基于GIS的林政稽查移動政務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究

肖海紅，謝 瑞，李富軍，王蘭洲

（1.河南工程學(xué)院土木工程學(xué)院，河南鄭州 451191;2.尉氏縣國土資源局，河南開封 475000;3.鄭州測維科技有限公司，河南鄭州 450000）

1 基于GIS的林政稽查移動政務(wù)系統(tǒng)理論基礎(chǔ)

空間、屬性信息是構(gòu)成森林資源信息的兩大內(nèi)容，其中多維性、動態(tài)性和區(qū)域性是指森林資源空間信息的定位特征，能夠?qū)①Y源的分布狀況體現(xiàn)出來，具有很強(qiáng)的區(qū)域特點(diǎn)。森林資源空間信息處于不斷變化的過程中，這個變化特點(diǎn)即動態(tài)性，能夠?qū)臻g信息進(jìn)行實(shí)時更新和顯示，為資源的時間分布特征、規(guī)律的探索提供了可靠的依據(jù)，便于全面掌握森林資源的狀況，進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測和判斷，高效完成空間信息評估分析、采集處理等工作，發(fā)揮多種作用。森林資源、退耕還林工程及天然林資源保護(hù)工程是基于GIS平臺的林業(yè)發(fā)展信息管理系統(tǒng)的主要管理對象，能夠?qū)@些工程進(jìn)行監(jiān)測、管理，且已經(jīng)構(gòu)成相應(yīng)的林業(yè)GIS開發(fā)及數(shù)據(jù)采集處理規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。

試點(diǎn)的成功運(yùn)行使林業(yè)GIS信息管理系統(tǒng)得到了進(jìn)一步的推廣使用，應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大，為林業(yè)發(fā)展決策的制定、災(zāi)害監(jiān)測和資源清查等工作的開展提供了極大的便利。查詢森林資源數(shù)據(jù)庫、圖形是森林資源管理系統(tǒng)的關(guān)鍵功能，并實(shí)時地獲取數(shù)據(jù)信息，將更加精確、外觀精美的林業(yè)專題圖像顯示出來。清查森林資源的過程中，借助GIS技術(shù)的三維地形圖，構(gòu)建數(shù)字高層模型，從而分析和研究森林地形因子，在此基礎(chǔ)上詳細(xì)掌握森林的生長發(fā)育狀況和分布狀況，降低了人力資源的消耗，減輕了野外清查工作的任務(wù)量。還可以將GIS技術(shù)、遙感RS技術(shù)整合起來，對火災(zāi)、動物保護(hù)工作進(jìn)行預(yù)測和分析［1］。

2 研究的必要性和意義

就我國當(dāng)前森林資源的保護(hù)現(xiàn)狀來看，阻礙資源保護(hù)工作順利開展的一項(xiàng)重要因素就是缺乏完善的森林資源保護(hù)管理機(jī)制，對各個部門的職責(zé)劃分不夠明確，影響了政策的執(zhí)行力度，再加上在保護(hù)過程中應(yīng)用傳統(tǒng)的保護(hù)方式，同社會的發(fā)展相脫軌，大大減低了森林資源的管理效率。因此，構(gòu)建基于GIS的林政稽查移動政務(wù)系統(tǒng)具有非常重要的意義，可以充分發(fā)揮當(dāng)前先進(jìn)技術(shù)的優(yōu)勢，在計(jì)算機(jī)中錄入不同類型的數(shù)據(jù)信息和圖形，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫同圖像的整合，通過統(tǒng)一管理計(jì)算機(jī)的方式來實(shí)施森林資源保護(hù)工作，使林業(yè)管理更加自動化、智能化。該林政稽查移動政務(wù)系統(tǒng)性能強(qiáng)大，能夠?qū)傩?、空間數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析，在規(guī)范的界面中執(zhí)行數(shù)據(jù)信息的查詢、制圖、編輯和輸入等操作，菜單更加清晰簡便，大大簡化了系統(tǒng)各項(xiàng)處理工作，還可以發(fā)揮構(gòu)建數(shù)據(jù)庫、制作地圖的功能。

該移動政務(wù)信息系統(tǒng)的開發(fā)使用對推動政府職能轉(zhuǎn)變、實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場目標(biāo)管理、領(lǐng)導(dǎo)可視化決策和提升林業(yè)行政執(zhí)法現(xiàn)代化管理水平，保護(hù)林地、林木、野生動植物資源等具有十分重要的意義。

3 基于GIS的林政稽查移動政務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)

基于GIS建立林政稽查移動管理信息系統(tǒng)，為林政執(zhí)法人員提供移動辦公、遠(yuǎn)程信息查詢、快速準(zhǔn)確定位等功能。系統(tǒng)可以豐富林政稽查大隊(duì)的執(zhí)法手段，保障執(zhí)法過程的準(zhǔn)確性和實(shí)時性，提高稽查大隊(duì)的執(zhí)法效率。

3.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

3.2.1 可實(shí)用性

建立系統(tǒng)以實(shí)際情況為原則，滿足實(shí)際需求，盡可能的簡單、快捷，并且能夠提供工作過程中所需要的各種圖表和統(tǒng)計(jì)報(bào)表。林政稽查移動政務(wù)系統(tǒng)，從現(xiàn)在及未來的管理的需要出發(fā)，重點(diǎn)突出其信息化、網(wǎng)絡(luò)化。應(yīng)該遵照設(shè)計(jì)的規(guī)范，考慮到操作人員的習(xí)慣，建立人性化界面。

3.2.2 科學(xué)性

①歐盟規(guī)定以下標(biāo)記可以用來作為商標(biāo)進(jìn)行注冊：文字標(biāo)記包括字母、數(shù)字、或字母、數(shù)字和文字的組合；包含或不包含文字的圖形標(biāo)記；彩色圖形標(biāo)記；顏色或多種顏色的組合；三維立體標(biāo)記；聲音標(biāo)記；商標(biāo)申請須包含一份所申請商標(biāo)的圖表。

林政稽查移動政務(wù)系統(tǒng)是一個現(xiàn)代化信息系統(tǒng)，設(shè)計(jì)和開發(fā)一定要遵循科學(xué)性原則，采用新的思想與技術(shù)。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫時數(shù)據(jù)的質(zhì)量問題要重點(diǎn)考慮，要有科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)據(jù)組織與結(jié)構(gòu)。要確保系統(tǒng)能穩(wěn)定運(yùn)行，滿足決策的需求，爭取有較好的容錯能力。對于數(shù)據(jù)的采集，盡可能地減少數(shù)據(jù)異構(gòu)，嚴(yán)格遵循標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，擁有核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及核心功能的手段，最大可能地支持有序共享。

3.2.3 擴(kuò)展性

森林資源和稽查數(shù)據(jù)都會隨著時間不斷地變化，林政稽查移動系統(tǒng)要具有很好的擴(kuò)展性和可維護(hù)性。整體的結(jié)構(gòu)要考慮到無縫連接，留有擴(kuò)充的量，為今后的擴(kuò)展集成做好準(zhǔn)備，延長系統(tǒng)的壽命?？梢詫⒛K化結(jié)構(gòu)應(yīng)用到系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，確保各模塊處于獨(dú)立的狀態(tài)，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用對應(yīng)用模塊進(jìn)行修改、增添和刪除，從而保證不會對系統(tǒng)造成干擾［2］。

3.3 關(guān)鍵技術(shù)

3.3.1 無線傳輸中間層架構(gòu)

無線傳輸中間層是對于無線傳輸模式的封裝層，建立在之上的業(yè)務(wù)層對于網(wǎng)絡(luò)通訊的調(diào)用是同一的接口，不會因?yàn)闊o線通訊載體的變化而變化，而在中間層中封裝了對于硬件的兼容性，并使所有的通訊協(xié)議架構(gòu)在TCP/IP協(xié)議之中，使得協(xié)議做到同一接口，如圖1所示。

圖1 無線傳輸中間層架構(gòu)

3.3.2 內(nèi)外業(yè)數(shù)據(jù)交互技術(shù)

監(jiān)控中心與移動設(shè)備之間空間數(shù)據(jù)的交互研究，通過無線技術(shù)解決空間數(shù)據(jù)的交互和傳輸問題，如圖2所示。

圖2 內(nèi)外業(yè)數(shù)據(jù)交互流程

移動設(shè)備層——主要指我們使用的手持設(shè)備平臺，這次我們選中多普達(dá)696手機(jī)作為手持設(shè)備終端，就是因?yàn)樗母呒啥?，在一個手機(jī)終端上，集成了 GSM，GPRS，藍(lán)牙，視頻，音頻，USB，串口，紅外等多種接口和設(shè)備，使得我們能夠順利完成無線數(shù)據(jù)交換，多媒體數(shù)據(jù)整合以及獲得GPS信息［3］。

3.3.3 技術(shù)路線

開發(fā)建設(shè)綜合地理信息系統(tǒng)，建立森林資源的檢測平臺。集合全市的地理信息資源和森林資源，把衛(wèi)星遙感信息作為動態(tài)信息，通過林業(yè)地理系統(tǒng)和衛(wèi)星影像進(jìn)行組合（圖3）。實(shí)現(xiàn)動態(tài)監(jiān)制并進(jìn)行及時的更新。

圖3 森林資源動態(tài)檢測技術(shù)路線示意圖

3.4 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

項(xiàng)目的具體技術(shù)路線如圖4所示，主要由四部分組成:

（1）林業(yè)資源空間數(shù)據(jù)模型驗(yàn)證:GIS技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域較廣，不同的領(lǐng)域其空間數(shù)據(jù)模型不盡相同。GIS空間數(shù)據(jù)模型的是空間數(shù)據(jù)采集和空間數(shù)據(jù)庫建立的基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)不同的空間數(shù)據(jù)模型，提出適合林業(yè)資源的空間數(shù)據(jù)模型。

（2）林業(yè)資源空間數(shù)據(jù)采集方法的驗(yàn)證:現(xiàn)有GIS軟件平臺有很多種，不同的平臺其數(shù)據(jù)格式是不同的，根據(jù)城市林業(yè)資源矢量數(shù)據(jù)的特點(diǎn)以及（1）中驗(yàn)證的林業(yè)資源空間數(shù)據(jù)模型，選擇MapInfo作為林業(yè)稽查信息系統(tǒng)的GIS平臺。根據(jù)MapInfo的特點(diǎn)，驗(yàn)證其在城市林業(yè)資源空間數(shù)據(jù)采集的方法以及空間數(shù)據(jù)庫的建立方法［4］。

（3）軟件總體結(jié)構(gòu)分為四大部分:

客戶端軟件:集成在手持設(shè)備上的軟件部分;

服務(wù)器端通信軟件:中心和各移動單元之間信息交互的平臺;

服務(wù)器端同步軟件:移動單元與中心靜態(tài)數(shù)據(jù)交互的平臺;

服務(wù)器端處理軟件:中心數(shù)據(jù)處理和整合的平臺。

（4）上述研究在某地區(qū)的城市林業(yè)稽查政務(wù)系統(tǒng)的應(yīng)用:據(jù)上述研究以及MapInfo平臺的特點(diǎn)，建立某地區(qū)的林業(yè)稽查政務(wù)系統(tǒng)，對城市林業(yè)稽查政務(wù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能設(shè)計(jì)、工作流程、應(yīng)用和數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)進(jìn)行研究。

圖4 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

4 基于GIS的林政稽查移動政務(wù)系統(tǒng)研究

本項(xiàng)研究擬采用現(xiàn)狀分析、理論研究、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等研究方法，解決利用3S技術(shù)建立林業(yè)稽查政務(wù)系統(tǒng)涉及到的以上關(guān)鍵技術(shù)問題。

（1）現(xiàn)狀分析:闡述GIS技術(shù)的發(fā)展，分析此技術(shù)在林業(yè)稽查信息系統(tǒng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀，探討現(xiàn)有的城市林業(yè)資源空間信息的采集方法、空間數(shù)據(jù)庫的建立以及林業(yè)稽查政務(wù)系統(tǒng)的研究等問題［5］。

（2）理論研究:在分析總結(jié)已有方法的基礎(chǔ)上，尋找新的基于GIS的林業(yè)資源空間數(shù)據(jù)模型、空間數(shù)據(jù)采集方法、空間數(shù)據(jù)庫的建立，以解決GIS技術(shù)應(yīng)用于城市林業(yè)稽查信息系統(tǒng)時，空間數(shù)據(jù)交互、無線中間傳輸?shù)葐栴}［5］。

（3）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:對新的空間數(shù)據(jù)模型進(jìn)行實(shí)體化驗(yàn)證，林業(yè)資源空間數(shù)據(jù)采集處理方法進(jìn)行驗(yàn)證，內(nèi)外業(yè)空間數(shù)據(jù)交互、無線中間傳輸技術(shù)的驗(yàn)證，并與已有方法進(jìn)行分析比較。

5 結(jié)束語

本文通過對現(xiàn)階段林政稽查的需求，結(jié)合現(xiàn)有的矢量數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)了林政稽查移動政務(wù)系統(tǒng)的建立，并采用不同的研究方法對其進(jìn)行研究和驗(yàn)證，使系統(tǒng)更加的完善，充分發(fā)揮系統(tǒng)的功能和作用。系統(tǒng)內(nèi)部包括多個功能模塊，保證了林業(yè)發(fā)展決策制定的科學(xué)性，提高了林業(yè)行政執(zhí)法現(xiàn)代化管理水平，為數(shù)字城市的建設(shè)奠定了基礎(chǔ)［6］。

［1］黃慶飛，羅 成，王 斌，林 鐵.基于GIS的國土資源電子政務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［M］//廣東省測繪學(xué)會.廣東省測繪學(xué)會第九次會員代表大會暨學(xué)術(shù)交流會論文集，2010:5.

［2］易映輝，李友豐，朱雪輝，李 芳.基于GIS的土地執(zhí)法監(jiān)察管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究［J］.測繪科學(xué)，2009（S2）:203－204+212.

［3］趙愛華，楊鳳海.基于GIS的城市綠化管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究［J］. 微計(jì)算機(jī)信息，2007（22）:220－222.

［4］劉艷秋，趙愛華，王 崑，楊鳳海.基于GIS的校園綠化管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究［J］.電腦知識與技術(shù)（學(xué)術(shù)交流），2007（2）:321－322.

［5］郝 健，陳永生，吳志勇.林政稽查，換個角度建設(shè)生態(tài)北京［N］. 中國綠色時報(bào)，2011－02－28（002）.

［6］郝 健，陳永生 ，吳志勇.林政稽查日益走向多元化［N］. 中國綠色時報(bào)，2011－03－02（002）.