基于信息共享的森林资源动态监测研究

摘要

森林作为生态系统的主体及林业产业的基础,在改善环境、促进社会可持续发展中起到越来越重要的作用。森林资源是地球生命的支撑,是国有资源和国民财富的重要组成部分。如何量测森林资源现状,监测其动态系统变化,分析评价森林资源的数量、质量、分布及健康等,预估其发展趋势就成为紧迫的任务。
　　 随着森林资源信息资源内容和种类的增多,信息共享的必要性和难度也日益显现:一方面,社会各界对森林资源信息的共享需求越来越强烈；另一方面,大量数据用户苦于寻找可以使用的数据,有时即便知道数据拥有者或数据的存储地址,但却由于数据格式的差异不能真正使用获得的数据。为了充分发挥森林资源信息在科学研究中的作用,实现对森林资源信息的共享和互操作,科学研究人员不断探索与构建森林资源信息共享与互操作的技术桥梁。
　　 论文综述了国内外城市森林资源动态监测的研究现状与发展趋势。以系统科学、生态学、林学和信息学理论为指导,深入调查研究了广州市社会经济、自然地理和城市林业现状。为满足把广州市建设成可持续发展的山水生态大都市对森林资源动态监测工作的需要,运用地理信息系统、遥感技术、全球定位系统、计算机技术、无线通信技术和数学方法,对广州市城市森林资源监督、森林资源预测和森林资源信息的管理等问题进行了如下研究。
　　 (1)论述了建立广州市基于信息共享的森林资源动态监测体系的可行性,在现有的动态监测基础上,构建了广州市动态监测体系。
　　 (2)阐述了因经营活动和非经营活动引起的森林资源消长动态变化的全过程,形成了详细的森林资源变化报告单。
　　 (3)建立了适合广州市森林的林分生长数学模型,依生物学理论生长方程,对广州市森林资源生长量做了预测,以掌握森林资源的消长动态
　　 (4)在描述一般森林资源动态过程的基础上,定义了数据更新,阐述了非最小单位数据更新的两种模式,选择了数据更新方案。重点分析了最小单位森林资源状态因子及其变化规律,提出并实现了数据更新算法。
　　 (5)研制了其实现平台,构成了整体的、实时的、动态的以及共享的城市资源监测、分析和应用的运行体系,提高了森林资源动态监测效率。
　　 随着广州市城市森林总体结构的调整,森林生态系统服务功能的提高,对森林资源监测工作和信息共享的要求越来越高,因而,结合广州市城市森林资源现状,建立基于信息共享森林资源监测体系是一项复杂而长期的工作,本论文只是在此方面做了初步探索,不妥之处,敬请批评指正。

目录

文摘

英文文摘

1 综述

1.1 研究背景和意义

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究意义

1.2 相关概念

1.2.1 监测

1.2.2 森林资源

1.2.3 森林资源动态监测

1.2.4 信息共享

1.3 国内外森林资源动态监测研究现状

1.3.1 国外森林资源监测技术的历史与发展

1.3.2 我国森林资源监测现状

1.4 研究的理论基础

1.5 研究的技术和方法

1.5.1 3S技术

1.5.2 数据库技术

1.5.3 通讯技术

1.5.4 计算机网络技术

1.6 存在问题和研究前景

1.6.1 存在问题

1.6.2 研究前景

1.7 研究内容

1.8 技术路线

2 研究地概况和研究准备

2.1 研究地概况

2.1.1 社会经济

2.1.2 自然地理

2.1.3 城市林业

2.1.4 广州市森林资源动态监测现状

2.2 研究准备

2.2.1 动态监测的硬件平台

2.2.2 动态监测的软件系统

2.2.3 动态监测的基础数据

3 森林资源动态更新

3.1 森林资源动态更新过程

3.1.1 小班的动态更新

3.1.2 林相图的动态更新

3.2 更新模块设计

3.2.1 最小单位的状态及其变化分析

3.2.2 存储设计

3.2.3 更新算法

3.3 3S技术在数据更新上的应用

3.4 本章讨论

3.4.1 状态因子

3.4.2 模型更新

3.4.3 变化表

4 森林资源信息共享

4.1 信息共享存在的问题和解决方法

4.1.1 数据格式互转换模式

4.1.2 数据互操作模式

4.1.3 数据直接访问模式

4.2 信息共享与互操作方案

4.2.1 数据格式转换与直接访问

4.2.2 森林资源动态监测数据互操作

4.2.3 基于GML的共享

4.2.4 网格与数据网络

4.2.5 ESML互操作技术

4.2.6 MSDT符号共享技术

4.2.7 森林资源信息共享与互操作框架

5 基于信息共享的广州市森林资源动态监测案例

5.1 广州市森林资源监督

5.1.1 森林资源监督的内容

5.1.2 森林资源变化报告单

5.2 广州市森林资源预测

5.2 广州市森林资源动态监测系统的建立

5.2.1 可行性分析

5.2.2 初步构想

5.3 信息共享体系结构设计

5.3 数据库共享方案设计

5.3 数据交换体系设计

5.4 信息共享安全

5.5 平台的开发与实现

5.5.1 客户端的开发

5.5.2 服务器端的开发

5.4.3 平台实现的功能

5.5 本章小节

6 结论与讨论

6.1 结论

6.2 讨论

参考文献

附录 攻读学位期间的主要学术成果

致谢