青島智慧園林林業(yè)系統(tǒng)建設(shè)初探

胡鵬，羅杰，莊戈，趙陽

（1.青島市園林林業(yè)技術(shù)學(xué)校；2.青島市森林防火監(jiān)測預(yù)警中心）

1 引言

青島作為新型智慧城市試點城市，一直將信息化建設(shè)貫穿在城市建設(shè)的方方面面。為更好推進園林和林業(yè)資源空間治理建設(shè)，全面提升園林和林業(yè)動態(tài)監(jiān)測與態(tài)勢感知能力、地質(zhì)災(zāi)害綜合預(yù)防與治理能力、綜合管理與科學(xué)決策能力，實現(xiàn)資源管理一體化、精細(xì)化和智能化，青島市創(chuàng)新開展智慧園林和林業(yè)信息化平臺建設(shè)工作，通過創(chuàng)新智慧化管理手段，實現(xiàn)了園林和林業(yè)行業(yè)的決策智能化、業(yè)務(wù)協(xié)同化、服務(wù)高效化。有效推進青島市園林和林業(yè)信息化建設(shè)。本文通過對該系統(tǒng)平臺的建設(shè)進行初探，希望對指導(dǎo)城市園林和林業(yè)項目規(guī)劃和建設(shè)添磚加瓦[1]。

2 總體技術(shù)路線

系統(tǒng)開發(fā)的總體框架考慮對早前開發(fā)的部分功能整合，充分利用已有的系統(tǒng)基礎(chǔ)，包括基礎(chǔ)地理信息平臺，主要采用JAVA等開源語言、數(shù)據(jù)庫平臺采用（SQL Server、PostgreSQL等符合大數(shù)據(jù)局相關(guān)要求的數(shù)據(jù)庫）、部署環(huán)境主要部署在青島市政務(wù)云平臺。

系統(tǒng)主要針對現(xiàn)有系統(tǒng)基礎(chǔ)的統(tǒng)一身份認(rèn)證平臺，實現(xiàn)了登錄統(tǒng)一管理、用戶統(tǒng)一管理以及角色統(tǒng)一管理。同時實現(xiàn)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)重復(fù)業(yè)務(wù)模塊的融合，并建立上下貫通、資源服務(wù)為一體的統(tǒng)一門戶；系統(tǒng)數(shù)據(jù)建立了統(tǒng)一的園林林業(yè)數(shù)據(jù)中臺，提供統(tǒng)一的工具和服務(wù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)匯聚、數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)存儲與管理、數(shù)據(jù)產(chǎn)品制作及應(yīng)用，完成對園林林業(yè)數(shù)據(jù)全生命流程的管理，同時根據(jù)業(yè)務(wù)需求建立數(shù)據(jù)共享機制，與園林和林業(yè)數(shù)據(jù)中臺無縫對接。

3 系統(tǒng)設(shè)計的總體思路

園林和林業(yè)信息平臺通過配置統(tǒng)一的系統(tǒng)平臺，將所有的子系統(tǒng)和功能進行有機整合，納入一個框架。內(nèi)部的各個模塊之間關(guān)系明確，模塊之間通信順暢。同時，各模塊數(shù)據(jù)通過統(tǒng)一權(quán)限管理實現(xiàn)數(shù)據(jù)對內(nèi)對外共享，模塊提供二次開發(fā)接口，便于后續(xù)升級業(yè)務(wù)需求，主要有以下幾個方面的考慮：

1）功能模塊化

功能模塊化主要是通過分析業(yè)務(wù)流程，通過模塊化、組件化的方式按照功能差異和系統(tǒng)流程進行拆分，通過“基礎(chǔ)功能+專業(yè)功能+組合功能”對模塊進行可選劃分，來建立滿足一體化處理要求的平臺。每個獨立模塊通過采用Web服務(wù)封裝對外提供Web服務(wù)，模塊通信也采用web服務(wù)方式提供。

2）數(shù)據(jù)規(guī)范化

系統(tǒng)在建設(shè)初期就將數(shù)據(jù)規(guī)范化作為建設(shè)的根本，以信息化國家標(biāo)準(zhǔn)、園林和林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)作為標(biāo)準(zhǔn)。同時，通過對各種數(shù)據(jù)、產(chǎn)品、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的分類，將現(xiàn)有的一些數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進行了一定擴展從而制定出了標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)格式。實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性和規(guī)范化。通過采用規(guī)范、開放的地理信息數(shù)據(jù)格式，實現(xiàn)了其他軟件對本系統(tǒng)數(shù)據(jù)規(guī)范調(diào)用，也提高了接口的通用性。

3）應(yīng)用便捷化

園林和林業(yè)信息系統(tǒng)技術(shù)復(fù)雜度較高，從而對系統(tǒng)操作人員有較高要求，特別是專業(yè)背景、技術(shù)熟練度有一定要求。為更好提高系統(tǒng)的操作便捷性，在建設(shè)過程中充分征求了行業(yè)人員意見建議，從系統(tǒng)界面、操作方式、易用性上做了大量工作。充分考慮系統(tǒng)的便捷化，提高使用的易用性。

4）平臺總體結(jié)構(gòu)和邏輯結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)總體采用“4層”結(jié)構(gòu)，通過構(gòu)建基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用支撐層、應(yīng)用層體系，逐級為上一層提供服務(wù)支持。青島市電子政務(wù)云公共服務(wù)平臺是平臺建設(shè)的基石，主要包括云服務(wù)租用以及配套設(shè)施設(shè)備的建設(shè)。

數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺：數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺包含園林和林業(yè)地圖綜合服務(wù)系統(tǒng)、移動地圖服務(wù)系統(tǒng)、專題數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)、共享平臺數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、資源共享平臺門戶系統(tǒng)、數(shù)據(jù)共享服務(wù)資源管理系統(tǒng)和平臺運行監(jiān)控管理系統(tǒng)等7個系統(tǒng)。

大數(shù)據(jù)分析展示平臺：大數(shù)據(jù)分析展示平臺是園林林業(yè)數(shù)據(jù)報表大數(shù)據(jù)建設(shè)的數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺，通過建設(shè)大數(shù)據(jù)分析平臺，可以將系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一調(diào)用、統(tǒng)一展示，還可以通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析來實現(xiàn)數(shù)據(jù)歸并、計算、統(tǒng)計，并以圖表化、直觀化進行展示，從而助力領(lǐng)導(dǎo)分析決策。

資源動態(tài)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)：利用多源多時相的高分辨率影像資料、多光譜影像資料以及無人機高分辨率航空影像資料，依據(jù)生態(tài)資源專題數(shù)據(jù)，建立不同森林、濕地、自然保護地等類型影像特征庫，通過對各類資源增加與減少研判比對，建立判讀標(biāo)志庫。

移動互聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用平臺：基于移動終端，面向外業(yè)工作，如森林資源調(diào)查、造林設(shè)計與檢查驗收、森林防火、野生動植物保護、天然林保護等業(yè)務(wù)領(lǐng)域使用的園林林業(yè)移動互聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用平臺，既服務(wù)于園林林業(yè)管理部門，也服務(wù)于林農(nóng)生產(chǎn)實踐。

園林和林業(yè)“一張圖”平臺：森林資源“一張圖”為基礎(chǔ)，建立全市園林和林業(yè)資源管理“一張圖”，形成數(shù)據(jù)高效管理與全面服務(wù)的工作機制，解決關(guān)鍵的底層數(shù)據(jù)對接問題，將各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)向林業(yè)資源管理更新系統(tǒng)自動推送，實現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)更新，一張皮的園林和林業(yè)資源管理“一張圖”，起到統(tǒng)一數(shù)據(jù)源，統(tǒng)一數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺上完成各項工作的作用。

古樹名木數(shù)字信息管理系統(tǒng)：包括古樹名木認(rèn)養(yǎng)及管理、古樹名木捐贈及管理、基金數(shù)據(jù)庫建立及基金管理、古樹名木分析與展示[2]。

4 平臺運用關(guān)鍵技術(shù)

4.1 基于服務(wù)GIS（Service GIS）實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享

Service GIS是一種面向服務(wù)軟件工程的方法體系，它支持按照特定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范實現(xiàn)服務(wù)應(yīng)答，可以跨平臺使用，也可以跨區(qū)域、跨語言被多客戶端調(diào)用服務(wù)，還可以實現(xiàn)功能聚合、調(diào)用其他平臺發(fā)布的服務(wù)等功能。通過使用GIS服務(wù)體系，可以實現(xiàn)多平臺調(diào)用，減少重復(fù)建設(shè)，在門戶展示、app端、微信等諸多服務(wù)端實現(xiàn)多項服務(wù)封裝整合，節(jié)省資源。

4.2 統(tǒng)一的工作流與報表技術(shù)

平臺建設(shè)涉及大量的應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)，包括森林資源監(jiān)管、有害生物管理、古樹名木管理、食用林產(chǎn)品質(zhì)量安全管理、林業(yè)項目監(jiān)管等，這些系統(tǒng)涉及業(yè)務(wù)審批流程，必須在技術(shù)上，統(tǒng)一工作流引擎。所以在整個系統(tǒng)建設(shè)中，考慮采用園林和林業(yè)資源全業(yè)務(wù)、全生命周期的業(yè)務(wù)流程改造和治理。鑒于此，整個系統(tǒng)技術(shù)方案中考慮采用業(yè)務(wù)流程管理（BPM）、BPEL、BPMN等標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)實現(xiàn)統(tǒng)一工作流引擎。

4.3 二三維一體化信息展示技術(shù)

園林和林業(yè)“一張圖”平臺包括構(gòu)建二維和三維基礎(chǔ)圖層的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)資源、高分辨率遙感影像數(shù)據(jù)資源、行政區(qū)劃數(shù)據(jù)和地名數(shù)據(jù)等資源。通過數(shù)字高程模型，可以有效生成數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)，在高程數(shù)據(jù)模型基礎(chǔ)上構(gòu)建青島市三維地形環(huán)境，將最新的高清遙感資源數(shù)據(jù)在地形數(shù)據(jù)上進行疊加，從而形成仿真的三維環(huán)境模型，再將基礎(chǔ)層數(shù)據(jù)進行疊加，同時將林地、濕地、森林資源等變更數(shù)據(jù)疊加到三維模型中，利用三維仿真對森林資源進行還原。通過這些基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)、林業(yè)技術(shù)數(shù)據(jù)、森林資源專題數(shù)據(jù)等，可以實現(xiàn)各類專題服務(wù)提供。在數(shù)據(jù)的組織和存儲上，也充分考慮二三維一體化管理維護，從而實現(xiàn)資源節(jié)約。

4.4 海量空間數(shù)據(jù)管理以及非結(jié)構(gòu)化管理技術(shù)運用

平臺數(shù)據(jù)主要是應(yīng)用分布式，管理集中式。根據(jù)數(shù)據(jù)類型的不同，各數(shù)據(jù)庫的數(shù)字資源主要有矢量數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、文檔類數(shù)據(jù)及結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，資源類型較為豐富。針對不同的數(shù)據(jù)類型，采用不同的數(shù)據(jù)庫模型進行存儲和管理?？傮w上主要是“關(guān)系型+文件系統(tǒng)”來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的多元、異構(gòu)數(shù)據(jù)管理。

5 系統(tǒng)產(chǎn)生效益分析

5.1 經(jīng)濟效益

①通過系統(tǒng)建設(shè)整合了園林林業(yè)部門相關(guān)信息資源，實現(xiàn)全市林業(yè)主管部門網(wǎng)絡(luò)、軟硬件信息資源和園林林業(yè)數(shù)據(jù)共享，提高政府資金的利用率，減少了重復(fù)投資。

②利用地理信息系統(tǒng)（GIS）先進技術(shù)手段進行全市森林資源管理，提高了青島市園林林業(yè)管理工作質(zhì)量和服務(wù)效率，可以有效地節(jié)約人力、財力和物力方面的投入，為建設(shè)集約和服務(wù)型政府起到示范作用。

③通過園林林業(yè)資源綜合監(jiān)管與輔助決策平臺的建設(shè)，逐步實現(xiàn)辦公自動化，節(jié)約辦公經(jīng)費，提高辦事效率，減少行政成本。

5.2 社會效益

①提高森林資源管理科技含量，提升森林資源管理水平、增強林業(yè)社會競爭力的重要內(nèi)容，是青島市園林林業(yè)快速發(fā)展的重要保障，通過項目實施，必將對推進青島市園林林業(yè)管理工作現(xiàn)代化起到積極的促進作用。

②以園林林業(yè)資源數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，利用3S技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，多種形式展現(xiàn)我市園林林業(yè)管理工作情況，為領(lǐng)導(dǎo)宏觀決策提供參考。

③符合青島市建設(shè)生態(tài)文明城市的客觀需求。通過系統(tǒng)的建設(shè)，將有效推進青島市園林林業(yè)管理信息化的進程，促進可持續(xù)發(fā)展，為建設(shè)生態(tài)文明城市作出貢獻。

5.3 數(shù)據(jù)應(yīng)用價值分析

園林林業(yè)領(lǐng)域在長期的生產(chǎn)實踐過程中積累了豐富的資源信息數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、遙感圖像資源以及基礎(chǔ)調(diào)查數(shù)據(jù)。通過對這些數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、分析，三維建模等技術(shù)應(yīng)用，可以直觀地為用戶展示園林林業(yè)資源的空間分布、動態(tài)變化及其他信息，為管理和研究、經(jīng)營提供科學(xué)的依據(jù)，對園林林業(yè)領(lǐng)域日益增長的研究和應(yīng)用需求，以及進一步推動信息化的發(fā)展具有重要意義。

6 智慧型平臺建設(shè)啟示

目前，我國智慧城市建設(shè)中，各項城市智慧型管理工程都在探索建設(shè)，在當(dāng)前也普遍存在資金不足、重復(fù)建設(shè)、數(shù)據(jù)孤島等問題，青島智慧園林林業(yè)平臺通過整合了林業(yè)部門相關(guān)信息資源，實現(xiàn)全市園林林業(yè)主管部門網(wǎng)絡(luò)、軟硬件信息資源和數(shù)據(jù)共享，提高政府資金的利用率，減少了重復(fù)投資。通過系統(tǒng)的建設(shè)，將有效推進青島市園林林業(yè)管理信息化的進程，促進資源的可持續(xù)發(fā)展，為建設(shè)生態(tài)文明城市作出貢獻。