終點的所經(jīng)路程的總歐氏距離，在地學分析和防火設計中都能發(fā)揮很大的用途。

3.4 空間數(shù)據(jù)管理及緩沖區(qū)分析功能

系統(tǒng)提供了多種空間數(shù)據(jù)層選擇、疊加、刪除等功能，允許用戶管理多層地理信息。對于圖形中的點、線、面要素，通過緩沖區(qū)分析工具，可自動建立它們周圍一定距離的帶狀區(qū)，來識別這些實體或主體對鄰近對象輻射范圍或影響程度，這在天然林保護規(guī)劃以及森林分類經(jīng)營中都具有很重要應用價值。

3.5 查找、瀏覽及跨平臺操作功能

用戶可以通過瀏覽器任意放大和縮小地圖，并可無縫隙地在地圖上漫游瀏覽，只要有權限，沒有地理位置的限制。系統(tǒng)對用戶和服務器端的操作系統(tǒng)無特殊要求，客戶端只需支持Java的瀏覽器即可。

4 主要結論及建議

本文應用GIS和WebGIS技術，建立了基層森林資源WebGIS，改變了傳統(tǒng)的森林資源信息管理模式。從對二類調(diào)查數(shù)據(jù)的圖形、數(shù)據(jù)單獨管理到以GIS為工具的綜合管理，提高了森林資源的管理效率；從對資源數(shù)據(jù)和GIS功能的本地管理到網(wǎng)絡共享，實現(xiàn)了森林資源信息的共享和實時在線GIS分析。系統(tǒng)能夠及時更新森林資源信息，吸納不同專家和社會公眾的建議和經(jīng)驗，從而為公眾參與森林資源管理決策提供了技術工具。

由于人力、物力限制，本文重點對實現(xiàn)的方法及涉及到的關鍵技術進行探討，作為一個公眾服務的信息系統(tǒng)，還需要進一步擴大系統(tǒng)數(shù)據(jù)量和增加系統(tǒng)實現(xiàn)功能。隨著數(shù)據(jù)量和用戶的增多，系統(tǒng)運行速度和安全性問題都會顯現(xiàn)，建議將服務器的功能植于多臺主機，從而減輕系統(tǒng)負擔，并在E S R I系統(tǒng)本身安全設計的基礎上，進行進一步系統(tǒng)安全開發(fā)。

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