贵州省石漠化监测与管理信息系统的设计与实现

王 钰，杨少杰

(1.贵州省水土保持技术咨询研究中心，贵州贵阳 550002;2.贵州经纬水保工程咨询有限公司，贵州贵阳 550002)

作为西南地区石漠化最为严重的省份，贵州省石漠化治理形势相当严峻。为加快推进西南地区石漠化综合治理工作，“十一五”期间国家在贵州省安排专项资金开展了石漠化综合治理试点工程，涉及全省55个试点县(市、区、特区)，共治理小流域364条、石漠化面积2 204.5 km2，并计划在“十二五”期间全面开展贵州省石漠化综合治理工程，包括全省78个县(市、区、特区)，计划治理小流域373条、石漠化面积4 066.50 km2。石漠化监测作为贵州省石漠化综合治理工程的重要内容和有机组成部分，是科学分析和评价工程实施效果、考核各地治理目标任务完成情况的重要手段。为了加强石漠化监测相关部门之间的联系与合作，减少人力、物力、财力的重复投入，实现监测数据的及时上报，便于领导部门及时掌握监测结果、了解项目实施情况和进行宏观指导，建立贵州省石漠化监测与管理信息系统就显得十分必要。

1 信息系统设计方案

1.1 系统结构设计

(1)系统体系结构。贵州省石漠化监测与管理信息系统(以下简称信息系统)分为数据库、中间层、应用层三层体系结构，见图1。其中，数据库选用的是微软海量数据库 MS SQL Server 2005。MS SQL Server 2005是目前最流行的数据库开发平台之一，它具有容量大、速度快、安全稳定等特点，同时易于与微软ASP.Net无缝集成。中间层为服务器组件，是系统重要的组成部分，可以减轻客户端的升级维护工作量，减少数据库成本，并具有数据压缩功能，可以极大地节省网络资源，提高系统响应速度。中间层还集成有大量的业务应用逻辑，可以使配置较低的计算机也能使用本系统客户端软件，从而节省硬件投资。应用层为系统客户端软件，是系统人机交互接口，具有数据录入、管理、查询、统计、维护等功能。

图1 信息系统体系结构

(2)系统网络结构。信息系统中数据库服务器和中间服务器共用一台计算机，实际应用中若数据库服务器负载过重，则单独架设一台中间服务器，将数据库服务器独立出来，只负责数据库运算。同时，信息系统将用户分为几类：省级用户，行使系统的管理职能，具有系统的全部权限;地区级用户，具有数据审核、查询、分析功能;县级或监测点用户，具有数据录入、查询、统计分析等功能。

(3)主要模块结构。信息系统包括7大模块，其中数据管理维护模块，实现数据录入、数据审核等;数据查询模块，实现数据简单查询、多条件混合查询、自定义查询、汇总式查询等;数据统计分析模块，实现数据统计、生成统计图表等;GIS模块，实现空间数据管理;报表模块，用于制作各种应用报表;网络模块，实现数据传输、数据压缩、数据安全性校核等;系统维护模块，实现用户权限分配、用户权限控制等。

1.2 数据库设计

(1)元数据库。信息系统中设计了具有水利、农业、林业、国土、发改等部门监测特征类别的基本索引库，能实现查询式输入，提高信息录入速度与准确性;还有监测管理数据库，能实现治理计划、治理措施、治理进度等石漠化管理数据的网络化管理。

(2)业务数据库。信息系统能记录林草植被恢复状况、石漠化状况、耕地质量、水土流失状况、蓄水保土效益、环境灾害及社会经济情况等7项监测内容，共48个监测指标、42个评价数据，实现不同监测时段的数据入库、更新、维护管理和分类存储。数据采集方式涵盖遥感监测、地面监测、人工调查和试验分析等。除石漠化监测及评价指标数据库外，信息系统中还建立有石漠化监测管理数据库，用以存储石漠化治理计划、治理措施、治理进度等工程管理数据，以实现监测管理数据的维护、查询、分析及统计。

(3)空间数据库。信息系统中设计有二维小比例尺小流域空间数据库，能利用现有的电子地图，将治理小流域在电子地图上标注出来，方便监测信息的调用和展示。

1.3 业务数据管理模块设计

(1)业务数据入库。信息系统设计有专用数据录入界面，能实现48个监测指标、42个评价数据及监测管理数据的入库录入，还具有数据审核功能。

(2)业务数据查询。信息系统设计有多功能数据查询接口，能满足简单查询、多条件混合查询、自定义查询、汇总式查询的需要。查询内容包括监测、评价及管理数据，结果能以Excel表格显示。

(3)业务数据分析统计。信息系统能通过简单的操作实现石漠化治理数据的快速统计，形成柱形、饼形分析图，并把多种数据汇总到一张表上，满足多种数据分析统计的需要。

(4)业务数据报表系统。信息系统中设计了专用的报表系统，以满足多元化的数据输出需要。考虑到报表形式多样，并且不同时期、不同部门对报表形式的需求不同，系统开发了具有自定义功能的报表系统，能实现对不同类别业务数据从输出到显示、打印等终端的功能管理。

1.4 网络功能设计

信息系统中包含数据冲突检测、数据共享设计，将系统应用逻辑集中在服务器组件，能减少硬件开销，最大限度地利用现有资源，节省硬件成本。同时，将分散的计算机资源集合在一起，发挥人多力量大的优势，实现数据的多人维护，按权限共享。

1.5 数据安全及GIS设计

信息系统中数据安全设计包括数据备份机制、用户名与口令匹配用户数据访问权限、用户资源分配机制、用户系统操作控制等。同时，信息系统中还有简易的GIS设计，开发了电子地图系统，集成了贵州1∶20万地图及卫星影像，并将“十一五”期间治理的小流域标注在电子地图上，通过电子地图上的小流域标注可链接石漠化监测和管理数据，方便数据浏览、查询等。

2 信息系统建设成效

信息系统的开发和应用，改变了石漠化治理与监测过程中信息管理流程繁杂、效率低下、各自为政、查询结果单一的局面，为石漠化治理管理部门提供了一套全方位的科学管理方案，实现了相关部门石漠化治理信息的有机整合与共享，减少了人力、物力、财力的重复投入，对于实现石漠化治理与监测有序进行、科学决策，具有重要的社会和经济价值。

(1)数据规范、统一、集中管理。信息系统中建立了石漠化基本信息特征数据库，规范了数据填报格式，实现了对监测数据的规范获取、上报审核与系统化入库，支持多种数据输入输出格式，方便管理部门对治理监测信息的适时查询、统计和调用。贵州省水土保持技术咨询研究中心(以下简称“咨询中心”)也建立有专用的数据库服务器，用以存储石漠化监测与管理数据，进行集中管理、分类存储。

(2)数据网络化管理。信息系统依托咨询中心局域网及Internet，建立了石漠化监测数据县级远程上报、地区级远程审核、省级数据管理的三级网络信息管理平台，将9个地(州、市)、55个县有条件的监测点的计算机设备组成石漠化监测数据管理维护网，实现监测数据多人维护、分权限共享，提高了数据的利用率。信息系统客户端分布在各地(州、市)、县或小流域监测点，将各类监测数据以小流域为基本单元纳入计算机数据库管理，实现按业务流程上报、审核和调用监测数据。

(3)数据分级权限管理。根据咨询中心、地(州、市)级监测点、县级基层监测点的不同用户类别，实现数据的不同用户权限定制，满足各种权限下的数据录入、调阅、分析统计需要，即县级或小流域监测点数据录入、地(州、市)级数据审核、咨询中心数据管理。

(4)直观快捷的数据调阅。信息系统开发了简易GIS功能，集成了初级石漠化监测小流域空间数据库，可以地图漫游的形式直观、简易、快捷地调阅石漠化监测数据。同时，信息系统还能实现石漠化治理数据的快速统计，并形成分析图，用于指导后期治理工作。

3 信息系统存在的问题

信息系统的设计与开发为石漠化综合治理工程建设搭建了一个良好的工作平台，但是要充分发挥它的作用需要在长期的石漠化监测工作中不断积累数据与经验。信息系统自运行以来，根据工程要求不断完善系统模块，优化数据录入、统计、分析等功能，但是由于从事监测的专业人员大多对信息技术了解不多，对系统的应用仅局限在数据的统计管理方面，对数据分析、数据处理等方面的功能应用较少，影响了信息系统的应用效果，因此在实际工作中技术人员需要不断学习，提高系统应用能力。此外，要妥善解决信息系统开发经费短缺、设计不完善等问题，做好系统的维护升级。在今后的应用中，还要建立监测设施设备、监测人员管理数据库，实现监测设施设备、人力资源数据的网络化管理。

4 结语

加强监测既是石漠化治理工作的需要，又是国家和地方政府有关部门了解国土资源状况、制定研究对策、进行宏观指导的依据。借助信息系统技术和遥感、GPS数据采集等手段，建设石漠化监测与管理信息系统，并依托网络载体，及时、准确、科学、全面地掌握贵州省石漠化状况以及各项治理措施完成进度及质量，有利于科学评价石漠化综合治理效益、工程目标任务完成情况及项目区小流域生态变化趋势，为贵州省“十二五”期间全面实施的石漠化综合治理工程建设提供决策依据和技术支撑。同时，借助信息系统对治理项目的监测和效益进行评估，可以及时总结治理工程的成功经验，探索石漠化综合治理模式，为我国其他地区石漠化治理提供技术参考和信息共享［1］。

［1］陈珂，吕涛，杜笛.贵州省石漠化监测信息系统设计研究［J］.中国水土保持，2010(2)：20-22.