”数字林业“信息化建设概述

“数字林业”信息化建设概述1概念1998年1月美国前副总统戈尔提出“数字地球”的概念以后，国内外对此都做出了积极的响应。专家们针对我国的情况又具体地提出了“数字中国”、“数字海洋”、“数字城市”以及“数字林业”等相关概念。1.1“数字林业”的定义国家林业局在关于进一步加强林业科技的决定中提出，要全面建设林业科技创新体系，大力实施六项林业科学技术工程（即：①集中力量组织实施生态建设与生态安全、②林业生物技术与良种培育、③森林生物种质资源保护与利用、④林业生物产业发展、⑤数字林业、⑥林业创新能力建设）。这六个科技工程中，其中一项是数字林业科技工程。“数字林业”是在“数字化”理念的基础上于2001年由国家林业局提出的，其概念被明确为“系统地获取、融合、分析和应用数字信息来支持可持续森林经营管理的科学、技术和艺术”。1.2“数字林业”的内涵“数字林业”主要有三方面的涵义，一是基于3S（遥感RS、地理信息系统GIS、全球定位系统GPS）技术的林业信息数字化；二是对这些数字信息的储存、处理、传输和应用；三就是林业部门政务信息化的实现。2“数字林业”总体框架依据2008年国家林业局颁布的《全国林业信息化建设纲要》（修订稿（2008-2020年））的内容描述，提出全国林业信息化建设内、外网都采用“四横两纵”的总体框架结构，“四横”为基础设施、数据库、应用支撑和应用系统，“两纵”为支撑“四横”的标准规范体系、安全与综合管理体系，如下图：2.1框架说明(1)内外网：通过门户实现内容管理、内容展示，实现个性化界面；(2)应用系统：是实现各种服务的关键，分为应用服务和业务应用两个部分；(3)应用支撑：是实现应用系统各种服务功能的技术关键，为应用系统之间无缝集成提供信息交换服务和业务协同支持；(4)数据库：是实现各种服务的数据依据和来源；(5)基础设施：是实现资源共享、政务协同、辅助决策和公共服务的物理平台；(6)标准规范体系：主要是为信息资源共享和服务、政务协同等工作提供技术准则；(7)安全与综合管理体系：主要是通过授权管理、数据保密等功能提供安全服务，以及通过信息化组织机构、人才队伍、运行机制建设等提供组织保障。2.2重点介绍2.2.1应用系统应用系统分为应用服务系统和业务应用系统两个部分。(1)应用服务基于目录体系和交换体系，以信息资源共享服务、业务协同服务、辅助决策和公众应用服务等形式，通过政务内网和政务外网门户为各类用户提供共享服务。应用服务对象包括各级林业部门、上级国家机关、其他政府部门、企业、教育和科研部门及社会公众。(2)业务应用系统可分为业务类、综合类和公用类三类应用系统：业务类应用系统包括林业资源监管、森林培育经营、防灾减灾、森林公安、林业法规等系统；综合类应用系统包括综合办公系统、公文传输系统和视频会议系统等；公用类应用系统包括林业计划、财务、科技、教育、人事、党务、国际交流等系统。建设重点：(1)林业资源监管系统：用于森林资源管理、荒漠化土地资源管理、湿地资源管理和生物多样性资源管理等业务；(2)营造林管理系统：实现营造林全过程管理，营造林的规划、计划、作业设计、进度控制、检查验收和统计上报等各环节实行一体化管理；(3)林业灾害监控和应急系统：用于森林防火、有害生物防治、野生动物疫源疫病监测、沙尘暴防治等林业灾害的管理系统，为林业灾害的监测、预警预报、应急事务处理、损失评估和灾后重建等提供支撑；(4)林业综合办公系统：即：林业综合办公自动化系统，实现行业内各部门间互联互通，改善林业政务协同工作环境，利用内外网门户网站实现信息查询和服务。2.2.2应用支撑应用支撑为应用系统建设、运行、协同提供统一支撑，涉及应用所需的资源共享、信息交换、业务访问、业务集成、流程控制、安全控制和系统管理等各种基础性和公共性的支撑服务，同时也是应用系统的开发、部署和运行的技术环境，因此应用支撑体系具有良好的开放性和扩展性，并能够适应业务需求的动态变化。应用支撑体系建设包括如下内容：目录体系与交换体系、业务流程管理、林业数表模型基础组件、中间件和常用工具软件。通过为业务应用系统开发提供各类基础模块和软件工具，提高系统建设效率；同时解决业务应用之间的互通、互操作等问题。2.2.3数据库林业数据库是林业信息集合。林业信息资源通过采集、交换、汇集与存储等手段在国家和地方各级结点建立各类数据库，这些数据库共同构成全国林业数据库整体。林业数据库分为：(1)公共基础数据库（基础地理信息、遥感影像等）(2)林业基础数据库（林地、湿地、沙地和生物多样性等）(3)林业专题数据库（森林培育、生态工程、防灾减灾、综合办公、林业产业、国有林场、林木种苗和森林公园、林业执法、林业法规、科技、人事、教育、党务管理、国际交流等）(4)林业综合数据库（根据综合管理、决策的需要由基础、专题数据综合分析所形成的数据库）(5)林业信息产品库（为各类应用服务生成的信息产品）等。在数据库建设中，规范各级林业部门的信息资源分类、数据库建设内容，明确数据库更新维护职责和应用权限。重点工作：(1)确定数据库建设重点；(2)加强数据标准化改造和整合；(3)提高信息采集和更新能力；(4)支撑林业信息共享和服务；(5)提高空间数据库管理能力。通过以上措施，保障各级信息的一致性、完整性和可靠性，有效解决信息访问的瓶颈和安全问题。3核心技术3.1海量数据的分布存储技术“数字林业”的数据包括多比例尺、多分辨率的空间矢量或栅格数据,多光谱、多角度和多种分辨率的遥感卫星影像,实地测量的地形数据和各种普通地图以及专题图、图像照片,数字、文本、符号等文字符号数据和视频音频等多媒体数据形式，不仅数据类型复杂，而且在大规模的地域数字化中，涉及领域众多，因此数据量非常大，为了达到数据的最优化管理,采用是分布式数据存储。即：以部门或区域来划分结点,在各个部门的服务器上安装子数据库,由中心数据库服务器来统一管理,这种存储应用恰好满足了林业数据需按照国家、省级、地区和县级的层次来存储管理的方式；既减少了中心服务器的负载量,又有利于林业数据的分流、更新以及安全维护。3.2可视化和虚拟现实技术可视化技术是一种将抽象符号转化为几何图形的计算方法,显示方式主要分为二维和三维两种。“数字林业”利用三维可视化技术可以对林地植被进行模拟,虚拟演示林地分布情况.虚拟现实技术例如虚拟防火、虚拟病虫害、虚拟林木生长等应用的实现,也对林业的管理和决策起着至关重要的作用。3.3数据挖掘技术数据挖掘是一种信息处理技术,涉及数据库技术、统计学、机器学习、高性能计算、模式识别、神经网络、数据可视化、信息检索、人工智能等多个学科。对“数字林业”的海量数据进行分析,从中挖掘出林业信息机理知识,进而认识森林系统的演化规律.建立基于此技术上的智能化信息平台,参与森林资源与林业工程的规划、分析与决策。3.43S技术3S是遥感技术(RemoteSensing,RS)、全球定位系统(GlobalPositioningSystems,GPS)、地理信息系统(GeographyInformationSystems,GIS)3种技术的统称.3S技术是实现“数字林业”数据采集、获取和分析的重要技术。4“数字林业”的建设意义“数字林业”的建设在很大程度上将提高我国林业的信息化进程,提高科学规划、科学管理和科学决策的水平.高效的空间数据获取和处理能力可以帮助国家及时、全面地了解生态环境建设的整体状况,进行科学决策,为国家制定生态环境宏观规划提供可靠的依据,减少重大生态建设工程的盲目性,实现可持续发展,对国民经济建设起促进作用。“数字林业”技术的突破可以带动其他科学技术的进步,为其他科学技术的研究和开发提供新的技术手段。“数字林业”是未来信息林业资源的主体和核心,它不仅可以带动本行业的发展,而且将促进全社会的进步。5“数字林业”建设步伐5.1建设目标2008年，国家林业局颁布的《全国林业信息化建设纲要》（修订稿（2008-2020年））中提出的建设目标为：总体目标：建立覆盖全国林业行业的信息化体系，建成国内领先的林业信息化平台。全面提高林业信息化应用水平，实现信息资源共享，提供全面、快捷、准确的信息服务，增强决策支持和应急处理能力。到2010年：初步建立林业信息应用与服务体系，实现信息技术在林业资源监测、评价、规划、管理、保护与合理利用的各个环节的重点应用；到2015年：完善信息技术在林业资源监测、评价、规划、管理、保护与合理利用的各个环节的应用；到2020年：全面实现林业信息化，林业部门的管理和公共服务能力得到较大改善和加强，形成较健全的林业信息化管理和运行机制，全面支撑政务办公、林业资源监管和公共服务职能。5.2重点区域的建设步伐国家林业局把四川省、贵州省、江西省、吉林省及内蒙古自治区作为5个数字林业工程的试点省区,在这5个省区内选定10个地区、30个县开展数字林业的试点工作,建立数字林业公共平台。各代表性区域建设情况如下（主要来源网络信息）：沈阳市加快“数字林业”建设步伐沈阳市“数字林业”核心平台建设从2009年底开始分3个阶段为期3年，到2012年6月份全都完成，一期工程从2009底开始到2010年6月已经完成信息资源管理机构、区域内远程监控系统和计算机网络等8项基础设施，二期工程从2010年6月开始到明年12月份将完成建立系统信息化技术标准、现代林业数据库管理等14项网络管理体系，三期为期半年进入修改完善阶段。云南将投资5850多万元用3年时间建设数字林业云南省将从今年起，利用３年时间，完成数字林业所需的主题数据库、专题与监测数据库、基础地理信息数据库以及其他配套数据库建设，其中仅森林资源二类调查和林改的记录信息就将储存２５００万条以上。届时，数据库将覆盖连通全省１２９个县、市区，全方位发布林业信息，并形成完善的全省森林资源与生态状况综合检测体系。贵州“数字林业”规划2001-2005年间，主要对退耕还林（草）、天然林资源保护和石漠化治理三大林业重点工程，进行动态监测与管理，优化动态监测技术，制订信息采集和处理的规范，建立省级林业网络系统。2006-2010年间，继续上述三大林业重点工程的全面监测，同时开展地区级及其他林业重点工程监测对林业静态特征和森林、石漠化、自然保护区等的资源分布、经营特征的定量、定位描述。2010-2015年间，继续县市级林业基础信息管理网络系统的建设，实现林业的全面监测、更新和维护。6未来的发展数字林业是信息时代林业发展的必由之路，全球均非常重视。我国已将其列为林业科学技术发展的重点技术。健全各级林业信息化组织领导机构，健全各级林业信息中心，建立上下联动的林业信息化工作机制，建设和完善林业资源监管系统、造林管理系统、林业灾害监控和应急系统、林业综合办公系统。注：由于“数字林业”信息化建设各地起步不同，侧重点不一样，同时各方面资料比较匮乏，因此，无法详细描述下一步的信息化建设的重点。