山東省林長制信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

張富華，夏修展，李 晉，王戰(zhàn)舉，孫輝濤

（1.北京航天泰坦科技股份有限公司，北京100070；2.山東省國土空間數(shù)據(jù)和遙感技術(shù)研究院，山東 濟(jì)南 250000）

為協(xié)調(diào)解決森林資源保護(hù)發(fā)展重大問題，2021年1月，中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于全面推行林長制的意見》，意見指出要全面推行林長制建設(shè)，建立健全黨政領(lǐng)導(dǎo)責(zé)任體系，明確各級林長的森林草原保護(hù)發(fā)展責(zé)任?！吨腥A人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》特別指出“推行林長制”?！笆奈濉逼陂g，為進(jìn)一步創(chuàng)新做實(shí)林長制工作，必須借助信息化手段強(qiáng)化林長體系科學(xué)高效管理。

當(dāng)前，山東省林長制改革過程中的信息化建設(shè)處于初步探索創(chuàng)新階段，林長制信息化面臨諸多難點(diǎn)，一是多源異構(gòu)數(shù)據(jù)難以融合的問題，林長難以全面掌握責(zé)任區(qū)內(nèi)的信息；二是全省共有11 萬余名林長，體系龐大、人員眾多為林長信息管理、考核評價(jià)等工作帶來了巨大壓力；三是各市縣林長制信息化程度發(fā)展不均衡，缺乏統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，難以形成合力。本文以山東省林長制信息管理系統(tǒng)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，闡述了林長制數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)、系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)及系統(tǒng)開發(fā)實(shí)現(xiàn)等內(nèi)容，一是可以作為落實(shí)林長制改革的有利抓手，有利于推動(dòng)林長制改革；二是推動(dòng)林業(yè)服務(wù)、管理、建設(shè)由傳統(tǒng)向數(shù)字、智慧化變革與創(chuàng)新，協(xié)同化推進(jìn)林業(yè)資源管理；三是可為山東省乃至全國各級林長制信息管理系統(tǒng)的建設(shè)提供可借鑒思路，消除數(shù)據(jù)孤島，避免重復(fù)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)綜合效益最大化。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

山東省林長制信息管理系統(tǒng)總體建設(shè)框架參照《自然資源部信息化建設(shè)總體方案》《全國林業(yè)信息化建設(shè)技術(shù)指南》的相關(guān)要求，如圖1所示，共分為四橫兩縱，包括標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系、安全保障體系、基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用支撐、業(yè)務(wù)應(yīng)用六部分。

圖1 林長制信息管理系統(tǒng)框架示意圖Figure 1 Frame diagram of forest chief scheme information management system

基礎(chǔ)設(shè)施是實(shí)現(xiàn)資源共享、政務(wù)協(xié)同、輔助決策和公共服務(wù)的物理平臺(tái)；數(shù)據(jù)庫是實(shí)現(xiàn)各種林長制信息服務(wù)的數(shù)據(jù)依據(jù)和來源，按照數(shù)據(jù)類型包括矢量數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)；應(yīng)用支撐是實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)各種服務(wù)功能的技術(shù)關(guān)鍵，為應(yīng)用系統(tǒng)之間無縫集成提供信息交換服務(wù)和業(yè)務(wù)協(xié)同支持；業(yè)務(wù)應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)各種服務(wù)的關(guān)鍵，分為組織體系管理、工作信息管理、考核評價(jià)、日常巡護(hù)、林長制一張圖、公眾服務(wù)等功能。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系為信息資源共享和服務(wù)、政務(wù)協(xié)同等工作提供技術(shù)準(zhǔn)則；安全保障體系通過授權(quán)管理、數(shù)據(jù)加密等功能提供安全服務(wù),通過組織機(jī)構(gòu)、人才隊(duì)伍、運(yùn)行機(jī)制建設(shè)等提供組織保障。

1.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

1.2.1 數(shù)據(jù)庫內(nèi)容設(shè)計(jì)

林長制數(shù)據(jù)庫包括林長制核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫、林長制空間數(shù)據(jù)庫和林長制綜合業(yè)務(wù)支撐數(shù)據(jù)庫。

林長制核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫包含以下內(nèi)容：(a)信息報(bào)送：涉及收文、發(fā)文、附件資料等數(shù)據(jù)；(b)組織體系：涉及林長、護(hù)林員、公示牌和工作機(jī)構(gòu)等數(shù)據(jù)；(c)考核評價(jià)：涉及考核模板、考核內(nèi)容、考核項(xiàng)、考核等次、考核結(jié)果、考核排名等數(shù)據(jù)；(d)林長巡查：涉及巡查任務(wù)上報(bào)、任務(wù)下發(fā)、任務(wù)辦理、巡查統(tǒng)計(jì)等數(shù)據(jù)；(e)日常護(hù)林管理：涉及巡護(hù)事件(事件地點(diǎn)、上報(bào)人、上報(bào)事件、事件附件等)、巡護(hù)日志(巡護(hù)方式、巡護(hù)路線、巡護(hù)時(shí)長、巡護(hù)里程、天氣、巡護(hù)時(shí)事件等)、巡護(hù)統(tǒng)計(jì)等數(shù)據(jù)。

林長制空間數(shù)據(jù)庫包括以下內(nèi)容：(a) 林長巡查考勤點(diǎn)數(shù)據(jù)，涉及考勤點(diǎn)范圍、經(jīng)緯度等信息；(b)林長責(zé)任區(qū)數(shù)據(jù)，涉及林長信息、責(zé)任區(qū)描述、責(zé)任區(qū)面積等信息；(c)三調(diào)行政區(qū)劃數(shù)據(jù)，涉及全省省、市、縣、鄉(xiāng)、村五級行政區(qū)劃數(shù)據(jù)；(d)其他的相關(guān)備份數(shù)據(jù)。

林長制綜合業(yè)務(wù)支撐數(shù)據(jù)庫包含以下內(nèi)容：(a)組織機(jī)構(gòu)管理：涉及組織機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)；(b)用戶管理：涉及用戶信息、組織用戶、角色、角色用戶等配置數(shù)據(jù)；(c)應(yīng)用管理：涉及應(yīng)用、菜單、按鈕的配置數(shù)據(jù)；(d)權(quán)限管理：涉及菜單和按鈕的權(quán)限配置數(shù)據(jù)；(e)數(shù)據(jù)字典：涉及字典類型和字典的配置數(shù)據(jù)；(f)APP 版本：涉及APP 版本歷史的數(shù)據(jù)和APK 附件數(shù)據(jù)；(g)基礎(chǔ)配置：涉及系統(tǒng)參數(shù)配置和行政區(qū)劃數(shù)據(jù)；(h)系統(tǒng)日志：涉及系統(tǒng)內(nèi)用戶登錄及關(guān)鍵行為操作的記錄數(shù)據(jù)。

1.2.2 數(shù)據(jù)處理流程

林長制信息管理系統(tǒng)涉及數(shù)據(jù)按照數(shù)據(jù)類型主要有為矢量數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)4 類。數(shù)據(jù)處理流程包括采集、入庫更新、管理、共享。林長制信息數(shù)據(jù)采集按照GB/T 13923-2006、GB/T 17278-2009、LY/T 2188.1-2013、LY/T 2188.2-2013、LY/T 2189-2013 的規(guī)定執(zhí)行[1-5]；數(shù)據(jù)入庫過程中的編碼的命名和分類應(yīng)符合數(shù)據(jù)入庫標(biāo)準(zhǔn)，按照LY/T 2179-2013、LY/T 2180-2013、LY/T 2181-2013、LY/T 2182-2013、LY/T 2186-2013、LY/T 1662.10 的規(guī)定執(zhí)行[6-11]；數(shù)據(jù)更新方法和技術(shù)、更新周期、更新內(nèi)容、更新組織與管理按照LY/T 2174-2013、LY/T 1662.9 的規(guī)定執(zhí)行[12,13]；數(shù)據(jù)管 理 和 使用符 合LY/T 1662.2、LY/T 1662.3、LY/T 1662.7、LY/T 1662.10 的規(guī)定[14-17]；數(shù)據(jù)共享應(yīng)明確共享范圍、內(nèi)容、形式、載體、交換方式、權(quán)限（級別）規(guī)則，空間數(shù)據(jù)交換格式標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)按照GB/T 17798-2007 的規(guī)定執(zhí)行[18]。

1.3 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

林長制信息管理系統(tǒng)包括組織體系管理、工作信息管理、考核評價(jià)、日常巡護(hù)、林長制“一張圖”、公共服務(wù)共6 個(gè)模塊。

1.3.1 組織體系管理

組織體系管理包含各級工作機(jī)構(gòu)、林長、護(hù)林員及公示牌等林長制組織體系信息并可進(jìn)行新增、編輯、刪除等操作，具體功能包括工作機(jī)構(gòu)、林長信息、護(hù)林員信息、公示牌信息。工作機(jī)構(gòu)包含機(jī)構(gòu)名稱、責(zé)任單位、負(fù)責(zé)人信息、組成成員等信息；林長信息包含林長姓名、級別、工作機(jī)構(gòu)、聯(lián)系電話、狀態(tài)等信息；護(hù)林員信息包含護(hù)林員姓名、聯(lián)系電話、類別、類型等信息；公示牌信息包含公示牌編號、名稱、安裝位置、安裝時(shí)間、所屬林長等信息。

1.3.2 工作信息管理

工作信息管理支持各級林長制工作機(jī)構(gòu)工作信息的發(fā)布和報(bào)送，并可選擇信息類型和上傳附件。信息發(fā)布功能實(shí)現(xiàn)上級林長辦工作機(jī)構(gòu)可發(fā)布專報(bào)、通報(bào)、宣傳、工作報(bào)告、工作制度、政策文件等工作信息；信息報(bào)送功能實(shí)現(xiàn)各級林長制工作機(jī)構(gòu)可向上級報(bào)送經(jīng)審核的專報(bào)、通報(bào)、宣傳、工作報(bào)告、工作制度、政策文件等工作信息。

1.3.3 考核評價(jià)

考核評價(jià)支持縣級及以上林長制工作機(jī)構(gòu)依據(jù)考核指標(biāo)體系對相應(yīng)下一級機(jī)構(gòu)進(jìn)行考核，考核評估結(jié)果匯總至上級，服務(wù)于上級的管理工作，功能包括模板管理、等次管理、指標(biāo)管理、考核評價(jià)、考核統(tǒng)計(jì)。模板管理實(shí)現(xiàn)對不同時(shí)間段、不同林長級別、不同機(jī)構(gòu)自定義自己的考核評價(jià)模板，并可以進(jìn)行啟用、禁用，不同林長工作機(jī)構(gòu)的管理員用戶進(jìn)入模板管理，可以新增、編輯、刪除、啟用、禁用本工作機(jī)構(gòu)的林長考核模板；等次管理可依據(jù)林長制工作績效評價(jià)辦法對評價(jià)等次進(jìn)行管理，調(diào)整評價(jià)分?jǐn)?shù)；指標(biāo)管理支持各級林長制工作機(jī)構(gòu)自定義評價(jià)指標(biāo)，包括指標(biāo)的級別、指標(biāo)詳情、該指標(biāo)的分?jǐn)?shù)等內(nèi)容；考核評價(jià)支持各級林長制工作機(jī)構(gòu)自評打分和上級對下級打分考核；考核統(tǒng)計(jì)可實(shí)現(xiàn)考核排名統(tǒng)計(jì)，可查詢考核結(jié)果并導(dǎo)出統(tǒng)計(jì)表格，可實(shí)現(xiàn)按等次統(tǒng)計(jì)、級別統(tǒng)計(jì)、地區(qū)統(tǒng)計(jì)。

1.3.4 日常巡護(hù)

日常巡護(hù)模塊支持各級林長開展巡查工作，支持護(hù)林員開展巡林工作，可記錄巡護(hù)事件。護(hù)林員在巡護(hù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)異常事件可進(jìn)行上報(bào)，包括上報(bào)的事件標(biāo)題、來源、類別、位置、描述、上傳時(shí)間、上傳人、現(xiàn)場照片、現(xiàn)場視頻等內(nèi)容。責(zé)任區(qū)林長可對每個(gè)巡護(hù)事件進(jìn)行處置，并填寫處置意見；并支持按照組織機(jī)構(gòu)查看各級護(hù)林員上報(bào)的日志信息，包括日志上報(bào)的人員姓名、單位、巡護(hù)路線名稱、巡護(hù)方式、天氣情況、巡護(hù)類別、日期、圖片、視頻等信息；此外，系統(tǒng)具備按照組織機(jī)構(gòu)、時(shí)間匯總責(zé)任區(qū)內(nèi)的護(hù)林員巡護(hù)總時(shí)長、總里程、總巡護(hù)天數(shù)、平均時(shí)長(分鐘/天)、平均里程(米/天)、日志數(shù)、事件數(shù)量等巡護(hù)匯總信息。

1.3.5 林長制一張圖

林長制一張圖系統(tǒng)以地理信息平臺(tái)為基礎(chǔ)平臺(tái)，天地圖、百度地圖等為底圖，建立林長制圖層。展示林長、責(zé)任區(qū)范圍、護(hù)林員位置、林草資源分布等信息，并可按照自然保護(hù)地的級別、類型，選擇對比分析的影像年份，自動(dòng)分析疑似違法占用、破壞的圖斑并展示圖斑分布功能。

1.3.6 公眾服務(wù)

公共服務(wù)模塊主要向社會(huì)公眾發(fā)布林長制管理工作信息和工作宣傳，包括政策文件、護(hù)林動(dòng)態(tài)、典型事跡、新聞公告等，并可接受社會(huì)監(jiān)督，受理社會(huì)公眾對于林長制工作開展情況問題的投訴和建議。

1.4 系統(tǒng)開發(fā)實(shí)現(xiàn)

林長制信息管理系統(tǒng)采用B/S 結(jié)構(gòu)，根據(jù)具體業(yè)務(wù)需求，將系統(tǒng)服務(wù)層完全獨(dú)立出來，并將服務(wù)層抽取為一個(gè)一個(gè)的微服務(wù)，系統(tǒng)后端采用springboot 進(jìn)行微服務(wù)劃分，緩存使用redis，消息隊(duì)列使用rocketMq，數(shù)據(jù)庫采用Oracle12c，前端采用vue.js，微服務(wù)之間采用RESTful 等輕量協(xié)議傳輸，圖2為山東省林長制信息管理系統(tǒng)界面。

圖2 山東省林長制信息管理系統(tǒng)Figure 2 Forest chief scheme information management system in Shandong Province

2 系統(tǒng)典型創(chuàng)新應(yīng)用

2.1 林長制一張圖應(yīng)用

采用基于一張圖的林業(yè)大數(shù)據(jù)建設(shè)方法[19]完成了全省402.3 萬hm2林地、164.34 萬hm2濕地、203 萬hm2自然保護(hù)地等資源數(shù)據(jù)的整合，以統(tǒng)一的空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)歷年各級林長責(zé)任區(qū)范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)監(jiān)測分析，實(shí)現(xiàn)森林資源一張圖管理、監(jiān)測設(shè)備一張圖控制、林業(yè)事件一張圖顯示，一覽林長制制度下森林所有情況[20]，實(shí)現(xiàn)一線場景可視，縱向指揮到底（圖3）。

圖3 林長制一張圖系統(tǒng)Figure 3 One Map system of forest chief scheme

2.2 視頻監(jiān)控融合應(yīng)用

山東省林長制信息管理系統(tǒng)整合了山東省自然資源廳3000 余個(gè)視頻監(jiān)控點(diǎn)（圖4），同時(shí)利用相機(jī)監(jiān)控巡航、煙火識(shí)別、火情研判等技術(shù)高點(diǎn)位監(jiān)測森林、農(nóng)田區(qū)域，最大限度的實(shí)現(xiàn)了視頻監(jiān)控資源共享和互聯(lián)互通，提升包括林草防火、病蟲害、毀林開荒的違法違規(guī)事件管控能力，基于本系統(tǒng)全省20 個(gè)省林長制責(zé)任單位協(xié)同配合，形成信息共享、力量共用、行刑銜接的森林資源監(jiān)督執(zhí)法合力。2021年，打擊毀林專項(xiàng)行動(dòng)，全省共查處涉林案件155 起，其中，涉及改變林地用途案件73 起，濫伐林木案件82 起。

圖4 視頻監(jiān)控融合應(yīng)用Figure 4 Video surveillance fusion application

2.3 林長制移動(dòng)端APP 應(yīng)用

系統(tǒng)完成了約11 萬名林長、1.4 萬名護(hù)林員信息的采集入庫和責(zé)任落地上圖，錄入林長責(zé)任區(qū)信息1.8 萬余個(gè)，林長公示牌位置信息1 萬余條，建設(shè)完成林長制移動(dòng)端APP（圖5），為林長、護(hù)林員移動(dòng)端應(yīng)用支持，林長通過移動(dòng)端可進(jìn)行信息查詢、巡林監(jiān)督、事件處置及公示牌管理，護(hù)林員通過移動(dòng)端可進(jìn)行日常巡護(hù)、事件上報(bào)及工作考勤，大幅減少了傳統(tǒng)方法下森林資源監(jiān)管所耗費(fèi)的人力物力開支，也進(jìn)一步增強(qiáng)了林業(yè)資源監(jiān)測管理能力。

圖5 林長制移動(dòng)端APPFigure 5 Forest chief scheme mobile terminal APP

3 結(jié)論與建議

本文針對林長制信息化建設(shè)過程中存在的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)難以融合、協(xié)同管理效率低、缺乏統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等難點(diǎn)，明確了林長制信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫內(nèi)容、數(shù)據(jù)處理流程、核心功能等要求，介紹了林長制一張圖、視頻監(jiān)控融合、林長制移動(dòng)端等創(chuàng)新應(yīng)用，解決了五級林長制的數(shù)據(jù)孤島問題，實(shí)現(xiàn)了全省林長工作和考核信息的全流程信息化管理各級林業(yè)主管部門和林長之間上下協(xié)作、互聯(lián)互通，可為山東省乃至全國各級林長制信息管理系統(tǒng)的建設(shè)提供可借鑒思路，實(shí)現(xiàn)生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)綜合效益最大化。未來建議林長制信息化建設(shè)從以下三個(gè)方面發(fā)力來助力林長制“智慧升級”。

3.1 統(tǒng)一技術(shù)規(guī)范,打造林長制改革山東樣板

目前國內(nèi)尚無林長制信息化系統(tǒng)建設(shè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在本項(xiàng)目建設(shè)基礎(chǔ)上進(jìn)一步凝練林長制信息管理系統(tǒng)接口、軟硬件環(huán)境、系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)等要求，突破林長制信息化關(guān)鍵環(huán)節(jié)和關(guān)鍵技術(shù)，形成統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范，消除數(shù)據(jù)孤島，避免重復(fù)建設(shè)，建成全省一盤棋，并形成我國林長制信息化標(biāo)準(zhǔn)的先發(fā)優(yōu)勢和先導(dǎo)效應(yīng)。

3.2 加強(qiáng)與國土三調(diào)數(shù)據(jù)的融合，形成全省自然資源一盤棋管理

充分發(fā)揮第三次全國國土調(diào)查（以下簡稱“三調(diào)”）成果在國土空間管理中的“統(tǒng)一底版”作用，依據(jù)“三調(diào)”成果，厘清林地、草地、濕地的現(xiàn)狀范圍界線，解決地類交叉重疊問題，融合林地、草地、濕地等資源信息，形成與“三調(diào)”無縫銜接的林草資源圖，形成全省自然資源一盤棋管理，為統(tǒng)籌推進(jìn)“山水林田湖草沙”一體化治理提供支撐。

3.3 融合新一代信息技術(shù)，創(chuàng)新應(yīng)用場景

進(jìn)一步集成應(yīng)用遙感、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等高新技術(shù)，建立以遙感監(jiān)測為主、視頻監(jiān)控為輔、網(wǎng)格化管理為基礎(chǔ)的林草資源一體化監(jiān)測體系，增強(qiáng)新一代信息技術(shù)在打擊亂砍濫伐林木、亂征濫占林地、濫捕濫獵野生動(dòng)物等違法犯罪行為中的應(yīng)用，提高林長巡林效率和決策分析支撐能力。