CN109658282A - 一种智慧林业系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种智慧林业监测系统，从下到上依次包括：数据层、应用支撑层、业务应用层和用户层；其中，所述数据层，用于存储多源数据库及其对应所需的数据资源；所述应用支撑层，用于利用数据资源生成若干个基础组件，由此构建林业综合支撑平台、林业数据支撑平台、外网应用支撑平台；业务应用层，用于根据若干个基础组件建立业务系统；用户层，用于提供数据服务和数据访问接口。
Description
技术领域
本发明属于林业信息化技术领域，具体涉及一种智慧林业系统。
背景技术
智慧林业是指充分利用云计算、物联网、大数据、移动互联网等新一代信息技术，通过感知化、物联化、智能化的手段，形成林业立体感知、管理协同高效、生态价值凸显、服务内外一体的林业发展新模式。智慧林业将深刻地改变林业行业，形成推动林业行业发展、生态建设的强劲动力，是统领未来林业工作、拓展林业技术应用、提升林业管理水平、增强林业发展质量、促进林业可持续发展的重要支撑和保障。
从需求上看，林业现代化亟待信息化新引擎，我国即将全面迈入信息社会，信息社会的现代化，首先就是全面的信息化，全国上下、各行各业概莫能外，全面深化林业信息化时不可待。但是，目前依然存在着诸多制约发展的问题，导致信息化支撑核心业务不够。虽然在某些方面取得良好成效，但是，总体上还不强，还没有形成集成应用、全面支撑的良好局面，与业务需求还存在不小差距，亟待加大工作力度。
从实践上看，智慧林业急需大数据新动能，全球信息化正从“IT时代”向“DT时代”演进，大数据分析决策不断摧城拔寨，彻底颠覆传统逻辑推理和知识经验决策的“三观”。因此，目前现有的智慧林业系统还存在数据资源不足、采集加工体系不健全、标准规范不统一、应用支撑能力不强等问题。
发明内容
本发明的目的在于，为解决现有的智慧林业系统存在上述缺陷，本发明提出了一种智慧林业系统，实现对林地林木消长变化、湿地资源、生物多样性、野生动植物、林业有害生物等林业生态资源的实时动态监测、数据共享和数据综合利用，形成健全的林业信息化体系，全面支撑林业政务办公、资源监管和公共服务。
为了实现上述目的，本发明提供了一种智慧林业监测系统，从下到上依次包括：数据层、应用支撑层、业务应用层和用户层；其中，
所述数据层，用于存储多源数据库及其对应所需的数据资源；
所述应用支撑层，用于利用数据资源生成若干个基础组件，由此构建林业综合支撑平台、林业数据支撑平台、外网应用支撑平台；
业务应用层，用于根据若干个基础组件建立业务系统；
用户层，用于提供数据服务和数据访问接口。
作为上述系统的改进之一，所述多源数据库包括：林业专题数据库、林业综合数据库、林业基础数据库和公共基础数据库；其中，
所述公共基础数据库包括：基础地理基础数据、遥感影像基础数据、社会经济基础数据、气象基础数据；
所述林业基础数据库包括：森林资源基础数据、生态环境及生物多样性基础数据、石漠化和沙化土地基础数据、湿地资源基础数据；
所述林业专题数据库包括：林业资源监管专题数据、综合营造林管理专题数据、林业灾害监控和应急管理专题数据；
所述林业综合数据库包括：办公自动化支持数据、公共信息发布数据、林业产业综合数据、林业综合决策支持数据、林业项目管理数据。
作为上述系统的改进之一，所述基础组件，用于提供业务服务、公共服务、数表模型、业物流程管理、信息资源、综合分析服务、服务管理集成、基础空间数据服务、林业资源基础数据服务、林业专题数据服务、公共信息共享服务、基础信息共享服务。
作为上述系统的改进之一，所述业务系统包括：
森林资源管理系统，用于利用GIS技术及时掌握森林资源及其相关因子的空间时序的变化特征，为科学的分析和决策提供可靠的依据；其主要用于小班数据维护、GIS通用功能、森林资源查询检索、森林资源统计报表、森林资源动态分析、森林资源调查专题图、二三维联动、森林资源遥感监测；
林地管理系统，用于将主要包含森林资源保护利用规划数据维护、森林资源保护利用规划数据查询检索、森林资源保护利用规划数据统计报表、GIS通用功能、林地征占选址决策分析、林地征占会签成果数据管理、林地征占用地申请、林地征战审核、林地征占审批、林地征占监督、数据更新、林地征占统计、植被恢复；
湿地资源管理系统，用于利用RS、GPS和GIS技术和地面调查，建立湿地资源数据库，通过湿地资源监测管理信息系统以提高湿地资源监测、管理、保护和利用水平，全面及时掌握全省范围的湿地资源现状以及湿地征占、变迁等湿地动态变化情况，为全市湿地资源调查、监测、评估等工作提供服务，为湿地保护和可持续利用提供技术支撑和决策支持。
生物多样性信息管理系统，所述生物多样性管理信息系统是一套集资源信息、监测和濒危动植物信息知识库于一体的系统，是基于3S技术的生物多样性管理信息系统而建立的，及时掌握生物多样性现状及动态变化情况，改进决策方法和依据，提供野生动植物资源的信息浏览、查询、管理、信息更新及统计分析的功能。增强资源共享，同时为加强野生动植物保护、管理、履行国际公约或协定，提高工作效率和管理决策水平，合理开发利用野生动植物资源提供决策依据。
古树名木管理系统，用于通过对RFID阅读器接收到的有效信息进行相关处理，展示出采集到的当前古树名木的详细信息，所述消息包括：树种、树高、胸径、树龄、行政区、保护级别、权属、责任单位、管护人、地理位置，以实现林业部门管理人员对古树名木的动态监管。
有害生物防治管理与应急系统，用于完成对林业有害生物的数据管理，获取有害生物相关信息，并进行多层次的分析，实现了对林业有害生物数据的直观可视化描述、数据管理、统计分析等功能，为森林有害生物防治应急决策提供支撑。
森林防火应急灾害管理系统，用于对森林防火视频监控前端点的监控管理、视频采集文件管理以及远程指挥调度管理，实现大屏对全省监控点的轮播，实现对可见光前端点或双光谱前端点的烟火自动识别，同时能对前端设备、设备故障进行监控管理。
营造林管理系统，用于以林业生态建设数据为基础数据，围绕作业设计、项目管理、检查验收的全过程一体化的信息管理，建设营造林信息管理平台，实现营造林信息更新和动态管理；通过手持终端对外业数据进行采集更新，完成人工造林、小班调查、封山育林实际成效调查的工作。
林木种苗管理系统，用于根据种苗信息化建设来提高种苗管理效能，同时使种苗资源逐步共享，为生产经营户提供产供销信息平台，最终实现种苗信息化体系建设有重要意义。系统主要包含管理机构展示，行业动态，行业管理，政策法规，技术服务，市场信息，苗圃GIS信息、用户中心八大板块。
林业综合决策系统，用于通过对森林资源的数据分析，实现对林业资源基本情况全面了解，协助管理者“摸清家底”。以森林资源各级监测得到的森林资源现状数据为基础，主要数据包括：森林资源清查数据、森林资源规划设计调查数据、作业设计调查数据、年度核查数据、林地林权数据、资源利用数据等，并结合人口、社会与宏观经济等数据进行数据挖掘，实现利用大数据分析方式对森林资源数据进行深度加工分析，为国家森林资源管理者提供决策支持。并根据热点、重点和难点，选择关键指标，进行深度的数据挖掘分析，对未来状态进行估计和推测。可以通过这些功能使高级决策分析人员从宏观上对林业资源决策发展起到辅助参考作用。
林业数据共享服务系统，用于根据林业数据共享服务平台采用面向服务构架，利用先进的数据库技术、计算机网络技术，实现了在异构平台环境下的多源空间数据集成共享。该平台为避免重复建设、节约成本、消除信息孤岛，促进生态委各单位部门之间的数据共享及协同办公，推动政府信息化建设提供了一个优秀的数据共享交换平台。其中林业空间数据共享服务平台，遵循OGC标准下，基于统一的基础地理空间参考和高分辨率的正射遥感影像数据，整合叠加林业资源各类基础数据，包括：林业基础数据、林业专题数据、林业综合管理数据等，制定核心数据库建设标准，建设林业数据共享服务平台。
林业一张图系统，一张地图就是集“三地一多样”为一体的林业资源一张图，一个平台就是一个面向服务架构的林业资源基础数据服务平台。“林业一张图”的主要功能是对“三个系统一个多样性”数据进行监测管理和业务整合，将林业资源监管落实到省、县及山头地块，为国家省市提供从宏观到微观的多级林业资源分布和动态信息，准确掌握林业资源的历史、现状和动态信息，实现国家对林业资源保护和利用的有效监管，为国家制定林业建设和发展规划提供科学依据，为建设生态文明、维护生态安全提供保障。
本发明的优点在于：
基于统一技术架构建设林业业务系统，涵盖林业主要业务系统，满足林业部门办公需要；本系统的开发利用，涵盖了森林资源管理的主要业务，为基层林业工作者森林资源管理提供了方便，极大地减轻了工作压力和提高了工作效率，最终取得了良好的应用效果，在打造全林业信息化、实现多级互联互通的林业业务平台、利用云计算、大数据、地理信息系统(GIS)先进技术提高了林业管理工作效率，并促进了林业科技与生产的集合。
附图说明
图1是本发明的一种智慧林业监测系统的结构示意图。
具体实施方式
现结合附图对本发明作进一步的描述。
如图1所示，本发明提供了一种智慧林业监测系统，从下到上依次包括：数据层、应用支撑层、业务应用层和用户层；其中，
所述数据层，用于存储多源数据库及其对应所需的数据资源；
所述应用支撑层，用于利用数据资源生成若干个基础组件，由此构建林业综合支撑平台、林业数据支撑平台、外网应用支撑平台；
业务应用层，用于根据若干个基础组件建立业务系统；
用户层，用于提供数据服务和数据访问接口。
作为上述系统的改进之一，所述多源数据库包括：林业专题数据库、林业综合数据库、林业基础数据库和公共基础数据库；其中，
所述公共基础数据库包括：基础地理基础数据、遥感影像基础数据、社会经济基础数据、气象基础数据；
所述林业基础数据库包括：森林资源基础数据、生态环境及生物多样性基础数据、石漠化和沙化土地基础数据、湿地资源基础数据；
所述林业专题数据库包括：林业资源监管专题数据、综合营造林管理专题数据、林业灾害监控和应急管理专题数据；
所述林业综合数据库包括：办公自动化支持数据、公共信息发布数据、林业产业综合数据、林业综合决策支持数据、林业项目管理数据。
所述数据层，主要包括林业信息资源采集、处理、入库等内容。建设“空天地”一体化的林业数据采集方式，重点加强遥感卫星、卫星导航、无人机、地面观测站等为核心的林业信息资源采集系统建设。林业信息资源处理包括林业数据资源的梳理，整理出数据资源目录，建立统一的数据标准和规范，归集各业务部门的数据资源，然后进行数据标准化、数据转换、数据分类、数据存储等，构建共享的公共基础、林业资源、林业生态、林业科技、林业产业等主题数据库，为智慧林业建设提供全面、及时、准确的信息资源，为林业管理及决策提供有力的信息支撑。
在本实施例中，林业的总体信息资源规划如下表所示：
林业数据资源建设应按照“统一标准、一数一源、共建共享、逻辑集中”的原则统筹设计。
1、数据归集
对已建设信息系统的数据，采用读取原始数据库、中间库和数据服务等三种方式对数据进行统一归集，包括如下数据：
(1-1)归集历次森林资源连续清查数据、历次森林资源规划设计调查数据、森林资源作业设计调查数据、其它专项调查数据等。
(1-2)归集各年度林地年度变更小班数据、使用林地审核、审批数据等。
(1-3)归集生态公益林小班数据、公益林界定书、公益林管护人员信息、公益林管护合同信息、公益林生态效益补偿资金信息、公益林核查数据、公益林森林保险数据、公益林定期定点生态状况监测数据。
(1-4)归集采伐限额、实际采伐量、林木采伐证等数据。
(1-5)归集木材运输证数据。
(1-6)归集整理全省林业工作站数据，林业工作站的基本信息、机构人员、业务职能，统计报表等数据。
(1-7)归集林业生态修复工程数据、营造林小班数据、综合管理数据、总体规划数据、年度计划数据、项目管理数据、作业设计数据、进度管理数据、自查验收数据、实际核查数据、变更管理数据、资金管理数据、调度表管理数据等。
(1-8)归集全省国有林场、林木种苗、森林公园、林木种质资源数据。全省国有林和森林公园管理和业务部门，提供经营项目信息、资源数据等。种苗基地、种苗生产供应、种苗信息、良种基地信息、年度育苗与供应情况等数据。
(1-9)归集全省林木种苗许可证办证信息(含省厅办理的良种许可证信息)。
(1-10)归集林业有害生物监测防治数据。
(1-11)归集林业植物新品种保护和管理数据、湖南林业科技项目审批申报数据，包括：申报数据、立项数据、项目管理数据、专家库数据等。
(1-12)归集按月调度省级营造林工作及义务植树工作进度调度统计数据。
(1-13)归集按月调度省级森林抚育工作进度数据。
(1-14)归集全省各县竹藤资源统计、竹藤生产与加工情况统计、竹藤产业投入与效益统计、竹藤科研与技术成果统计、竹藤产业品牌建设、竹藤产业社会组织统计、竹藤文化与生态旅游信息统计数据。
(1-15)归集全省各县经济林种植与采集统计、经济林产品加工统计、营销及经济效益统计、企业及专业合作组织统计、从业人员统计数据。
(1-16)归集林业相关民生项目、到户资金、民生资金分配、扶贫资金、精准脱贫、精准识贫等“互联网+监督”数据。
(1-17)归集全省林业行政执法人员、行政案件、涉案财物、电子案卷等数据。
(1-18)归集列入中央财政补贴的森林保险情况数据。
(1-19)归集全省林木种质资源调查信息数据。
(1-20)归集全省碳汇综合数据。
(1-21)归集全省湿地公园申报数据。
(1-22)归集全省测土配方基础数据
(1-23)归集全省林业科学数据和湖南省森林植物园植物信息管理数据，如植物名称库、日常工作、数据报表等。
2、数据采集
采集已有信息系统的数据，包括如下数据：
(2-1)近5年的占用征收林地红线数据、占用征收林地小班数据、林地年度更新数据
(2-2)近5年的林木采伐作业设计小班数据、年森林采伐限额、林木采伐许可证数据等
(2-3)湿地数据：包括湿地调查数据、湿地监测数据
(2-4)石漠化、沙化数据1期：包括石漠化、沙化土地调查数据、石漠化和沙化土地监测数据
(2-5)近5年的木材检查站基础数据：包括检查分布县域、站名、GPS坐标、运输通道性质(陆路、铁路、水路、流动)、区位(保护区、重点生态功能区)、年木材流量、年检查违法木材量、人员构成(按执法资格、学历、年龄)
(2-6)近5年的林产品信息数据，林业产业基础数据(包括林业产业基地基础数据库、林副产品供应示范基地数据库，现代林业产业园区数据库、林业专业合作社和家庭集体林场)
(2-7)近5年的生物多样性数据，包括动物物种管理数据、植物物种管理数据、濒危野生动植物管理数据等。
3、数据处理
(3-1)空间数据
符合2000国家大地坐标系的有关要求
完成对空间数据的拓扑关系检查，在空间关系上，要求小班之间无交叉、无缝隙、无空洞等；要求小班与林场、林场与乡镇、乡镇与市县、市县与省域严格包含关系、界限叠加无缝隙，准确接边，各分项面积等于总控面积。
(3-2)非空间数据
根据各类林业资源数据的特点和规则，对各类林业资源数据在入库、更新前进行数据检查工作，包括数据包的完整性检查、业务数据逻辑的一致性检查；
要求数据结构统一、字段含义一致，地类、树种等各数据因子代码统一规范省、市、县、乡、村、小班(林场、工区、小班)等林业行政单位编码规则一致，数量单位换算到统一尺度，数据逻辑检查无矛盾等等。
4、数据库建设
(4-1)公共基础数据库
包括基础地理、遥感影像、社会经济、气象等各种公共基础数据，主要由测绘局等权威数据部门提供，经加工、集成后建库。
(4-2)林业基础数据库
由森林资源数据、生态环境及生物多样性、石漠化和沙化土地数据库、湿地资源数据库等构成。
(4-3)林业专题数据库
由林业资源监管、综合营造林管理、林业灾害监控和应急管理等三大业务数据构成。
(4-4)林业综合数据库
包括办公自动化支持数据库、公共信息发布数据库、林业产业综合数据库、林业综合决策支持数据库、林业项目管理数据库以及上述各数据库的元数据库。
作为上述系统的改进之一，所述基础组件，用于提供业务服务、公共服务、数表模型、业物流程管理、信息资源、综合分析服务、服务管理集成、基础空间数据服务、林业资源基础数据服务、林业专题数据服务、公共信息共享服务、基础信息共享服务。
作为上述系统的改进之一，所述业务系统包括：
森林资源管理系统，用于利用GIS技术及时掌握森林资源及其相关因子的空间时序的变化特征，为科学的分析和决策提供可靠的依据；其主要用于小班数据维护、GIS通用功能、森林资源查询检索、森林资源统计报表、森林资源动态分析、森林资源调查专题图、二三维联动、森林资源遥感监测；
林地管理系统，用于将主要包含森林资源保护利用规划数据维护、森林资源保护利用规划数据查询检索、森林资源保护利用规划数据统计报表、GIS通用功能、林地征占选址决策分析、林地征占会签成果数据管理、林地征占用地申请、林地征战审核、林地征占审批、林地征占监督、数据更新、林地征占统计、植被恢复；
湿地资源管理系统，用于利用RS、GPS和GIS技术和地面调查，建立湿地资源数据库，通过湿地资源监测管理信息系统以提高湿地资源监测、管理、保护和利用水平，全面及时掌握全省范围的湿地资源现状以及湿地征占、变迁等湿地动态变化情况，为全市湿地资源调查、监测、评估等工作提供服务，为湿地保护和可持续利用提供技术支撑和决策支持。
生物多样性信息管理系统，所述生物多样性管理信息系统是一套集资源信息、监测和濒危动植物信息知识库于一体的系统，是基于3S技术的生物多样性管理信息系统而建立的，及时掌握生物多样性现状及动态变化情况，改进决策方法和依据，提供野生动植物资源的信息浏览、查询、管理、信息更新及统计分析的功能。增强资源共享，同时为加强野生动植物保护、管理、履行国际公约或协定，提高工作效率和管理决策水平，合理开发利用野生动植物资源提供决策依据。
古树名木管理系统，用于通过对RFID阅读器接收到的有效信息进行相关处理，展示出采集到的当前古树名木的详细信息，所述消息包括：树种、树高、胸径、树龄、行政区、保护级别、权属、责任单位、管护人、地理位置，以实现林业部门管理人员对古树名木的动态监管。
有害生物防治管理与应急系统，用于完成对林业有害生物的数据管理，获取有害生物相关信息，并进行多层次的分析，实现了对林业有害生物数据的直观可视化描述、数据管理、统计分析等功能，为森林有害生物防治应急决策提供支撑。
森林防火应急灾害管理系统，用于对森林防火视频监控前端点的监控管理、视频采集文件管理以及远程指挥调度管理，实现大屏对全省监控点的轮播，实现对可见光前端点或双光谱前端点的烟火自动识别，同时能对前端设备、设备故障进行监控管理。
营造林管理系统，用于以林业生态建设数据为基础数据，围绕作业设计、项目管理、检查验收的全过程一体化的信息管理，建设营造林信息管理平台，实现营造林信息更新和动态管理；通过手持终端对外业数据进行采集更新，完成人工造林、小班调查、封山育林实际成效调查的工作。
林木种苗管理系统，用于根据种苗信息化建设来提高种苗管理效能，同时使种苗资源逐步共享，为生产经营户提供产供销信息平台，最终实现种苗信息化体系建设有重要意义。系统主要包含管理机构展示，行业动态，行业管理，政策法规，技术服务，市场信息，苗圃GIS信息、用户中心八大板块。
林业综合决策系统，用于通过对森林资源的数据分析，实现对林业资源基本情况全面了解，协助管理者“摸清家底”。以森林资源各级监测得到的森林资源现状数据为基础，主要数据包括：森林资源清查数据、森林资源规划设计调查数据、作业设计调查数据、年度核查数据、林地林权数据、资源利用数据等，并结合人口、社会与宏观经济等数据进行数据挖掘，实现利用大数据分析方式对森林资源数据进行深度加工分析，为国家森林资源管理者提供决策支持。并根据热点、重点和难点，选择关键指标，进行深度的数据挖掘分析，对未来状态进行估计和推测。可以通过这些功能使高级决策分析人员从宏观上对林业资源决策发展起到辅助参考作用。
林业数据共享服务系统，用于根据林业数据共享服务平台采用面向服务构架，利用先进的数据库技术、计算机网络技术，实现了在异构平台环境下的多源空间数据集成共享。该平台为避免重复建设、节约成本、消除信息孤岛，促进生态委各单位部门之间的数据共享及协同办公，推动政府信息化建设提供了一个优秀的数据共享交换平台。其中林业空间数据共享服务平台，遵循OGC标准下，基于统一的基础地理空间参考和高分辨率的正射遥感影像数据，整合叠加林业资源各类基础数据，包括：林业基础数据、林业专题数据、林业综合管理数据等，制定核心数据库建设标准，建设林业数据共享服务平台。
林业一张图系统，一张地图就是集“三地一多样”为一体的林业资源一张图，一个平台就是一个面向服务架构的林业资源基础数据服务平台。“林业一张图”的主要功能是对“三个系统一个多样性”数据进行监测管理和业务整合，将林业资源监管落实到省、县及山头地块，为国家省市提供从宏观到微观的多级林业资源分布和动态信息，准确掌握林业资源的历史、现状和动态信息，实现国家对林业资源保护和利用的有效监管，为国家制定林业建设和发展规划提供科学依据，为建设生态文明、维护生态安全提供保障。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种智慧林业监测系统，其特征在于，从下到上依次包括：数据层、应用支撑层、业务应用层和用户层；其中，
所述数据层，用于存储多源数据库及其对应所需的数据资源；
所述应用支撑层，用于利用数据资源生成若干个基础组件，由此构建林业综合支撑平台、林业数据支撑平台、外网应用支撑平台；
业务应用层，用于根据若干个基础组件建立业务系统；
用户层，用于提供数据服务和数据访问接口。
2.根据权利要求1所述的智慧林业监测系统，其特征在于，所述多源数据库包括：林业专题数据库、林业综合数据库、林业基础数据库和公共基础数据库。
3.根据权利要求2所述的智慧林业监测系统，其特征在于，
所述公共基础数据库包括：基础地理基础数据、遥感影像基础数据、社会经济基础数据、气象基础数据；
所述林业基础数据库包括：森林资源基础数据、生态环境及生物多样性基础数据、石漠化和沙化土地基础数据、湿地资源基础数据；
所述林业专题数据库包括：林业资源监管专题数据、综合营造林管理专题数据、林业灾害监控和应急管理专题数据；
所述林业综合数据库包括：办公自动化支持数据、公共信息发布数据、林业产业综合数据、林业综合决策支持数据、林业项目管理数据。
4.根据权利要求1所述的智慧林业监测系统，其特征在于，所述基础组件，用于提供业务服务、公共服务、数表模型、业物流程管理、信息资源、综合分析服务、服务管理集成、基础空间数据服务、林业资源基础数据服务、林业专题数据服务、公共信息共享服务、基础信息共享服务。
5.根据权利要求1所述的智慧林业监测系统，其特征在于，所述业务系统包括：
森林资源管理系统、林地管理系统、湿地资源管理系统、生物多样性信息管理系统、古树名木管理系统、有害生物防治管理与应急系统、森林防火应急灾害管理系统、营造林管理系统、林木种苗管理系统、林业综合决策系统、林业数据共享服务系统和林业一张图系统。
6.根据权利要求1所述的智慧林业监测系统，其特征在于，所述智慧林业监测系统还包括：基础设施，用于获取存储在数据层的多源数据库及其对应所需的数据资源。
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