xx市数字林业信息化管理系统方案.docx
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xx市数字林业信息化管理系统方案
枣庄市数字林业信息化管理系统
项
目
建
设
方
案
北京东方道迩信息技术股份有限公司
2013年1月
1.项目概述4
1.1.项目名称4
1.2.项目建设背景4
1.3.总体目标4
1.4.项目内容5
1.5.基本原则5
2.总体设计8
2.1.系统框架8
2.2.软硬件及网络环境9
2.2.1.网络环境9
2.2.2.数据库管理平台9
2.2.3.网络地图服务平台9
2.2.4.GIS平台应用软件库9
2.2.5.移动端9
2.3.关键技术9
2.3.1.数据实时共享9
2.3.2.海量空间数据的高效存储管理与多用户网络并发访问9
2.3.3.基于移动GIS的数据采集与传输技术9
2.3.4.元数据技术10
3.项目设计方案11
3.1.林业基础数据库建设11
3.1.1.建设内容11
3.1.2.建设步骤11
3.1.3.建设思路11
3.1.3.1.基于元数据库技术的异构数据集成11
3.1.3.2.基于Oracle+ArcSDE的图文一体化存储12
3.1.3.3.基于时空一体化数据模型的历史数据管理12
3.1.4.数据库逻辑设计12
3.1.4.1.矢量数据库逻辑设计12
3.1.4.2.栅格数据库逻辑设计13
3.1.4.3.关系型数据库逻辑设计13
3.1.4.4.文档媒体库逻辑设计13
3.2.应用系统建设13
3.2.1.森林资源管理系统13
3.2.2.森林防火系统14
3.2.3.森保（病虫害监测调查）系统15
3.2.4.林权管理系统16
3.2.5.林政管理系统17
3.2.6.OA办公自动化系统18
1.项目概述
1.1.项目名称
枣庄市数字林业信息化管理系统。
1.2.项目建设背景
21世纪是信息化的世纪，全球计算机技术和网络技术取得了突飞猛进的发展，数据库、地理信息等技术已日趋成熟，为系统建设创造的良好的条件。
建立林业资源信息管理系统对林业整体管理的现代化水平具有深远的影响。
枣庄市数字林业信息化管理系统将GIS地理信息系统、管理信息系统（MIS）和办公自动化（OA）系统整合成一个系统，打造数字林业平台。
该系统的搭建，是本着坚持实用为主，适度超前的原则，把应用保障体系与应用体系放在同步规划、同步建设、同步运行的位置，加大基础平台建设力度，促进林业资源数据共享，确保了林业信息化建设的健康运行。
本项目中的各个应用系统均以公共基础数据库为中心，既避免了重复投资，实现了信息的充分共享，也减少了区县林业局管理维护的难度，确保了数据的完整性、唯一性、准确性和现势性。
基本实现全市林业空间地理数据入库、更新、业务应用与维护，相同比例尺之间的无缝漫游。
形成信息全方位辐射、监管多方面铺开、服务各层次跟进的林业信息化格局，推动我市现代林业建设再上新台阶。
1.3.总体目标
枣庄市数字林业信息化管理系统主要是综合运用“3S”、计算机、网络和数据库等技术，在全市林业基础地理数据库基础上，以全市森林资源二类调查小班数据为数据主体，利用外业实测、遥感影像等获取小班森林资源的变化信息，通过森林资源管理系统，实现全市森林资源小班相关数据的网络化实时在线更新与统计汇总。
通过以森林防火为中心的森林防火系统、视频监控系统及相关基础设施的建设，为领导者提供防火辅助决策服务，为护林员提供保障服务，为防火资源提供管理服务，进一步提高对森林火灾等林业灾害性事故的应急管理水平。
通过森保（病虫害监测调查）系统，以森林资源二类调查小班数据为基础，利用外业调查手段，获得病虫害基本信息，实现林业有害生物信息的监测与分析。
通过林权管理系统，实现林权档案管理与林权证发放管理。
通过林政管理系统，实现采伐证等相关审批事项的管理。
通过OA办公自动化系统，实现自动汇总生成统计报表，实现无纸化办公，实现网络视频会议。
通过整个系统的网络化运维与日志管理，实现对资源小班及各级业务工作人员的精细化管理，实现林业资源的“数据整合与共享”，为森林资源管理和森林防火提供决策依据，为各级林业生产、管理与决策服务。
本系统采用GIS地理信息系统作为整个系统的展示平台，整合其它功能模块，实现森林资源统计、森林防火、病虫害监测、GPS定位、视频监控、视频会议、通信指挥、卫星数据监测、办公自动化等功能。
通过互联网，可实现林业站→县级林业局→市林业局三级信息上报汇总。
1.4.项目内容
枣庄市数字林业信息化管理系统开发拟采用当前世界上最成熟、最稳定的Oracle+ArcSDE空间数据管理技术（即将Oracle作为空间数据管理平台，ArcSDE作为空间数据引擎），采用ArcGIS、WebService、Flex等软件及开发技术进行增值开发。
具体内容包括：
（1）数据库建设：
包括公共基础数据库和森林资源数据库，支持应用系统建设；
（2）森林资源管理系统：
管理、维护森林资源信息。
（3）森林防火系统：
为指挥员提供一个了解和管理林火扑救全局和实际指挥扑救的平台；
（4）森保（病虫害监测调查）系统：
提供外业病虫害信息调查，与内业信息传输以及内业病虫害信息管理与分析等功能；
（5）林权管理系统：
支持林权证的发放、打印、统计、查询以及林权档案管理；
（6）林政管理系统：
支持采伐证等相关审批事项的管理；
（7）OA办公自动化系统：
自动汇总统计、网络公文传输实现无纸化办公，支持远程视频会议。
1.5.基本原则
系统建设必须综合考虑到系统的实用性、安全性、可扩充性等各方面的因素，始终坚持技术先进、性能可靠、功能完善，节省投资的原则。
总体结构选型首先要考虑用户的实际应用环境及应用需求，其次要考虑平台产品的功能与性能，第三要考虑国际国内发展的主流趋势，最后还要考虑用户的投资能力。
总的说来，体系结构的选型应遵循下列原则:
（1）实用性
系统需全面汉化，易于使用，更新和维护简单，用户界面友好，功能明确，执行效率高，能完成资源数据图形、属性更新；报表设计与报表动态输出；森林资源信息自然生长；防火信息实时报告及辅助决策分析；资源数据实时共享与发布等主要功能。
确保项目实施的可操作性和系统运行的可靠性。
（2）先进性
在深入研究当今“3S”技术及相关科技发展状况的基础上，采用相对先进的和成熟的技术方案。
（3）开放性
采用大型通用的数据库管理平台，标准的空间数据模型，能提供良好的数据交换能力，以利于数据共享和系统集成。
（4）可扩展性
在系统建设过程中应充分考虑其可扩展性，为数据库的内容扩充、数据增长、数据更新和功能增强预留足够的发展空间。
（5）检索和管理的高效性
数据的管理与检索是系统的重点，因此检索和管理的高效性原则是进行技术设计时考虑的一个主要因素。
（6）网络化
系统根据不同的使用需求，采用Client/Server（客户端/服务器）和Browser/Server（浏览器/服务器）结构结合的方式，实现C/S平台下数据检查及更新入库，B/S平台下数据检索与应用。
（7）标准化
标准化是实现数据和资源共享、二次开发、专题应用的重要前提。
在系统设计和实施过程中，要参照已有的标准和系统的具体情况，对系统内部各个环节提出相应的标准化原则和要求，制定并贯彻相关的标准，实现系统资源和数据资源的标准化。
2.总体设计
2.1.系统框架
枣庄市数字林业信息化管理系统建设的总体框架设计是以计算机硬件与网络通信为技术依托，以资源数据为枢纽，以业务流程为主线，以技术支撑组件为支撑环境进行构建的各应用。
枣庄市数字林业信息化管理系统总体设计架构如下图所示。
枣庄市数字林业信息化管理系统总体框架设计自底向上划分，第一层是基础设施层，主要是硬件、操作系统、网络环境、系统软件和平台软件等基础设施支撑。
第二次是数据层，主要包括森防数据库、林权数据库、防火专题数据库、公共基础数据库、林业基础数据库和林政数据库。
第三层是应用支撑层，主要包括ArcSDE、ODBC/ADO/JDBC、ForestarAE、ArcEngineRuntime和DotNetFramework等技术支撑环境。
第四层是应用层，主要包括森林资源管理、森林防火系统、林权管理系统、林政管理系统、森保系统和OA办公自动化系统等应用。
2.2.软硬件及网络环境
2.2.1.网络环境
与各区县林业局通过至少2M双光纤数字专线联接，与各森林防火监测塔数据采集终端的光纤数字专线联接。
2.2.2.数据库管理平台
关系型数据库平台：
Oracle10g企业版。
空间数据引擎：
ArcSDE9.3.1。
2.2.3.网络地图服务平台
ArcGISServer9.3.1。
WebLogic10.3。
2.2.4.GIS平台应用软件库
客户端运行环境：
ArcEngine Runtime9.3
2.2.5.移动端
移动端设备：
PDA
2.3.关键技术
2.3.1.数据实时共享
（1）多用户并发访问。
支持大数据量、多用户的并发数据访问与修改；单要素属性修改保存无延迟；快速保存空间数据编辑结果（2~3秒）。
（2）多环节、多层次的数据质量保障。
通过自定义逻辑规则，在图形检查、属性检查、小班号检查等不同环节，以及在数据录入、数据保存等不同层次上控制数据的质量。
（3）实时共享。
县级提交数据后，在省市级可实时进行查询、浏览与统计。
2.3.2.海量空间数据的高效存储管理与多用户网络并发访问
对资源小班数据进行定期归档处理，历史数据与最新数据分开存储，提高最新数据请求的响应速度；
属性数据与空间图形数据采用不同的数据存储及编辑机制，保证了不同系统用户、以及同一系统不同用户的并行操作，提高数据操作效率，避免了数据的覆盖问题。
2.3.3.基于移动GIS的数据采集与传输技术
基于自主技术开发的一套移动GIS平台。
该平台具有快速数据采集以及灵活的数据传输模式。
⏹数据采集：
Ø辅助工具栏、快捷方式按钮、最近使用工具列表快速切换，提高操作效率
Ø组合式图形数据采编功能，将多种常用的图形采编功能集成在同一个工具中，提高图形采编的速度和精度
Ø落点、手绘与GPS自动采集无缝结合，适用于各种复杂的作业环境。
Ø动态快速捕捉，相邻图形无缝采集，提高外业数据采集质量。
⏹数据传输
Ø专网有线传输模式。
通过专网进行数据的上传与下发。
Ø无线通讯传输模式。
利用GPRS或3G无线网络获取服务器的数据进行外业调查和回传外业调查数据到服务器。
2.3.4.元数据技术
元数据技术是目前实现信息资源整合，信息共享交换等广泛采用的技术。
本项目采用元数据技术实现数据管理和业务逻辑组织，在数据管理方面主要解决数据定位、数据描述、数据访问、数据挖掘、数据共享交换等问题；在业务逻辑组织上主要解决各业务管理有关技术规程、业务流程等问题；利用元数据技术表达服务、组件、对象之间的访问协议。
3.项目设计方案
3.1.林业基础数据库建设
3.1.1.建设内容
数据库分为资源基础数据、支撑数据和外部参考三大类，资源基础数据又划分为公共基础数据，林业基础数据，业务专题数据。
每种类型的数据库又再按照业务逻辑进行划分。
非结构化数据主要包括政策法规，行业标准，公文信息，业务参考手册等内容。
3.1.2.建设步骤
数据库建设分两个阶段进行，第一阶段，建设数据库整体框架，建立公共基础数据库、林业基础数据库和业务专题数据库，形成规范的运行和更新机制；第二阶段，以第一阶段各类数据为基础，经过处理整合，形成森林资源信息共享数据库，为各业务部门和公众提供信息服务。
3.1.3.建设思路
3.1.3.1.基于元数据库技术的异构数据集成
元数据库设计在整个标准主体数据库设计具有举足轻重的作用。
元数据库为实现数据库中的各类元数据信息、目录信息的发布、基于元数据的基础地理数据、遥感影像数据、DEM数据、林业专题数据、统计数据、其它数据等的查询检索，以及数据处理功能提供供基础性服务。
基于元数据描述各类数据的逻辑关系、数据管理、源方案和目标方案的转换关系，理顺业务数据的关系、理顺各业务对象之间的管理、理顺业务系统成果数据库与标准主体数据库对象之间的关系。
3.1.3.2.基于Oracle+ArcSDE的图文一体化存储
当前GIS技术发展的最新趋势是采用关系数据库或对象关系数据库管理空间数据，可以充分利用RDBMS数据管理的功能，利用SQL语言对空间与非空间数据进行操作，同时可以利用关系数据库的海量数据管理、事务处理（Transaction）、记录锁定、并发控制、数据仓库等功能，使空间数据与非空间数据一体化集成，实现了真正的C/S和B/S结构的应用。
采用ESRI的ArcSDE作为空间数据引擎，在数据库中可以存储各种空间、时间相关的数据和数据规则。
3.1.3.3.基于时空一体化数据模型的历史数据管理
在数据库设计中，采用时空一体的数据管理模型和历史数据状态变迁表来管理林业业务数据及其历史变化，实现了历史和现势数据的统一管理，可以做到在任何时间点上数据的再现，以及指定任何一个空间位置上的数据随时间的变化情况。
3.1.4.数据库逻辑设计
3.1.4.1.矢量数据库逻辑设计
矢量数据库是综合数据库的核心，主要用于综合数据库中的矢量地图数据，包括基础地理数据库、综合管线数据库。
矢量数据库采用面向对象的Geodatabase空间数据模型，通过ArcSDE空间数据引擎将海量的空间数据存储在Oracle大型的商用数据库中。
Geodatabase是ESRI在其新一代GIS平台软件ArcGIS系列中引入的一种全新的面向对象的空间数据模型。
该模型可以在桌面版的数据库及企业级的数据库中应用。
Geodatabase采用一种开放的结构将空间数据（包括：
矢量、栅格、影像、三维地形等）及其相关的属性数据统一存放在工业标准的关系型数据库管理系统DBMS中。
（1）基于Geodatabase模型组织空间数据
综合数据库的矢量数据库采用Geodatabase模型实现地图数据的组织和管理。
Geodatabase将矢量数据分为三级：
空间数据库、空间数据集、空间图层。
空间图层中包含点（例如：
市政基础设施点等）、线（例如：
河流等）、面图层（例如：
行政区域、规划区等）。
（2）采用地理编码实现图属一体化管理
矢量数据库的空间图层都经过严格的编码和编码规整，采用国家、行业的编码标准。
通过编码关联，实现空间图层上的要素与项目审批等word、excel等格式的属性信息关联，实现图属一体化的管理。
为数据基于空间的查询、专题制图提供基础支撑。
其矢量数据库的存储设计包括空间特征的存储设计、空间索引的格网设计、地理参照系设计和各空间数据表格之间的关系存储。
3.1.4.2.栅格数据库逻辑设计
栅格数据库主要用于存储和管理DRG、DEM、航测遥感影像数据和一些JPG格式的数据。
栅格数据库的逻辑设计重点是依据影像数据应用的特点，灵活的组织栅格编目的目录结构、影像文件的命名规则以及元数据的组织。
3.1.4.3.关系型数据库逻辑设计
关系型数据库主要用于存储森林资源元数据信息、非空间的林业业务信息、以及管理系统的正常运行信息等。
关系型数据库将数据存储在关系表中，并直接由Oracle数据库来管理。
3.1.4.4.文档媒体库逻辑设计
文档多媒体数据既可以以表的BLOB字段属性形式存储到Oracle数据库中，也可以采用文件目录的形式放到统一的文件数据库中。
根据文档文件的大小和文档库的并发访问量的情况，我们建议采用后一种方式。
此时，文档及多媒体数据文件首先要进行存放路径整理，统一存放在文件服务器上的文档及多媒体数据存储路径中，不同的文档及多媒体数据存放在按一定规则命名的子目录中。
同时在Oracle数据库中建立文档资料的文件索引信息表，文件索引信息表主要包括以下信息：
文档名称、文档类别、文档存储路径、关键词、文档摘要等。
3.2.应用系统建设
3.2.1.森林资源管理系统
森林资源管理系统的建设是在林业基础数据库建设的基础之上，结合最新的信息化和数据库管理技术，采用一体化、集中式的方式，在统一空间参考下分层分类对多源、异构、多尺度、林业资源信息数据进行管理。
系统主要功能包括：
工程管理、数据浏览、数据查询、数据检查、数据编辑、专题信息维护、森林分类经营区划以及森林城市成果展现。
工程管理包括工程设置、工程保存、图层加载、图层过滤、图层元数据编辑、图层输出、图层位置管理、打印预览、打印输出、工程图片输出。
数据浏览包括空间图形数据的展示、放大、缩小、书签、漫游、图幅计算、图副定位、政区范围数据展示、视图鹰眼、图层属性表浏览、图层属性设置。
数据查询包括空间查询、缓冲区查询、属性查询、小班查询。
数据检查：
拓扑检查、图形检查、属性检查、逻辑关系检查、错误提示、错误跟踪等。
数据编辑：
启动编辑、保存编辑、停止编辑、切换编辑图层、回退、前进、选择、删除要素、创建要素、编辑选项设置、节点编辑、面编辑、线裁剪、面裁剪、属性编辑。
专题信息维护：
小班因子信息录入、修改与删除。
森林分类经营区划：
根据森林的功能区分，进行森林区划经营成果的可视化展现，并可以将区划成果输出。
森林城市成果展现：
通过显示现有森林资源情况，时时展现国家森林城市创建成果与进展。
3.2.2.森林防火系统
森林防火系统综合利用无线通信、数据库管理、辅助决策模型等手段，使之在日常防火监测工作中能够及时准确地监测林火的发生，在火灾发生时能够快速进行林火定位以及林火蔓延趋势分析，并有效地提供各项相关信息，同时能够提供林火扑救指挥，以及灾后快速评估，及时、快速、准确的完成林火扑救和尽快掌握火灾经济损失情况。
系统主要功能包括：
防火资源管理、林火扑救指挥、灾后评估、护林员定位管理以及预留视频监控几部分。
防火资源管理主要是对各类防火资源，如扑火队伍、防火设施、物资等的查询、更新与浏览，以快速、直观的方式为扑火指挥提供参考。
林火扑救指挥包括林火热点标绘、扑火路线标绘、划定隔离带以及扑火队伍及物资调配情况标绘。
灾后评估主要是在林火扑灭后自动计算过火面积并在地图上显示。
护林员定位管理包括GPS终端报位以及终端通信功能。
GPS终端报位功能是可以随时定位护林员和火灾现场的指挥员；终端通信功能可以通过系统直接呼叫相关人员，进行远程指挥调度。
预留视频监控包括实时视频监控、烟火识别分析以及报警火点定位。
实时视频监控可以通过视频设备实时观察视域范围内情况，便于及时发现情况，组织救援；烟火识别分析是利用烟火、烟雾特点，对即将发生或者已经发生的火情进行合理的预判和辨别，并能够及时进行火警预报；报警火点定位是在地图上将报警火点信息进行定位显示。
3.2.3.森保（病虫害监测调查）系统
森保（病虫害监测调查）系统主要包括病虫害普查信息维护、病虫害分析、数据上传下载和移动信息采集（外业调查）几部分内容。
病虫害普查信息维护主要是对病虫害普查登记详细信息进行维护管理，包括对普查信息的新增、修改、查询和删除。
病虫害普查登记详细信息包括病虫害的基本属性、生物学属性、防治技术、测报技术、建议技术、生活史、多媒体信息（图片）、寄主关系等。
病虫害信息统计主要是对病虫害普查登记信息逐级按政区进行统计。
病虫害分析主要是实时分析出相应的专题图、作业资源图。
包括区域统计图、年度趋势图、病虫害份额图和专题分析图。
数据上传下发包括数据上传和数据下发功能。
数据下发是指通过任务下发的方式将林业资源、地理数据、监测调查数据和任务信息打包下载到移动采集设备中，便于野外采集调查；数据上传是指将通过移动信息采集设备获得的病虫害信息数据以任务的方式上传到后台系统中，并对系统中的相关数据进行更新。
移动信息采集是在移动端进行病虫害监测信息采集，信息采集内容与病虫害普查信息维护内容一致，并支持根据当前位置，拍摄照片的功能。
3.2.4.林权管理系统
林权管理系统包括林权证打印、林权证发放、林权档案管理、林权证发放统计以及林权宗地勘界等功能。
林权证打印：
主要是林权证打印情况进行维护，根据需要支持对林权证证本打印。
林权证发放：
是对于林权证发放情况进行维护。
林权档案管理：
包括林权登记、林权流转、林权抵押和林权注销等业务的一体化管理。
林权证发放统计：
主要提供按政区对林权证发放情况进行查询、统计。
林权宗地勘界：
提供林权所有权标注功能，并通过小班进行显示，以便随时掌握林权情况。
3.2.5.林政管理系统
林政管理系统是应用GIS技术，将下达采伐限额指标与图形数据相结合，借助GIS分析其相关的地理属性之间的相互关系，从而分析采伐量决策在空间上的合理性，分析采伐进程和空间配置方案与保护生物多样性的影响。
包括采伐小班上图、采伐量决策分析、生物多样性影响分析。
采伐小班上图：
是将采伐预定量落实到空间采伐小班，以展现不同的采伐方式和采伐量在空间分析情况。
采伐量决策分析：
借助GIS，分析采伐量与地理属性之间的相互关系，从而分析采伐量决策在空间上的合理性。
生物多样性影响分析：
根据采伐进程情况以及空间配置方案，分析对保护生物多样性的影响。
3.2.6.OA办公自动化系统
OA办公自动化系统包括公文传输、动态报表、政策法规管理和视频会议等几部分内容。
公文传输：
根据公文签发流程，进行公文传输，实现无纸化办公。
政策法规管理：
提供林业法规政策等专题材料汇编功能，包括政策法规的录入、修改、查询与删除。
动态报表：
包括报表设计和报表输出两部分内容。
报表设计可以根据工作需要设计报表；报表输出可自动将各区（市）填报的信息汇总，以报表形式输出。
视频会议：
参加视频会议的人员，可以通过视频会议发表意见，实现多方同时通信的效果。
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