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林业有害生物灾害是我国主要的森林灾害之一,每年都有大面积的发生,造成巨大的经济与生态损失。为此,本文提出了全国林业有害生物测报管理信息系统体系技术方案,以便国家、省、地、县等各级森防部门及时、准确地掌握灾害发生的具体状况,对其发展趋势进行科学预测,并为防灾减灾提供合理的决策支持,从而尽可能降低灾害危害。
方案遵循统一的标准和规范,但采用不同技术(Embedded GIS、Desktop GIS、WebGIS等)来开发分散在全国各地的“乡级系统”、“县级系统”、“省级系统”,并在基于SOA架构的“国家系统”管理下,将全国范围内的离散系统组织成一个有机的应用系统体系,实现基层林业有害生物灾害信息的数字化采集和精细化管理,实现全国范围内多级化、服务化、空间可视化的林业有害生物信息的网络化采集、传输、处理、分析、评价、发布与共享。
本文的主要研究工作分为四部分:
1)总体技术
定义了全国林业有害生物测报管理系统体系的四级组成和业务工作流程,给出了每一个组成部分的技术路线、建设目标以及整体集成方案,并参考OGC相关规范设计了整个体系GIS功能开发所用的通用模型。
2)数据组织
按照采集和汇总两种模式将属性数据和空间数据分类,参考国家发生防治管理数据相关规范设计了监测管理数据库的表结构和视图对象,并给出了与空间数据的对应关系。
3)四级系统技术方案
“国家系统”部分是整个体系的核心。它不仅提供了国家级别的上报、查询和统计等业务服务,而且还通过自身的UDDI中心和服务工作流管理引擎(BPEIAWS或javascript),以可视化的建模方式,集成了模型预测服务,以及“省级系统”、“县级系统”和“乡级系统”,显示出了系统良好的可扩展性和跨平台性。
“省级系统”部分重点论述了在OGC规范下,扩展型的WMS(基于SharpMap)和基本型的WFS的实现方案,以及.NET架构下报表功能的实现技术;“县级系统”部分重点阐述了使用GDAL/OGR类库开发GIS功能的方法,以及ADO技术开发报表功能的技术;“乡级系统”部分重点探讨了基于R树和多边形分区的嵌入式矢量数据组织方案、基于XML和MFC的动态表单实现技术以及GPS、摄像头、电子罗盘、无线网卡等集成在PDA上的辅助设备的调用方法。
4)原型系统开发
根据上述方案,参考了部分开源软件而未使用任何商业软件,从底层进行开发体系的原型系统,成功的验证林业有害生物测报管理信息系统体系技术方案的可行性。
论文研究工作的创新主要有如下两点:
1)在全国范围内实现网络可视化的多级多尺度林业有害生物灾情管理
通过WMS和WFS空间数据服务,实现国家、省、地(市)、县、乡五级网络化、空间可视化的林业有害生物发生防治数据的实时上报、查询显示和统计报表三大核心业务功能。其中县、乡两级数据能够达到小班尺度。
2)开放与动态地集成模型预测服务和省、县、乡三级系统
基于SOA架构,将林业有害生物预测模型以及“省级系统”、“县级系统”和“乡级系统”部分功能封装为Web服务,并采用UDDI技术和BPEL4wS引擎建立服务管理中心,最终通过可视化建模的方法,动态的将各系统有机的集成在一起。