徐澤洲

(貴州省惠水縣林業(yè)局檢疫站，貴州 惠水 550600)

1 引言

林業(yè)資源作為國家重要的自然資源，對調(diào)節(jié)氣候和發(fā)展經(jīng)濟(jì)都有著重要意義，需要對其進(jìn)行科學(xué)合理的管理。然而因?yàn)樯址秶螅O(jiān)測難度也隨之增大?？梢哉f加強(qiáng)對林業(yè)病蟲害的防治，就是在維護(hù)林業(yè)資源。但是林業(yè)檢疫的管理工作普遍存在權(quán)責(zé)不一、缺乏標(biāo)準(zhǔn)化等問題，使得在檢疫和管理工作上問題重重。

2 林業(yè)檢疫管理引入地理信息技術(shù)的重要性

針對林業(yè)資源管理和檢測的困難，國內(nèi)許多專家和學(xué)者嘗試把地理信息技術(shù)引入到林業(yè)檢疫管理中，通過利用這種技術(shù)對林業(yè)病蟲害信息及數(shù)據(jù)采集，然后對信息數(shù)據(jù)分析，根據(jù)實(shí)驗(yàn)這種嘗試是可行且有效的。

建立起林業(yè)檢疫管理信息系統(tǒng)，可以防治林業(yè)資源病蟲害，預(yù)防森林火災(zāi)等自然災(zāi)害，優(yōu)化相關(guān)管理工作的效率，提高管理工作的信息化水平，對于保護(hù)林業(yè)資源具有相當(dāng)大的意義。

利用GIS技術(shù)(Geographic Information Systems地理信息系統(tǒng))，它能以地理空間作為基礎(chǔ)，采用地理模型分析方法，實(shí)時(shí)地采集和提供多種空間和動態(tài)地理信息。這種技術(shù)還能夠?qū)⒈砀裥蛿?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為地理圖形顯示，直接對結(jié)果進(jìn)行操作和分析。正是因?yàn)镚IS系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)采集信息的特點(diǎn)，它能為監(jiān)測機(jī)關(guān)提供大量的信息數(shù)據(jù)決策支持。

本文研究基于GIS技術(shù)所建立起的林業(yè)檢疫管理系統(tǒng)，對GIS系統(tǒng)在林業(yè)檢疫管理的應(yīng)用，探討如何提高林業(yè)檢疫管理的信息化水平和工作效率。

3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)架構(gòu)

3.1 系統(tǒng)主體結(jié)構(gòu)和建設(shè)目標(biāo)

為了更好提高林業(yè)檢疫工作的效率，促進(jìn)其信息化水平和工作效率，為林業(yè)管理領(lǐng)導(dǎo)提供更多的信息決策支持，擬建立起林業(yè)檢疫管理信息系統(tǒng)。此系統(tǒng)以現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)作為其系統(tǒng)的基礎(chǔ)，輔以數(shù)據(jù)庫技術(shù)，同時(shí)利用GIS技術(shù)外業(yè)采集、平臺管理、客戶端查詢等技術(shù)產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)林業(yè)檢疫工作內(nèi)部與外部雙方的有效互動。

對于外業(yè)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(tǒng)中多個(gè)類型的數(shù)據(jù)，它能夠規(guī)范化、實(shí)時(shí)采集，在與系統(tǒng)平臺交互時(shí)能夠?qū)崟r(shí)交互。

對于系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)、空間數(shù)據(jù)的管理以及整體權(quán)限的管理，都交由系統(tǒng)平臺進(jìn)行管理，為領(lǐng)導(dǎo)決策提供數(shù)據(jù)支持。除了對內(nèi)提供數(shù)據(jù)支持，林業(yè)檢疫管理信息系統(tǒng)還能為外界提供業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)的查詢服務(wù)。

3.2 系統(tǒng)框架

本系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)擬采用“四橫兩縱”架構(gòu)，即系統(tǒng)的框架分為4層：數(shù)據(jù)、邏輯、服務(wù)和展示層。決策輔助支持子系統(tǒng)能夠?yàn)楦魇∈蓄I(lǐng)導(dǎo)集成顯示檢疫信息，為領(lǐng)導(dǎo)做出決策提供數(shù)據(jù)依據(jù)；數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)還面向各級林檢單位的維護(hù)人員，能夠?qū)\(yùn)行管理和檢疫信息進(jìn)行管理，從而為更多子系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持；除了設(shè)計(jì)面向內(nèi)部管理和維護(hù)人員的子系統(tǒng)，此系統(tǒng)還面向操作員與外部業(yè)務(wù)人員的交互，設(shè)計(jì)了業(yè)務(wù)管理子系統(tǒng)，它能夠?qū)崿F(xiàn)業(yè)務(wù)管理和應(yīng)用管理。

3.3 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

在網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)采用了C/S和B/S兩相結(jié)合的方式，然后再細(xì)分內(nèi)網(wǎng)、外網(wǎng)、客戶端三大部分。

內(nèi)網(wǎng)包括了地圖、數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用、調(diào)運(yùn)檢疫4個(gè)服務(wù)器。通過地圖服務(wù)器，能夠發(fā)送地圖信息到各客戶端，特別是檢疫人員的安裝系統(tǒng)客戶端的移動終端上，方便相關(guān)人員展開工作；通過數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，能夠?qū)崿F(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)整理和利用的最大化；應(yīng)用服務(wù)器主要對應(yīng)用服務(wù)和網(wǎng)站進(jìn)行部署；調(diào)運(yùn)檢疫服務(wù)器連接應(yīng)用服務(wù)器，再通過后者連接到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，同步、調(diào)校檢疫數(shù)據(jù)[1]。

外網(wǎng)指的是互聯(lián)網(wǎng)，主要與地圖服務(wù)器進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)地圖疊加等服務(wù)。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(tǒng)進(jìn)行特定操作；后者主要實(shí)現(xiàn)對檢疫數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，然后上傳至內(nèi)網(wǎng)。

3.4 系統(tǒng)開發(fā)及運(yùn)行環(huán)境

GIS系統(tǒng)的開源性，為林業(yè)檢疫管理信息系統(tǒng)的開發(fā)減少了開發(fā)和運(yùn)行成本，同時(shí)在盡可能滿足需要的前提下，進(jìn)一步采用開源性的免費(fèi)軟件。系統(tǒng)開發(fā)語言則以Java和JavaScript為主；采用TomCat 6.x作為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器端口；移動客戶端則采用MapZone。

Windows 2008 Server企業(yè)版作為本系統(tǒng)的操作系統(tǒng)，移動客戶端操作系統(tǒng)為Windows Mobile 5.0。這樣的選擇既能滿足實(shí)用性的要求，又能減少相應(yīng)的開支，使運(yùn)行開發(fā)成本降到最少。

4 地理信息系統(tǒng)在林業(yè)檢疫管理的應(yīng)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(fā)達(dá)國家，目前還處于建設(shè)階段，還未大范圍鋪開普及。GIS技術(shù)能夠與森林資源信息有效結(jié)合，隨著對其研究和應(yīng)用的深入，越來越多的學(xué)者和專家都參入其中。對于森林資源信息管理，主要體現(xiàn)在動態(tài)監(jiān)測、林業(yè)資源檔案管理、林業(yè)土地利用監(jiān)測等方面。隨著我國對GIS技術(shù)應(yīng)用的深入，越來越多的功能和管理應(yīng)用進(jìn)入到森林資源管理中來[2]。

相比于傳統(tǒng)森林資源信息的管理模式，結(jié)合GIS技術(shù)的新管理方法，能夠?qū)臻g數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，這解決了以往管理模式對單一數(shù)據(jù)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(dú)立開發(fā)，針對森立資源信息管理工作的需要，進(jìn)行個(gè)性化開發(fā)，提供相應(yīng)功能組件，優(yōu)點(diǎn)是滿足差異化管理需求，缺點(diǎn)是兼容性差；②加工和管理數(shù)據(jù)，通過利用GIS技術(shù)以及相關(guān)軟件工具，管理森林資源數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理；③基于GIS軟件及技術(shù)的基礎(chǔ)，對森林信息管理系統(tǒng)進(jìn)行二次開發(fā)；④組件式系統(tǒng)，把森林資源信息系統(tǒng)分為若干個(gè)組件，每個(gè)組件具有相應(yīng)的功能，然后在組件基礎(chǔ)上設(shè)置相應(yīng)權(quán)限，下發(fā)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(yè)檢疫工作。

4.2 森林劃區(qū)經(jīng)營及優(yōu)化決策

根據(jù)森林范圍的不同，利用GIS技術(shù)能夠?yàn)楦骷壛謽I(yè)人員劃分工作范圍，在實(shí)現(xiàn)森林功能區(qū)分的基礎(chǔ)上，更好地實(shí)現(xiàn)森林保護(hù)，如明確森林防火帶范圍等。通過森林劃區(qū)經(jīng)營，能夠?qū)崿F(xiàn)一次數(shù)據(jù)多次調(diào)用的上傳原則，減少信息數(shù)據(jù)的冗余程度，從而改善過去林區(qū)劃分范圍的不合理性及主觀傾向性等缺點(diǎn)，為劃區(qū)管理提供更高效、科學(xué)的決策支持，從而制定更加實(shí)用的科學(xué)經(jīng)營方案，優(yōu)化林區(qū)管理決策。

4.3 森林抽樣、采伐及林業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)

對于森林的抽樣、采伐工作，同樣可以應(yīng)用GIS技術(shù)，利用該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)布設(shè)多種樣點(diǎn)和可視化抽樣樣點(diǎn)，還可把這些樣點(diǎn)視圖打印下來，對森林采伐進(jìn)行動態(tài)規(guī)劃。

利用GIS技術(shù)，能夠?yàn)闋I造林業(yè)規(guī)劃制定更加合理的經(jīng)營計(jì)劃，掌握森林資源以及生物的情況，了解所呈現(xiàn)復(fù)雜多樣性。同時(shí)采用GIS可視化手段，根據(jù)以往營造林規(guī)劃檔案，生成林地的分布圖，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)縱向?qū)Ρ群途C合分析[3]。

4.4 根據(jù)林業(yè)主題制圖

表現(xiàn)森林聚集態(tài)的專題圖叫做林相圖，是為森林經(jīng)營措施提供指導(dǎo)的專業(yè)用圖。在制定森林經(jīng)營方案、森林總體規(guī)劃時(shí)，林相圖是重要的參考，它在林業(yè)的許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但是林相圖傳統(tǒng)制圖方式具有一定的專業(yè)度，且需要工作人員手工制圖，林相圖的質(zhì)量取決于制圖人員的經(jīng)驗(yàn)和水平。GIS應(yīng)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(yè)生產(chǎn)提供科學(xué)的經(jīng)營決策參考。

4.5 GIS技術(shù)技術(shù)對森林的保護(hù)

4.5.1 防火

火災(zāi)是破壞性的災(zāi)難之一，造成的損害恢復(fù)時(shí)間長，甚至部分火災(zāi)永遠(yuǎn)地影響著當(dāng)?shù)氐孛?，造成森林消失，進(jìn)一步引起水土流失的問題。因此林業(yè)管理中，常常把防火工作當(dāng)作是森林養(yǎng)護(hù)的關(guān)鍵。以往的森林防火工作都是靠人工探測，具有時(shí)效滯后以及觀測不精確的缺點(diǎn)，但是在引入GIS技術(shù)后，這個(gè)缺陷也終于被補(bǔ)足。

借助遙感遙測數(shù)據(jù)再結(jié)合GIS系統(tǒng)，能夠及時(shí)且準(zhǔn)確地掌握火災(zāi)預(yù)測預(yù)報(bào)，甚至還能對森林干濕度進(jìn)行檢測，從而預(yù)測出發(fā)生火災(zāi)的概率，從而為護(hù)林員防火準(zhǔn)備爭取時(shí)間。同樣借助于GIS系統(tǒng)，能夠更合理地規(guī)劃森林防火點(diǎn)。

GIS技術(shù)不僅能應(yīng)用在防火方面，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)也能夠根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，制定出最高效的救火計(jì)劃，讓森林火災(zāi)控制在盡可能小的范圍內(nèi)[4]。

4.5.2 防治病蟲害

除了森林火災(zāi)外，病蟲害的侵害也是造成森林嚴(yán)重?fù)p失的自然災(zāi)害之一，以往防治病蟲害的方法已不能應(yīng)付當(dāng)今森林多發(fā)的病蟲災(zāi)害。因此借助于GIS技術(shù)對森林病蟲害空間數(shù)據(jù)的收集，然后對這些收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，評估森林各區(qū)域病蟲害的規(guī)模，為防止森林病蟲害提供數(shù)據(jù)支持。

例如，對于營造林來說，其數(shù)種數(shù)量較為單調(diào)，營造林區(qū)域容易大規(guī)模發(fā)生病蟲害，相對的因?yàn)閿?shù)種單一的特點(diǎn)，防治手段也相對簡單。借助于GIS技術(shù)，能夠掌握營造林發(fā)生的病蟲害情況，是蟲害還是病害，達(dá)到什么程度，防治手段應(yīng)用在什么區(qū)域。GIS技術(shù)能夠?qū)κ占降臄?shù)據(jù)情況進(jìn)行分析，從而為防治決策提供詳細(xì)而準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析。

4.6 GIS技術(shù)在林業(yè)檢疫管理的應(yīng)用前景

除了上述所陳列的用途外，GIS在林業(yè)的應(yīng)用上還有更廣闊的應(yīng)用前景。隨著計(jì)算機(jī)軟硬件、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體技術(shù)的發(fā)展，越來越詳細(xì)和個(gè)性化的功能和程序被開發(fā)出來，GIS正處于大發(fā)展的階段。GIS技術(shù)的發(fā)展離不開各學(xué)科的發(fā)展。各學(xué)科的發(fā)展促進(jìn)了GIS技術(shù)水平的提高，更多的技術(shù)手段能夠在林業(yè)檢疫管理中應(yīng)用，兩者的發(fā)展相輔相成。

GIS不是獨(dú)立的技術(shù)，集成遙感、全球定位系統(tǒng)，成為所謂的“3S”技術(shù)，對于森林資源的監(jiān)測能夠做到實(shí)時(shí)、動態(tài)性監(jiān)測，從而促使森林資源的合理開發(fā)和利用。此外，隨著互聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，在林業(yè)檢疫管理上也發(fā)揮著更大的作用，林業(yè)檢疫引入互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)相關(guān)工作的“互聯(lián)網(wǎng)+”，更有利于林業(yè)從業(yè)人員的工作展開和管理。

5 結(jié)論

地理信息系統(tǒng)(GIS)在林業(yè)檢疫的應(yīng)用，使森林資源管理和利用、防治森林病蟲害、防止森林火災(zāi)等效率提高很多。同時(shí)由于林業(yè)資源的特點(diǎn)，要想更合理、有效地開發(fā)林業(yè)資源，需要加大GIS技術(shù)的引用和研究力度，為林業(yè)信息化打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。