林業(yè)生態(tài)工程信息管理技術(shù)探討

吳彩萍,王歲聰

(1.陜西省太白林業(yè)局，陜西 太白 721600; 2.陜西眉縣林業(yè)調(diào)查設(shè)計(jì)隊(duì),陜西 眉縣 722300)

林業(yè)生態(tài)工程信息管理技術(shù)探討

吳彩萍1,王歲聰2

(1.陜西省太白林業(yè)局，陜西 太白 721600; 2.陜西眉縣林業(yè)調(diào)查設(shè)計(jì)隊(duì),陜西 眉縣 722300)

通過分析目前林業(yè)生態(tài)工程信息管理工作中存在的問題，本文提出一個(gè)新的觀念，就是建立基于GIS的林業(yè)生態(tài)工程項(xiàng)目施工信息管理系統(tǒng)。這一系統(tǒng)在實(shí)施過程中，無須建立龐大的本底資源信息數(shù)據(jù)庫，只是在施工前建立好自己在各個(gè)階段的預(yù)測模型，在施工過程中，進(jìn)行不間斷的采樣。然后，將采樣所得的數(shù)據(jù)再形成一個(gè)模型，使其與預(yù)測模型進(jìn)行對照，來檢驗(yàn)工程施工是否按預(yù)期計(jì)劃進(jìn)行，從而起到對林業(yè)生態(tài)工程質(zhì)量監(jiān)督管理的作用。

生態(tài)工程;林業(yè)生態(tài)工程;地理信息系統(tǒng);信息管理;施工管理

林業(yè)生態(tài)工程信息管理是一項(xiàng)極為復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要來源于不同層次上不同林業(yè)生態(tài)工程數(shù)據(jù)的互補(bǔ)與綜合[1]。林業(yè)生態(tài)工程項(xiàng)目施工信息管理是林業(yè)生態(tài)工程信息管理的重要組成部分。及時(shí)、準(zhǔn)確地收集、處理和應(yīng)用項(xiàng)目施工信息，加強(qiáng)施工管理，使項(xiàng)目嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)進(jìn)行施工，是保證林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)質(zhì)量的重要措施[2,3]。由于林業(yè)項(xiàng)目點(diǎn)多面廣，又往往地處偏僻地區(qū)，管理的難度很大，采用人工管理手段無法真正按要求實(shí)施全面管理。如何利用現(xiàn)代化的信息管理技術(shù)，提高林業(yè)生態(tài)工程項(xiàng)目施工管理的水平和工作效率是一個(gè)值得研究和急待解決的問題[4-8]。本文對我國林業(yè)生態(tài)工程項(xiàng)目信息管理現(xiàn)狀和需要解決的問題進(jìn)行討論，并提出建議，為提高林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)林業(yè)生態(tài)工程信息化管理提供參考。

1 我國林業(yè)生態(tài)工程信息管理的現(xiàn)狀

我國的林業(yè)生態(tài)工程還沒有納入信息化管理軌道，但中國生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)(Chinese Ecosystem Research Network)在中國科學(xué)院和國家有關(guān)部門的支持下，從1988年開始籌建，現(xiàn)在己有10多年的歷程了。我國林業(yè)部門先后建立了11個(gè)生態(tài)系統(tǒng)定位觀測站，在森林生態(tài)功能方而取得了豐碩成果，受到了國際地圈--生物圈計(jì)劃(IGBP)的重視，目前也正在向信息管理的方向發(fā)展。國家林業(yè)局環(huán)境監(jiān)測總站正在運(yùn)行之中。所有這些都為林業(yè)生態(tài)工程信息管理系統(tǒng)的建立提供了有利條件。目前國家生態(tài)環(huán)境建設(shè)己經(jīng)啟動，林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)的力度很大，急需全國的林業(yè)生態(tài)工程信息網(wǎng)絡(luò)，以提高我國的管理水平[9-12]。

黃土高原是我國東部地區(qū)的重要生態(tài)屏障，針對黃土高原嚴(yán)重的水土流失和脆弱的生態(tài)環(huán)境，上官周平、張安邦、劉曉東、鮑軍鵬等設(shè)計(jì)研發(fā)了黃土高原退耕還林還草的植被資源信息支持系統(tǒng)，此系統(tǒng)本著實(shí)用性、規(guī)范性、支持多平臺、可擴(kuò)展性、穩(wěn)定與安全的原則而設(shè)計(jì)。在具體實(shí)施過程中，本系統(tǒng)采取領(lǐng)域?qū)＜遗c計(jì)算機(jī)專家相結(jié)合，數(shù)學(xué)模型與經(jīng)驗(yàn)知識模型相結(jié)合，研發(fā)與開發(fā)相結(jié)合的技術(shù)路線，圍繞實(shí)際問題，運(yùn)用多學(xué)科知識進(jìn)行解決。系統(tǒng)基本上包括網(wǎng)站服務(wù)模塊、數(shù)據(jù)庫查詢模塊、決策支持系統(tǒng)模塊和維護(hù)模塊4大部分，其中網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模塊主要由新聞動態(tài)、多媒體展示、區(qū)域綜合治理、學(xué)術(shù)論壇、科教單位等欄目組成；數(shù)據(jù)庫查詢模塊則是由種質(zhì)資源數(shù)據(jù)庫等各種數(shù)據(jù)庫組成；決策支持系統(tǒng)模塊則是由植被減水減沙效益評價(jià)決策支持系統(tǒng)和水保措施減水減沙效益評價(jià)決策支持系統(tǒng)組成；維護(hù)模塊主要負(fù)責(zé)對系統(tǒng)的維護(hù)管理。系統(tǒng)開發(fā)采用B/S結(jié)構(gòu)，ASP技術(shù)作為主要的開發(fā)語言，硬件要求專用服務(wù)器，主要實(shí)現(xiàn)植被資源數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)的查詢、水保措施減水減沙效益評價(jià)、黃土區(qū)植被減沙效益評價(jià)和系統(tǒng)的維護(hù)功能，為黃土高原實(shí)現(xiàn)山川秀美提供宏觀決策以及為普通用戶提供遠(yuǎn)程信息服務(wù)[13-21]。

在小范圍的林業(yè)資源信息管理方面，方陸明、唐麗華、徐愛俊所設(shè)計(jì)的縣級林業(yè)資源管理信息系統(tǒng)，是針對目前縣級林業(yè)信息化滯后和林業(yè)資源信息管理軟件十分缺乏的現(xiàn)狀所開發(fā)的。本系統(tǒng)以縣級林業(yè)資源為對象，對縣級林業(yè)資源信息管理現(xiàn)狀進(jìn)行了充分調(diào)研，從縣級林業(yè)資源管理特點(diǎn)和信息系統(tǒng)原理構(gòu)架體系結(jié)構(gòu)出發(fā)，提出了縣級林業(yè)資源信息系統(tǒng)建設(shè)的目標(biāo)。本系統(tǒng)有5層體系結(jié)構(gòu)：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層、公共平臺層、專題數(shù)據(jù)層、功能組件和功能模塊層以及應(yīng)用系統(tǒng)層。系統(tǒng)充分考慮3S技術(shù)、數(shù)據(jù)融合與挖掘技術(shù)在縣級林業(yè)資源信息管理中的作用和潛力，合理運(yùn)用組件技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、集成技術(shù)等多種技術(shù)開發(fā)軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了開放性與安全性、靈活性與通用性的統(tǒng)一[22-24]。

在天然林資源信息管理方面，尹君、曹海波、楊勇所建立的天然林資源信息管理系統(tǒng)是一個(gè)直接為天保工程服務(wù)的開放式系統(tǒng)。主要由數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、分析系統(tǒng)、規(guī)劃和評價(jià)及決策管理系統(tǒng)的四個(gè)部分組成，主要實(shí)現(xiàn)的功能有：專題圖管理、圖形的編輯、查詢功能、繪圖功能以及輸出各種數(shù)據(jù)地圖模型[25,26]。

2 我國林業(yè)生態(tài)工程信息管理需要解決的問題

對照我國林業(yè)生態(tài)工程信息管理現(xiàn)狀，深感其存在許多問題。許多發(fā)達(dá)國家在計(jì)算機(jī)應(yīng)用與信息管理上已經(jīng)歷了單項(xiàng)、綜合、系統(tǒng)管理，并開始走上了高速、網(wǎng)絡(luò)、共享全面信息管理的階段，而從我國林業(yè)生態(tài)工程信息管理的整體上來看，其仍處在單項(xiàng)處理階段，只用于一般的文字及統(tǒng)計(jì)處理。世界信息化的發(fā)展應(yīng)該增強(qiáng)我國林業(yè)生態(tài)工程信息管理系統(tǒng)工作的緊迫感。目前，我國林業(yè)生態(tài)工程信息管理中存在的主要問題是：

(1)在信息管理中運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)的意識不強(qiáng)，對工程的信息化認(rèn)識不夠

我國林業(yè)生態(tài)工程信息管理人員均處在繁忙的信息收集、處理與使用活動中，多數(shù)人滿足于單項(xiàng)數(shù)據(jù)收集與統(tǒng)計(jì)，習(xí)慣于傳統(tǒng)的信息管理的手段與方法，對現(xiàn)代管理越來越需要綜合、實(shí)時(shí)、可靠、動態(tài)信息，以及為獲取這些可以也只能依賴于電子信息系統(tǒng)的建立認(rèn)識不足。依然存在著收集的數(shù)據(jù)很多，加工成信息很少，局部、靜態(tài)、歷史的數(shù)據(jù)很多，綜合、動態(tài)、現(xiàn)實(shí)的信息很少，沒有將信息作為一個(gè)重要的資源開發(fā)利用，更沒有積極轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。對信息化建設(shè)普遍停留于表面，僅僅是滿足于計(jì)算機(jī)的配備，及一般的文字處理。大多數(shù)省市信息管理機(jī)構(gòu)沒有成立，即使已成立的幾個(gè)省(區(qū))也沒有開展實(shí)質(zhì)性的工作。

(2)系統(tǒng)缺乏整體布局和科學(xué)規(guī)劃，可調(diào)控性不強(qiáng)

我國林業(yè)生態(tài)工程信息管理系統(tǒng)總體建設(shè)規(guī)劃尚未最后審定下達(dá)，致使各地對今后整體信息管理的發(fā)展目標(biāo)、策略、層次、結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)施途徑、方法不明確，有的在等，有的自行單項(xiàng)開發(fā)。這樣，后果將是嚴(yán)重的，可能延誤時(shí)機(jī)，也可能留下了今后聯(lián)網(wǎng)共享的極大隱患。同時(shí)，很多單位缺少系統(tǒng)、全面、規(guī)范的分析與設(shè)計(jì)，在無整體結(jié)構(gòu)局部的應(yīng)用開發(fā)，自成體系，多渠道的配備軟硬件，造成不能共享數(shù)據(jù)，不能共享軟硬件資源，今后也很難成系統(tǒng)。由于當(dāng)前各級各層次信息管理主管部門--信息中心，體制不順，造成宏觀控制與指導(dǎo)困難，難以協(xié)同發(fā)展。

(3)專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)人員嚴(yán)重不足

人是信息管理的主體，也是信息化建設(shè)成敗的決定因素，當(dāng)前我國工業(yè)系統(tǒng)已有部分軟硬件設(shè)備，有的還有較高的水平，但沒有較好地開發(fā)利用，主要原因是現(xiàn)代信息管理人才嚴(yán)重不足。開展這一工作需要四個(gè)層次人員的協(xié)同：能看準(zhǔn)、把握方向的決策人；能精心分析與設(shè)計(jì)統(tǒng)計(jì)的系統(tǒng)管理人員；會高質(zhì)量開發(fā)、利用硬軟件人員以及一般操作使用人員。當(dāng)前特別缺少一批既懂業(yè)務(wù)又懂計(jì)算機(jī)的中高級信息管理人員。由于過去的培訓(xùn)缺少針對性，側(cè)重于技術(shù)或操作與語言，有一些會編程序、會使用計(jì)算機(jī)的人，但能提出題目、考慮全面的結(jié)構(gòu)與功能，指導(dǎo)信息化建設(shè)的人才卻極少，一方面是人才奇缺，另一方面就是人才外流。

(4)信息管理的基礎(chǔ)工作不夠扎實(shí)，信息管理缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)

我國林業(yè)生態(tài)工程信息管理系統(tǒng)有一些適應(yīng)于傳統(tǒng)信息的規(guī)程、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、方法與技術(shù)，為現(xiàn)代信息管理奠定了初步基礎(chǔ)。但現(xiàn)代信息管理并非手工系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)化，它應(yīng)是根據(jù)現(xiàn)代化管理的需要，利用現(xiàn)代管理的組織、方法和手段管理信息。當(dāng)前計(jì)算機(jī)硬軟件技術(shù)的發(fā)展為信息管理創(chuàng)造良好環(huán)境，已不成為瓶頸問題。關(guān)鍵是林業(yè)管理的本身，林業(yè)生態(tài)工程信息管理系統(tǒng)與現(xiàn)代信息管理相適應(yīng)的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、方法、技術(shù)等方面的基礎(chǔ)工作十分薄弱，數(shù)據(jù)的組織審計(jì)等尚未進(jìn)行，對實(shí)現(xiàn)管理現(xiàn)代化本身業(yè)務(wù)必須進(jìn)行重大變革這個(gè)關(guān)鍵問題重視不夠。

(5)信息溝通模式落后，傳輸效率低

我國林業(yè)生態(tài)工程施工項(xiàng)目的隊(duì)伍比較龐大，從而會引起項(xiàng)目信息傳遞滯后，進(jìn)而使項(xiàng)目的管理者、決策者失去了對項(xiàng)目及時(shí)調(diào)控的能力。項(xiàng)目信息的來源比較廣泛，表達(dá)起來也具有多樣性，致使項(xiàng)目的參與者沒有固定獲取信息的途徑，對其操作處理更是困難。在信息的傳輸過程中，往往是以點(diǎn)對點(diǎn)的形式進(jìn)行的，容易造成信息的堆積，從而增加了項(xiàng)目管理人員的工作量。

(6)信息管理在實(shí)際中應(yīng)用不夠廣泛，所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益不明顯

我國林業(yè)生態(tài)工程信息管理系統(tǒng)自八十年代中陸續(xù)開展了對計(jì)算機(jī)技術(shù)的研究，引進(jìn)了如DEC，SGI， HP公司歷代的中上等硬件及SAS研究所、Genasys公司等單位的世界一流軟件，微機(jī)已有一定數(shù)量，但在具體開發(fā)應(yīng)用上重硬件輕軟件，重研究輕推廣，重技術(shù)引進(jìn)輕開發(fā)應(yīng)用，重?cái)?shù)據(jù)匯集輕分析利用，因此普遍存在應(yīng)用不足，投入多效益差，或造成間接的積壓和浪費(fèi)等問題。

3 建立基于GIS的林業(yè)生態(tài)工程項(xiàng)目施工信息管理系統(tǒng)

林業(yè)生態(tài)工程項(xiàng)目施工信息管理是林業(yè)生態(tài)工程信息管理的重要組成部分，因此，項(xiàng)目施工信息管理系統(tǒng)應(yīng)該是林業(yè)生態(tài)工程信息管理系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)。項(xiàng)目施工信息管理系統(tǒng)是針對造林工程管理的科學(xué)化、規(guī)范化、信息化和智能化的要求而開發(fā)，通過對造林綠化資料管理和統(tǒng)計(jì)分析等全過程實(shí)施科學(xué)管理，起到輔助決策的作用，從而提高造林綠化管理的水平，確保造林綠化管理信息準(zhǔn)確、快速的傳遞和長期安全的保存。它必需能夠獨(dú)立運(yùn)行，具有功能完善，操作簡單，費(fèi)用低，容易被林業(yè)基層單位使用的特點(diǎn)。

由于林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)項(xiàng)目的初步設(shè)計(jì)和年度施工設(shè)計(jì)是項(xiàng)目施工信息管理系統(tǒng)的主要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，因此，項(xiàng)目施工信息管理系統(tǒng)要能夠方便快速地完成野外調(diào)查數(shù)據(jù)的錄入，直觀地進(jìn)行造林規(guī)劃設(shè)計(jì)，方便靈活地進(jìn)行造林設(shè)計(jì)圖表的制作，以滿足不同造林項(xiàng)目進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)的要求。同時(shí)將造林設(shè)計(jì)內(nèi)容作為項(xiàng)目施工信息庫的主要內(nèi)容，通過綜合信息查詢和計(jì)算分析功能完成造林規(guī)劃設(shè)計(jì)優(yōu)化和項(xiàng)目施工信息的管理。這不僅提高了造林設(shè)計(jì)工作的效率和質(zhì)量，同時(shí)也完成了信息管理系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的錄入，使項(xiàng)目施工設(shè)計(jì)與施工信息管理緊密結(jié)合，降低了建立信息管理系統(tǒng)的成本。

系統(tǒng)采用自頂向下擴(kuò)展、層次化的功能模塊結(jié)構(gòu)，頂層由造林設(shè)計(jì)、信息管理、專家決策和圖表輸出四個(gè)模塊組成，除了每個(gè)模塊能獨(dú)立運(yùn)行外，各模塊又緊密地聯(lián)系在一起；每個(gè)模塊由上至下又可分解成小的相對簡單的模塊，實(shí)現(xiàn)造林設(shè)計(jì)和信息管理(圖1)。

造林設(shè)計(jì)模塊：該模塊主要完成造林設(shè)計(jì)圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的錄入、修改、編輯，建立造林設(shè)計(jì)信息庫。在此基礎(chǔ)上可完成作業(yè)設(shè)計(jì)圖等專題圖和各種報(bào)表的制作。

信息管理模塊：該模塊的功能為造林小班信息的綜合查詢和統(tǒng)計(jì)計(jì)算，各種信息的直觀顯示。

專家決策模塊：該模塊主要針對造林設(shè)計(jì)過程中所采集到的信息，對造林工程進(jìn)行預(yù)測，評價(jià)其所產(chǎn)生的各種效益，以監(jiān)測工程的開展。

4 結(jié)論

林業(yè)生態(tài)工程項(xiàng)目建設(shè)是集社會效益、生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益為一體的特殊建設(shè)任務(wù)，肩負(fù)著環(huán)境建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的雙重使命，項(xiàng)目中凝聚了國家大量的人力、物力、財(cái)力，項(xiàng)目的成敗對增加森林資源、改善生態(tài)環(huán)境至關(guān)重要。林業(yè)生態(tài)工程信息化管理是保障工程建設(shè)質(zhì)量的重要手段。

目前，數(shù)字林業(yè)建設(shè)逐步嘗試，林業(yè)GIS軟件及統(tǒng)一編碼、標(biāo)準(zhǔn)等規(guī)范正在逐漸完善，一些軟件已進(jìn)入試點(diǎn)運(yùn)行階段，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)逐步完善，這為林業(yè)生態(tài)工程信息化管理提供了必要條件。但是，我國的林業(yè)生態(tài)工程信息管理仍然存在許多問題，如信息管理的基礎(chǔ)不夠扎實(shí)，沒有統(tǒng)一的管理標(biāo)準(zhǔn)；在信息管理中缺乏現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用；從事信息管理的技術(shù)人員不足，尤其是專業(yè)領(lǐng)域的高級技術(shù)人員嚴(yán)重不足；由于信息溝通模式比較落后導(dǎo)致傳輸效率比較低，進(jìn)一步導(dǎo)致信息管理沒有產(chǎn)生明顯的實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益。各林業(yè)單位的經(jīng)營管理水平和技術(shù)經(jīng)濟(jì)實(shí)力差距較大，很多林業(yè)基層單位只具備使用OFFICE和遠(yuǎn)程(拔號)上網(wǎng)的條件。所以，要真正實(shí)現(xiàn)林業(yè)生態(tài)工程信息化管理，還有許多工作要做。因此，在加強(qiáng)森林培育理論與技術(shù)研究的同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)林業(yè)生態(tài)工程項(xiàng)目的施工管理，保證林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)質(zhì)量。建立林業(yè)生態(tài)工程項(xiàng)目施工信息管理系統(tǒng)，引進(jìn)先進(jìn)的項(xiàng)目管理體系，使造林設(shè)計(jì)與施工信息管理緊密結(jié)合，提高造林設(shè)計(jì)和施工信息管理工作的效率和質(zhì)量，對于加強(qiáng)施工管理具有十分重要的作用。

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Information Management of Forestry Ecological Project Implementation

WU Cai-ping1, WANG Sui-cong2

(1.TaibaiForestryBureau,Taibai,Shaanxi721600; 2.MeixianForestInventoryandDesignTeam,Meixian,Shaanxi722300)

Based on the problems analysis in the information management of forestry ecological engineering, the concept of information management system depending on GIS for forestry ecological engineering projects was developed.The concept would be carried out by setting up prediction models for different stages of project before implementation and formulating implementation models by collecting on-spot data and information.Comparing the two models would show the progress of the project and the result helps the monitoring of the quality of the project.

Ecology engineering; forest ecological engineering; geographic information system; information management; construction management.

2015-02-13 作者簡介：吳彩萍(1969-)，女，工程師，主要從事林政資源管理和苗木培育相關(guān)工作。

S775

A

1001-2117(2015)04-0078-04