摘 要: 主要探讨了城市古树名木管理信息系统的总体结构设计, 包括技术路线、系统功能设计及数据库设计; 重点分析了系统实现过程中采用的若干关键技术。系统实现了古树名木的动态监测、查询等功能, 从而使古树名木的管理保护走向标准化、信息化和数字化。
关键词: 古树名木; 管理信息系统; GIS; GPS
1 引 言
古树名木是人类历史过程中保存下来的年代久远或具有重要科研、历史和文化价值的树木。它是一座城市历史和文化的“见证者”, 是活的文物, 是城市林业资源的重要组成部分, 是城市一项重要的自然资产。传统的古树名木的管护和信息管理存在管理方式落后和粗放, 管理内容如档案管理不健全的情况, 资料的更新、检索、汇总、共享和上报较困难。因此, 为了改变传统的古树名木管理模式, 需要建立一个适应性强的古树名木信息管理系统, 对古树名木的生长环境、管理与养护措施、病虫害防治等方面进行动态管理。
2 系统总体结构设计
21 系统需求分析
为了实现城市古树名木数据的动态管理以及提高管理工作的标准化、规范化、信息化和数字化水平。城市古树名木管理信息系统应满足以下需求:
( 1)建立古树名木属性信息与空间信息的数据库;
( 2)实现古树名木的查询定位, 将图查属性与属性查图两者相结合。
( 3)管理古树名木电子档案, 实现树木档案资料的录入、修改以及树木的增加与删除。
( 4)提供报表输出打印功能, 能得到清晰、完整的打印文件。
22 系统技术路线
系统使用GPS采集古树名木空间信息, 以C#语言、ArcEngine为主要开发工具, 对基础地理信息(如行政区划、居民地、道路等要素)和古树名木的空间信息和属性信息进行处理, 并统一存储在ArcSDE 数据库中。采用C /S架构建立古树名木管理信息系统, 利用G IS强大的空间模拟和空间分析能力, 为用户提供基于地图可视化的查询统计方式, 动态地管理古树名木数据。
23 系统功能设计
系统总体上分为系统管理、地图操作、查询统计、档案管理四大功能模块, 其功能结构如图2所示。
( 1)系统管理: 数据库的配置, 以及用户管理功能, 管理员用户可增加删除用户并可设置用户的权限。为了更好地维护数据库, 系统提供了数据备份与恢复功能。
( 2)地图操作: 可对地图进行基本的缩放、漫游、全局显示、鹰眼导航等功能, 并可在地图上进行距离和面积的实时量算。
( 3)查询统计: 可根据古树名木的编号来查询定位, 提供基于古树名木图形信息和属性信息的多种查询方式, 包括按树种、所属区域、按道路查询、古树名木多条件组合查询等。查询的目的是按照某些过滤条件查找出用户关心的古树名木信息, 即古树名木在地图上的地理位置信息、属性信息及相关图片等。
( 4)档案管理: 树木档案资料的管理、养护日志的管理、古树名木图片以及视频等多媒体资料的管理。树木档案资料管理最重要的是对树木档案数据的更新, 即对古树名木空间信息和属性信息的增加、修改和删除, 可通过数据录入界面将信息入库。
24 系统数据库设计
对于地理信息系统来说数据库设计是很关键的,由系统的功能可知, 系统的数据包括基础地理信息数据和古树名木数据两部分。基础地理信息数据主要是指道路、居民地、河流、行政区划等数据。古树名木数据包括古树名木的空间位置信息以及属性信息, 具体为古树名木编号(唯一标识), 挂牌号、树龄、树种、树高、生长信息等, 以及古树名木编号连接古树名木的养护记录表和照片表。
3 系统关键技术
31 GPS技术应用于G IS数据的采集GIS数据采集是建立G IS系统的一项最基础性的工作, 工作量较大。传统的数据采集方法很难一次性满足GIS 要求的数据, 更无法保证数据的现势性。GPS全称为全球定位系统( G loba l Posit ion System) , 由空间部分、控制部分和用户部分三部分组成。它具有高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便等优点, 因此在GIS数据采集、数据更新及更新控制中充当着十分重要的角色。
32 A rcSDE 数据库
A rcSDE 是A rcG IS 与关系数据库之间的G IS 通道。它允许用户在多种数据管理系统中管理地理信息, 并使所有的A rcG IS 应用程序都能够使用这些数据。它为DBMS提供了一个开放的接口, 允许ArcGIS在多种数据库平台上管理地理信息。这些平台包括O racle、O rac le w ith Spatia l/Locator、M icrosoft SQL Server、IBM DB2和Inform ix。
从空间数据管理的角度来看, A rcSDE 可看成是一个连续的空间数据模型, 借助这一模型, 我们可用关系型数据库( RDBMS ) 管理空间数据。在服务器端,A rcSDE 通过SQL引擎执行空间数据的搜索, 将满足空间和属性搜索条件的数据在服务器端缓冲存放并发回到客户端。其工作原理如图3所示。
33 G IS可视化技术
G IS可视化技术可以实现与特定地理实体相关联的空间和几何信息的定位、查询、检索等操作, 具有信息表达形象、直观、操作简便等特点。应用G IS建立可视化的古树名木管理系统, 将古树名木的属性数据与其空间位置建立联系, 并直接显示在地图上。GIS可视化技术与古树名木信息的集成具有以下优势:
( 1)基础地理信息和古树名木的空间分布信息的融合提供了一个空间信息基础平台;
( 2)属性数据与空间数据相结合, 使各种枯燥无味的表格数据可视化。
( 3)利用G IS 强大的统计分析功能, 为城市园林等职能部门提供辅助决策支持。
34 多媒体资料的管理
( 1)图片管理
占用空间相对较少, 可采用将多媒体文件的内容以二进制块的形式存储在多媒体文件表单的某一个字段中, 这样既保障了数据的保密性, 也充分发挥了数据库管理系统的数据备份、数据恢复等功能。本系统采用直接调用AE中的IM emoryB lobStream 接口读写二进制文件, 相对简单方便。
( 2)视频管理
占用空间较大, 可将多媒体文件存储于磁盘的特定目录下, 然后将文件存储的路径和文件的其他属性信息存储在数据库的 多媒体文件表单中。这种存储方式的实质是采用文件的存储机制, 其优点是数据库表单所占的空间较少, 并且对多媒体文件的后处理比较方便、快捷。
4 结 语
城市古树名木管理信息系统将G IS应用于古树名木的动态监测管理中, 不仅有利于实现高效的古树名木管理, 提高管理工作的标准化、规范化、信息化和数字化的水平, 同时也有利于城市园林部门加大对古树名木的监管, 有利于对古树名木资源的科学规划以及相应的维护。
系统以通过电子地图显示名木古树的空间分布,实现了古树名木的地理信息和自然属性信息的一体化存储、编辑、查询、显示、统计和输出; 系统提供的基于古树名木空间和属性信息的多样化查询方式, 为名木古树资源的动态管理、监测和养护提供了便利。
参考文献
[ 1] 林孝松. 城市古树名木地理信息系统建设初步研究[ J].福建林业科技, 2007( 6)
[ 2] 郝云峰, 王久丽, 宋铁英. 北京市古树名木网络化管理的研究与开发[ J]. 农业网络息, 2004( 6): 18~ 201
[ 3] 王元胜, 长青等. 香山公园古树名木地理信息系统的开发技术研究[ J]. 北京林业大学学报, 2003, 3( 2): 85~ 88
[ 4] 包守峰, 林孝松, 刘金萍等. 基于G IS 的城市古树名木信息管理系统的设计与开发[ J]. 山东林业科技, 2007( 4): 15~ 17
[ 5] 温小荣, 周春国, 徐海兵等. 组件式GIS 技术在古树名木地理信息系统中的应用[ J] . 福建林业科技, 2006( 12)
[ 6] 李夕银. GPS在G IS数据采集中的应用[ J]. 测绘通报,2002( 5)
