GIS林地管理系统.docx
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GIS林地管理系统
GIS林地管理系统
1引言
1.1项目背景及编写目的
从地理位置上看，湖北省是中国的中心腹地，荆门则是湖北的腹地，是中部之中。
这座位于版图中心的城市，如今正步伐稳健地走在现代林业建设、绿色发展的路上，为荆门人民建设一座“半城青山半城楼”的生态宜居城市。
围绕发展现代林业、建设生态荆门，打造生态大市、产业强市的战略。
在利益方面，荆门市林业局提出发展绿色能源、有机食品、休闲旅游等林业产业，重点建设东宝国家森工科技产业园、京山木本粮油和生物质能源循环产业园、钟祥绿色饮品产业园、沙洋林纸一体化产业、掇刀花卉科技产业园和屈家岭梅花鹿产业园等六大林业产业园区，初步形成“一块板、绿色饮品，绿色能源、生态游”四大产业，培育出省级林业产业化龙头企业12家。
充分发挥林改后群众发展林业的积极性，积极引导农民大力发展林业产业，建设林业产业基地。
全市建成速丰林基地190万亩、高效经济林基地170万亩、花卉苗木基地20万亩。
同时，突出抓好以林下经济、中幼林抚育等为主要内容的森林经营工作，重点推广林茶、林菜、林菌、林花、林粮、林草、林禽、林畜、林渔、林药等十大复合生态种养模式。
不断延长林业产业链条，从卖原材料向卖深加工产品转变。
荆门市计划到2015年，全市森林面积达到43.33万公顷，活立木蓄积量达到2000万立方米，森林覆盖率达到40%，城市建成区绿化覆盖率达到48%，林业总产值达到120亿元，初步建立比较稳定的林业生态体系、比较发达的林业产业体系、比较先进的生态文化体系、比较高效的林业保障体系，形成现代林业体系框架。
然而林业具有用地广阔、生产周期长,其所涉及的森林系统结构复杂,森林资源附于地表等特点。
而85%以上的森林管理决策与其空间位置有关,如果采用传统方法制定管理决策,缺乏直观性和决策过程的可视化,给经营管理带来许多困难，同时在一定程度上会阻碍林业规划的发展进程。
林业的发展要结合现代科技的产物，从而能够快速的实现林业的发展，达到所规划的目标，而GIS能快速准确地获取多种组合形式的林业资源统计数据,清晰直观地表现数据之间的联系和发展趋势,实现数据可视化以及空间地理分析与实际应用的集成。
以满足森林资源管理和领导决策的需求,进而可以利用GIS对林业资源质和量的变化进行动态监测与规划;解决林业上长期以来经营粗放、信息技术落后的问题,促进林业的经营管理走上可持续发展道路。
1.2相关术语定义
GIS是GeographicalInformationSystem的缩写，即地理信息系统。
是20世纪60年代发展起来的一门新兴学科，随着计算机技术、空间技术、无线电传输等技术的快速发展，GIS技术近年来发展十分迅速，已成为国内外研究的热点。
地理信息系统是介于信息科学、空间科学和地球科学之间的交叉学科与新技术学科，对空间信息的管理与分析是它的优势所在，它是一种兼容、存储、管理、分析、显示与应用地理信息的计算机系统，是分析和处理海量数据的通用技术。
地理信息系统是以地理空间数据为基础，在计算机软硬件的支持下，对空间相关数据进行采集、管理、操作、模拟、分析和显示，并采用地理模型分析方法，适时提供多种空间和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务而建立起来的计算机技术系统。
地理信息系统是空间数据的管理系统，是空间数据和属性数据的综合体，其主要有以下特征：
①空间定位特征：
②多维结构特征③明显的时序特征
地理信息系统大致可以分为3大类：
①专题信息系统．它是具有优先目标和专业特点的地理信息系统，如水资源管理信息系统，矿产资源信息系统，水土流失信息系统等．②区域信息系统，主要以区域综合研究和全面的信息服务为目标，按区域范围大小可有不同的规模，如加拿大国家地理信息系统、中国黄河流域信息系统等．③地理信息系统工具库，它是一组有图形图像数字化、存储管理、查询检索、分析运算和多种输出等地理信息系统基本功能的软件包．地理信息系统的任务，就是对地球表层人文经济、自然资源及
环境等多种信息进行综合分析与管理．
“3S技术”就是GIS（地理信息系统）,RS（遥感）和GPS（全球定位系统）三种技术的有效结合，GIS根据从遥感和GPS途径中获得的数据实现管理、分析、显示以及回答用户所提出的问题的一种结合技术。
1.3参考资料
（1）摘自《湖北省荆门市现代林业发展纪实》
（2）摘自《地理信息系统》吴信才编著；
（3）摘自《林业资源地理信息系统》
（4）摘自《遥感概论》
2GIS项目概述
2.1GIS项目目标
建立一个基于GIS的林地管理系统，针对于林业这个产业的特殊性，建立以林地资源利用管理，林火监测与预防，病虫鼠害为一体的GIS林地管理系统，除了解决了一般管理系统乏直观性和决策过程可视化的缺陷，从而更好的，有效的管理林地。
为林业的决策，资源的查询，再现以及防护做出及时的应对措施。
2.2GIS项目内容
GIS林地管理系统除了实现GIS查询，可视化分析，叠置分析外，还提供了林火扑救辅助决策，从而较大程度的提高了灭火的效率，大大程度上减少造成的经济损失。
而该系统的另一大功能——病虫鼠害的综合防治，结合了生物地理统计学进行空间分布空间相关分布，害虫发生动态的时空模拟和大尺度数据库管理实现对森林病害、虫害、鼠害发生规律、分布状况及控制程度动态监测及跟踪管理,。
2.2现行系统的调查报告
近10多年来，我国林业GIS的研究取得了较大的发展，一些重大的研究项目相继问世，并用于指导林业的生产；而另一方面上，随着国内整体文化素质的提高，越来越多的人对计算机都有这初步的了解，并且能够操作Office。
而在林业局内大多数的工作人员都接受过相对于较高的教育，所以，将GIS应用到林业不会造成难以推广的尴尬境地，同时这样也会提高工作人员的劳动效率和质量。
3GIS数据描述
3.1GIS数据分析（静态，动态）
为了实现林地资源的有效管理和对其实行实时的监测，系统将会用到如下的数据：
数据类型
数据来源
数据内容
数据运用功能领域
空间基础数据
地形图，遥感数据
行政区划，交通数据，水洗数据等
实现林地的基本信息的管理与分析
林地基础数据
地图，影像地图
林地数据，林地设施数据
防火专题数据
分析，查询资料，气象数据等
观察点分布图，救火资源分布图，火点（区）分布图等
实现林地火情的实时监测以及防护
病虫鼠害相关数据
文档资料
常见病虫的生活特性（条件）
实现病虫鼠害的监测和防护
元数据
文档资料
以上数据的文字描述
3.2GIS数据流图
林地的资源基础信息管理：
林地数据，图像收集，整理
GPS和遥感图像
数字化，编辑以及校正
正
根据林地的特点进行数据的分类
存入到空间数据库中
扫描
林地资源的利用，规划管理：
空间数据库中的图层资料
各图层的叠置分析，缓冲分析，重分类等
实现林地资源的利用与规划
其他的图层（行政，交通）信息
防火监测以及防护：
火点分布图
火点分布图找出观测点
救火资源的分布图
决策并通过局域网报警实现防护
火点发生地
病虫鼠害的监测与预防
林地常见鼠害的习性数据
遥感的采样分析
关于林地鼠害的特有数据库
人员的派遣，财务的预算
病虫的监测及防治
3.3GIS数据库的描述
SQLServer数据库 SQLServer数据库是一个后台数据库管理系统,它功能强大,操作简便,具有很高的安全性,可以实现客户机P服务器构架,开发地市林业地理信息系统时,
可以考虑。
Oracle数据库 Oracle数据库是当今最优秀的收集和组织信息的软件,它整合、管理、使用、共享和保护信息数据,同时提供高可靠性、高性能、可伸缩性、可用性和安全性,属于大型数据库。
但是,Oracle数据库的管理、维护、访问、操作等难度较大,需要专门编程才能实现,而且购买Oracle数据库的成本较高（10万元左右）。
建设省级林业地理信息系统时,优先采用。
3.4参考资料
（1）基于GIS和RS的森林火险预测研究作者：
黄作维刘峰
（2）基于GIS的森林病虫害防治系统的设计与实现作者：
杨毅张珍萌等
4GIS功能需求
4.1功能划分
这套GIS林地管理系统主要是由以下的几个板块来实现系统的功能的：
（1）林地资源基础信息的管理：
输入，显示，查询，更新
（2）林地的利用与规划管理：
分析，评定，决策
（３）林地病虫鼠害的监测与防治：
监测，报警，采取措施
（４）林地火灾的监测与防治：
监测，报警，采取措施
4.2功能描述
（１）林地资源基础信息的管理
展示功能：
将实现一般地图所有的功能，包括信息的展示以及相邻地区的拓扑关系的呈现，GIS在展示方面能实现林地的三维展示，更直观，更有效的提供信息。
放大功能：
点击放大按钮，在地图窗口中拉出一个矩形框，则地图窗口
将会放大到矩形框所示的范围内，在导航图上可以看到在全图范围内当
前窗口所在的位置。
对于一些信息非常丰富的图层，可以控制窗口放大
到一定比例尺时才显示。
缩小功能：
点击缩小按钮，地图窗口将会缩小，在导航图上可以看到在
全图范围内当前窗口所在的位置。
对于一些信息非常丰富的图层，可以
控制窗口缩小到一定比例尺时隐藏（变为不可见图层）。
平移功能：
有两种平移地图的方式，一种是地图漫游，即可以拖动地图，
直至到达地图的边缘；另一种是点击上、下、左、右按钮，可以小幅度
地向按钮所示方向移动地图。
全图功能：
当地图窗口放大或者缩小时，利用该按钮提供的功能可以将
地图窗口恢复到原始的尺寸。
测距功能：
在地图上任选两点，可以测量出两点之间的距离。
对于需要
连续测量的，可以将前次测量的结果进行累加，并且可以动态显示当前
鼠标所在位置与最后选择的一个点的距离，实现最小距离的计算从而达到决策目的。
面积量算：
在地图上用鼠标点击多次，最后形成一个多边形，系统可自
动量算出多边形面积，并可换算成平方公里和亩。
该功能对于测算火灾过火面积、受害面积等功能具有非常实用的价值。
专题地图展示：
根据林地的特性可以实现专题地图的制作，比如某种植被分布的地图，多幅专题地图可以更好的实现图层的叠置分析等等从而对相应的问题做出相应的回答。
（２）林地的利用与规划管理：
添加、编辑、删除林地，行政等图层；
添加、编辑、删除林地，行政等图层；
林地开发的选址功能：
根据选址的要求将不同的图层进行重分类，叠置分析等
（３）林地病虫鼠害的监测与防治：
添加、编辑、删除病虫害鼠害图形;
添加、编辑、删除病虫害鼠害属性;
不同病虫害分类的查询；
病虫害分布形成图;
病虫害调查路线设计:
根据地形图、遥感图以及其他环境特征设计调查路线:
病虫害预测防治:
根据病虫害档案数据，按照防治后的病情进行分级，动态，生成病虫害防治情况图，同时对防治工作的人、财、物进行管理，通常情况下是以历年的，病虫害发生情况为基础，结合林地的基本情况，生成某种病虫害下一年发生，及轻重情况的预测图;
灾害评估:
在已有病虫害发生范围和发生程度的基础上，根据一定的评估判别标准进行评估，分别计算损失情况;
数据报表:
可快捷生成查询各种基本报表:
如发生表、防治表、检疫表等。
（４）林地火灾的监测与防治：
添加、编辑、删除林火图;
添加、编辑、删除林火图属性;
林火定位:
对森林火灾的发生位置进行定位，可以直接报告经纬度的数据或大地坐标数据在系统地图上将林火定位，并将其他相关的数据显示给指挥者;
距离分析:
根据火点位置，查询离最近的救火资源（水源）、监控点、公路信息，为林火扑救提供信息决策支持;
地形分析:
根据火点图层与地形图采用点线面的缓冲区分析，结合当地风向的信息、等高线、DEM叠加，直观显示火点地形情况，支持林火扑救、林火预防、人员疏散撤离等决策;
林火预报:
根据气象站观测数据、地形地貌、林班分布等综合分析火险等级;火灾估算:
对过火面积、蓄积损失、经济损失，以及在扑火过程中的各种经济投入快速并准确地统计计算。
5GIS性能需求
5.1数据精确度
数据类型
数据来源
数据内容
数据精度
空间基础数据
地形图，遥感数据
行政区划，交通数据，水洗数据等
高
林地基础数据
地图，影像地图
林地数据，林地设施数据
高
防火专题数据
分析，查询资料，气象数据等
观察点分布图，救火资源分布图，火点（区）分布图等
一般
病虫鼠害相关数据
文档资料
常见病虫的生活特性（条件）
一般
元数据
文档资料
以上数据的文字描述
5.2时间特性
（1）响应时间：
每次的操作尽量低于5秒
（2）更新处理时间：
对于林业来说，为了实现林业火情以及病虫鼠害的实时监测，这需要实时的对数据进行更新。
（3）数据转换时间：
数据转换时根据网络传输速度而定的，为了保证数据传输的时间，则尽可能的把传输的文件做到最小。
5.3适应性
（1）荆门市林地防火指挥系统作为一个市级系统，应起到上联下通的信息中枢的作用。
对下实现与各乡镇的业务管理和数据共享；对上实现地市、省厅和国
家局的报表上传和数据共享。
（2）从数字林业的基础信息来说，应该是“空间数据统一提供”，构成“多网、
多站、多系统”的公众和管理用数字信息服务平台，从应用和研究角度来说，数据信息还要按照年代划分，保证历史信息的提供，也是多站服务的必须。
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