林业信息工程讲义整理精品文档

林业信息工程讲义整理精品文档内容摘要：

GIS 把遥感测图件、调查样地空间位置信息和可列表的资源调查数据（主要是属性数据）全部融合在一起。 可确定地面乃至空中任何信号所处的精确的三维位置、速度和时间信 息，且不受地域、气侯条件的限制。 在林区防火中具有很强的实用性，主要功能体现在定位、导航和测算火场面积，也可以在计划烧除中作为辅助工具，及时定位报告。 ⑷ 3S 集成技术 随着空间信息科学、数学图像处理技术及计算机技术发展，“ 3S”技术的综合应用也正走向其高级阶段 —— “ 3S”集成。 遥感、地理信息系统与全球定位系统这 3 个技术各有侧重，互为补充。 RS 是 GIS 重要的数据源和数据更新手段，而 GIS 则是 RS 数据分析评价的有力工具； GPS 为 RS 提供地面或空中控制，它的结果又可直接作为 GIS 的数据源。 因此， 3S 已经发展为一门 综合的技术，世界上许多国家在森林调查、规划、资源动态监测、森林灾害监测和损失估计、森林生态效益评价等诸多方面应用了 3S 技术，已经形成一套成熟的技术体系。 从RS 中获取信息，由 GPS 进行定位、定向导航，由 GIS 进行分析处理，并提供各种图件，最终提出决策实施方案来进行森林动态监测。 同时 GPS 与 GIS 集成能实现各种尺度森林资源的实时管理。 利用地形图为基本资料，多时相遥感图像为理想更新资料，采用 RS 和 GIS 集成技术手段，综合多种数据，实现准确的动态监测、多数据查询和空间分析，为实现持续动态监测提供现代化手段。 高分辨 率 卫星遥感图像的出现能部分满足森林资源调查中某些监测因子对判读影像的要求，高分辨率卫星影像代替航片做 GIS 数据库的更新，这种数据重复周期短、流动快。 经过多年的发展，林业系统普及“ 3S”，时机非常恰当 ,“ 3S”已经走过了大投入的阶段，其能力已经得到巨大认可，技术上成熟，边际成本低。 2 数据库技术 数据库技术可以实现不同数据之间的互相转换和交互，制定统一的数据标准和交互式操作的标准界面，建设属性数据库和空间数据仓库，并将数据的时空属性紧密地结合起来，通过构建面向对象的多维空间数据模型，提取隐藏信息，实现面向数据 和面向模型的分析方法的统一。 通常所说的数据融合就是对来自各种信息源的数据和信息进行检测、联合、相关、评价及合并的多级、多方面处理过程，最终获得提炼后的状态和目标评估及对战局和威胁的全面、及时的评价。 3 虚拟仿真技术 近年来，在信息技术飞速发展的带动下，用于植物形态结构研究的数据采集方法如三维数字化技术，计算机硬件水平已能够满足其需求，构建模型所需的可视化技术、面向对象的程序设计方法等已经成熟，这为林业信息化建设中某些专业应用系统的构建提供了坚实的基础。 如在森林防火中，虚拟仿真技术为林火的仿真提供了条件。 林火 虚拟仿真包含的关键技术主要有三维数字化技术、可视化技术、林火蔓延的经验模型等。 80 年代后期提出并发展起来的科学计算可视化方法，将实验数据和计算数据转换为几何图形及图像信息在计算机屏幕上显示出来并进行交互处理，使研究人员能以更直观和客观的方式发现隐藏在数据中的科学规律。 这些新技术的引进，使森林防火逐步走向现代化的道路。 日前，美国、 加拿大、澳大利亚等科技发达国家已基本上解决了气象迟测、图像信息传输和计算机处理等关键技术，使林森林防火工作实现了实时、快速、准确。 虚拟技术与 GIS 的结合成为管理者与地理空间信息交 流的渠道，为决策者提供了便捷高效的查询、分析功能和结果反馈途径，目前，虚拟现实技术的实现可以通过 Web 使用 HTML 语言、虚拟现实造型语言（ VRML）及 Java 来实现。 参考肖化顺：科学计算可视化及其在林业中的应用 4 网络技术 计算机技术与通信技术相结合产生了计算机网络 ,计算机网络已成为当今社会的大型信息系统基础。 正在推动社会信息化的技术革命。 21 世纪的特征是数字化、网络化和信息化 ,21 世纪将是一个以网络为核心的信息时代。 为了适应时代的发展 ,近年来网络技术的发展非常迅猛 ,新的网络技术和网络标准不断推出。 随着网 络中通信量的迅速增加 ,要求网络的数据传输率也要大幅度增加。 于是就出现了多种高速网络技术。 新一代计算机网络在技术上最主要的特点就是综合化和高速化。 5 通讯技术 在林业信息化建设中，通讯是不可或缺的环节。 在森林火灾的防御中，通讯被称为扑救火灾的“耳朵”。 森林防火主要的通讯方式有有线通讯和无线通讯两种方式。 无线通讯根据无线电波的波长和频率可分为短波通讯、超短波通讯和微波通讯。 根据信道中继方式又可分为气球通讯、卫星通讯、地面中继接力通讯等。 根据传递信息的形式可分为模拟通讯、数字通讯等。 其中高速数字电台是无线通信领域 的生力军，它不仅仅是一个无线信道传输设备，更是一个复杂的路由设备， 具有强大的互联功能。 第五讲：林业信息工程总体规划 第一节：建设总则 （ 1）以信息化带动林业现代化， 以信息化推动再造秀美山川的伟大工程，承担起全面建设小康社会和促进经济社会可持续发展所赋予的重任、机遇和挑战。 （ 2） 以办公自动化为突破口，以网络建设为基础，以信息安全为保障，统一规划，统一标准，分步实施，重点突破 ， 全面推进，加速建立起行业上下信息贯通、适应于林业各项工作需要的高性能计算机网络平台，为推动林业快速发展提供强有力的支撑和保障。 （ 3）遵循有关国际、国家标准，建立广州市林业信息化建设的标准体系。 坚持先进性、开放性、安全性、可扩充性和实用性，促进信息资源的优化配置。 （ 4）建、管并重，注重管理和应用，缩短建设周期。 同时强调验收考核制度，按照建设方案确定的功能目标，逐项进行考核。 （ 5）分期建设。 分步实施，在实施过程中优先安排与林业建设密切相关的项目，如森林防火信息系统、森林资源管理信息系统、森林病虫害监测系统、林政管理信息系统、生态公益林管理信息系统等的研制开发工作，依据各系统之间的有机联系、财政资源和施工力量，分期实施，稳步推进，从实际 出发分解年度工程量。 （ 6）行业协作。 林业信息工程建设的职能部门广州市林业局，在市政府统一领导下能与中南林学院、华南农业大学、中国林业科学院热带林业研究所、广 东省林业规划设计院、广东省林业科学院、广州市农业信息中心和广州市国土局等职能部门沟通合作，共同推进广州市林业信息工程建设，增强信息工程建设的先进性与准确性。 第二节：基本原则 （ 1）统一性原则。 坚持统一领导、统一规划、统一标准和统一组织开发“四统一”原则。 避免各种形式的低水平重复开发建设，将相关科研项目纳入总体规划建设之中。 注意宏观性与微观性相结合， 森林资源管理部门涉及中央 (即国家林业局 )、省、地、县等不同层次，而各级部门的管理职能和具体业务不同，因此对信息需求的内容及详略程度也就不同。 系统建设应根据不同层次来确定信息数据的粒度，做到微观信息与宏观信息相对独立，同时又建立有机联系，保持一致性标准化、规范化原则“系统建设，标准在先”。 数据标准化、规范化是管理信息系统建设的基础和根本保证，它将贯穿本系统建设的始终 （ 2） 适度超前 原则。 信息技术是发展快、淘汰快的高新技术，信息化建设起点一定要高，并保持一定的技术领先性。 （ 3） 分批建设、分级负责原则。 依照林业 发展规划及本单位的实际情况，制定本单位的年度计划或中期发展规划，进行分批建设、分级负责，合理安排信息化建设工作。 （ 4） 内外结合 原则。 借助 林业部门 内 部 技术力量和社会技术力量，取长补短，优势互补。 集中开发。 为了提高森林资源数据的共享性，打破长期以来形成的就事论事、注重短期行为的系统软件研究局面，系统软件建设走集中开发的道 路。 （ 5）解决瓶颈问题原则。 按需设计，最小投入，最大效益原则。 注意工程的实用性，要进行深入、细致的系统调研，了解各层、各地的实际业务流程和功能需求，据此设计出适合各级森林资源 （ 6）可扩展性 原则。 预留接口，保持系统可扩展性。 科学技术日新月异，用户需求不断变化，对森林管理信息系统的要求也会随着时间推移而发生变化。 为了适应这种变化，该系统需要随时修改和扩充，以满足使用者新的需求。 因此，该系统在设计和实施阶段都将采用面向对象技术、 US 和 B/S 结构技术等诸多先进的计算机应用软件开发技术，以提高本系统的可扩展性和易维护性。 第三节：目标体系 1 总体目标 运用现代信息科技手段，建设信息共享平台，推动林业管理的网络化、精确化、科学化。 力争 在 3 年 之内 ，初步建成技术先进、结构合理、体系健全、初具规模的林业信息 化网络体系； 在 5 年 之内 ，努力建成一个集语音、数据、图像于一体的林业宽带综合业务数字网，实现林业管理的数字化、智能化、科学化，最终形成一个技术先进、功能强大、布局合理、安全可靠的林业信息通讯网络系统，使林业信息资源的开发更加深入，信息服务的范围不断扩大，信息服务的质量明显提高，从而更好地适应林业快速发展的需要。 2 具体目标 （ 1） 建成方便、快捷、强大的信息与数据采集、传递、统计和处理的网络系统， 借助 计算机信息共享平台和网络系统，实现林业部门的信息共享。 （ 2） 实现林业政务公开， 数据共享、 机关网上办公，开发建 成一批专题数据库，为林业六大重点工程综合评估等管理提供动态信息和决策依据。 （ 5） 广泛普及信息技术知识，努力建设一支高素质的技术骨干队伍和一批既懂信息技术和信息管理，又熟悉林业政务的复合型人才。 （ 3） 开展林业信息标准化工作，制定统一的林业信息标准规范。 （ 4）基本建成林业信息安全体系。 第四节 建设内容 1 建立中心数据库 市林业局、各区县林业局和林场均要建立各自的中心数据库，作为市局和各区县林业局、林场所有信息数据的物理平台。 同时，市林业局的财务、统计、劳动、人事、资源、林政、防火、营林、木材生产、木材 销售、绿色食品、旅游等部门都要建立本系统的子数据库。 2 构造林业信息网络 建成一个集语音、数据、图像于一体的宽带综合业务数字网，实现数字化、宽带化、综合化、智能化，市林业局机关将与全市各林业部门形成 — 个技术先进、性能完善、安全可靠的信息通讯网络系统。 在整个林业系统形成一个广阔而严谨的信息网络。 3 健全信息系统。 在林业基础地理信息系统的基础上，建立森林防火、森林资源管理、林业有害生物预警、生态旅游、野生动植物管理、林政管理、绿化管理的业务系统。 4 建设林业经济网。 林业经济网的内容包括提供与林业商品和劳务主 产、林业产品供求信息、销售及消费直接相关的消息、情报、数据、资料和知识的检索与查询，以及形式丰富的林业文献检索，网上讨论，文件传输，远程登录，内部网利用。 5 建设一支强干的信息化建设队伍。 要培育一支政治强、业务精、作风硬、结构合理的信息建设人员队伍，这是一项跨世纪工程，因此要加强社会主义市场经济知识、现代信息理论新方法和新技术的培训，这是进一步推进信息化建设的技术支持。 重点研究内容 课题 1：森林资源综合监测指标与技术体系研究 一、研究目标 对我国现有相关监测体系的采样布设、数据获取、管理、处理、分析和服务的内容、技术、方法、标准、规范等进行综合分析的基础上，应用“ 3S”等现代技术与地面调查等传统技术相结合，构建点 —线 — 面、天 — 空 — 地、资源 — 工程 — 灾害综合监测指标和技术体系，为本项目各项研究的顺利实施提供技术体系框架。 二、研究内容 森林资源 — 灾害 — 重点林业工程综合监测指标体系研究、 点 — 线— 面多尺度的 森林资源综合监测信息采样布设技术研究、 天 — 空 — 地一体化森林资源综合信息采集与处理技术体系研究。 三、 考核指标 构建森 林资源 综合 监测指标体系 ； 构建 森林资源 综合 监测 技术 体系 ； 培养硕士 5 名，博士 2 名以上，在国内外核心刊物上 发表论文 8 篇以上 ，出版专著 1 部。 四 、 研究经费 本课题国拨经费拟安排： 240 万元。 课题 森林资源监测技术研究 一、 研究目标 研究和建立以“ 3S”技术为核心的，具有时效性好、精度高、内容完善、拓展性、共享性和兼容性强的森林资源信息获取、处理和分析评价技术体系，建立森林资源监测技术系统。 实现对森林资源数量、质量、分布和变化的监测与评价，为不同层次的森林资源信息需求提供技术支撑。 二、 研究内容 森林资源 信息快速获取 技术 研究 、 森林 资源动态变化 模型 模拟 技术研究 、 非木质 森林 资源 调查 监测技术 、森林资源监测技术系统研究。 三、 考核指标 森林资源数据获取 野外调查系统 森林生长动态 模拟软件 森林资源监测技术软件系统 培养硕士 8 名，博士 4 名以上，在国内外核心刊物上 发表论文 10 篇以上 ，出版专著 12 部，申请相关专利 12 项，软件登记产品 23 项。 四 、 研究经费 本课题国拨经费拟安排： 500 万元。 04课题：森林灾害监测与预警技术研究 一、研究目标 利用“ 3S”技术、数据库技术等高新技术，构建林业有害生物灾害和森林火灾监测与 评估技术平台，实现灾害信息的准实时监测。 研究重大林业有害生物灾害和森林火灾的预警与时空综合分析技术，研究灾害发生、发展过程与危害的。