森林資源管理信息系統(tǒng)建設(shè)相關(guān)規(guī)范框架的研究

王 雪，白降麗，黎 臣，林培炎

（1.佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院 環(huán)境與土木建筑學(xué)院，廣東 佛山 528000；2.國家林業(yè)局 調(diào)查規(guī)劃設(shè)計院，北京 100714）

森林資源是林業(yè)的基礎(chǔ)，是林業(yè)各項工作的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，因而對森林資源的科學(xué)管理至關(guān)重要［1］。森林資源信息種類繁多，內(nèi)容豐富，涉及諸多領(lǐng)域，只有將這些信息和數(shù)據(jù)按一定的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行分類和編碼，使它們統(tǒng)一地采集并有序地存入計算機(jī)，對數(shù)字化的數(shù)據(jù)按類別進(jìn)行存儲、管理和更新，才能滿足各種應(yīng)用需求。森林資源管理信息系統(tǒng)是森林資源和生態(tài)狀況綜合監(jiān)測體系的重要組成部分。建立全國森林資源管理信息系統(tǒng)是全面提高森林資源管理現(xiàn)代化水平的重大舉措，對于促進(jìn)林業(yè)信息化建設(shè)具有重大意義。森林資源管理信息系統(tǒng)建設(shè)相關(guān)規(guī)范的編制，為實(shí)現(xiàn)森林資源管理的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、信息化，建設(shè)全國森林資源管理信息系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)，同時也為林業(yè)經(jīng)營單位科學(xué)經(jīng)營森林資源提供技術(shù)支撐，為各級林業(yè)管理部門提供信息查詢、分析評價、輔助決策等綜合服務(wù)，推動實(shí)現(xiàn)林業(yè)信息的共享和綜合利用。

1 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范編制的原則

通過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范建設(shè)，建立起聯(lián)系緊密、相互協(xié)調(diào)、層次分明、構(gòu)成合理、相互支持、滿足需求的標(biāo)準(zhǔn)體系；通過標(biāo)準(zhǔn)的導(dǎo)向、協(xié)調(diào)和優(yōu)化功能，保證全國森林資源管理信息系統(tǒng)建設(shè)少走彎路，提高效率，為此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范編制需遵循以下原則。

1.1 系統(tǒng)性

森林資源管理信息系統(tǒng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范涉及內(nèi)容廣泛，且各標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范之間互相聯(lián)系，相互滲透。在制定標(biāo)準(zhǔn)的過程中，需要研究分析各標(biāo)準(zhǔn)之間的內(nèi)在聯(lián)系，從整體上把握，根據(jù)系統(tǒng)建設(shè)的急需部分合理安排，突出重點(diǎn)，使得標(biāo)準(zhǔn)之間形成統(tǒng)一的系列并且互為補(bǔ)充。避免標(biāo)準(zhǔn)之間缺乏連貫性，甚至互相矛盾，難以執(zhí)行。

1.2 與國際、國家及地方相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)兼容

標(biāo)準(zhǔn)研制需充分參考相關(guān)國際、國家或地方標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)國際相關(guān)政策，在貫徹WTO/TBT協(xié)議，注意以等同（IDT）、修改（MOD）和非等同（NEQ）方式采用國際標(biāo)準(zhǔn)。在參考借鑒的同時，根據(jù)中國國情做相應(yīng)調(diào)整；同時，充分參考借鑒相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，所制定標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容與相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)一致或兼容。

1.3 先進(jìn)性與實(shí)用性兼顧

標(biāo)準(zhǔn)既要考慮到技術(shù)發(fā)展的需要，保持先進(jìn)性，又要堅持實(shí)用性原則，緊密結(jié)合森林資源管理信息系統(tǒng)建設(shè)的實(shí)際需要，避免標(biāo)準(zhǔn)過于空泛，脫離實(shí)際需要。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)間的協(xié)調(diào)性

由于標(biāo)準(zhǔn)是一種成體系的技術(shù)文件，各有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)之間有著廣泛的內(nèi)在聯(lián)系。各種標(biāo)準(zhǔn)之間只有相互協(xié)調(diào)、相輔相成，才能充分發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)的功能，獲得良好的系統(tǒng)效應(yīng)。

1.5 邊研制，邊試用，邊溝通

標(biāo)準(zhǔn)的制定過程中應(yīng)遵循邊研制、邊試用和邊溝通的原則，不斷修改完善標(biāo)準(zhǔn)。

2 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范編制的內(nèi)容與方法

根據(jù)森林資源管理信息系統(tǒng)建設(shè)開發(fā)過程，需求分析，林業(yè)各級管理部門實(shí)際工作需要，林業(yè)生產(chǎn)需要，森林資源管理信息系統(tǒng)建設(shè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)主要包括：數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、森林資源編碼標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、森林資源數(shù)據(jù)庫建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、森林資源核心元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、森林資源數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和森林資源信息產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等。具體森林資源管理信息系統(tǒng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化工作流程見圖1。

圖1 森林資源管理信息系統(tǒng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化工作流程圖Figure 1 Flow chart of standardization on forest resource management information system

2.1 森林資源數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

根據(jù)森林資源的類型和特點(diǎn)，林業(yè)的現(xiàn)狀以及可持續(xù)發(fā)展的總體目標(biāo)等，數(shù)據(jù)采集規(guī)范主要包含以下內(nèi)容：①1∶1.0萬、1∶2.5萬、1∶5.0萬和1∶10.0萬地形圖掃描圖制作技術(shù)規(guī)定；②1∶1.0萬、1∶2.5萬、1∶5.0萬和1∶10.0萬基礎(chǔ)地理信息矢量圖制作技術(shù)規(guī)定；③數(shù)字高程模型制作技術(shù)規(guī)定；④遙感影像圖制作技術(shù)規(guī)定；⑤林相圖矢量圖制作技術(shù)規(guī)定；⑥森林作業(yè)設(shè)計和檢查驗(yàn)收圖矢量化技術(shù)規(guī)定。其中①②③④制作技術(shù)規(guī)定應(yīng)參考測繪部門相關(guān)的制作規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合林業(yè)實(shí)際生產(chǎn)，制定出具有林業(yè)特色的專用的數(shù)據(jù)采集規(guī)范。

森林資源數(shù)據(jù)包括文字、圖形和圖像等多種形式的信息，可以劃分為空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)2類。其中空間數(shù)據(jù)包括：矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)?？臻g數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的采集流程圖分別如圖2～3所示。

圖2 空間數(shù)據(jù)采集的技術(shù)流程圖Figure 2 Technical flow chart of collection of spatial data

圖3 屬性數(shù)據(jù)采集的技術(shù)流程圖Figure 3 Technical flow chart of collection of attribute data

2.2 森林資源數(shù)據(jù)信息編碼標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

根據(jù)森林資源的類別和內(nèi)容，將所有森林資源數(shù)據(jù)的屬性因子按一定排列順序予以系統(tǒng)化［2］。參照《國家森林資源連續(xù)清查技術(shù)規(guī)定》（國家林業(yè)局林資發(fā)［2004］25號文頒布）中的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際應(yīng)用情況，對森林資源屬性因子進(jìn)行歸類，分成24類（表1），在此基礎(chǔ)上進(jìn)行編碼。如森林資源數(shù)據(jù)中有新增的屬性因子，可以在此基礎(chǔ)上擴(kuò)充。全部森林資源數(shù)據(jù)的屬性因子都可以納入該分類體系中。

表1 森林資源信息因子分類Table 1 Classification of forest resource information factors

根據(jù)森林資源編碼原則，采用代碼設(shè)計方法，將森林資源屬性數(shù)據(jù)編碼的結(jié)構(gòu)定為3段：類標(biāo)志碼、要素類碼和要素碼，即代碼結(jié)構(gòu)為類標(biāo)志碼 ＋要素類碼 ＋要素碼（圖4）。前兩段在系統(tǒng)中唯一標(biāo)志實(shí)體，最后一段是實(shí)體屬性特征，即實(shí)體取值的枚舉，如權(quán)屬是一個實(shí)體，其屬性特征為國有、集體和個人等。

在森林資源數(shù)據(jù)庫中涉及到的基礎(chǔ)類數(shù)據(jù)一律采用《GB/T 13923－2006基礎(chǔ)地理信息要素分類與代碼》［3］，在此標(biāo)準(zhǔn)上進(jìn)行補(bǔ)充和擴(kuò)展，形成森林資源信息地理單元代碼。編碼方法為大類、中類、小類和子類。分類代碼由6位數(shù)字碼組成，其結(jié)構(gòu)如圖5。

圖4 森林資源屬性數(shù)據(jù)編碼結(jié)構(gòu)圖Figure 4 Coding structure of forest attribute data

圖5 森林資源空間數(shù)據(jù)編碼結(jié)構(gòu)圖Figure 5 Coding structure of spatial data of forest resource

如林班界的代碼為“680105”，其中第1位“6”表示大類“境界”，第2位“8”表示中類“林業(yè)境界”，第3～4位為“01”表示小類“林業(yè)經(jīng)營區(qū)劃界”，第5～6位為“05”表示子類“林班界”。

2.3 森林資源數(shù)據(jù)庫建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

根據(jù)森林資源管理信息系統(tǒng)建設(shè)和信息系統(tǒng)運(yùn)行管理，參考現(xiàn)有國內(nèi)外大型空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，制定一系列數(shù)據(jù)庫建設(shè)規(guī)范［4－5］，主要有：①數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)規(guī)范。主要對數(shù)據(jù)庫分類、數(shù)據(jù)庫的命名規(guī)則、表中字段的定義說明、中文名稱、英文名稱、字段類型、長度、數(shù)據(jù)字典與表示公式、表與表的聯(lián)系和數(shù)據(jù)的存儲格式等的規(guī)范。②數(shù)據(jù)庫圖層管理規(guī)范。對數(shù)據(jù)庫中圖層管理的相關(guān)術(shù)語、森林資源要素分層、層代碼、圖層及其幾何特征等內(nèi)容的規(guī)范。③數(shù)據(jù)庫圖像庫規(guī)范。建庫前期準(zhǔn)備工作、圖像數(shù)據(jù)處理流程、數(shù)據(jù)庫建立、數(shù)據(jù)庫成果的預(yù)檢與驗(yàn)收等內(nèi)容。④矢量圖庫建設(shè)規(guī)范。對林業(yè)各級系統(tǒng)矢量圖庫建設(shè)的內(nèi)容、工作準(zhǔn)備、資料預(yù)處理、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)庫建立、成果提交、成果預(yù)檢與驗(yàn)收等內(nèi)容的規(guī)范。⑤數(shù)據(jù)庫管理規(guī)范。為了規(guī)范有序地開展工作，數(shù)據(jù)庫管理必須建立一套完整的項目管理辦法和規(guī)章制度。通過與項目規(guī)范的配合，通過約束和規(guī)范項目建設(shè)階段及運(yùn)行階段的各項相關(guān)工作，保證信息庫各項建設(shè)任務(wù)的順利完成以及信息庫運(yùn)行服務(wù)。

2.4 森林資源核心元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

森林資源核心元數(shù)據(jù)是包含唯一標(biāo)志數(shù)據(jù)所需要的最少的元數(shù)據(jù)實(shí)體和元素。

森林資源核心元數(shù)據(jù)規(guī)范內(nèi)容構(gòu)成如圖6所示［4－5］。

圖6 森林資源核心元數(shù)據(jù)規(guī)范內(nèi)容構(gòu)成示意圖Figure 6 Sketch map of core metadata of forest resource

2.5 森林資源數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

數(shù)據(jù)傳輸規(guī)范包括傳輸數(shù)據(jù)的格式、傳輸模式和傳輸協(xié)議等內(nèi)容。

森林資源數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕绞接?種：通過介質(zhì)拷貝和網(wǎng)絡(luò)傳輸。其中介質(zhì)拷貝主要包括電子文檔、紙質(zhì)文檔、光盤、磁帶、移動硬盤和U盤等數(shù)據(jù)拷貝。網(wǎng)絡(luò)傳輸包括遵循網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的直接傳輸和數(shù)據(jù)庫動態(tài)增量備份。

數(shù)據(jù)交換格式有2種類型：矢量數(shù)據(jù)交換格式和柵格數(shù)據(jù)交換格式。

2.6 森林資源數(shù)據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

針對中國森林資源信息和林業(yè)管理的特點(diǎn)以及森林資源數(shù)據(jù)庫建設(shè)的應(yīng)用需求，研究和制訂各類森林資源信息產(chǎn)品的規(guī)范。森林資源信息產(chǎn)品規(guī)范主要包括：①森林資源制圖專用線型和符號規(guī)范。主要是對林業(yè)企事業(yè)機(jī)構(gòu)及獨(dú)立地物、境界、地類、主要調(diào)查樹種（組）、林種、森林類型、林業(yè)主業(yè)注記、林相色標(biāo)等方面進(jìn)行規(guī)范。②基本圖、林相圖和森林分布圖。主要對圖內(nèi)要素輸出內(nèi)容要求、圖外要素輸出內(nèi)容要求以及對產(chǎn)品輸出的圖面整飾樣式等都作具體的規(guī)范。圖類產(chǎn)品的整飾工作包括：圖廓、圖名圖例和按圖表等。圖內(nèi)要寫出圖名、調(diào)查年度、總面積、圖例、比例尺和調(diào)查單位等，在圖內(nèi)圖廓間保留或繪制出縱橫公里網(wǎng)線段位置及數(shù)值等。③森林資源統(tǒng)計表格式。主要是對森林資源連續(xù)清查統(tǒng)計表和森林資源規(guī)劃設(shè)計調(diào)查統(tǒng)計表格式做出規(guī)范。由于作業(yè)設(shè)計調(diào)查統(tǒng)計表在不同地方和施工作業(yè)等方面的差異較大，因此，對它們沒做出規(guī)范。④衛(wèi)星影像圖、SPOT 5衛(wèi)星影像圖編制主要是對影像圖輸出的圖面格式作出規(guī)范，主要包括：圖名、圖號、圖幅結(jié)合表、密級、內(nèi)外圖廓線及其經(jīng)緯度注記、公里網(wǎng)線及其注記、圖像結(jié)合略圖、圖像情況及資料獲取時間、地理位置、制作單位、坐標(biāo)系、出版年代和比例尺等。

3 結(jié)束語

依托現(xiàn)有資源和信息化工作基礎(chǔ)，在充分參考現(xiàn)有國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，盡快建立森林資源管理信息系統(tǒng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，為全國森林資源管理信息系統(tǒng)建設(shè)提供有力的支持、保障和服務(wù)。

到目前為止，森林資源管理信息系統(tǒng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的研究取得了初步的成果，但仍存在一定的問題：①在對森林資源數(shù)據(jù)分類上不全面，根據(jù)林業(yè)發(fā)展和實(shí)際生產(chǎn)的需要可繼續(xù)擴(kuò)充。②森林資源信息分類編碼是一個系統(tǒng)工程，它具有很強(qiáng)的理論性和邏輯性，同時又強(qiáng)調(diào)實(shí)用性，但分類編碼的完整性與實(shí)用性是一對矛盾。如樹種編碼，由于樹種很多，如果按科、屬、種、品種的規(guī)則編碼，系統(tǒng)是很完善，但非常不利于實(shí)際應(yīng)用；而目前采用的辦法是將所有常見的樹種分成針葉樹和闊葉樹，再按樹種組和樹種編碼。實(shí)際上忽略了管理上認(rèn)為不需要，但實(shí)際存在的信息。這種方法雖然目前能滿足林業(yè)資源管理和決策的需要，但問題依然存在，此類問題仍有待于進(jìn)一步研究。③元數(shù)據(jù)規(guī)范設(shè)計時主要是針對本項目、本行業(yè)的需求制定的，較少考慮其設(shè)計的元數(shù)據(jù)與其他元數(shù)據(jù)的互操作和兼容的問題。

［1］曹世恩，曹武.標(biāo)準(zhǔn)化在森林經(jīng)理信息系統(tǒng)開發(fā)中的應(yīng)用［J］.中南林學(xué)院學(xué)報，2004，24（1）：38－42.CAO Shien，CAO Wu.Application of standardization in forest management information systems development ［J］.J Central South For Univ，2004，24（1）：38－42.

［2］白降麗，彭道黎.森林資源編碼體系研究［J］.浙江林學(xué)院學(xué)報，2007，24（3）：326－330.BAI Jiangli，PENG Daoli.Information classification and code of forest resources ［J］.J Zhejiang For Coll，2007，24（3）：326－330.

［3］中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.GB/T 13923－2006基礎(chǔ)地理信息要素分類與代碼［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.

［4］白降麗，彭道黎.森林資源管理信息系統(tǒng)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的研究［J］.西北林學(xué)院學(xué)報，2007，22（3）：190－192.BAI Jiangli，PENG Daoli.A study on the foundation of metadata standard of forest resource information management ［J］.J Northwest For Univ，2007，22（3）：190－192.

［5］張煜星，王祝雄，李增元，等.遙感技術(shù)在森林資源清查中的應(yīng)用研究［M］.北京：中國林業(yè)出版社，2007：132－166.