數(shù)字林業(yè)及其若干關(guān)鍵技術(shù)的研究

王文明 楊立國 王艷春

摘要：作為林業(yè)進行信息化發(fā)展的一個必然的趨勢，“數(shù)字林業(yè)”已經(jīng)成為了“數(shù)字地球”的一個重要的組成部分，并且，“數(shù)字林業(yè)”屬于一個動態(tài)的、不斷發(fā)展的概念，在相關(guān)技術(shù)進行發(fā)展的基礎(chǔ)上，其能夠繼續(xù)進行發(fā)展。接下來在本文中，筆者將對“數(shù)字林業(yè)”的體系結(jié)構(gòu)及其關(guān)鍵技術(shù)進行簡要的分析，希望能夠為日后“數(shù)字林業(yè)”進一步發(fā)展提供具有建設(shè)性建議。

關(guān)鍵詞：“數(shù)字林業(yè)” 森林資源管理 數(shù)字林業(yè)工程

上世界90年代，“數(shù)字地球”的概念由美國副總統(tǒng)戈爾提出，之后，在本世紀初，我國林業(yè)局再此基礎(chǔ)上也提出了“數(shù)字林業(yè)”的概念，至2003年年初，“數(shù)字林業(yè)”的相關(guān)規(guī)范與標準在北京正式通過專家的論證，這標志著“數(shù)字林業(yè)”在我國的發(fā)展正式邁出了關(guān)鍵的一步。

一、“數(shù)字林業(yè)”的基本概念

（一）數(shù)字林業(yè)”的定位與定義

就目前社會上的趨勢來看，“數(shù)字林業(yè)”已經(jīng)成為我國林業(yè)進行信息化發(fā)展必不可少的一個過程，我們可以只將“數(shù)字林業(yè)”看做一個理念，就像現(xiàn)在的“數(shù)字城市”一樣，是當(dāng)代城市進行信息化的趨勢和方向一樣，“數(shù)字林業(yè)”也屬于當(dāng)代我國林業(yè)信息化進行發(fā)展的趨勢和方向，是“數(shù)字地球”理念的一種組成部分。

目前我們并不能夠確定林業(yè)信息化發(fā)展到什么程度才可以說是已經(jīng)實現(xiàn)了“數(shù)字林業(yè)”，因為，在我們眼里，它應(yīng)該是一個發(fā)展的戰(zhàn)略或是一個系統(tǒng)的工程，而不是一個簡單的項目或系統(tǒng)。我們也可以認為，“數(shù)字林業(yè)”是一個動態(tài)的概念，并且它能夠隨著信息技術(shù)的發(fā)展和管理技術(shù)的完善的而不斷的進行發(fā)展和趨于完善?！皵?shù)字林業(yè)”是一個概念，但并不是虛擬的概念，因為它在我們的思維里，更應(yīng)該是我國林業(yè)進行發(fā)展的一個戰(zhàn)略目標和一個逐步進行發(fā)展和完善的過程，并且，在發(fā)展成為“數(shù)字林業(yè)”的過程中，其將會對我國林業(yè)的管理、決策、發(fā)展等方面帶來巨大的效益。

但是，到底什么才是真正的“數(shù)字林業(yè)”？目前已經(jīng)有很多的專家和學(xué)者站在不同的視角上對“數(shù)字林業(yè)”進行了不用的闡述，但是總體來說，“數(shù)字林業(yè)”就是利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)、空間定位技術(shù)、遙感技術(shù)等多種現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)對我國的森林資源進行自動化的數(shù)據(jù)采集、信息化的管理、網(wǎng)絡(luò)化的辦公和智能化的決策等多種功能，對各方面的信息進行最大化的利用和集成，并且能夠?qū)Ω黝愋畔⒃催M行整理，從而完整、快速的為林業(yè)工作人員提供各種信息服務(wù)，使我國林業(yè)系統(tǒng)內(nèi)的各個部門之間、以及部門行業(yè)之間信息、經(jīng)濟、管理等方面能夠相互共同和進行共享，從而提高效率對我國當(dāng)前非常有限的林業(yè)資源和目前依舊比較脆弱的生態(tài)環(huán)境進行保護。

（二）“數(shù)字林業(yè)”的目標

因為“數(shù)字林業(yè)”屬于一個動態(tài)的概念，其處于不斷的發(fā)展之中，所以我們很難為其下一個準確的定義，同樣，“數(shù)字森林”的目標也是動態(tài)的，它主要通過3S技術(shù)對森林資源進行管理與監(jiān)測，并將該技術(shù)作為一個平臺對各方面的數(shù)據(jù)信息進行共享，以創(chuàng)造出更加豐富的成果，以更好的服務(wù)于各林業(yè)部門。與此同時，“數(shù)字林業(yè)”還能夠?qū)α謽I(yè)的地理空間數(shù)據(jù)進行廣泛的訪問，并對其中的數(shù)字林業(yè)信息進行模擬，在最大程度上降低了相關(guān)部門進行決策的盲目性。并且在現(xiàn)階段，“數(shù)字林業(yè)”的戰(zhàn)略目標是對各種森林資源進行有效的整合，并使其能夠有效的進行使用和共享，使林業(yè)部門和企業(yè)等都能夠更加便利和高效的辦公；同時，其應(yīng)該能夠?qū)ι种锌赡艹霈F(xiàn)的災(zāi)害進行實時的、動態(tài)的檢測、預(yù)警和指揮，并且，目標中包含其對林業(yè)資源與生態(tài)系統(tǒng)進行實時的檢測、保護和規(guī)劃、對重大時間的決策進行分析和模擬，以對決策進行輔助和支持。

（三）“數(shù)字林業(yè)”的基礎(chǔ)

建設(shè)“數(shù)字林業(yè)”，我們需要的基礎(chǔ)主要有兩項：一是網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，另一是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。所謂網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，就是其高速寬帶網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)具備海量數(shù)據(jù)進行流通的條件，同時各個級別的信息與終端節(jié)點之間的信息也能夠快速進行流通；基礎(chǔ)數(shù)據(jù)則主要分為屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)，其中包含各種各樣的社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)、和管理數(shù)據(jù)、辦公數(shù)據(jù)等多種數(shù)據(jù)，并且全部類型的數(shù)據(jù)均為海量，對其進行管理應(yīng)該采取集中地管理模式，而非分布式儲存的管理模式。

二、“數(shù)字林業(yè)”的關(guān)鍵技術(shù)

（一）寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

“數(shù)字林業(yè)”是以信息技術(shù)作為基礎(chǔ)的，所以對寬帶網(wǎng)絡(luò)進行建設(shè)是必不可少的前提，但是目前多數(shù)“數(shù)字森林”的終端處于偏僻地區(qū)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)施相對落后，甚至不存在網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，而因特網(wǎng)不能滿足海量數(shù)據(jù)的傳輸與分析，所以，寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成為了“數(shù)字林業(yè)”的重要基礎(chǔ)。

（二）數(shù)據(jù)的自動采集與更新

除了技術(shù)上的原因以外，林業(yè)方面的數(shù)據(jù)采集相對復(fù)雜，并且這已經(jīng)成為了對林業(yè)數(shù)據(jù)進行回去和及時更新的重要原因之一，所以，對于“數(shù)字林業(yè)”這一龐大的工程來說，如何對信息技術(shù)進行合理的利用以促進對林業(yè)數(shù)據(jù)的自動采集與更新，是建設(shè)“數(shù)字林業(yè)”的關(guān)鍵問題。

（三）海量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)

“數(shù)字林業(yè)”能夠涉及到的數(shù)據(jù)量十分龐大，并且類型較多，因為數(shù)據(jù)的存儲和管理能夠直接決定對系統(tǒng)進行訪問和速度和效率，所以對于這些數(shù)據(jù)的存儲和管理，也是“數(shù)字林業(yè)”當(dāng)前面必須面對的重要問題之一。

（四）數(shù)據(jù)共享和互操作技術(shù)

對數(shù)據(jù)共享的問題進行解決，除了需要政府方面給予支持以外，最簡單且有效的辦法就是進行數(shù)字轉(zhuǎn)換，不同的部門分別建立各自的系統(tǒng)，對數(shù)據(jù)進行繼承之前首先進行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為可應(yīng)用的格式之后在進行應(yīng)用。目前我國已經(jīng)頒發(fā)了關(guān)于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的標準，以對數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的相關(guān)操作進行規(guī)范。但是這一種辦法屬于低層次的辦法，難以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時共享，我么可以應(yīng)用數(shù)據(jù)的互操作技術(shù)，使用戶能夠任意的進入各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，以更加便利的對數(shù)據(jù)進行應(yīng)用。

（五）數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)

該技術(shù)具有的主要特點就是對數(shù)據(jù)庫中的大量數(shù)據(jù)進行模型化處理并提取，而在“數(shù)字林業(yè)”進行建設(shè)的過程中，其主要問題就在于，如何能夠順利的提取出人們真正感興趣的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)之間的關(guān)系進行發(fā)現(xiàn)。

（六）可視化與虛擬現(xiàn)實

目前“數(shù)字林業(yè)”的數(shù)據(jù)包括二維和三維，二維的可視化已經(jīng)得到解決，但是三維的可視化和虛擬現(xiàn)實技術(shù)目前仍是難點。

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（作者單位：吉林省永吉縣雙河鎮(zhèn)林場）