管理系統論文：省域森林有害生物管理系統

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本文作者：林強作者單位：福建省森林病蟲害防治檢疫總站

系統功能和管理流程

FPWMIS4FP可用于全省范圍內林業有害生物的預測預報、防治等信息管理，主要功能如下．(1)數據上報:縣級用戶可以將轄區內各鄉鎮每月的病蟲害發生預測和防治數據進行上報．其中用戶只需要填寫各種原始記錄信息，需要計算的信息由系統計算完成．(2)數據查詢:分為簡單查詢和SQL查詢．如果用戶只需要按照行政區劃、病蟲害名稱、發生時間和發生面積對病蟲害信息進行查詢，那么可以選擇易操作的簡單查詢;SQL查詢則可以通過自定義的SQL語句將用戶所轄范圍內的符合語句條件的任何信息查詢出來．(3)數據統計:基于下一級用戶某個月的完整信息，用戶可以對自身轄區范圍內的該月信息進行統計，結果在圖形和表單上顯示，并可以導出Excel格式的表單結果．若該月下級地區信息不完整，系統則不統計及提示用戶哪些地區缺少數據．(4)數據預測預報:省、市級用戶可以根據數據庫中已有的歷史數據，對下一年某一病蟲害的各種發生程度(輕、中、重)的面積進行預測．(5)病蟲害診斷:用戶選擇病蟲害的危害特征(如寄主、危害部位、危害形式等)，系統就會根據病蟲害知識庫中的信息判斷該種病蟲害．(6)用戶管理:瀏覽器端僅提供用戶密碼更改和用戶注銷功能．(7)圖形操作:圖形顯示和瀏覽，即將數據結果以圖的形式直觀地反映出來，包括縮放、漫游、選擇、全圖顯示等操作．林業有害生物信息管理流程如圖1所示．縣級林業部門填寫林業有害生物預測預報、發生、防治等數據，并將其上報至省級林業部門;市級林業部門組織和管理各縣級單位的林業有害生物信息上報工作，使各縣能及時上報相關數據，并確保上報數據的時效性、科學性和真實性;省級林業部門可以利用縣級林業部門上報的數據進行統計匯總或時空分析，制定科學有效的防控措施，并進行林業有害生物災害的預測預報．

系統結構

FPWMIS4FP是一個．NET平臺下基于WMS、WS和WebGIS技術的新一代三層B/S架構信息系統，底層為數據服務器，部署著大型關系型SQLServer數據庫(屬性數據)、Shape和Geotiff文件(空間數據);中間層為應用服務器，部署著響應SOAP請求的屬性數據服務組件和空間數據服務組件以及為了響應HTTP請求的Web應用網站(基于ASP．NET開發的);上層為瀏覽器端．其基本架構如圖2所示．在屬性數據服務中，瀏覽器端根據用戶的操作發送請求到Web應用系統，Web應用系統根據該請求調用屬性數據服務中相應的方法，從操作數據庫得到結果，并將其通過Web應用系統返回給瀏覽器端．在空間數據服務中，瀏覽器端根據用戶的需求和操作將相應參數發送給Web應用系統，將Web應用系統中符合WMS規范的請求發送給WMS，根據該請求利用資源層的Shape格式基礎空間數據繪制柵格地圖，并將其通過Web應用系統傳回瀏覽器端．根據實際情況，屬性數據工作流中的SQLServer數據庫和屬性數據WS以及空間數據工作流中的Shape格式空間數據和WMS可以置于同一個服務器，也可以分處于不同服務器．

系統服務實現

系統服務包括空間數據服務和屬性數據服務2種，具體實現過程如下．

1屬性數據服務的實現

屬性數據服務包括屬性數據WS的開發和調用．屬性數據服務開發主要是實現一系列WebMethod，根據Web應用系統傳遞的請求，調用相應的WebMethod操縱SQLServer數據庫獲取結果，并返回瀏覽器端．與數據庫相應的WebMethod可按功能分為3類:基本用戶管理函數、行政區劃相關函數以及林業有害生物信息管理函數．其中，基本用戶管理函數包括用戶登錄信息驗證、用戶密碼修改、用戶信息獲取和更新、用戶初始化參數獲取和設置等;行政區劃相關函數包括獲取各級行政區劃列表以及根據上級行政區劃獲取其下屬行政區劃列表;林業有害生物信息管理函數包括預測預報、發生、防治等相關表格的記錄添加(上報)、查詢和統計．屬性數據服務調用則是在Web應用系統中，根據用戶的操作調用數據WS中合適的WebMethod，實現用戶管理、數據上報、查詢和統計等功能．以上報發生表為例，其主要流程為:用戶在瀏覽器輸入區在線填寫發生表，點擊提交后，將請求傳遞給Web應用系統．Web應用系統調用屬性數據WS中的數據，首先根據林業有害生物發生實際情況檢查數據約束關系(如監測面積＜=應監面積)，驗證所填數據的有效性，如果無效，向用戶指出無效原因;如果有效，向鄉(鎮)發生表中添加該記錄，并向用戶顯示提交成功．

2空間數據服務的實現

空間數據服務包括位于資源層的基礎空間數據的選用、讀取和傳送，以及位于應用層的WMS和Web應用系統空間數據處理部分的設計．本文采用市、縣、鄉3級行政區劃的ShapeFile數據，建立林業有害生物管理信息可視化系統．系統分別讀取市、縣、鄉3級行政區劃空間數據中的多邊形數量、每個多邊形的中心點坐標、每個多邊形所包含的節點、各個節點的坐標以及各個多邊形的名稱(市名、縣名、鄉名);空間數據服務使用以上信息進行地圖渲染．Web應用系統空間數據處理部分根據瀏覽器端發送的相關參數構造成符合OGC-WMS規范的請求，發送到WMS進行處理;瀏覽器端發送的請求包括放大、縮小、漫游、全圖顯示、選擇多邊形對象等，以及在地圖顯示窗口顯示不同的視圖或查詢結果．

系統應用實例

福建省作為我國南方重點林區之一，多年來對天然林的過度采伐利用，使得其面積不斷減小，現存林地多以單一樹種的人工林為主，導致森林生物自控能力較差，客觀上提供了各類森林病蟲害發生危害的大量寄主植物．隨著人工林面積的持續增加，森林病蟲害發生呈逐年上升趨勢．“十一五”期間，全省每年主要森林病蟲害發生面積在20－30萬hm2以上．當然，造成林業有害生物嚴重發生的主要原因是監測管理手段落后，延用了幾十年的傳統人工監測管理方法已難以滿足目前林業可持續發展和林業有害生物可持續管理的需求．因此必須研發更為先進、實用的管理、分析技術，全面提升監測調查、預警與預測預報水平．針對福建省林業有害生物發生防治特點，選用MicrosoftIIS作為Web服務器，使用MicrosoftSQLServer建立屬性數據庫，運用C#語言結合ASP．Net、JavaScript、HTML、XML等語言開發了．Net平臺下的FPWMIS4FP，系統界面如圖3所示．目前該系統已由福建省森林病蟲害防治檢疫總站組織其下所屬各縣(市)森防站進行試運行與測試，服務器設在省總站內．應用該系統后，縣級林業部門進行林業有害生物相關信息調查所得到的基本數據能夠適時上報，以往常見的錯報、誤報情況大大減少;此外，在各級行政單位行政代碼和行政區劃發生變更時能夠方便實時更新數據庫，解決由此而導致的單機版系統無法及時正確上報數據的問題;空間數據可視化部分的實現能夠將數據結果或信息以圖的形式直觀地反映出來，有助于防治措施的有效實施以及之后的預測預報．在功能測試方面，縣級用戶能夠根據系統提示方便地上報各類病蟲害發生防治數據，各級用戶可以正常使用查詢統計等功能，用戶管理體系能夠正常運行;服務器與WebGIS系統能夠充分滿足省森防總站及其下屬各縣森防站用戶并發訪問的要求．