地理信息系统+数据可视化

以数字地形模型为基础,挖掘事物地理空间特征,将业务数据、复杂结果以GIS可视化的形式呈现。

森林防火地理信息及导航系统

建设背景

        近年来,国家大力支持兼容型北斗终端设备以及新技术的研发,积极推动北斗在交通、渔业、农业、林业等领域应用。在自然资源部国家林业草原局统筹领导下,开展北斗设备在森林资源调查、森林病虫害防治、森林防火、森林管护的业务示范应用,实现了森林调查高精度覆盖率提升、森林管护信息化率提升、森林灾害上报时间提升等明显优势,为现代林业建设提供重要支撑,进一步推动林业业务在标准化、集成化、一体化方面迈上新的台阶。

        现阶段,技术融合创新已经成为发展新趋势,融合移动互联、云计算、分布式、综合集成、以及北斗定位导航技术,利用新技术与林业业务深度融合,成为推动林业转型升级的新动力,促进我们的传统林业向“智慧林业”的迈进。

1 建设目标

        充分利用互联网、云计算、大数据、移动互联、3S技术以及北斗导航等技术手段,充分利用北斗导航定位,搭建基于互联网模式的林业业务应用平台,为森林资源调查、森林管护、森林防火监控和应急指挥、森林病虫害防治业务的开展提供新模式,为提高森林资源的监测、管理和保护水平提供有力支撑。

        通过北斗导航定位技术应用,实现林业各类管理对象的准确定位、精确导航,提高各类空间数据的采集和传输效率,为林业信息化提供详实、准确的基础信息,为各类管理决策提供依据。

        基于互联网的林业业务平台,是互联网与林业融合创新发展的成果,平台将充分以互联网为载体,构建社会协同、公众参与、互联互通的林业业务应用新模式,满足森林资源调查、森林管理以及森林灾害监测应急指挥业务应用需要,实现林业资源管理的“现代化、信息化和智能化”,促进林业资源管理从粗放型向精细化管理迈进。

        基于互联网平台构建林业业务应用,充分发挥互联网资源整合的特性,逐步累积林业各类业务数据,加快林业数据集中整合、推动数据开发共享。

2 林业地理信息系统

        “林业地理信息系统”主要由森林防火数字地理信息系统、林政资源管理信息系统、森林防火设备信息管理系统等3个子系统构成,融林业监控的视频、语音与数据等多种信息处理手段为一体,是一个综合多种先进技术的信息传输和处理平台,实现了林业资源信息采集和处理控制的高度综合.

        林业地理信息系统具有集信息获取/分析、信息处理/管理、信息应用于一身,能够满足林业行业信息获取与处理的高速、实时与应用的高精度、可定量化分析的要求.因此,在林业行业通过这些技术的综合集成应用,可以实现林业资源信息的快速采集和处理,为林业决策提供强有力的基础信息资料和决策支持。

2.1 系统原则

(1)实用性和可靠性原则

        本系统的研制和建设是一项应用目标十分明确、工程性很强的系统建设,因此系统建设必须从实际应用出发,注重实效,全面满足沈阳市林业局管理部门、森林防火区居民、普通公众等各个层次用户的需要;同时尽量采用成熟的、经过实践检验的先进技术,所建系统充分考虑冗余和容错能力,保证系统的可靠性。

(2)方便性和高效性原则

        考虑到本系统面向技术-管理层面上的C/S(客房/服务器)、应用层面上的B/S(浏览器/服务器)两种体系结构,并且兼容在移动用户的单机运行模式中,系统必须向用户提供简捷和易于掌握的检索、查询、浏览、维护和管理等工具,以及友好的用户界面;此外,考虑到系统将在网络环境下运行,其体系结构与软件设计必须强调高效率,保证在任何情况下都可以迅速地满足森林防火应用的需要。

(3)安全性和保密性原则

        本系统涉及的基础GIS数据、遥感数据和其它与森林防火有关的各种信息均是保密性很强的资料,系统的安全性十分重要。因此系统应具备完善的安全防护体系,可以阻止各种非法网络行为,具备有效的系统恢复能力。

(4)系统性和整体性原则

        从总体设计到关键技术的解决,再到各子系统的建设的各个环节,都应该依据系统性和整体性的原则,遵循从总体到局部、从顶层到底层的技术流程,分层次地完成系统的研制。这是结构化思想的核心。

(5)先进性和前瞻性原则

        本系统是采用遥感、GIS、数据库、计算机网络等高新技术建立起来的空间信息系统。在保证系统安全、可靠的前提下,应充分考虑最新的研究成果和技术进展,以保证系统优异的性能。系统设计必须具有前瞻性,充分考虑空间信息系统技术、网络技术以及计算机软硬件系统等近期发展和未来趋势,考虑系统未来的发展,为今后系统的扩充和升级留有余地。

(6)经济性和可持续原则

        本系统的研制和建设是一项规模很大的系统,在工程建设过程中应精打细算,充分利用已有的资源(特别是已有的遥感数据、GIS数据和森林防火信息,以及已有相关系统),使系统的性能/价格比达到最佳。此外,还要考虑到系统今后的长期运行和不断完善、扩充,使其具有可持续发展的能力。

2.2 主要任务

        本项目的主要任务是解决XXX林业处森林防扑火地理信息系统建设和开发中的一系列关键技术问题,进而按照系统总体设计的要求和多层次用户的需求,为林业处建立起从基础GIS平台到应用子系统的一整套森林防火-救火-应急扑火及减灾系统。具体包括以下内容:

        a.火情识别报警:当监控摄像机扑捉到林火时自动报警,由值班人员确认火情及火点位置,通过短信平台发布报警信息;

        b.GIS管理系统:以电子地图为基础,实现地图基本操作功能,通过各类空间操作和分析方法,采用二维电子功能查看,实现对森林火灾的路径规划、设施标注,森林防火工作的动态管理,为防火提供直观的规划和决策支持。

        c.火灾定位功能:利用前端采集系统中的数字云台,在地理信息系统里将每一个监控点进行地址编码,同时将每一个监控点的坐标直接落实在电子地图上,这样地理信息系统一旦接收到特定编码的数字云台回传的位置数据,通过建立特定的位置转换数学模型,实现定位功能。同时,系统具备实现人工定位功能;

        d.辅助决策功能:GIS信息系统提供最近扑火队前往火情点最短路径以及通往现场的主要道路和通行能力,提供防火隔离带的位置及赶赴火场的时间等重要信息。系统配置设备网络管理系统,实现对各类设备的综合网络管理。完全数字化传输模式,方便与其他防火中心及其他森林防火管理相关部门连接。

        森林防火数字地理信息系统结合3S技术(地理信息系统GIS、全球定位系统GPS、遥感RS)、计算机技术、网络技术,通过对森林资源信息及森林防火信息进行数字化,在林业数据空间平台上建立防火林班、基础设施、森林资源信息等数据库.

2.3 主要功能

        地图管理、查询及量算:管理各种比例尺的矢量图和遥感图,能对不同比例尺的矢量图进行各类地理信息和属性信息的查询,能根据图名、行政区划、地名、地理坐标等信息查询,能对矢量地图上的任意两点之间的距离进行量算,计算任意区域的面积;

        火险预测:森林火灾预测预报模块与数据库结合,并参考相应地区的气象数据和林区物候、可燃物特性数据,利用专家数据库模型进行综合分析,预测出相应地区的森林火灾等级数据;

        热点管理:能准确定位火点,并将火点周边的相关信息显示在地图上以便用户查阅;

        扑火最佳路径分析:扑火队员在赶赴火场的过程中,实时返回的位置信息叠加在火场扑救专题地图中,便于实时监控和指挥.同时,系统可根据矢量地图上的地理信息,选择最佳路径,引导扑火车队及队员在最短时间内抵达火场;

2.4 森林防火管理信息系统

        森林防火管理信息系统以先进的计算机、网络、通讯、管理信息系统技术为手段,建立能满足各级森林防火部门日常工作要求的系统,对防火物资进行信息化管理,实现防火值班、指挥调度、火情监测一体化,实现信息资源化、传输网络化、决策科学化、调度实时化.

        其实现的功能如下:

        最新信息:用户通过最新信息模块浏览系统中其他模块的最新信息,如:今日要闻、监测图像、文献资料;

        值班管理:包括填报最新值班信息、浏览值班信息、电话记录登记、传真收发记录登记、值班信息查询等功能;

        森林防火装备管理:完成防火物资的入库登记、出库登记、物资浏览和查询以及各物资库的维护等功能,方便用户及时掌握防火物资的状况;

        森林防火责任制考核:包括森林防火"双向责任制签订"、责任考核、责任制评分、责任制奖励等情况的查询、统计、分析及其他相关处理;

        物防火带建设管理:包括生物放火林带建设规划、生物防火林带实施办法、生物防火林带检查、验收、评比等情况的查询、统计、分析等;

        边界护林联防管理:包括边界护林联防开展情况的汇总及报表统计等情况的查询、统计及其他相关处理.