森林资源信息管理内容.docx
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森林资源信息管理内容
森林资源信息管理
主要内容：
1森林资源的相关概念及其主要内容
1.1森林及森林资源（资源、环境）
1.2森林资源调查（一类、二类、三类调查的目的任务及主要内容）
1.3森林资源更新、保护及利用
1.4森林资源管理
2信息与信息资源的概念
2.1信息及相关概念
2.2信息资源概念
2.3信息技术
2.4信息管理与信息的过程管理（需求分析、采集、加工组织、综合分析、存储、传递与维护、服务）
3森林资源信息管理
3.1森林资源信息管理系统建设基础
•标准化原理（简化、统一、协调、优化）
•理论基础（可持续发展理论、系统科学理论、信息学、管理学、经济学、管理信息系统学）
•技术基础（3S技术、通讯和网络安全技术、数据库技术）
3.2森林资源信息分类及编码
•相关概念
•森林资源信息的特性及贮存方式
•信息分类
•信息代码设计
•编码原则及方法
3.3森林资源数据采集
•相关概念
•数据库数据采集
3.4森林资源信息元数据标准
3.5森林资源信息管理的特征及主要内容
4森林资源信息管理系统的开发设计
主要参考文献
•党跃武、谭祥金主编，《信息管理导论》（第二版），北京：
高等教育出版社，2006.1
•王明明主编，《信息管理概论》，北京：
首都经济贸易大学出版社，2007.2
•濮小金、刘文、师全民编著，《信息管理学》，北京：
机械工业出版社，2007.2
•曹世恩编著，《森林资源管理学》，北京：
中国林业出版社，1992.6
•于政中主编，《森林经理学》（第二版），北京：
中国林业出版社，1993
•亢新刚主编，《森林资源经营管理》，北京：
中国林业出版社，2001.9
具体内容
1森林资源的概念及其主要内容
1.1森林及森林资源（资源、环境）
1.1.1森林的概念
森林：
由树木为主体所组成的地表生物群落。
它具有丰富的物种、复杂的结构、多种多样的功能。
与所在空间的非生物环境有机结合在一起，构成完整的生态系统。
森林的界定：
我国一般以“有林地”来定义“森林”。
1994年以前，郁闭度0.3以上（不含0.3）的为有林地；1994年以后，郁闭度0.2及以上为有林地。
面积上要求，天然林0.1hm2，人工林、经济林等0.067hm2以上为森林。
1.1.2森林资源
森林资源，从广义上讲是指林木!
竹类和林区范围内其它植物、动物、微生物、林地资源含水资源和环境资源的总称（亢新刚,2001）。
从狭义上讲森林资源仅指以乔木为主体的森林植物组成部分（曹世恩,1992）。
森林资源是包括林木、林地及所在空间范围内一切植物、动物、微生物，以及这些生命体赖以生存并对其有重要影响的自然环境在内的总称。
森林资源具有一定的结构，即水平结构、垂直结构和时间结构。
反映并描述这些结构的内容构成森林资源的空间特征和属性特征（和海云，1990）。
森林资源：
1986年我国颁布的《森林法实施细则》规定，“森林资源包括林地以及林区内的野生动物和植物”。
“林地包括郁闭度0.2及以上的乔木林地，疏林地，灌木林地，采伐迹地，火烧迹地，苗圃地和国家规划的宜林地”。
1992年联合国“环境与发展”大会以后，在《关于森林问题的原则声明》中有了更广的含义，从森林的功能和利用的角度，可将能够提供森林产品和服务的集合称为森林资源。
从广义的角度，森林资源应该包括直接的实物资源和间接资源。
●直接资源包括：
（1）林地资源：
包括有林地（分为乔木林和竹林，乔木林又包括纯林、混交林和乔木经济林）、疏林地、灌木林地（分为国家特别规定的灌木林和其它灌木林）、未成林造林地（分为人工造林未成林造林地和封育未成林地）、苗圃地、无立木林地（分为采伐迹地、火烧迹地和其它无立木林地）、宜林地（分为宜林荒山荒地、宜林沙荒地和其它宜林地）以及辅助生产林地等六大类。
（2）林木资源：
包括林分、四旁树、散生木等活立木以及枯立木、倒木。
（3）林中其它植物资源：
多指林下的木本及草本植物和攀缘植物、低等植物的苔藓、地衣等。
（4）林中野生动物资源：
鸟、兽、鱼、昆虫以及微生物等空间、地面、地下资源的总称。
（5）林中的非生物资源：
水体、岩石、矿物等以及除林地、林木、野生动植物之外的有形和无形的资源（森林环境）。
●间接资源主要是由于森林的存在而产生的环境、气候、观赏、旅游、森林文化等资源。
1.1.3资源
资源：
是指在一定的技术条件下，能为人类利用的一切物质、能量和信息的总称。
它的外延和内涵随着人类科学技术的进步而逐渐扩大和深化。
资源和环境的界线是经常变动的。
资源是环境要素中能被人类利用的部分。
1.1.4环境
环境：
是指人类周围一切物质、能量和信息要素的总称。
既包括全部资源要素，也包括人类本身。
人类的环境范围随着认识客观世界能力的提高也在不断扩大。
1.2森林资源调查（一类、二类、三类调查的目的任务及主要内容）
是掌握森林资源动态变化规律以及与周围环境因素关系的方式和手段。
1.2.1全国森林资源清查（一类调查）
1.2.2森林资源规划设计调查（森林经理调查、二类调查）
1.2.3作业设计调查（三类调查）
1.3森林资源保护、利用及森林更新
1.3.1森林保护
1.3.2森林利用
1.3.3森林更新
1.4森林资源管理及森林资源信息管理
1.4.1森林资源管理
森林资源管理是在可持续发展的指引下，为取得森林多种效益，通过计划、组织、指挥、协调、控制，对同一地域内的森林资源及相关因素进行筹划和控制的过程，是人们为了达到某一共同目标有意识、有组织、不断进行的协调活动（方陆明，2003）。
森林资源管理是为了取得森林多种效益，通过计划、组织、指挥、协调和控制，对一地域内的森林资源及相关因素进行筹划和控制的过程，是人们为了达到某一共同目标而有意识、有组织和不断进行的协调活动（亢新刚,2001）。
它强调的是为实现某一目标而进行的各种活动，而各种活动的效果如何在很大程度上建立在对森林资源信息获取、加工与利用之上，它不仅需要理论、方法的指导，也需要有手段与技术的支持。
1.4.2森林资源信息
森林资源信息是一种表达和控制森林资源运行状态和方式的数据。
森林资源信息包括空间信息和属性信息。
空间信息是反映森林资源空间地理分布结构及其规律的一切数据，揭示了森林资源和环境固有的数量、质量和分布特征及其联系和规律。
属性信息反映森林资源本身具有的各种性质，如年生长量、群落类型、土壤类型等以及森林资源的时间变化或数据采集的时间等（常新华,2003）。
森林资源信息是一种表达和控制森林资源运行状态和方式的数据，是经过整理、加工，用来描述森林资源运动方式的统计汇总数据。
它提供管理人员使用这些经过加工的有用数据，来控制森林资源运动状态和方式。
具体来讲，森林资源信息包括空间信息和属性信息。
森林资源空间信息是指反映森林资源空间地理分布结构及其规律的一切数据，揭示森林资源和环境固有的数量、质量和分布特征及其联系和规律，具体表现形式为数字、文字、各种不同比例尺的图件和遥感影像，如森林分布图、林相图、林火监测影像等等，它具有区域性、多维性和动态性。
区域性是指空间信息的定位特征，用经纬网或公里网坐标来识别空间位置，并制定特定的区域；多维性是指在一个坐标位置上具有多个专题和属性信息；动态性是指空间信息的动态变化特征，通过及时更新空间信息，从而使用数据和信息来寻找时间分布规律，进而对未来做出预测和预报。
森林资源属性信息反映森林资源本身具有的各种性质，如：
年生长量、群落类型、土壤类型等以及森林资源的时间变化或数据采集的时间等等（曹世恩，1992）。
1.4.3森林资源信息管理
森林资源信息管理是森林资源信息社会实践活动过程的管理，它是利用各种方法与手段、运用计划、组织、指挥、控制和协调的管理职能，对信息进行收集、存储和处理并提供服务的过程，以有效地利用人财物，控制森林资源按预定目标发展的活动。
即将存在于人的意识之外的现实世界，用信息世界的描述方法描述出来，再以数据模式的方式来存储、加工，查询，为人类管理资源、利用资源服务（高宝,2002）。
森林资源信息管理是森林资源经营管理的重要与基础性内容之一，它涉及与森林资源管理活动有关的经过加工的能反映资源现状、动态及管理指令、效果、效益等管理活动的一切数据，包括对空间信息和属性信息的采集、处理、分析、评价、预测和模拟等功能，是信息时代下森林资源管理与信息科学、计算机科学结合的产物。
它是森林资源信息社会实践活动过程的管理，是利用各种方法与手段，运用计划、组织、指挥、控制和协调的管理职能，对信息进行收集、存储和处理并提供服务的过程，以有效地利用人、财、物，控制森林资源按预定目标发展的活动（方陆明，2001）。
它是林业企业计划、核算、调度、统计定额和经济活动分析等工作的依据，是一个复杂的过程。
现代森林资源信息管理MFRIM（ModernForestResourcesInformationManagement）可以定义为，在应用角度上是以可持续发展和“数字林业”为指导思想，以人为中心，面向森林资源管理决策者及各类专家和社会公众，在技术角度上是以MIS与GIS结合为核心，通过时空数据集成统一格式，集成各种可选用的信息技术，具有统一的标准和规范，实现系统的网络化和组件化，最终实现森林资源信息管理的智能化（张军，陆守一，2002）。
1.4.4森林资源管理信息系统
管理信息系统（ManagementInformationSystem，简称MIS）是着重信息传输的逻辑程序和数学模型，用计算机处理信息，用通讯技术传输、转换信息；为组织领导提供管理决策的信息系统，在结构上，它可分为业务信息系统，功能信息系统与决策支持系统（陈端吕，2001）。
管理信息系统（MIS）就是一套提供管理所需信息的有组织的程序，即为对管理所需要的信息进行收集、加工、整理、贮存、输出等一系列过程的总和。
它把实现该过程的方法和手段结合起来，信息形成一个系统，使信息工作成为一个有组织的程序。
管理信息系统由信息源、信息接收器、信息管理者和信息处理机构几部分组成（曹世恩，1992）。
森林资源管理信息系统（ForestResourceManagementInformationSystem，FRMIS）是管理信息系统在森林资源经营管理中的应用，也是林业管理信息系统和环境与资源信息系统按职能分解的一个子系统，本身又可以划分若干个子系统。
FRMIS和森林资源管理机构、森林资源管理对象共同作用完成森林资源的管理工作。
FRMIS的目标是运用林学、系统论、管理学和计算机等科学技术，为各级森林资源管理部门和相关部门的计划、决策、组织、指挥、控制和协调等活动，有效的组织森林资源信息，以实现森林生态系统的动态管理，最大限度地发挥森林资源的多种效益。
管理者对FRMIS的需求是多层次的，对所有管理者来说，它应该提供事物处理及满足日常工作所需要的信息；对下层管理（执行）者来说，它应该提供制定短期计划、作业设计及执行控制过程中所需要的信息；对中层管理（监督）者来说，它应该提供编制实施森林经营方案及反馈控制所需要的信息；对上层管理（决策）者来说，它应该提供战略决策及宏观控制所需要的信息；同时，FRMIS还应满足森林经营单位内外进行信息交流的需要。
FRMIS的一个主要发展方向是越来越多地将数据处理系统、数据库管理系统、地理信息系统、专家系统与决策支持系统相融合，即在一个管理信息系统中包括上述几种系统的综合功能。
同时，以大量声音、连续图像为主要特点的动态多媒体管理信息系统也是森林资源管理信息系统的一个方向。
森林资源地理信息系统管理不同于传统的森林资源信息系统管理，它将空间数据作为一项不可缺少的信息与属性数据进行综合分析处理，克服了单一属性数据分析所带来的缺陷。
运用WINGIS、ViewGIS等建立了县级森林资源地理信息系统。
森林资源管理信息系统的发展最终将综合基本数据处理系统、信息分析系统和决策支持系统，从而达到具备支持基层数据处理和查询的要求，中层管理控制和高层决策支持的功能。
2信息与信息资源
2.1信息及相关概念
2.1.1信息的界定
（1）概念
概念非常广泛，由于这种复杂性，应当根据不同的条件区分不同的层次来给出信息的定义。
一般人为：
信息是经过采集、记录、处理并以可检索的形式存在的知识。
●信息概念的理论定义：
信息就是传递中的知识差。
●信息概念的数学定义：
在同一传递过程中，如果任意给出一个知识度
，只要能够确定另外一个知识度
，那么，当
－
＝
>0，且{
}
{
}时，
对于
是信息，
是信息源，
是
的信息用户。
当
－
＝
>0，且{
}
{
}时，
对于
是信息，
是信息源，
是
的信息用户。
当
－
＝
，且lim
=0时，
对于
或
对于
，都不发生信息或成为信息源。
（2）信息的分类
利用目的不同，分类也不同。
按信息的表现形式分为：
文献信息、图像类信息、档案类信息、统计类信息、动态类信息。
也有分为自然信息和社会信息。
按效用分为有效信息和冗余信息。
按信息加工的深度分为：
一次信息（原始的客观记录）、二次信息和三次信息。
（3）信息的主要特征
●广泛性和普遍性
●可识别性和计量性
●可存储性和转换性
●传递性和相对中立性
●可处理性和再生性
●共享性和可开发性
●价值相对性和绝对性（动态性）
●不完全性和不对称性
●时效性和滞后性
●有机性和差异性。
信息计量学三大经典定律就是对这一规律的集中揭示。
洛特卡定律揭示著者与文献数量的关系：
写x篇论文的作者的出现频率
。
奇夫定律揭示了文献中词汇的分布规律：
第一定律
；第二定律
。
布拉德福定律揭示科学文献数量与科学期刊数量的关系。
2.1.2信息与数据
数据是用来记录客观事物数量、性质、特征的抽象符号。
其形式可以是文字、图像、数字等，但数据往往不能给出具体含义。
或是指未经过加工的事实或对特定现象的描述。
信息是特定背景下具有特定含义的数据，经过某种方式加工或以更具实义的形式提供的数据。
在复杂系统中，前一层次的信息就是后一层次的数据。
数据是“原料”，信息是“产品”。
2.1.3信息与知识
知识是人的主观世界对于客观世界的慨括和反映，是人们通过实践对自然和社会运动形态和规律的认识和掌握，是人们对其在实践过程中所获得的感性认识、经验材料进行概括、总结和升华的结果。
2.1.4信息与情报
情报是具有特定利用价值的动态知识，产生于特定的领域。
可以说所有的情报都是信息，但不能说所有的信息都是情报。
信息、知识和情报的关系是：
信息的范围最大，知识次之，情报的范围最小。
2.2信息资源概念
信息资源是信息管理的对象，要搞好信息管理工作，就必须充分开发和有效利用信息资源。
一般来说，资源是指自然界和人类社会中一切可以用来创造物质财富和精神财富的客观存在形态，包括自然资源和社会资源两大类。
信息资源是在社会发展中可以创造物质财富和精神财富的达到一定数量的信息集合，是各种社会活动中产生和积累具有潜在或现实价值的有序化信息及相关要素的集合。
从本质上来说，信息与信息资源并无太大差异，但也不能简单地将信息资源看成是信息的一个子集。
信息资源更强调信息作为整体、作为可利用资源、作为社会发展基础的作用，是信息的高层次状态。
从信息倒信息资源的必要条件是：
信息的需求性、信息的可获得性、信息的价值性。
信息资源的构成：
三要素过程观点（信息生产者、信息和信息技术）；信息资源链式结构（事实——信息——智力——知识——智慧）；信息资源的三角结构：
2.3信息技术（InformationTechnology，IT）
广义来讲，信息技术是有关信息活动的一切人工技术。
狭义来说信息技术是借助以微电子学为基础的计算机技术和电信技术的结合而组成的手段，对声音、图像、文字、数字和各种传感信号的信息进行获取、加工处理、存储、传播和使用的能动技术。
2.3.1信息技术的特征
一般特征：
●人机共生性。
技术与人相伴而生，相辅而存，相融互补。
信息技术以其辅人性与拟人性与社会形成了人机共生机制。
信息技术辅人性，即为了满足和适应社会的需要和发展，人类不但创造了信息技术，而且不断加以发展和创新。
信息技术拟人性即人类通过信息技术延长和扩展了人类信息器官，以拟人的手段达到辅人的目的。
信息人机共生性即通过人类与信息技术的互补互动，努力实现二者的和谐统一与共同发展。
因此信息技术有时被直接定义为能够扩展和延长人的各种信息功能，是获取、处理和应用信息的技术总和。
人体信息器官与信息技术
人体信息器官
主要功能
信息技术扩展
感觉器官
获取信息
感测技术
传导神经网络
传递信息
通信技术
思维器官
加工和再生信息
智能技术
效应器官
使用和反馈信息
控制技术
●能动发展性。
技术特征：
●数字化。
在信息的处理和传递中，采用二进制编码，将信息转换为用计算机设备可以存储和处理的载体介质。
●网络化。
构筑现代信息网络平台，实现各种信息资源，包括硬件、软件和信息系统等的全面共享。
●高速化。
信息处理和信息传递的速度越来越快，容量越来越大，性能越来越强，效益越来越高。
●智能化。
智能通信网、智能信息系统、自然语言交互系统等研究开发成为信息技术发展的主要内容。
●个性化。
借助基于以个人为目标的通信方式，辅之以多样化、定制化的信息服务技术，实现信息交流的可移动性和全球性。
2.3.2现代信息技术体系
具有层次性结构的整体化体系：
●信息基础技术。
新材料、新能源、新器件的开发或制造技术，是整个信息技术的基础，主要包括微电子技术、光子技术、光电子技术和分子电子技术。
●信息系统技术。
即有关信息的获取、传输、处理和控制的设备和系统的技术。
信息技术中感测技术、通信技术、计算机与智能技术和控制技术是其核心或主题支撑技术。
主要包括信息获取技术（如传感技术、遥测技术、遥感技术等）；信息处理技术（如计算机硬件和软件技术）；信息传输技术（如光纤通信技术、卫星通信技术）；信息控制技术（如导弹控制系统技术等）。
●信息应用技术。
即针对特定的实用性目的，如信息管理、信息控制、信息决策等发展起来的具体的技术群类，如工厂自动化、办公自动化、人工智能和互联通信网络技术等。
2.3.3现代信息技术的组成
●微电子技术。
现代信息技术的基础和核心。
●计算机技术。
其中计算机的应用可归纳为科学计算（数值计算）、数据处理、过程控制（适时控制）、计算机辅助工程和计算机人工智能五个方面。
●通信技术。
现代通信技术主要包括数字通信、卫星通信、微波通信、光纤通信等。
计算机技术与通信技术相结合，使信息处理和信息传递逐渐走向一体化的发展方向。
●传感技术。
是当今世界上发展最快速的高新技术之一。
传感技术是测量技术、半导体技术、计算机技术、信息处理技术、微电子技术、光学、声学、精密机械、仿生学、材料科学等众多学科相互交叉的综合性高新技术。
2.3.4信息技术的主要领域
●数据库技术。
数据库系统具有以下主要特点：
数据的结构化，数据共性高冗余度低，数据独立性较高，数据由数据库管理系统统一管理和控制。
●多媒体技术。
主要包括多媒体信息处理技术、数据压缩技术、软硬件平台技术、基础环境技术、多媒体信息管理技术、多媒体通信与网络技术等。
●数据挖掘技术。
常用的数据挖掘技术分为三种：
统计分析（数据分析）类技术，挖掘模型有线性分析、非线性分析、回归分析、逻辑回归分析、单变量分析、多变量分析、时间序列分析、最近邻算法和聚类分析等；知识发现类技术，包含人工神经网络、决策树、遗传算法、粗糙集、规则发现和关联顺序等；其它数据挖掘技术，包含文本数据挖掘、Web数据挖掘、分类系统、可视化系统、空间数据挖掘和分布式数据挖掘等。
●人工智能。
利用计算机来模拟人的智能。
主要应用为机器人、定理证明、模式识别和专家系统。
●数据仓库。
是一个面向主题的、集成的、相对稳定的、反映历史变化的数据集合，用于支持管理决策。
数据仓库对多个异构的数据源有效集成，集成后按照主题进行重组并包含历史数据，存放在数据仓库中的数据一般不再修改。
●信息加密技术。
包含信息安全技术、密码与信息加密、数据加密技术和数据加密算法。
2.4信息管理与信息的过程管理
2.4.1信息管理
狭义的信息管理是指对信息的收集、整理、存储、传播和利用的过程。
广义的信息管理是指个人、组织或社会对涉及信息活动的各种要素如信息、人员、技术、设备、组织等进行决策、计划、组织、协调、控制，实现各种资源的合理配置，以满足社会对信息需求的过程。
信息管理的目标分为总目标和分目标。
总目标是信息管理要达到的最终目的和最根本的行动纲领；分目标是信息管理系统中子系统的独立、具体的目标。
信息管理的层次分为宏观、中观和微观三个层次。
微观层次是最基层的，其主要任务包括制定信息规划、收集信息、处理信息、分析信息和利用信息。
2.4.2信息的过程管理
需求分析、采集、加工组织、综合分析、存储、传递与维护、服务。
2.4.3信息分类编码
2.5信息系统管理
2.5.1信息系统及其特征
定义：
（1）系统：
由相互作用和相互依赖的若干部分组成的具有特定功能的有机体。
也就是为满足某种需要或要求所使用的一组概念或一组元素，其目的在于使整个系统达到最优化，而不是使这个系统中的各个元素分别达到次优化。
（2）信息系统：
不同学者有不同的定义。
戴维斯（G.B.Davis）等定义：
管理信息系统是一个用来提供各种作业、管理和决策信息的、集成化的人－机系统，它包括计算机分硬件、软件、手工规程以及用于分析的模型等。
劳顿（KennethC.Laudon,JaneP.Laudon）定义：
管理信息系统是一个基于计算机的信息系统，它通过收集、处理、存储和扩散信息，来支持组织的管理、决策、合作、控制、分析活动，并使之可视化。
基于以上，可以人为：
信息系统就是通过信息的收集、处理、贮存、传递和交流而实现的信息从信息源到信息用户的职能系统。
特征：
信息系统除具有系统的一般特征（整体性、相关性、目的性、适应性、动态性和有序性）外，还具有以下特征：
●发展性。
●开放性。
●集合性。
●层次性。
●方向性。
2.5.2信息系统的结构和功能
信息系统的基本（一般）结构：
见下图。
信息系统的层次结构：
金字塔形的结构。
从下到上分别为信息平台、事务信息处理、业务信息处理、战术信息处理、战略信息处理。
信息系统的结构体现了信息系统的功能。
基本功能：
信息的输入、处理、存储、管理、检索查询、管理、输出、传递等。
2.5.3信息系统的开发
开发基本原则：
经济基础原则（建立过程、目标实现经济可行性）；渐进开发原则；有效协调原则（信息形式的标准化、传递的规范化、流程的秩序化等）；确保效用原则（系统目标为中心）。
开发方式主要有：
委托开发、自主开发、联合开发、购买软件包二次开发等方式。
开发的结构模式：
目前最为广泛的有C/S和B/S两种模式。
●C/S（Client/Server，客户机/服务器）模式。
两层C/S模式最早在20世纪80年代后期引入业界，它为多用户系统提供了前所未有的双向交流感和灵活性，革命性的改变了传统的应用设计和系统实现方式，很快便在各种类型的软件系统设计与开发中获得了广泛应用。
两层C/S模式如图2-3所示。
在这种模式中，服务器只负责各种数据的处理和维护，为各个客户机应用程序管理数据；客户机包含文档处理软件、决策支持工具、数据查询等应用逻辑程序，通过网络使用SQL语言发送、请求和分析从服务器接收的数据。
这是一种“胖客户机（FatClie
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