“數(shù)字林業(yè)”信息化建設(shè)簡述

1、“數(shù)字林業(yè)”信息化建設(shè)概述1 概念1998年1月美國前副總統(tǒng)戈?duì)柼岢觥皵?shù)字地球”的概念以后，國外對此都做出了積極的響應(yīng)。專家們針對我國的情況又具體地提出了“數(shù)字中國”、“數(shù)字海洋”、“數(shù)字城市”以與“數(shù)字林業(yè)”等相關(guān)概念。1.1 “數(shù)字林業(yè)”的定義國家林業(yè)局在關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)林業(yè)科技的決定中提出，要全面建設(shè)林業(yè)科技創(chuàng)新體系，大力實(shí)施六項(xiàng)林業(yè)科學(xué)技術(shù)工程（即：集中力量組織實(shí)施生態(tài)建設(shè)與生態(tài)安全、林業(yè)生物技術(shù)與良種培育、森林生物種質(zhì)資源保護(hù)與利用、林業(yè)生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展、數(shù)字林業(yè)、林業(yè)創(chuàng)新能力建設(shè)）。這六個(gè)科技工程中，其中一項(xiàng)是數(shù)字林業(yè)科技工程?！皵?shù)字林業(yè)”是在“數(shù)字化”理念的基礎(chǔ)上于2001 年由國家林

2、業(yè)局提出的，其概念被明確為“系統(tǒng)地獲取、融合、分析和應(yīng)用數(shù)字信息來支持可持續(xù)森林經(jīng)營管理的科學(xué)、技術(shù)和藝術(shù)”。1.2 “數(shù)字林業(yè)”的涵“數(shù)字林業(yè)”主要有三方面的涵義，一是基于3S（遙感RS、地理信息系統(tǒng)GIS、全球定位系統(tǒng)GPS）技術(shù)的林業(yè)信息數(shù)字化；二是對這些數(shù)字信息的儲存、處理、傳輸和應(yīng)用；三就是林業(yè)部門政務(wù)信息化的實(shí)現(xiàn)。2 “數(shù)字林業(yè)”總體框架依據(jù)2008年國家林業(yè)局頒布的全國林業(yè)信息化建設(shè)綱要（修訂稿（2008-2020年）的容描述，提出全國林業(yè)信息化建設(shè)、外網(wǎng)都采用“四橫兩縱”的總體框架結(jié)構(gòu)，“四橫”為基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用支撐和應(yīng)用系統(tǒng)，“兩縱”為支撐“四橫”的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)體系、安全與綜

3、合管理體系，如下圖：2.1 框架說明(1) 外網(wǎng)：通過門戶實(shí)現(xiàn)容管理、容展示，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化界面；(2) 應(yīng)用系統(tǒng)：是實(shí)現(xiàn)各種服務(wù)的關(guān)鍵，分為應(yīng)用服務(wù)和業(yè)務(wù)應(yīng)用兩個(gè)部分；(3) 應(yīng)用支撐：是實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)各種服務(wù)功能的技術(shù)關(guān)鍵，為應(yīng)用系統(tǒng)之間無縫集成提供信息交換服務(wù)和業(yè)務(wù)協(xié)同支持；(4) 數(shù)據(jù)庫：是實(shí)現(xiàn)各種服務(wù)的數(shù)據(jù)依據(jù)和來源；(5) 基礎(chǔ)設(shè)施：是實(shí)現(xiàn)資源共享、政務(wù)協(xié)同、輔助決策和公共服務(wù)的物理平臺；(6) 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)體系：主要是為信息資源共享和服務(wù)、政務(wù)協(xié)同等工作提供技術(shù)準(zhǔn)則；(7) 安全與綜合管理體系：主要是通過授權(quán)管理、數(shù)據(jù)等功能提供安全服務(wù)，以與通過信息化組織機(jī)構(gòu)、人才隊(duì)伍、運(yùn)行機(jī)制建設(shè)等提供組

4、織保障。2.2 重點(diǎn)介紹2.2.1 應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)分為應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)和業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)兩個(gè)部分。(1) 應(yīng)用服務(wù)基于目錄體系和交換體系，以信息資源共享服務(wù)、業(yè)務(wù)協(xié)同服務(wù)、輔助決策和公眾應(yīng)用服務(wù)等形式，通過政務(wù)網(wǎng)和政務(wù)外網(wǎng)門戶為各類用戶提供共享服務(wù)。應(yīng)用服務(wù)對象包括各級林業(yè)部門、上級國家機(jī)關(guān)、其他政府部門、企業(yè)、教育和科研部門與社會公眾。(2) 業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)可分為業(yè)務(wù)類、綜合類和公用類三類應(yīng)用系統(tǒng)：業(yè)務(wù)類應(yīng)用系統(tǒng)包括林業(yè)資源監(jiān)管、森林培育經(jīng)營、防災(zāi)減災(zāi)、森林公安、林業(yè)法規(guī)等系統(tǒng)；綜合類應(yīng)用系統(tǒng)包括綜合辦公系統(tǒng)、公文傳輸系統(tǒng)和視頻會議系統(tǒng)等；公用類應(yīng)用系統(tǒng)包括林業(yè)計(jì)劃、財(cái)務(wù)、科技、教育、人事、黨務(wù)、國

5、際交流等系統(tǒng)。建設(shè)重點(diǎn)：(1) 林業(yè)資源監(jiān)管系統(tǒng)：用于森林資源管理、荒漠化土地資源管理、濕地資源管理和生物多樣性資源管理等業(yè)務(wù)；(2) 營造林管理系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)營造林全過程管理，營造林的規(guī)劃、計(jì)劃、作業(yè)設(shè)計(jì)、進(jìn)度控制、檢查驗(yàn)收和統(tǒng)計(jì)上報(bào)等各環(huán)節(jié)實(shí)行一體化管理；(3) 林業(yè)災(zāi)害監(jiān)控和應(yīng)急系統(tǒng)：用于森林防火、有害生物防治、野生動物疫源疫病監(jiān)測、沙塵暴防治等林業(yè)災(zāi)害的管理系統(tǒng)，為林業(yè)災(zāi)害的監(jiān)測、預(yù)警預(yù)報(bào)、應(yīng)急事務(wù)處理、損失評估和災(zāi)后重建等提供支撐；(4) 林業(yè)綜合辦公系統(tǒng)：即：林業(yè)綜合辦公自動化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)行業(yè)各部門間互聯(lián)互通，改善林業(yè)政務(wù)協(xié)同工作環(huán)境，利用外網(wǎng)門戶實(shí)現(xiàn)信息查詢和服務(wù)。2.2.2 應(yīng)用支撐

6、應(yīng)用支撐為應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)、運(yùn)行、協(xié)同提供統(tǒng)一支撐，涉與應(yīng)用所需的資源共享、信息交換、業(yè)務(wù)訪問、業(yè)務(wù)集成、流程控制、安全控制和系統(tǒng)管理等各種基礎(chǔ)性和公共性的支撐服務(wù)，同時(shí)也是應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)、部署和運(yùn)行的技術(shù)環(huán)境，因此應(yīng)用支撐體系具有良好的開放性和擴(kuò)展性，并能夠適應(yīng)業(yè)務(wù)需求的動態(tài)變化。應(yīng)用支撐體系建設(shè)包括如下容：目錄體系與交換體系、業(yè)務(wù)流程管理、林業(yè)數(shù)表模型基礎(chǔ)組件、中間件和常用工具軟件。通過為業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)提供各類基礎(chǔ)模塊和軟件工具，提高系統(tǒng)建設(shè)效率；同時(shí)解決業(yè)務(wù)應(yīng)用之間的互通、互操作等問題。2.2.3 數(shù)據(jù)庫林業(yè)數(shù)據(jù)庫是林業(yè)信息集合。林業(yè)信息資源通過采集、交換、匯集與存儲等手段在國家和地方各級

7、結(jié)點(diǎn)建立各類數(shù)據(jù)庫，這些數(shù)據(jù)庫共同構(gòu)成全國林業(yè)數(shù)據(jù)庫整體。林業(yè)數(shù)據(jù)庫分為：(1) 公共基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫（基礎(chǔ)地理信息、遙感影像等）(2) 林業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫（林地、濕地、沙地和生物多樣性等）(3) 林業(yè)專題數(shù)據(jù)庫（森林培育、生態(tài)工程、防災(zāi)減災(zāi)、綜合辦公、林業(yè)產(chǎn)業(yè)、國有林場、林木種苗和森林公園、林業(yè)執(zhí)法、林業(yè)法規(guī)、科技、人事、教育、黨務(wù)管理、國際交流等）(4) 林業(yè)綜合數(shù)據(jù)庫（根據(jù)綜合管理、決策的需要由基礎(chǔ)、專題數(shù)據(jù)綜合分析所形成的數(shù)據(jù)庫）(5) 林業(yè)信息產(chǎn)品庫（為各類應(yīng)用服務(wù)生成的信息產(chǎn)品）等。在數(shù)據(jù)庫建設(shè)中，規(guī)各級林業(yè)部門的信息資源分類、數(shù)據(jù)庫建設(shè)容，明確數(shù)據(jù)庫更新維護(hù)職責(zé)和應(yīng)用權(quán)限。重點(diǎn)工作：(1)

8、 確定數(shù)據(jù)庫建設(shè)重點(diǎn)；(2) 加強(qiáng)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化改造和整合；(3) 提高信息采集和更新能力；(4) 支撐林業(yè)信息共享和服務(wù)；(5) 提高空間數(shù)據(jù)庫管理能力。通過以上措施，保障各級信息的一致性、完整性和可靠性，有效解決信息訪問的瓶頸和安全問題。3 核心技術(shù)3.1 海量數(shù)據(jù)的分布存儲技術(shù)“數(shù)字林業(yè)”的數(shù)據(jù)包括多比例尺、多分辨率的空間矢量或柵格數(shù)據(jù),多光譜、多角度和多種分辨率的遙感衛(wèi)星影像,實(shí)地測量的地形數(shù)據(jù)和各種普通地圖以與專題圖、圖像照片,數(shù)字、文本、符號等文字符號數(shù)據(jù)和視頻音頻等多媒體數(shù)據(jù)形式，不僅數(shù)據(jù)類型復(fù)雜，而且在大規(guī)模的地域數(shù)字化中，涉與領(lǐng)域眾多，因此數(shù)據(jù)量非常大，為了達(dá)到數(shù)據(jù)的最優(yōu)化管理,

9、采用是分布式數(shù)據(jù)存儲。即：以部門或區(qū)域來劃分結(jié)點(diǎn),在各個(gè)部門的服務(wù)器上安裝子數(shù)據(jù)庫,由中心數(shù)據(jù)庫服務(wù)器來統(tǒng)一管理,這種存儲應(yīng)用恰好滿足了林業(yè)數(shù)據(jù)需按照國家、省級、地區(qū)和縣級的層次來存儲管理的方式；既減少了中心服務(wù)器的負(fù)載量,又有利于林業(yè)數(shù)據(jù)的分流、更新以與安全維護(hù)。3.2 可視化和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可視化技術(shù)是一種將抽象符號轉(zhuǎn)化為幾何圖形的計(jì)算方法,顯示方式主要分為二維和三維兩種?！皵?shù)字林業(yè)”利用三維可視化技術(shù)可以對林地植被進(jìn)行模擬,虛擬演示林地分布情況. 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)例如虛擬防火、虛擬病蟲害、虛擬林木生長等應(yīng)用的實(shí)現(xiàn),也對林業(yè)的管理和決策起著至關(guān)重要的作用。3.3 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)數(shù)據(jù)挖掘是一種信息處

10、理技術(shù),涉與數(shù)據(jù)庫技術(shù)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)、高性能計(jì)算、模式識別、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)可視化、信息檢索、人工智能等多個(gè)學(xué)科。對“數(shù)字林業(yè)”的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,從中挖掘出林業(yè)信息機(jī)理知識,進(jìn)而認(rèn)識森林系統(tǒng)的演化規(guī)律. 建立基于此技術(shù)上的智能化信息平臺,參與森林資源與林業(yè)工程的規(guī)劃、分析與決策。3.4 3S 技術(shù)3S 是遙感技術(shù)(Remote Sensing ,RS) 、全球定位系統(tǒng)(Global Positioning Systems ,GPS) 、地理信息系統(tǒng) (Geography Information Systems ,GIS) 3 種技術(shù)的統(tǒng)稱. 3S 技術(shù)是實(shí)現(xiàn)“數(shù)字林業(yè)”數(shù)據(jù)采集、獲取和分析

11、的重要技術(shù)。4 “數(shù)字林業(yè)”的建設(shè)意義“數(shù)字林業(yè)”的建設(shè)在很大程度上將提高我國林業(yè)的信息化進(jìn)程,提高科學(xué)規(guī)劃、科學(xué)管理和科學(xué)決策的水平. 高效的空間數(shù)據(jù)獲取和處理能力可以幫助國家與時(shí)、全面地了解生態(tài)環(huán)境建設(shè)的整體狀況,進(jìn)行科學(xué)決策,為國家制定生態(tài)環(huán)境宏觀規(guī)劃提供可靠的依據(jù),減少重大生態(tài)建設(shè)工程的盲目性,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,對國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)起促進(jìn)作用。“數(shù)字林業(yè)”技術(shù)的突破可以帶動其他科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,為其他科學(xué)技術(shù)的研究和開發(fā)提供新的技術(shù)手段?！皵?shù)字林業(yè)”是未來信息林業(yè)資源的主體和核心,它不僅可以帶動本行業(yè)的發(fā)展,而且將促進(jìn)全社會的進(jìn)步。5 “數(shù)字林業(yè)”建設(shè)步伐5.1 建設(shè)目標(biāo)2008年，國家林業(yè)局頒

12、布的全國林業(yè)信息化建設(shè)綱要（修訂稿（2008-2020年）中提出的建設(shè)目標(biāo)為：總體目標(biāo)：建立覆蓋全國林業(yè)行業(yè)的信息化體系，建成國領(lǐng)先的林業(yè)信息化平臺。全面提高林業(yè)信息化應(yīng)用水平，實(shí)現(xiàn)信息資源共享，提供全面、快捷、準(zhǔn)確的信息服務(wù)，增強(qiáng)決策支持和應(yīng)急處理能力。到2010年：初步建立林業(yè)信息應(yīng)用與服務(wù)體系，實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)在林業(yè)資源監(jiān)測、評價(jià)、規(guī)劃、管理、保護(hù)與合理利用的各個(gè)環(huán)節(jié)的重點(diǎn)應(yīng)用；到2015年：完善信息技術(shù)在林業(yè)資源監(jiān)測、評價(jià)、規(guī)劃、管理、保護(hù)與合理利用的各個(gè)環(huán)節(jié)的應(yīng)用；到2020年：全面實(shí)現(xiàn)林業(yè)信息化，林業(yè)部門的管理和公共服務(wù)能力得到較大改善和加強(qiáng)，形成較健全的林業(yè)信息化管理和運(yùn)行機(jī)制，全面

13、支撐政務(wù)辦公、林業(yè)資源監(jiān)管和公共服務(wù)職能。5.2 重點(diǎn)區(qū)域的建設(shè)步伐國家林業(yè)局把省、省、省、省與自治區(qū)作為5 個(gè)數(shù)字林業(yè)工程的試點(diǎn)省區(qū),在這5 個(gè)省區(qū)選定10 個(gè)地區(qū)、30 個(gè)縣開展數(shù)字林業(yè)的試點(diǎn)工作,建立數(shù)字林業(yè)公共平臺。各代表性區(qū)域建設(shè)情況如下（主要來源網(wǎng)絡(luò)信息）：市加快“數(shù)字林業(yè)”建設(shè)步伐市“數(shù)字林業(yè)”核心平臺建設(shè)從2009年底開始分3個(gè)階段為期3年，到2012年6月份全都完成，一期工程從2009底開始到2010年6月已經(jīng)完成信息資源管理機(jī)構(gòu)、區(qū)域遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等8項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施，二期工程從2010年6月開始到明年12月份將完成建立系統(tǒng)信息化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、現(xiàn)代林業(yè)數(shù)據(jù)庫管理等14項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)

14、管理體系，三期為期半年進(jìn)入修改完善階段。將投資5850多萬元用3年時(shí)間建設(shè)"數(shù)字林業(yè)"省將從今年起，利用年時(shí)間，完成數(shù)字林業(yè)所需的主題數(shù)據(jù)庫、專題與監(jiān)測數(shù)據(jù)庫、基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫以與其他配套數(shù)據(jù)庫建設(shè)，其中僅森林資源二類調(diào)查和林改的記錄信息就將儲存萬條以上。屆時(shí)，數(shù)據(jù)庫將覆蓋連通全省個(gè)縣、市區(qū)，全方位發(fā)布林業(yè)信息，并形成完善的全省森林資源與生態(tài)狀況綜合檢測體系。“數(shù)字林業(yè)”規(guī)劃2001-2005年間，主要對退耕還林（草）、天然林資源保護(hù)和石漠化治理三大林業(yè)重點(diǎn)工程，進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測與管理，優(yōu)化動態(tài)監(jiān)測技術(shù)，制訂信息采集和處理的規(guī)，建立省級林業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。2006-2010年間，繼續(xù)上述三大林業(yè)重點(diǎn)工程的全面監(jiān)測，同時(shí)開展地區(qū)級與其他林業(yè)重點(diǎn)工程監(jiān)測對林業(yè)靜態(tài)特征和森林、石漠化、自然保護(hù)區(qū)等的資源分布、經(jīng)營特征的定量、定位描述。2010-2015年間，繼續(xù)縣市級林業(yè)基礎(chǔ)信息管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建設(shè)