数字化林业的体系建构与发展探索

尚可智

甘肃省小陇山林业实验局林检站，甘肃省天水市，741020

摘要:在介绍数字化林业概念由来的基础上,对数字化林业建设的体系结构建设进行了探讨,对数字化林业的体系结构分析了建设数字化林业的主要内容和不同阶段。最后就目前阶段的数字化林业建设工作和发展情况进行了探索。

关键词:数字化林业;体系结构;标准与规范

1数字化林业

1988年时任美国副总统的戈尔提出了“数字化地球”的概念,希望将地球上所有信息数字化,让地球上各种信息无缝链接,他将地球设想成为以地球坐标为依据、有多种分辨率、由海量数据库组成并能立体表达的虚拟地球。数字地球建设很快得到了各国的重视,各层面各行业在其理解的基础上提出了自己的“数字化”理念,于是出现了如“数字化城市”、“数字化农业”、“数字化北京”和“数字化林业”等概念。什么是数字化林业?简单地讲,就是信息化的林业,它包括了林业大部分要素的数字化、网络化、智能化、可视化的全过程,是指在数字地球大框架指导下,应用遥感技术、计算机技术、数字化技术、网络技术、智能技术和可视化技术,把地球上的各种林业信息用地理坐标确定与连接起来,实现标准化规范化采集与更新数据,实现数据充分享用的过程。它主要有两方面的涵义,一是基于“3S”(遥感RS、地理信息系统GIS、全球定位系统GPS)技术的林业信息数字化;二是对这些数字信息的储存、分析、处理和应用。因此,数字化林业不仅将林业的各种特征用数字化的形式进行表述,同时还对这些数字化的信息进行综合应用。

2当前数字化林业建设之中的问题

2.1定位精确度不足。在传统的林业工程建设之中，对于工程结果和森林资源分布的调查问题上存在许多的问题。其调查的主要方式是通过林业调查人员通过目测和自身的观察经验来获取待调查的结果，其调查的效率较低，且所得的数据的准确性不高。护林员的工作调查也无法反映森林在经过林业工程之后是否存在动态的变化。因此，在林业工程的资源调查之中，急需一种科技含量高，调查速度快，调查结果准确且可以反应森林变化水平的调查手段。3s技术的出现满足了林业部门对于调查手段的需求。该技术综合了三种先进科技，目前在地表信息调查领域发挥了很大的作用，可以大大提升林业资源的调查效率。针对当前林业建设的工程热情极高，对于林业资源的调查开始变得更为艰难。一般说来，林业管理人员时常需要检测林业资源的各种信息数据，常见的如：土地植被覆盖率、植物生长率、林业资源毁坏情况、森林火灾受害情况、植被乱砍滥伐情况等等，在监测得到这些信息后还要将其进行一定的整理分析。一些偏远山区的林业资源往往面积较大，但其人力资源有限，林业管理技术也相对落后，很大一部分数据无法获取，传统的管理方式和手段远不能满足实际的要求。

2.2信息数据的收集不全。数字化林业工程系统作为以信息技术作为基础的林业工程信息处理系统，其必须要保证信息资源数据库所涵盖信息内容的全面性，从而实现以信息资源开发和利用为核心的数字信息化林业工程建设。从当下的数字化林业工程系统应用水平来看，其真正价值还没有被完全挖掘出来，这对于数字化林业工程作用性的发挥非常不利。在实际工作当中，信息资源数字化程度低，大量信息资源浪费，缺乏统一的数据管理标准、规格及共享机制等问题，都是数字化平台信息数据尚不充分的最佳证明，加强对数字化平台信息数据的建设刻不容缓。

3数字化林业的体系建构

建设数字化林业是一个庞大而复杂的系统工程,涉及广泛的领域和专业。从数字化林业涉及的内容和目的角度看,数字化林业建设体系由4个部分组成:基础层、技术层、数据层和系统层。

3.1基础层

基础层是建设数字化林业基础和前提条件,包括建设数字化林业的各种标准与规范、软硬件条件,网络环境、基础设施等。基础层是数字化林业建设的首要建设内容,将直接影响和制约技术层、数据层、应用层工作的开展和效率。

3.2技术层

技术层是促进数字化林业建设的支撑条件,目的是用各种先进的技术手段为数字化林业建立公共技术平台,包括“3S”技术、计算机技术、网络技术、智能技术、可视化技术等。其中“3S”技术的综合集成是数字化林业的核心技术。

3.3数据层

数据层是数字化林业建设的核心内容,位于整个数字化林业体系的中心,目的是为数字化林业的建设提供多源数据共享平台,其中各级数字化林业中心的建设、林业资源分布式网络数据库及多维空间数据仓库的建立、空间数据的无缝链接等内容均在这一层实现。

3.4应用层

应用层是数字化林业建设的系统实现,目的是针对数字化林业的服务对象和目标建立相应的专业系统。例如:建立六大林业生态工程专业系统,为工程应用部门提供技术支撑与服务。应用层面向不同用户群体的需求,针对不同专业领域,最终为用户和专业业务服务。

4数字化林业建构内容与步骤

从体系结构可以看出,数字化林业建设的主要内容是在统一的标准规范基础上,建立基于空间信息的公共网络数据平台和技术体系,同时开发满足需要的各类专业业务系统。数字化林业的建设是一个长期的过程,因此应按照统筹规划、统一设计,突出重点的原则,有步骤分期分批地进行实施,可以分为3个阶段。

第1阶段,制定数字化林业信息采集和处理、森林资源与林业活动的标准与规范。如森林资源数据标准、林业基础地理空间数据标准、林业重大生态工程建设标准、信息共享标准、元数据标准、数据库设计规范和软硬件规范等;建立国家和重点省级林业共同数据平台和技术平台,为数字化林业的建设提供公共基础数据和技术支撑;建立林业重点生态工程专业系统,为六大工程提供动态监测和管理。

第2阶段,建立省级和重点县级数字化林业共享系统。利用“3S”一体化和虚拟现实等技术和开发集成化组件,建立信息自动更新、实时、动态、快速反应系统。在建立林业空间数据仓库的基础上进行数据的挖掘和深加工,为林业工程的全面监测和宏观决策部门提供各种数据。

第3阶段,建立县市级数字化林业共享系统,实现林业各种信息特征的全面监测和管理,为各级宏观决策部门及全社会提供各种基础数据。建立高度智能化、个性化的网络信息平台,为林业生产、规划、设计等提供实时、智能化的辅助决策和分析服务。

5数字化林业建设与发展

数字化林业是国家林业局确定的重大科技项目,处于分阶段的稳步建设之中,其中基础内容之一:“数字化林业标准与规范”于2006年2月11日通过专家论证,这标志着我国数字化林业建设迈出了关键的一步。

数字化林业标准与规范是为数字化林业的信息分类、数据格式、处理流程、设备配置等工作制定的一系列规范化文件,包括各种内涵及范畴的界定,名称、术语及代码的约定及操作规范和规程等技术文件。因此标准规范是数字化林业体系建设的基础和前提。数字化林业标准与规范研制的目标是针对数字化林业所涉及到的林业公共基础数据(如森林资源数据、林业基础地理数据、遥感影像数据、社会经济、政策法规和文献资料数据等)、专题数据(如退耕还林工程数据等)及数据管理技术(如元数据标准、数据更新方法、数据共享等),制定出科学而实用的数据分类和编码原则,提出数字化林业标准与规范的分类和编码体系,并逐步制定和完善数字化林业标准与规范所包括的各项具体内容。

6结语

数字化林业建设是一个复杂的系统工程,同时也是一项长期和重要的基础工作,它涉及的专业领域非常广泛,因此,必须将信息技术、“3S”技术和林业专业进行高度结合。同时,要注意将各个工程数据和系统进行合理的集成,从中提取公共部分(数据、技术、系统)进行整合和充分共享,以减少工程之间公共部分的重复建设。

参考文献

[1]方陆明,陈勤娟.中国数字化林业的体系与建设[J].浙江林学院学报,2006,19(2):222-226.

[2]蔡学成.浅谈“数字化林业”[J].贵州农业科学,2007,30(1):69-70.