于麗東

(山西省沃成生態(tài)環(huán)境研究所，山西 太原 030012)

“山西靈空山國家級自然保護(hù)區(qū)地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫”是基于先進(jìn)的地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)，以保護(hù)區(qū)范圍為空間范圍界定，整合保護(hù)區(qū)基礎(chǔ)信息及科研成果，促進(jìn)保護(hù)區(qū)信息化管理為目標(biāo)而建立的關(guān)系型網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫。該數(shù)據(jù)庫的建立可以更好地補(bǔ)充和完善保護(hù)區(qū)的重點(diǎn)保護(hù)對象資源數(shù)據(jù)庫，對促進(jìn)保護(hù)區(qū)區(qū)域資源科學(xué)管理奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，對保護(hù)區(qū)域生態(tài)環(huán)境研究具有重要意義[1]。

該數(shù)據(jù)庫的建設(shè)主要致力于以生動(dòng)直觀的表現(xiàn)形式，集圖像、視頻等多媒體展現(xiàn)方式為一體，為保護(hù)區(qū)提供可視化的信息管理服務(wù)。通過資料收集、實(shí)地調(diào)查、遙感數(shù)據(jù)解譯、訪問調(diào)查、測繪等技術(shù)手段，獲取保護(hù)區(qū)基礎(chǔ)信息并建立數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫包含衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)、林業(yè)數(shù)字矢量基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、森林資源數(shù)據(jù)、各類專題數(shù)據(jù)、林業(yè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)、林業(yè)政策法規(guī)數(shù)據(jù)、林業(yè)文獻(xiàn)資料數(shù)據(jù)及其他相關(guān)數(shù)據(jù)。

1 系統(tǒng)目標(biāo)

山西靈空山國家級自然保護(hù)區(qū)地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫建成后，用戶通過局域網(wǎng)可在客戶端瀏覽器上進(jìn)行空間及屬性數(shù)據(jù)的空間查詢，并能實(shí)現(xiàn)以下操作功能：(1)實(shí)現(xiàn)地圖的放大、縮小及漫游功能；(2)動(dòng)態(tài)設(shè)置空間矢量圖層的分層顯示與隱藏，并將結(jié)果反映在地圖上；(3)自然保護(hù)區(qū)空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的換位查詢(根據(jù)圖層中被點(diǎn)擊處空間對象查詢詳細(xì)屬性信息，還可以利用屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行地圖元素的空間查詢)；(4)保護(hù)區(qū)常規(guī)野外調(diào)查數(shù)據(jù)的顯示與匯總；(5)專題地圖的發(fā)布。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

2.1 數(shù)據(jù)庫建設(shè)

為了方便維護(hù)、訪問、更新數(shù)據(jù)及管理，滿足應(yīng)用服務(wù)對數(shù)據(jù)的不同請求，數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)格式設(shè)計(jì)如下：(1)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù))采用在線地圖或離線地圖；(2)空間數(shù)據(jù)庫采用Access個(gè)人地理數(shù)據(jù)庫空間要素類格式存儲；(3)屬性數(shù)據(jù)庫采用MS-SQL數(shù)據(jù)庫格式存儲，屬性數(shù)據(jù)包括森林資源數(shù)據(jù)(主要是野外調(diào)查數(shù)據(jù))、專題數(shù)據(jù)、林業(yè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)、林業(yè)政策法規(guī)數(shù)據(jù)、林業(yè)文獻(xiàn)資料數(shù)據(jù)及其他相關(guān)數(shù)據(jù)。

2.2 整體框架

靈空山自然保護(hù)區(qū)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)包括：衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)、林業(yè)數(shù)字矢量基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、森林資源數(shù)據(jù)、專題數(shù)據(jù)、林業(yè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)、林業(yè)文獻(xiàn)資料數(shù)據(jù)和林業(yè)政策法規(guī)數(shù)據(jù)七大部分。

2.3 系統(tǒng)界面介紹

靈空山自然保護(hù)區(qū)地理信息系統(tǒng)主界面分為五個(gè)部分：中間為地圖展示區(qū)，頂部為菜單欄，左側(cè)為地圖操作工具，右側(cè)面板為模塊管理器，左下角為圖例(圖1)。

圖1 靈空山國家級自然保護(hù)區(qū)地理信息系統(tǒng)主界面

2.4 系統(tǒng)模塊功能介紹

在局域網(wǎng)環(huán)境下，用戶可以在瀏覽器上實(shí)現(xiàn)地圖的縮放和漫游功能，可以進(jìn)行空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的空間查詢，可以通過菜單選擇不同的模塊，來實(shí)現(xiàn)不同的功能。具體模塊及功能如下：

2.4.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模塊(底圖影像) 在線地圖引用了國家地理信息公共服務(wù)平臺“天地圖”，包括天地圖矢量圖，地形圖，影像圖及注記。離線地圖，采用了高分2號衛(wèi)星提供的2018年3月15日低于1 m的衛(wèi)星影像圖。

2.4.2 保護(hù)區(qū)空間數(shù)據(jù)模塊 用于管理保護(hù)區(qū)基礎(chǔ)地理信息，包括基礎(chǔ)建設(shè)、水文地質(zhì)、功能分區(qū)、土地利用現(xiàn)狀，植被類型等矢量圖層。

2.4.3 森林資源數(shù)據(jù)模塊 用于管理保護(hù)區(qū)森林資源數(shù)據(jù)，下設(shè)一類森林清查數(shù)據(jù)、二類森林資源清查數(shù)據(jù)、三類(專題)調(diào)查數(shù)據(jù)、林地權(quán)屬四個(gè)子模塊，以樹型結(jié)構(gòu)組織(圖2)。

一類森林清查，全稱“國家森林資源連續(xù)清查”[2]。此模塊中包括了土地利用與覆蓋、森林資源及生態(tài)狀況。點(diǎn)擊任一個(gè)土地利用圖斑，顯示其屬性數(shù)據(jù)。

在二類森林清查中，包括了小班和林班信息。在地圖上點(diǎn)擊任一小班或林班，顯示其屬性數(shù)據(jù)，可以直觀了解各小班或林班的詳細(xì)情況。

在三類調(diào)查數(shù)據(jù)中，包括了保護(hù)區(qū)歷年來野外調(diào)查數(shù)據(jù)，有紅外相機(jī)監(jiān)測數(shù)據(jù)、固定樣地樣線監(jiān)測數(shù)據(jù)、本底資源數(shù)據(jù)，古樹調(diào)查數(shù)據(jù)。

圖2森林資源數(shù)據(jù)

2.4.4 專題數(shù)據(jù)模塊 以樹型結(jié)構(gòu)組織管理保護(hù)區(qū)各類專題數(shù)據(jù)。目前共計(jì)11個(gè)模塊，分別是保護(hù)區(qū)基本情況、機(jī)構(gòu)設(shè)置及人員配置、范圍界線與土地權(quán)屬、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、主要保護(hù)區(qū)對象變化動(dòng)態(tài)、違法違規(guī)項(xiàng)目情況、2015年本地資源調(diào)查、固定樣地樣線、古樹調(diào)查、2014年總體規(guī)劃、一期工程建設(shè)。

2.4.5 林業(yè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)模塊 對保護(hù)區(qū)內(nèi)的林業(yè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行建庫管理。這一模塊包括了林業(yè)、森工電統(tǒng)計(jì)快報(bào)，林業(yè)產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值，營林生產(chǎn)數(shù)據(jù)，林業(yè)重點(diǎn)工程數(shù)據(jù)表，森工生產(chǎn)數(shù)據(jù)，從業(yè)人員情況數(shù)據(jù)，固定資產(chǎn)投資數(shù)據(jù)，國有林區(qū)木材采運(yùn)企業(yè)等主要統(tǒng)計(jì)指標(biāo)數(shù)據(jù)。將這些數(shù)據(jù)都集成到該系統(tǒng)中，便于領(lǐng)導(dǎo)者及相關(guān)人員的可視化管理。

2.4.6 林業(yè)文獻(xiàn)資源，政策法規(guī)數(shù)據(jù)模塊 對保護(hù)區(qū)相關(guān)的文獻(xiàn)資料、政策法規(guī)數(shù)據(jù)，進(jìn)行了建庫存檔管理，便于工作人員快速找到自己需要的文檔數(shù)據(jù)，避免了費(fèi)時(shí)費(fèi)力地盲目查找。

2.4.7 工具包模塊 該模塊包括野外調(diào)查數(shù)據(jù)的空間查詢和屬性查詢，小班信息查詢，物種查詢。工作人員根據(jù)不同的搜索條件，得到想要的檢索結(jié)果。

4 結(jié)束語

通過開發(fā)基于WebGIS的山西靈空山國家級自然保護(hù)區(qū)地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，可以在以下兩個(gè)方面發(fā)揮積極的作用：一是通過該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了該保護(hù)區(qū)的信息查詢、統(tǒng)計(jì)分析、數(shù)據(jù)共享等功能，連接在局域網(wǎng)的每一位用戶都可以在客戶端通過瀏覽器訪問到該系統(tǒng)。監(jiān)管部門領(lǐng)導(dǎo)不僅可以看到保護(hù)區(qū)的一系列基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(如保護(hù)區(qū)動(dòng)植物名錄，及歷年來實(shí)調(diào)數(shù)據(jù))，還可以通過地圖窗口直接形象地看到保護(hù)區(qū)內(nèi)的空間地理信息(如保護(hù)區(qū)邊界、功能區(qū)劃、管護(hù)站位置、河流分布、動(dòng)植物分布等)，這將為保護(hù)區(qū)生態(tài)環(huán)境的綜合決策提供更重要、更直觀的參考，這將有利于整體提升保護(hù)區(qū)管理工作。二是傳統(tǒng)GIS系統(tǒng)需要在每個(gè)客戶端配置專業(yè)GIS軟件，操作煩瑣復(fù)雜，且需要專業(yè)人員操作，而本系統(tǒng)是基于WebGIS技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了客戶端零安裝、零維護(hù)，只需要Web瀏覽器就可以完成地理信息的查詢和使用，操作簡單，用戶不需要太多GIS專業(yè)知識，在瀏覽器中通過系統(tǒng)提供地址選擇工具按鈕，根據(jù)用戶自定義條件，進(jìn)行查詢，實(shí)現(xiàn)保護(hù)區(qū)地圖上要素的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的綜合查詢。這對于今后在保護(hù)區(qū)內(nèi)部局域網(wǎng)上全面應(yīng)用GIS技術(shù)，為環(huán)境管理和研究提供更全面的技術(shù)支持(如環(huán)境科研等)提供一定的借鑒經(jīng)驗(yàn)。

本文利用WebGIS在自然保護(hù)區(qū)做了一些探索。通過這個(gè)系統(tǒng)在保護(hù)區(qū)的部署實(shí)施，希望以此推動(dòng)保護(hù)區(qū)管理信息化的進(jìn)程，為GIS技術(shù)在“數(shù)字保護(hù)區(qū)”方面的應(yīng)用提供新思路，也為自然保護(hù)區(qū)生物資源可持續(xù)利用、環(huán)境保護(hù)決策提供科學(xué)的管理依據(jù)[2]。本系統(tǒng)雖已完成初步建設(shè)，但是還有諸多不足，如進(jìn)一步豐富數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容，加強(qiáng)系統(tǒng)的分析功能，在今后的運(yùn)用中還須逐步完善。