李江+羅吳亮+周浩+李青香
摘 要:針對(duì)目前江蘇鹽城國(guó)家級(jí)珍禽自然保護(hù)區(qū)地理數(shù)據(jù)與生物多樣性數(shù)據(jù)越來(lái)越豐富,急需要進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的管理需求,設(shè)計(jì)開發(fā)了江蘇鹽城國(guó)家級(jí)珍禽自然保護(hù)區(qū)地理信息系統(tǒng)。系統(tǒng)的運(yùn)行結(jié)果表明建立地理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的可視化查詢和統(tǒng)計(jì);能針對(duì)保護(hù)區(qū)管理需求,加工和定制各種信息增值服務(wù);提供對(duì)保護(hù)區(qū)管理的分布、環(huán)境承載力、生境遷移等的決策支持功能。切實(shí)為保護(hù)區(qū)的管理工作提供信息支持、咨詢與深度服務(wù)。
關(guān)鍵詞:自然保護(hù)區(qū);地理信息系統(tǒng);生物多樣性;信息化;設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
中圖分類號(hào):TP315 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
1 引言(Introduction)
江蘇鹽城國(guó)家級(jí)珍禽自然保護(hù)區(qū),地處江蘇中部沿海,是我國(guó)最大的灘涂濕地保護(hù)區(qū)之一。保護(hù)區(qū)管理處為正處級(jí)事業(yè)單位,隸屬江蘇省環(huán)保廳和鹽城市人民政府雙重領(lǐng)導(dǎo)。主要保護(hù)丹頂鶴等珍稀野生動(dòng)物及其賴以生存的灘涂濕地生態(tài)系統(tǒng)。
自然保護(hù)區(qū)作為生態(tài)環(huán)境保護(hù)和建設(shè)的重點(diǎn),已經(jīng)得到保護(hù)區(qū)主管部門的高度重視。自然保護(hù)區(qū)管理范圍具有地理區(qū)域特征,管理對(duì)象具有具體的空間位置,必須在一定的行政區(qū)劃范圍內(nèi)行使相應(yīng)的管理權(quán)利[1]。隨著信息技術(shù)的發(fā)展,數(shù)據(jù)量與日俱增,自然保護(hù)區(qū)管理決策人員面對(duì)各種類型的海量數(shù)據(jù),如遙感數(shù)據(jù)、植被分布特征、基礎(chǔ)設(shè)施等多因子的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù),依靠傳統(tǒng)的方法無(wú)法快速準(zhǔn)確地對(duì)這些信息進(jìn)行綜合分析,無(wú)法做出科學(xué)合理的決策方案[2]。
地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)經(jīng)過(guò)50年的發(fā)展,已經(jīng)影響到社會(huì)的各個(gè)行業(yè),它是社會(huì)信息化的重要組成部分,在各領(lǐng)域中做出了巨大的貢獻(xiàn)。利用GIS技術(shù)可以及時(shí)快速的掌握自然保護(hù)區(qū)資源及相關(guān)因子的空間時(shí)序的變化特征,提高工作效率、節(jié)約管理成本,使自然保護(hù)區(qū)管理更加科學(xué)合理,滿足自然保護(hù)區(qū)信息化管理的要求。因此,地理信息系統(tǒng)是自然保護(hù)區(qū)管理和決策不可缺少的平臺(tái)[3]。保護(hù)區(qū)擬建立地理信息系統(tǒng)來(lái)管理鹽城保護(hù)區(qū)生物多樣性資源,進(jìn)而促進(jìn)保護(hù)區(qū)的管理水平,提高科研監(jiān)測(cè)能力。
2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)(System architecture design)
江蘇鹽城國(guó)家級(jí)珍禽自然保護(hù)區(qū)地理信息系統(tǒng)是由客戶層、應(yīng)用邏輯層和數(shù)據(jù)層構(gòu)成的。
客戶層:客戶層提供用戶服務(wù),通過(guò)可視化的用戶界面輸出信息和收集數(shù)據(jù),是用戶使用應(yīng)用系統(tǒng)的接口。在信息系統(tǒng)中,客戶層基于ArcGIS Engine進(jìn)行開發(fā),文本、報(bào)表等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)通過(guò)VS.NET 2010開發(fā)提供,整個(gè)客戶端軟件風(fēng)格遵循易操作、較簡(jiǎn)潔、風(fēng)格統(tǒng)一的要求。
應(yīng)用邏輯層:應(yīng)用邏輯層是實(shí)際業(yè)務(wù)規(guī)則的執(zhí)行部分,負(fù)責(zé)處理客戶端發(fā)出的各種數(shù)據(jù)請(qǐng)求、數(shù)據(jù)分析處理等。
數(shù)據(jù)層:數(shù)據(jù)層是空間數(shù)據(jù)、專題數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)。數(shù)據(jù)層將使用空間數(shù)據(jù)引擎(ESRI的ArcSDE)來(lái)實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的集中管理,并使用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)SqlServer來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。
系統(tǒng)所要流轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)量較大,因此必須保證有足夠的網(wǎng)絡(luò)帶寬。此外,硬件配置還必須包括圖形輸入、輸出設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及相關(guān)的輔助設(shè)備等。
3 數(shù)據(jù)建庫(kù)(For building a data)
江蘇鹽城國(guó)家級(jí)珍禽自然保護(hù)區(qū)地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的具體內(nèi)容可依據(jù)功能劃分為四類:生物多樣性數(shù)據(jù)庫(kù)、基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫(kù)、日常業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)、系統(tǒng)維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)。
(1)生物多樣性數(shù)據(jù)庫(kù)
生物多樣性數(shù)據(jù)庫(kù)與國(guó)家生物多樣性數(shù)據(jù)庫(kù)編碼保持一致,在于國(guó)家生物多樣性數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行植物、大型哺乳動(dòng)物、鳥類、大型底棲動(dòng)物、魚類、中小型及微型底棲、浮游生物等保護(hù)區(qū)的生物多樣性數(shù)據(jù)編碼與統(tǒng)計(jì)。
(2)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫(kù)
基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫(kù)用于存儲(chǔ)保護(hù)區(qū)管理中涉及的地圖信息。主要數(shù)據(jù)表包括:土地利用現(xiàn)狀圖層、土地利用規(guī)劃圖層、行政區(qū)圖層、DEM圖層、道路圖層、保護(hù)區(qū)功能規(guī)劃圖層、重點(diǎn)動(dòng)物分布圖層、不同時(shí)期影像圖層、基礎(chǔ)注記層、植被圖層、自然遺跡圖層等。
(3)日常業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)
根據(jù)日常業(yè)務(wù)進(jìn)行分類,將各項(xiàng)業(yè)務(wù)信息進(jìn)行歸類存儲(chǔ)。主要包括:保護(hù)區(qū)基本信息表、保護(hù)區(qū)植物普查/標(biāo)本記錄表、保護(hù)區(qū)植物樣方喬木調(diào)查記錄表、保護(hù)區(qū)動(dòng)物調(diào)查記錄表、保護(hù)區(qū)社區(qū)情況表、保護(hù)區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)信息表、保護(hù)區(qū)法律法規(guī)文件表、保護(hù)區(qū)文獻(xiàn)資料表等。
(4)系統(tǒng)維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)
系統(tǒng)維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)用于存儲(chǔ)系統(tǒng)管理信息,主要包括業(yè)務(wù)流程信息、用戶資料信息、角色權(quán)限信息、配置信息等方面。主要數(shù)據(jù)表包括:系統(tǒng)流程表、系統(tǒng)成員表、角色分配表、參數(shù)信息表、系統(tǒng)日志表等。
4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)(System design and implementation)
江蘇鹽城國(guó)家級(jí)珍禽自然保護(hù)區(qū)地理信息系統(tǒng)根據(jù)需求劃分為五大模塊13個(gè)功能,功能結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。
4.1 地圖專題數(shù)據(jù)
地圖專題數(shù)據(jù)模塊分為三個(gè)子模塊:基礎(chǔ)地理、動(dòng)植物分布、研究與規(guī)劃。每個(gè)子模塊包括如下專題圖:行政區(qū)劃圖、交通線路圖、土地資源圖、野生植物分布圖、野生動(dòng)物分布圖、丹頂鶴分布圖、自然遺跡圖、功能區(qū)劃圖、發(fā)展規(guī)劃圖。
每個(gè)專題圖中集合了常用的基本地圖操作功能,如放大、縮小、全圖、移動(dòng)、信息工具、測(cè)距、查詢、分析、計(jì)算、數(shù)據(jù)打印、導(dǎo)出等。系統(tǒng)提供快捷定位功能,右上角的區(qū)縣名稱可直接點(diǎn)擊定位。
系統(tǒng)提供多種地圖作為工作底圖,有數(shù)字化的矢量圖,影像圖等。能對(duì)歷年的土地資源地塊進(jìn)行查看比對(duì)、面積分析;在影像上區(qū)分出保護(hù)區(qū)各單位權(quán)屬;野生動(dòng)物、野生植物在地圖上進(jìn)行專題顯示;使用時(shí)間軸表現(xiàn)丹頂鶴的分布情況(核心區(qū)、緩沖區(qū)、實(shí)驗(yàn)室)、數(shù)量情況;對(duì)丹頂鶴的適宜生存范圍進(jìn)行比較分析等。
4.2 生物多樣性數(shù)據(jù)endprint
生物多樣性數(shù)據(jù)包括三個(gè)子模塊:植物資源、鳥類資源、其他動(dòng)物資源。三個(gè)子模塊包括如下功能:浮游植物管理、高等植物管理、鳥類管理、浮游動(dòng)物管理、底棲動(dòng)物管理、昆蟲管理、魚類管理、兩棲動(dòng)物管理、爬行動(dòng)物管理、哺乳動(dòng)物管理。在每個(gè)數(shù)據(jù)管理模塊中,都將包括數(shù)據(jù)新增、修改、刪除、上傳、查詢、統(tǒng)計(jì)功能。
4.3 保護(hù)區(qū)調(diào)查數(shù)據(jù)
保護(hù)區(qū)調(diào)查數(shù)據(jù)包括四個(gè)子模塊:保護(hù)區(qū)調(diào)查模塊、環(huán)境要素調(diào)查模塊、動(dòng)物調(diào)查模塊、植物調(diào)查模塊四個(gè)子模塊主要對(duì)如下表單進(jìn)行管理:社區(qū)調(diào)查表、大氣污染監(jiān)測(cè)記錄、大氣中顆粒物監(jiān)測(cè)記錄表、環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)巡查記錄、水環(huán)境要素調(diào)查表、兩棲動(dòng)物訪問(wèn)調(diào)查記錄表、魚類調(diào)查記錄表、漁獲物調(diào)查記錄表等等。
系統(tǒng)定義了靈活的自定義表單功能,可讓用戶上傳表單模板、創(chuàng)建新表單;并將數(shù)據(jù)保存至業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù),為統(tǒng)計(jì)分析提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
4.4 法律與文獻(xiàn)
法律與文獻(xiàn)包括保護(hù)區(qū)法律、地理文獻(xiàn)、環(huán)境文獻(xiàn)、地質(zhì)文獻(xiàn)、生物生態(tài)文獻(xiàn)。用戶可通過(guò)模糊與精確查詢功能搜索文件、瀏覽文件、下載文件、分享文件。
4.5 系統(tǒng)管理
系統(tǒng)管理包括用戶管理、角色管理、數(shù)據(jù)連接管理、參數(shù)設(shè)置管理等。系統(tǒng)管理模塊保證系統(tǒng)能安全和正確的運(yùn)行、計(jì)算、備份,本模塊提供給有管理員權(quán)限的用戶使用。
5 結(jié)論(Conclusion)
基于自然保護(hù)區(qū)為管理對(duì)象的江蘇鹽城國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)地理信息系統(tǒng)是以地理信息技術(shù)為依托,以保護(hù)區(qū)的地圖專題數(shù)據(jù)、生物多樣性數(shù)據(jù)、專題分析研究等為核心功能的綜合性管理信息系統(tǒng)。系統(tǒng)用戶面向保護(hù)區(qū)管理者、政府機(jī)構(gòu)、科研機(jī)構(gòu)等各類與保護(hù)區(qū)的保護(hù)、開發(fā)、利用相關(guān)聯(lián)的單位與個(gè)人。該系統(tǒng)可以幫助實(shí)現(xiàn)對(duì)包括保護(hù)區(qū)用地類型、動(dòng)植物分布、工業(yè)區(qū)布局、保護(hù)區(qū)規(guī)劃與管理等各類信息的可視化查詢和統(tǒng)計(jì),并能針對(duì)保護(hù)區(qū)管理需求,加工和定制各種信息增值服務(wù),提供對(duì)保護(hù)區(qū)管理的分布、環(huán)境承載力、生境遷移等的決策支持功能。切實(shí)為保護(hù)區(qū)的管理工作提供信息支持、咨詢與深度服務(wù)[4]。
參考文獻(xiàn)(References)
[1] 陳述彭,魯學(xué)軍,周成虎.地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論[M].北京:科學(xué)出版社,1999.
[2] 劉金福,洪偉.設(shè)計(jì)和建立自然保護(hù)區(qū)管理信息系統(tǒng)的探討[J].資源開發(fā)與市場(chǎng),1997,13(3):114-115.
[3] 王嵐,袁道凌.湖北省自然保護(hù)區(qū)信息系統(tǒng)的研究[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2002,25(1):23-24.
[4] 汪劉艷,等.自然保護(hù)區(qū)生態(tài)地理信息系統(tǒng)開發(fā)研究[J].測(cè)繪科學(xué),2009,34(5):176-177.
作者簡(jiǎn)介:
李 江(1979-),男,本科,工程師.研究領(lǐng)域:地理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā).endprint
生物多樣性數(shù)據(jù)包括三個(gè)子模塊:植物資源、鳥類資源、其他動(dòng)物資源。三個(gè)子模塊包括如下功能:浮游植物管理、高等植物管理、鳥類管理、浮游動(dòng)物管理、底棲動(dòng)物管理、昆蟲管理、魚類管理、兩棲動(dòng)物管理、爬行動(dòng)物管理、哺乳動(dòng)物管理。在每個(gè)數(shù)據(jù)管理模塊中,都將包括數(shù)據(jù)新增、修改、刪除、上傳、查詢、統(tǒng)計(jì)功能。
4.3 保護(hù)區(qū)調(diào)查數(shù)據(jù)
保護(hù)區(qū)調(diào)查數(shù)據(jù)包括四個(gè)子模塊:保護(hù)區(qū)調(diào)查模塊、環(huán)境要素調(diào)查模塊、動(dòng)物調(diào)查模塊、植物調(diào)查模塊四個(gè)子模塊主要對(duì)如下表單進(jìn)行管理:社區(qū)調(diào)查表、大氣污染監(jiān)測(cè)記錄、大氣中顆粒物監(jiān)測(cè)記錄表、環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)巡查記錄、水環(huán)境要素調(diào)查表、兩棲動(dòng)物訪問(wèn)調(diào)查記錄表、魚類調(diào)查記錄表、漁獲物調(diào)查記錄表等等。
系統(tǒng)定義了靈活的自定義表單功能,可讓用戶上傳表單模板、創(chuàng)建新表單;并將數(shù)據(jù)保存至業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù),為統(tǒng)計(jì)分析提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
4.4 法律與文獻(xiàn)
法律與文獻(xiàn)包括保護(hù)區(qū)法律、地理文獻(xiàn)、環(huán)境文獻(xiàn)、地質(zhì)文獻(xiàn)、生物生態(tài)文獻(xiàn)。用戶可通過(guò)模糊與精確查詢功能搜索文件、瀏覽文件、下載文件、分享文件。
4.5 系統(tǒng)管理
系統(tǒng)管理包括用戶管理、角色管理、數(shù)據(jù)連接管理、參數(shù)設(shè)置管理等。系統(tǒng)管理模塊保證系統(tǒng)能安全和正確的運(yùn)行、計(jì)算、備份,本模塊提供給有管理員權(quán)限的用戶使用。
5 結(jié)論(Conclusion)
基于自然保護(hù)區(qū)為管理對(duì)象的江蘇鹽城國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)地理信息系統(tǒng)是以地理信息技術(shù)為依托,以保護(hù)區(qū)的地圖專題數(shù)據(jù)、生物多樣性數(shù)據(jù)、專題分析研究等為核心功能的綜合性管理信息系統(tǒng)。系統(tǒng)用戶面向保護(hù)區(qū)管理者、政府機(jī)構(gòu)、科研機(jī)構(gòu)等各類與保護(hù)區(qū)的保護(hù)、開發(fā)、利用相關(guān)聯(lián)的單位與個(gè)人。該系統(tǒng)可以幫助實(shí)現(xiàn)對(duì)包括保護(hù)區(qū)用地類型、動(dòng)植物分布、工業(yè)區(qū)布局、保護(hù)區(qū)規(guī)劃與管理等各類信息的可視化查詢和統(tǒng)計(jì),并能針對(duì)保護(hù)區(qū)管理需求,加工和定制各種信息增值服務(wù),提供對(duì)保護(hù)區(qū)管理的分布、環(huán)境承載力、生境遷移等的決策支持功能。切實(shí)為保護(hù)區(qū)的管理工作提供信息支持、咨詢與深度服務(wù)[4]。
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[3] 王嵐,袁道凌.湖北省自然保護(hù)區(qū)信息系統(tǒng)的研究[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2002,25(1):23-24.
[4] 汪劉艷,等.自然保護(hù)區(qū)生態(tài)地理信息系統(tǒng)開發(fā)研究[J].測(cè)繪科學(xué),2009,34(5):176-177.
作者簡(jiǎn)介:
李 江(1979-),男,本科,工程師.研究領(lǐng)域:地理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā).endprint
生物多樣性數(shù)據(jù)包括三個(gè)子模塊:植物資源、鳥類資源、其他動(dòng)物資源。三個(gè)子模塊包括如下功能:浮游植物管理、高等植物管理、鳥類管理、浮游動(dòng)物管理、底棲動(dòng)物管理、昆蟲管理、魚類管理、兩棲動(dòng)物管理、爬行動(dòng)物管理、哺乳動(dòng)物管理。在每個(gè)數(shù)據(jù)管理模塊中,都將包括數(shù)據(jù)新增、修改、刪除、上傳、查詢、統(tǒng)計(jì)功能。
4.3 保護(hù)區(qū)調(diào)查數(shù)據(jù)
保護(hù)區(qū)調(diào)查數(shù)據(jù)包括四個(gè)子模塊:保護(hù)區(qū)調(diào)查模塊、環(huán)境要素調(diào)查模塊、動(dòng)物調(diào)查模塊、植物調(diào)查模塊四個(gè)子模塊主要對(duì)如下表單進(jìn)行管理:社區(qū)調(diào)查表、大氣污染監(jiān)測(cè)記錄、大氣中顆粒物監(jiān)測(cè)記錄表、環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)巡查記錄、水環(huán)境要素調(diào)查表、兩棲動(dòng)物訪問(wèn)調(diào)查記錄表、魚類調(diào)查記錄表、漁獲物調(diào)查記錄表等等。
系統(tǒng)定義了靈活的自定義表單功能,可讓用戶上傳表單模板、創(chuàng)建新表單;并將數(shù)據(jù)保存至業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù),為統(tǒng)計(jì)分析提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
4.4 法律與文獻(xiàn)
法律與文獻(xiàn)包括保護(hù)區(qū)法律、地理文獻(xiàn)、環(huán)境文獻(xiàn)、地質(zhì)文獻(xiàn)、生物生態(tài)文獻(xiàn)。用戶可通過(guò)模糊與精確查詢功能搜索文件、瀏覽文件、下載文件、分享文件。
4.5 系統(tǒng)管理
系統(tǒng)管理包括用戶管理、角色管理、數(shù)據(jù)連接管理、參數(shù)設(shè)置管理等。系統(tǒng)管理模塊保證系統(tǒng)能安全和正確的運(yùn)行、計(jì)算、備份,本模塊提供給有管理員權(quán)限的用戶使用。
5 結(jié)論(Conclusion)
基于自然保護(hù)區(qū)為管理對(duì)象的江蘇鹽城國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)地理信息系統(tǒng)是以地理信息技術(shù)為依托,以保護(hù)區(qū)的地圖專題數(shù)據(jù)、生物多樣性數(shù)據(jù)、專題分析研究等為核心功能的綜合性管理信息系統(tǒng)。系統(tǒng)用戶面向保護(hù)區(qū)管理者、政府機(jī)構(gòu)、科研機(jī)構(gòu)等各類與保護(hù)區(qū)的保護(hù)、開發(fā)、利用相關(guān)聯(lián)的單位與個(gè)人。該系統(tǒng)可以幫助實(shí)現(xiàn)對(duì)包括保護(hù)區(qū)用地類型、動(dòng)植物分布、工業(yè)區(qū)布局、保護(hù)區(qū)規(guī)劃與管理等各類信息的可視化查詢和統(tǒng)計(jì),并能針對(duì)保護(hù)區(qū)管理需求,加工和定制各種信息增值服務(wù),提供對(duì)保護(hù)區(qū)管理的分布、環(huán)境承載力、生境遷移等的決策支持功能。切實(shí)為保護(hù)區(qū)的管理工作提供信息支持、咨詢與深度服務(wù)[4]。
參考文獻(xiàn)(References)
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作者簡(jiǎn)介:
李 江(1979-),男,本科,工程師.研究領(lǐng)域:地理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā).endprint