GIS林地管理系統(tǒng)

1、基于 GIS 的林地管理信息系統(tǒng)需求分析報(bào)告班 級(jí)： * * * 學(xué)生姓名： * * *號(hào)： 期:目錄1 引言 11.1 項(xiàng)目背景及編寫目的. 11.2 相關(guān)術(shù)語定義 . 11.3 參考資料 . 22 GIS 項(xiàng)目概述 22.1 GIS 項(xiàng)目目標(biāo) 22.2 GIS 項(xiàng)目內(nèi)容 22.2 現(xiàn)行系統(tǒng)的調(diào)查報(bào)告. 23 GIS 數(shù)據(jù)描述 33.1 GIS 數(shù)據(jù)分析（靜態(tài)，動(dòng)態(tài)） 33.2 GIS 數(shù)據(jù)流圖 33.3 GIS 數(shù)據(jù)庫的描述 43.4 參考資料 . 54 GIS 功能需求 54.1 功能劃分 . 54.2 功能描述 . 55 GIS 性能需求 65.1 數(shù)據(jù)精確度 . 65.2 時(shí)間特性

2、. 75.3 適應(yīng)性 . 71 引言1.1 項(xiàng)目背景及編寫目的從地理位置上看，湖北省是中國的中心腹地，荊門則是湖北的腹地，是中部之中。這座 位于版圖中心的城市， 如今正步伐穩(wěn)健地走在現(xiàn)代林業(yè)建設(shè)、 綠色發(fā)展的路上， 為荊門人民 建設(shè)一座“半城青山半城樓”的生態(tài)宜居城市。 圍繞發(fā)展現(xiàn)代林業(yè)、 建設(shè)生態(tài)荊門， 打造生 態(tài)大市、產(chǎn)業(yè)強(qiáng)市的戰(zhàn)略。在利益方面，荊門市林業(yè)局提出發(fā)展綠色能源、有機(jī)食品、休閑 旅游等林業(yè)產(chǎn)業(yè)， 重點(diǎn)建設(shè)東寶國家森工科技產(chǎn)業(yè)園、 京山木本糧油和生物質(zhì)能源循環(huán)產(chǎn)業(yè) 園、 鐘祥綠色飲品產(chǎn)業(yè)園、 沙洋林紙一體化產(chǎn)業(yè)、 掇刀花卉科技產(chǎn)業(yè)園和屈家?guī)X梅花鹿產(chǎn)業(yè) 園等六大林業(yè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)，初步形

3、成“一塊板、綠色飲品，綠色能源、生態(tài)游”四大產(chǎn)業(yè)，培 育出省級(jí)林業(yè)產(chǎn)業(yè)化龍頭企業(yè) 12 家。充分發(fā)揮林改后群眾發(fā)展林業(yè)的積極性，積極引導(dǎo)農(nóng) 民大力發(fā)展林業(yè)產(chǎn)業(yè)， 建設(shè)林業(yè)產(chǎn)業(yè)基地。 全市建成速豐林基地 190 萬畝、 高效經(jīng)濟(jì)林基地 170 萬畝、花卉苗木基地 20 萬畝。同時(shí)，突出抓好以林下經(jīng)濟(jì)、中幼林撫育等為主要內(nèi)容 的森林經(jīng)營工作，重點(diǎn)推廣林茶、林菜、林菌、林花、林糧、林草、林禽、林畜、林漁、林 藥等十大復(fù)合生態(tài)種養(yǎng)模式。 不斷延長林業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈條， 從賣原材料向賣深加工產(chǎn)品轉(zhuǎn)變。 荊 門市計(jì)劃到 2015 年，全市森林面積達(dá)到 43.33 萬公頃，活立木蓄積量達(dá)到 2000 萬立方米， 森

4、林覆蓋率達(dá)到 40%，城市建成區(qū)綠化覆蓋率達(dá)到 48%，林業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到 120 億元，初步建 立比較穩(wěn)定的林業(yè)生態(tài)體系、 比較發(fā)達(dá)的林業(yè)產(chǎn)業(yè)體系、 比較先進(jìn)的生態(tài)文化體系、 比較高 效的林業(yè)保障體系，形成現(xiàn)代林業(yè)體系框架。然而林業(yè)具有用地廣闊、 生產(chǎn)周期長 , 其所涉及的森林系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜 , 森林資源附于地 表等特點(diǎn)。 而 85%以上的森林管理決策與其空間位置有關(guān), 如果采用傳統(tǒng)方法制定管理決策缺乏直觀性和決策過程的可視化 , 給經(jīng)營管理帶來許多困難， 同時(shí)在一定程度上會(huì)阻礙林業(yè) 規(guī)劃的發(fā)展進(jìn)程。 林業(yè)的發(fā)展要結(jié)合現(xiàn)代科技的產(chǎn)物， 從而能夠快速的實(shí)現(xiàn)林業(yè)的發(fā)展， 達(dá) 到所規(guī)劃的目標(biāo)， 而 GI

5、S 能快速準(zhǔn)確地獲取多種組合形式的林業(yè)資源統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù) , 清晰直觀地 表現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系和發(fā)展趨勢 , 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化以及空間地理分析與實(shí)際應(yīng)用的集成。 以 滿足森林資源管理和領(lǐng)導(dǎo)決策的需求 , 進(jìn)而可以利用 GIS 對(duì)林業(yè)資源質(zhì)和量的變化進(jìn)行動(dòng) 態(tài)監(jiān)測與規(guī)劃 ; 解決林業(yè)上長期以來經(jīng)營粗放、 信息技術(shù)落后的問題 , 促進(jìn)林業(yè)的經(jīng)營管理 走上可持續(xù)發(fā)展道路。1.2 相關(guān)術(shù)語定義GIS 是 Geographical Information System 的縮寫， 即地理信息系統(tǒng)。是 20 世紀(jì) 60 年代發(fā)展起來的一門新興學(xué)科， 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、 空間技術(shù)、 無線電傳輸?shù)燃夹g(shù)的快速發(fā)展， GIS

6、技術(shù)近年來發(fā)展十分迅速，已成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。地理信息系統(tǒng)是介于信息科學(xué)、 空間科學(xué)和地球科學(xué)之間的交叉學(xué)科與新技術(shù)學(xué)科， 對(duì)空間信息的管理與分析是它的優(yōu)勢所 在，它是一種兼容、存儲(chǔ)、管理、分析、顯示與應(yīng)用地理信息的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是分析和處理 海量數(shù)據(jù)的通用技術(shù)。地理信息系統(tǒng)是以地理空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在計(jì)算機(jī)軟硬件的支持下， 對(duì)空間相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、管理、操作、模擬、分析和顯示，并采用地理模型分析方法，適 時(shí)提供多種空間和動(dòng)態(tài)的地理信息， 為地理研究和地理決策服務(wù)而建立起來的計(jì)算機(jī)技術(shù)系 統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)是空間數(shù)據(jù)的管理系統(tǒng)， 是空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的綜合體， 其主要有以下 特征：空間定位特征：多

7、維結(jié)構(gòu)特征明顯的時(shí)序特征地理信息系統(tǒng)大致可以分為 3大類：專題信息系統(tǒng).它是具有優(yōu)先目標(biāo)和專業(yè)特點(diǎn) 的地理信息系統(tǒng)，如水資源管理信息系統(tǒng)，礦產(chǎn)資源信息系統(tǒng)，水土流失信息系統(tǒng)等.區(qū) 域信息系統(tǒng)， 主要以區(qū)域綜合研究和全面的信息服務(wù)為目標(biāo)， 按區(qū)域范圍大小可有不同的規(guī) 模，如加拿大國家地理信息系統(tǒng)、中國黃河流域信息系統(tǒng)等地理信息系統(tǒng)工具庫，它是 一組有圖形圖像數(shù)字化、 存儲(chǔ)管理、 查詢檢索、 分析運(yùn)算和多種輸出等地理信息系統(tǒng)基本功 能的軟件包.地理信息系統(tǒng)的任務(wù)，就是對(duì)地球表層人文經(jīng)濟(jì)、自然資源及 環(huán)境等多種信息進(jìn)行綜合分析與管理.“ 3S技術(shù)”就是 GIS （地理信息系統(tǒng)），RS （遙感）和 G

8、PS（全球定位系統(tǒng)）三種技術(shù) 的有效結(jié)合，GIS根據(jù)從遙感和GPS途徑中獲得的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)管理、分析、顯示以及回答用戶 所提出的問題的一種結(jié)合技術(shù)。1.3 參考資料1）摘自湖北省荊門市現(xiàn)代林業(yè)發(fā)展紀(jì)實(shí)2） 摘自地理信息系統(tǒng)吳信才 編著；3）摘自林業(yè)資源地理信息系統(tǒng)4）摘自遙感概論2 GIS 項(xiàng)目概述2.1 GIS 項(xiàng)目目標(biāo)建立一個(gè)基于GIS的林地管理系統(tǒng)，針對(duì)于林業(yè)這個(gè)產(chǎn)業(yè)的特殊性，建立以林地資源利 用管理，林火監(jiān)測與預(yù)防，病蟲鼠害為一體的 GIS林地管理系統(tǒng)，除了解決了一般管理系統(tǒng) 乏直觀性和決策過程可視化的缺陷，從而更好的，有效的管理林地。為林業(yè)的決策，資源的 查詢，再現(xiàn)以及防護(hù)做出及時(shí)的應(yīng)對(duì)

9、措施。2.2 GIS 項(xiàng)目內(nèi)容GIS林地管理系統(tǒng)除了實(shí)現(xiàn) GIS查詢，可視化分析，疊置分析外，還提供了林火撲救輔助 決策， 從而較大程度的提高了滅火的效率， 大大程度上減少造成的經(jīng)濟(jì)損失。 而該系統(tǒng)的另 一大功能病蟲鼠害的綜合防治， 結(jié)合了生物地理統(tǒng)計(jì)學(xué)進(jìn)行空間分布空間相關(guān)分布，害蟲發(fā)生動(dòng)態(tài)的時(shí)空模擬和大尺度數(shù)據(jù)庫管理實(shí)現(xiàn)對(duì)森林病害、蟲害、 鼠害發(fā)生規(guī)律、 分布狀況及控制程度動(dòng)態(tài)監(jiān)測及跟蹤管理 ， 。2.2 現(xiàn)行系統(tǒng)的調(diào)查報(bào)告近10多年來，我國林業(yè)GIS的研究取得了較大的發(fā)展， 一些重大的研究項(xiàng)目相繼問世， 并用于指導(dǎo)林業(yè)的生產(chǎn)； 而另一方面上， 隨著國內(nèi)整體文化素質(zhì)的提高， 越來越多的人對(duì)計(jì)

10、算機(jī)都有這初步的了解，并且能夠操作Ofice。而在林業(yè)局內(nèi)大多數(shù)的工作人員都接受過相對(duì)于較高的教育，所以，將GIS應(yīng)用到林業(yè)不會(huì)造成難以推廣的尷尬境地，同時(shí)這樣也會(huì)提高工作人員的勞動(dòng)效率和質(zhì)量。3 GIS數(shù)據(jù)描述3.1 GIS數(shù)據(jù)分析（靜態(tài)，動(dòng)態(tài)）為了實(shí)現(xiàn)林地資源的有效管理和對(duì)其實(shí)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測，系統(tǒng)將會(huì)用到如下的數(shù)據(jù):數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)來源數(shù)據(jù)內(nèi)容數(shù)據(jù)運(yùn)用功能領(lǐng)域空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)地形圖，遙感數(shù)據(jù)行政區(qū)劃，交通數(shù)據(jù)， 水洗數(shù)據(jù)等實(shí)現(xiàn)林地的基本信息的管理與分析林地基礎(chǔ)數(shù)據(jù)地圖，影像地圖林地?cái)?shù)據(jù)，林地設(shè)施數(shù)據(jù)防火專題數(shù)據(jù)分析，查詢資料，氣 象數(shù)據(jù)等觀察點(diǎn)分布圖，救火 資源分布圖，火點(diǎn)（區(qū)）分布圖等實(shí)現(xiàn)林地火情

11、的實(shí)時(shí)監(jiān)測以及防護(hù)病蟲鼠害相關(guān)數(shù)據(jù)文檔資料常見病蟲的生活特性（條件）實(shí)現(xiàn)病蟲鼠害的監(jiān)測和防護(hù)元數(shù)據(jù)文檔資料以上數(shù)據(jù)的文字描述3.2 GIS數(shù)據(jù)流圖林地的資源基礎(chǔ)信息管理:林地資源的利用，規(guī)劃管理:3.3 GIS數(shù)據(jù)庫的描述SQL Server數(shù)據(jù)庫 SQL Server數(shù)據(jù)庫是一個(gè)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，它功能強(qiáng)大，操作簡便,具有很高的安全性，可以實(shí)現(xiàn)客戶機(jī)P服務(wù)器構(gòu)架，開發(fā)地市林業(yè)地理信息系統(tǒng)時(shí)， 可以考慮。Oracle數(shù)據(jù)庫 Oracle數(shù)據(jù)庫是當(dāng)今最優(yōu)秀的收集和組織信息的軟件，它整合、管理、使用、共享和保護(hù)信息數(shù)據(jù)，同時(shí)提供高可靠性、高性能、可伸縮性、可用性和安全性 ，屬于 大型數(shù)據(jù)庫。但是

12、Oracle 數(shù)據(jù)庫的管理、維護(hù)、訪問、操作等難度較大，需要專門編程才能實(shí)現(xiàn)，而且購買Oracle數(shù)據(jù)庫的成本較高（10萬元左右）。建設(shè)省級(jí)林業(yè)地理信息系統(tǒng)時(shí)優(yōu)先采用。3.4 參考資料（ 1）基于 GIS 和 RS 的森林火險(xiǎn)預(yù)測研究作者：黃作維 劉峰（ 2）基于 GIS 的森林病蟲害防治系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)作者：楊毅 張珍萌等4 GIS 功能需求4.1 功能劃分這套 GIS 林地管理系統(tǒng)主要是由以下的幾個(gè)板塊來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能的：（1）林地資源基礎(chǔ)信息的管理：輸入，顯示，查詢，更新（2）林地的利用與規(guī)劃管理：分析，評(píng)定，決策（3）林地病蟲鼠害的監(jiān)測與防治：監(jiān)測，報(bào)警，采取措施（4）林地火災(zāi)的監(jiān)測與

13、防治：監(jiān)測，報(bào)警，采取措施4.2 功能描述（1）林地資源基礎(chǔ)信息的管理展示功能： 將實(shí)現(xiàn)一般地圖所有的功能， 包括信息的展示以及相鄰地區(qū)的拓?fù)潢P(guān)系 的呈現(xiàn)，GIS在展示方面能實(shí)現(xiàn)林地的三維展示，更直觀，更有效的提供信息。放大功能：點(diǎn)擊放大按鈕，在地圖窗口中拉出一個(gè)矩形框，則地圖窗口 將會(huì)放大到矩形框所示的范圍內(nèi)，在導(dǎo)航圖上可以看到在全圖范圍內(nèi)當(dāng) 前窗口所在的位置。對(duì)于一些信息非常豐富的圖層，可以控制窗口放大 到一定比例尺時(shí)才顯示。縮小功能：點(diǎn)擊縮小按鈕，地圖窗口將會(huì)縮小，在導(dǎo)航圖上可以看到在 全圖范圍內(nèi)當(dāng)前窗口所在的位置。對(duì)于一些信息非常豐富的圖層，可以 控制窗口縮小到一定比例尺時(shí)隱藏（變?yōu)椴?/p>

14、可見圖層） 。平移功能：有兩種平移地圖的方式，一種是地圖漫游，即可以拖動(dòng)地圖， 直至到達(dá)地圖的邊緣；另一種是點(diǎn)擊上、下、左、右按鈕，可以小幅度 地向按鈕所示方向移動(dòng)地圖。全圖功能：當(dāng)?shù)貓D窗口放大或者縮小時(shí)，利用該按鈕提供的功能可以將 地圖窗口恢復(fù)到原始的尺寸。測距功能：在地圖上任選兩點(diǎn)，可以測量出兩點(diǎn)之間的距離。對(duì)于需要 連續(xù)測量的，可以將前次測量的結(jié)果進(jìn)行累加，并且可以動(dòng)態(tài)顯示當(dāng)前 鼠標(biāo)所在位置與最后選擇的一個(gè)點(diǎn)的距離，實(shí)現(xiàn)最小距離的計(jì)算從而達(dá)到?jīng)Q策目的。面積量算：在地圖上用鼠標(biāo)點(diǎn)擊多次，最后形成一個(gè)多邊形，系統(tǒng)可自 動(dòng)量算出多邊形面積， 并可換算成平方公里和畝。 該功能對(duì)于測算火災(zāi)過火面積

15、、 受害面積 等功能具有非常實(shí)用的價(jià)值。專題地圖展示：根據(jù)林地的特性可以實(shí)現(xiàn)專題地圖的制作，比如某種植被分布的地 圖，多幅專題地圖可以更好的實(shí)現(xiàn)圖層的疊置分析等等從而對(duì)相應(yīng)的問題做出相應(yīng)的回答。(2) 林地的利用與規(guī)劃管理：添加、編輯、刪除林地，行政等圖層；添加、編輯、刪除林地，行政等圖層；林地開發(fā)的選址功能：根據(jù)選址的要求將不同的圖層進(jìn)行重分類，疊置分析等(3) 林地病蟲鼠害的監(jiān)測與防治：添加、編輯、刪除病蟲害鼠害圖形；添加、編輯、刪除病蟲害鼠害屬性；不同病蟲害分類的查詢；病蟲害分布形成圖；病蟲害調(diào)查路線設(shè)計(jì)：根據(jù)地形圖、遙感圖以及其他環(huán)境特征設(shè)計(jì)調(diào)查路線：病蟲害預(yù)測防治：根據(jù)病蟲害檔案數(shù)據(jù)

16、， 按照防治后的病情進(jìn)行分級(jí)，動(dòng)態(tài)，生成病蟲害防治情況圖，同時(shí)對(duì)防治工作的人、財(cái)、物進(jìn)行管理，通常情況下是以歷年的，病蟲害 發(fā)生情況為基礎(chǔ)，結(jié)合林地的基本情況，生成某種病蟲害下一年發(fā)生，及輕重情況的預(yù)測圖； 災(zāi)害評(píng)估：在已有病蟲害發(fā)生范圍和發(fā)生程度的基礎(chǔ)上，根據(jù)一定的評(píng)估判別標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)估，分別計(jì)算損失情況；數(shù)據(jù)報(bào)表：可快捷生成查詢各種基本報(bào)表 ：如發(fā)生表、防治表、檢疫表等。(4) 林地火災(zāi)的監(jiān)測與防治：添加、編輯、刪除林火圖；添加、編輯、刪除林火圖屬性 ；林火定位：對(duì)森林火災(zāi)的發(fā)生位置進(jìn)行定位，可以直接報(bào)告經(jīng)緯度的數(shù)據(jù)或大地坐標(biāo) 數(shù)據(jù)在系統(tǒng)地圖上將林火定位，并將其他相關(guān)的數(shù)據(jù)顯示給指揮者；距離

17、分析：根據(jù)火點(diǎn)位置，查詢離最近的救火資源(水源)、監(jiān)控點(diǎn)、公路信息，為 林火撲救提供信息決策支持 ；地形分析：根據(jù)火點(diǎn)圖層與地形圖采用點(diǎn)線面的緩沖區(qū)分析，結(jié)合當(dāng)?shù)仫L(fēng)向的信息、 等高線、DEM疊加，直觀顯示火點(diǎn)地形情況，支持林火撲救、林火預(yù)防、人員疏散撤離等決 策；林火預(yù)報(bào)：根據(jù)氣象站觀測數(shù)據(jù)、地形地貌、林班分布等綜合分析火險(xiǎn)等級(jí)；火災(zāi)估算:對(duì)過火面積、蓄積損失、經(jīng)濟(jì)損失，以及在撲火過程中的各種經(jīng)濟(jì)投入快速并準(zhǔn)確地統(tǒng) 計(jì)計(jì)算。5 GIS性能需求5.1數(shù)據(jù)精確度數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)來源數(shù)據(jù)內(nèi)容數(shù)據(jù)精度空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)地形圖，遙感數(shù)據(jù)行政區(qū)劃，交通數(shù)據(jù)， 水洗數(shù)據(jù)等高林地基礎(chǔ)數(shù)據(jù)地圖，影像地圖林地?cái)?shù)據(jù)，林地設(shè)施數(shù)據(jù)高防火專題數(shù)據(jù)分析，查詢資料，氣 象數(shù)據(jù)等觀察點(diǎn)分布圖，救火 資源分布圖，火點(diǎn)(區(qū))分布圖等一般病蟲鼠害相關(guān)數(shù)據(jù)文檔資料常見病蟲的生活特性(條件)一般元數(shù)據(jù)文檔資料以上數(shù)據(jù)的文字描述5.2時(shí)間特性(1) 響應(yīng)時(shí)間：每次的操作盡量低于5秒(2) 更新處理時(shí)間：對(duì)于林業(yè)來說，為了實(shí)現(xiàn)林業(yè)火情以及病蟲