基于WebGIS的林地資源可視化系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)

胡連珍 陳木泉 鐘壽能 景林

摘要：為了促進林權(quán)流轉(zhuǎn)業(yè)務(wù)的開展，消除買賣雙方信息不對稱的現(xiàn)象，基于WebGIS技術(shù)開發(fā)了林地資源信息發(fā)布平臺，采用C/S、B/S雙架構(gòu)設(shè)計，應(yīng)用ASPMAP組件實現(xiàn)了林地資源的可視化。該系統(tǒng)應(yīng)用后能夠使林權(quán)流轉(zhuǎn)過程更加透明，增強了投資者的信心。

關(guān)鍵詞：林地資源；WebGIS；信息發(fā)布；可視化

中圖分類號：S126文獻標(biāo)識號：A文章編號：1001-4942（2016）09-0142-05

AbstractIn order to promote the devolopment of forest right circulation business and eliminate the phenomenon of asymmetrical information between buyers and sellers， the woodland resource information publishing platform was developed based on WebGIS. It was designed with C/S and B/S double architecture， and realized the visualization of woodland resources utilizing the ASPMAP component. Its application should lead to the forest right circulation business being transparentized， and increase the investors confidence.

KeywordsWoodland resources； WebGIS； Information publishing； Visualization

近年來林權(quán)改革順利實施，農(nóng)村人工林的林地使用權(quán)、林木所有權(quán)、林木使用權(quán)實現(xiàn)了私有化，集體山林明晰到戶到人，確立了林農(nóng)的經(jīng)營主體地位，林業(yè)經(jīng)營效益與林農(nóng)收入直接掛鉤，有效調(diào)動了林農(nóng)造林營林的積極性，許多農(nóng)村出現(xiàn)“爭山造林、爭苗造林”的新景象。集體林權(quán)制度改革，促進了林區(qū)農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展，越來越多的投資者看好林區(qū)的發(fā)展前景，資金流向了林區(qū)，使得林權(quán)流轉(zhuǎn)業(yè)務(wù)快速升溫。為了規(guī)范林權(quán)流轉(zhuǎn)，國家林業(yè)局下達(dá)了“林改發(fā)〔2013〕39號”通知，提出了進一步加強集體林權(quán)流轉(zhuǎn)管理工作的指導(dǎo)意見。課題組在基層農(nóng)村調(diào)查也發(fā)現(xiàn)，投資者在購買林地時，通常會感覺林地信息不夠透明，認(rèn)為交易風(fēng)險較大，有可能被賣方單方面提供的信息所誤導(dǎo)，造成巨大的經(jīng)濟損失。為了促進林權(quán)流轉(zhuǎn)的有序化，基層政府應(yīng)當(dāng)發(fā)布較為權(quán)威的林地資源信息，消除信息不對稱的現(xiàn)象，保護投資者權(quán)益[1]。

1網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計

為了幫助林權(quán)交易雙方直觀可視林地資源，擬開發(fā)一套林地資源信息發(fā)布系統(tǒng)。如果采用傳統(tǒng)單數(shù)據(jù)庫服務(wù)器架構(gòu)，縣級林業(yè)局無專職網(wǎng)絡(luò)安全員，一旦被黑客攻擊，可能導(dǎo)致林地資源數(shù)據(jù)庫被黑客篡改[2]。因此系統(tǒng)設(shè)計為SQL Server 2005的主、副數(shù)據(jù)庫雙服務(wù)器結(jié)構(gòu)，服務(wù)器的操作系統(tǒng)采用Windows Server 2003，WEB服務(wù)器組件選擇 Microsoft-IIS/6.0[3]。林權(quán)信息錄入和管理系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)，直接連接主數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，實現(xiàn)林權(quán)證信息登記、刪除、轉(zhuǎn)讓等業(yè)務(wù)工作[4]。林地資源信息可視化查詢系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，將訂閱服務(wù)器通過硬件防火墻，在互聯(lián)網(wǎng)上開放HTTP（HyperText Transport Protocol， 超文本傳輸協(xié)議）的80端口，發(fā)布林地資源信息，只提供只讀查詢的權(quán)限[5]。主數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上的SQL Server數(shù)據(jù)庫設(shè)置為“發(fā)布服務(wù)器”，副數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上的SQL Server數(shù)據(jù)庫設(shè)置為“訂閱服務(wù)器”，“發(fā)布服務(wù)器”在工作時段每隔30 分鐘向“訂閱服務(wù)器”發(fā)布新更新的林地資源信息，同步差異數(shù)據(jù)后，副數(shù)據(jù)庫將和主數(shù)據(jù)庫保持一致。在此安全機制下，即使副數(shù)據(jù)庫被侵入，人為篡改了林地資源信息，也不會影響主數(shù)據(jù)庫上林地資源業(yè)務(wù)工作，而且篡改信息也會在30 分鐘內(nèi)被主副數(shù)據(jù)庫同步操作所清除。此架構(gòu)保證了基層政府在內(nèi)網(wǎng)中使用C/S架構(gòu)的業(yè)務(wù)軟件時具有錄入、修改的完整權(quán)限；而社會公眾在互聯(lián)網(wǎng)中使用B/S架構(gòu)的瀏覽器時，僅獲得信息化查詢功能。其網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1所示。

2數(shù)據(jù)層設(shè)計

在本系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)層需要管理兩種數(shù)據(jù)信息：林權(quán)屬性信息、地理圖形信息[6]。

林權(quán)屬性信息存放在被設(shè)置為訂閱服務(wù)器的SQL Server數(shù)據(jù)庫中，訂閱服務(wù)器的林權(quán)信息每隔1 h被發(fā)布服務(wù)器更新[7]。訂閱服務(wù)器即使因為B/S架構(gòu)訪問量極大，或是受到黑客沖擊，都不影響發(fā)布服務(wù)器的正常工作，因此來自于互聯(lián)網(wǎng)的任何攻擊都不影響C/S架構(gòu)業(yè)務(wù)流程的開展，只要訂閱服務(wù)器恢復(fù)正常，其被破壞的數(shù)據(jù)就會被丟棄，自動被發(fā)布服務(wù)器刷新為最新的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。

本系統(tǒng)WebGIS的功能需求簡單，因此地理信息數(shù)據(jù)應(yīng)用shapefile格式的GIS文件進行管理即可[8]。shapefile格式GIS文件由ESRI開發(fā)，一個shape文件包括一個主文件（后綴名為.shp）、一個索引文件（后綴名為.shx）和一個dBASE表（后綴名為.dbf）。shape文件自帶的dBASE表僅存放少量地圖展示所必需的地理信息屬性數(shù)據(jù)，本系統(tǒng)需要的額外的林權(quán)屬性數(shù)據(jù)將存放在林權(quán)信息數(shù)據(jù)庫中[9]。

3邏輯層設(shè)計

邏輯層的核心為IIS架構(gòu)、WebGIS架構(gòu)。

3.1IIS架構(gòu)設(shè)計

在IIS架構(gòu)中可以創(chuàng)建Web網(wǎng)站、Web 應(yīng)用程序和虛擬目錄三種Web服務(wù)[10]。三者關(guān)系如圖2所示[11]。一個“網(wǎng)站（Web Site）”包含一個或多個“Web 應(yīng)用程序（Web Application）”，一個“Web 應(yīng)用程序”包含一個或多個“虛擬目錄（Virtual Directory）”，而“虛擬目錄”則映射到Web服務(wù)器或遠(yuǎn)程計算機上的“物理目錄（Physical Directory）”。

客戶端瀏覽器與Web服務(wù)器之間問答通訊實現(xiàn)HTTP請求處理，如圖3所示。首先，瀏覽器嘗試連接Web服務(wù)器的80端口，如果Web服務(wù)器可以響應(yīng)此連接請求，就在瀏覽器與Web服務(wù)器間建立了一個通訊鏈路，在此“通道”上瀏覽器與Web服務(wù)器可以相互發(fā)送與接收信息[12]。因此在應(yīng)用層上無需軟件開發(fā)，用戶只需使用系統(tǒng)自帶的網(wǎng)頁瀏覽器即可[13]。

3.2WebGIS架構(gòu)設(shè)計

WebGIS服務(wù)由ASPMAP組件提供，其工作原理見圖4。當(dāng)瀏覽器客戶端發(fā)出WebGIS查詢請求，工作者進程（work process）解析HTTP請求，控制ASP.net應(yīng)用程序調(diào)用ASPMAP組件的GIS服務(wù)，在頁面上顯示用戶所需的GIS畫面。ASPMAP組件根據(jù)功能的需要調(diào)用不同的內(nèi)部模塊，并讀取外部地圖數(shù)據(jù)。

4WebGIS的開發(fā)

ASPMAP是一種支持互聯(lián)網(wǎng)平臺的空間數(shù)據(jù)WebGIS組件，具有GIS地理信息展示功能和一定的地理信息分析能力。ASPMAP組件可以直接使用ArcGIS的shapefile格式的矢量文件，并能把矢量的地理信息地圖轉(zhuǎn)換為臨時的柵格圖，這樣客戶端就無需安裝其它WebGIS的客戶端，用Microsoft Internet Explorer瀏覽器即可直接瀏覽WebGIS。

WebGIS部分應(yīng)用Microsoft Visual Studio.NET 2010的VB.NET和ASPMAP組件開發(fā)WebGIS網(wǎng)站。以村為單位，進行林地資源的顯示和管理。地圖圖層設(shè)置有村林相小班圖、村等高線圖、村林界圖三個主要圖層，和道路、水系、建筑物等輔助圖層。首先創(chuàng)建一個ASPMAP對象，應(yīng)用addlayer方法，將三個主要圖層及輔助圖層逐個裝入。WebGIS工作框圖見圖5。

WebGIS實現(xiàn)圖層加載和顯示的核心代碼如下：

Private Sub Page_Load（ByVal sender As System.Object， ByVal e As System.EventArgs） Handles MyBase.Load

5系統(tǒng)的應(yīng)用效果驗證

本系統(tǒng)在福建省三明市投入了使用，社會公眾通過互聯(lián)網(wǎng)可以查詢林權(quán)宗地的座落及林地詳細(xì)的資源情況，減少了投資交易的風(fēng)險。

為林地列表瀏覽界面圖，選擇搜索林權(quán)證號或宗地編號的方式來查詢林地信息，也可以通過樹形結(jié)構(gòu)來選擇林地，分為縣、鎮(zhèn)、村三級操作。選中關(guān)心的林地后，點鼠標(biāo)右鍵可選擇繼續(xù)查詢該林地的“二類資源數(shù)據(jù)”或“林權(quán)宗地數(shù)據(jù)”。

選擇“林權(quán)宗地數(shù)據(jù)”后出現(xiàn)WebGIS窗體，如圖7所示。選中一本林權(quán)證的一個宗地后，點擊“權(quán)屬圖”按鈕，打開WebGIS頁面。被鼠標(biāo)選中的林權(quán)宗地用藍(lán)色表示，鼠標(biāo)右鍵可查看林地資源的屬性信息。WebGIS地圖操作功能包括：（1）放大功能，用戶選擇放大功能后，用鼠標(biāo)在地圖上拉一個框，系統(tǒng)對框示區(qū)域進行放大。（2）縮小功能，實現(xiàn)對地圖版面的縮小，以方便用戶查看。（3）全圖功能，以村為單位展示全村地形圖，并以藍(lán)色突出標(biāo)識所選宗地。（4）中點功能，點該按鈕后，再用鼠標(biāo)點地圖上的某點，該點成為所示地圖的中心。（5）細(xì)節(jié)功能，顯示當(dāng)前宗地的面積、資源等詳情，林權(quán)詳情信息界面見圖8。

實踐表明，林地資源可視化系統(tǒng)提升了當(dāng)?shù)亓謾?quán)制度改革信息化應(yīng)用水平，也進一步提升了林地資源管理的整體現(xiàn)代化水平[14]。信息技術(shù)的高速發(fā)展，特別是互聯(lián)網(wǎng)的普及，數(shù)據(jù)倉庫、網(wǎng)絡(luò)安全、地理信息等技術(shù)的日趨成熟，現(xiàn)代管理信息系統(tǒng)的開發(fā)趨向于采用網(wǎng)絡(luò)化、構(gòu)件化、智能化和面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)實現(xiàn)技術(shù)[15]。而本系統(tǒng)的實施，為福建省林地資源管理的智能化提供了寶貴經(jīng)驗，符合智慧林業(yè)的發(fā)展趨勢。

6結(jié)論

本課題組基于WebGIS技術(shù)開發(fā)了林地資源信息發(fā)布平臺，采用C/S、B/S雙架構(gòu)的設(shè)計，以B/S架構(gòu)發(fā)布地理圖形信息為主；使用Microsoft Visual Studio 2010的VB.NET開發(fā)語言，應(yīng)用ASPMAP組件實現(xiàn)了林地資源的可視化。該軟件在福建省將樂縣林業(yè)局投入了使用。應(yīng)用表明，該軟件能夠消除信息不對稱現(xiàn)象，使林權(quán)流轉(zhuǎn)過程更加透明，增強了投資者的信心，最終促進林權(quán)流轉(zhuǎn)有序進行。

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