森林资源信息共享的WebGIS研究

马 丽

（山西省林业调查规划院，山西 太原 030012）

地理信息系统（Geographic Information System,GIS）是以采集、存储、管理、分析、显示和应用整个或部分地球表面与空间及地理分布有关数据的计算机系统。随着Internet技术的发展和Web本身具有的许多优势，传统GIS功能向WWW移植，在Web上进行GIS数据和分析功能的发布已成为GIS技术的发展方向和国际社会的研究热点。

GIS技术在林业中的应用，集中体现于建立森林资源GIS和开发基于GIS的专业辅助决策系统，使资源信息的快速更新和科学定量管理成为可能，并为实现数字化林业和森林资源信息共享提供技术和资源基础。网络地理信息系统（WebGIS）实现了森林资源信息的系统数字化管理和网络化共享，为监测森林资源功能的动态变化，公开森林资源利用和保护信息，最终实现林业的社会化和森林资源管理决策的公众参与提供技术支撑。

本文以森林资源实验信息为研究对象，利用ArcIMS和Web技术建立了森林资源信息WebGIS，实现了森林资源信息的Internet发布及GIS功能的共享，Internet用户通过浏览器即可对林场森林资源进行GIS查询、分析、更新等功能。研究结果表明，对森林资源信息管理及公众参与森林资源决策都具有较好的技术参考价值和示范借鉴意义。

1 研究资料及方法

1.1 数据资料

研究中所用的数据有：①森林资源数据，包括某林场矢量化的森林资源二类调查数据、遥感影像；②基础地理信息数据；③其他林业生产信息。

1.2 软件配置

研究使用软件：地理信息系统ArcGIS Workstation和ArcView，网络地理信息系统ArcIMS，网页制作MicrosoftFrontPage，Web服务器Apache和Jakarta-Tomcat，Java2SDKStandardEdition，MicrosoftExcel。

1.3 方法流程

利用地理信息系统软件生成森林资源信息空间数据库，通过安装Web服务器实现ArcIMS与Internet联结，利用ArcIMS来对基础资料进行处理和有效组织，如控制图形数据和属性数据在网络中的交互操作和显示，最后将WebGIS功能嵌入网页并对用户界面进行定制。最终以网页形式将该森林资源信息在Internet网上进行发布，实现森林资源的WebGIS。

2 实现过程及关键技术

2.1 森林资源信息WebGIS的实现

2.1.1 基于ArcIMS的资源信息共享结构

资源信息共享结构图如图1。在服务器端，通过ArcIMS将GIS空间数据库的数据进行组织并生成用户可以浏览的Web服务，通过Web server进行发布；在客户端，用户使用Web browser，进入森林资源WebGIS主页，通过ArcIMS Viewes就可使用GIS的部分功能。ArcIMS Viewers可以与用户相交互，处理用户的一些请求，如地图的放大、缩小、漫游等，所需的空间矢量数据可以直接向服务器申请，并在服务器端以影像方式或矢量数据流方式进行发布。客户发出的较复杂、高级的操作要求而ArcIMS Viewers不能处理时，才请求WebGIS服务器处理，其处理结果也以矢量数据的形式返还给客户端。

Web browser主要负责与用户交互和与服务器进行通讯，它接受用户输入信息，并将用户信息以基于TCP/IP的HTTP协议格式发向服务器端，同时接受服务器发回的数据，并按HTTP的格式进行解释以显示给用户。Web Server是接受客户端发来的HTTP格式的请求，进行解释，并调用服务器端的相应程序进行处理，然后将处理结果发送回客户端。服务器与客户端的连接是通过Internet进行的。

图1 基于ArcIMS的资源信息共享结构图

2.1.2 森林资源信息的组织

空间数据是发布的最主要部分，它主要为矢量图形数据和相应的属性数据。具体来说有以下图层：①区划数据层，包括林场位置图、县乡村小班区划界线图。②森林资源数据层。连接林场以及小班的图形数据和森林资源调查所得的二类调查数据，最后形成各级区划的森林资源数据。③河流数据层。将各级河流及支流的属性以及水文观测数据连入河流的属性表中。④道路数据层，包括铁路、高速公路、车道等。⑤等高线或高程数据层。这一层是生成DEM的重要数据源，对于客户GIS的地形分析有重要意义。⑥设施数据层。包括村镇、工厂等。属性有名称、人口数、经济状况等。

影像数据可以逼真的再现研究区域当时的景象，便于提取符合研究目的的信息，从而进行动态分析、比较分析。

在这些数据中，空间数据和影像数据作为用户使用的主体数据，而元数据和文本数据作为用户使用的辅助数据，不需要进行WebGIS的功能设置。

2.1.3 森林资源信息WebGIS的界面定制

界面定制的工作利用Frontpage，为界面的每一部分选择合适的内容和背景，并对其大小或颜色进行调整，然后以适当的文件名存入Web服务器中。

2.1.4 森林资源WebGIS的信息发布

在本设计中，利用FrontPage设计一个主页，根据森林资源信息的组织方式，通过链接，将森林资源信息的空间数据和影像数据的WebGIS功能分别嵌入主页的相应组件，用户通过点击每个组件，进入相应内容。元数据和文本数据则通过超文本链入主页中的元数据和文本数据按钮进行发布。

3 森林资源WebGIS功能实现

森林资源WebGIS解决了基层森林资源信息共享问题，实现了在客户端对森林资源信息进行GIS显示和分析功能。通过Internet，用户可以了解本单位森林资源信息的空间分布状况和时间动态变化，进行森林资源的现有状况的各种图形和属性相互查询和结果的成图输出，并能进行空间分析和空间、属性数据的更新，以满足不同层次的用户需要。

3.1 森林资源信息的查询功能

WebGIS以直观而信息量丰富的方式呈现图形、图像、文字或数字表格，便于用户通过点、线、面等多种查询方式实现空间、属性信息的双向可视化查询。系统在SQL支持下，通过指定条件查询，可以查询得到系统任意面状地物（如林班、小班）、线状地物（如河流、道路）和点状地物（如高程点）的图形数据和属性数据并作统计。

3.2 信息交流及数据更新功能

森林资源WebGIS系统可以通过Internet提供的用户加载界面实现用户信息交流和实时更新。这样，用户还可以在浏览的同时利用地图注释（Map Notes）和地图编辑（Edit Notes）功能对资源信息进行修改和数据更新等操作。站点管理员对修改信息和更新数据进行分析，并决定是否采纳或进行发布。

3.3 地理定位及测量距离功能

用户点击测量距离按钮后，利用鼠标在屏幕上连续画折线来跟踪地物，系统可以自动计算图中任意两点之间线段的欧氏距离或从起点到终点的所经路程的总欧氏距离，在地学分析和防火设计中都能发挥很大的用途。

3.4 空间数据管理及缓冲区分析功能

系统提供了多种空间数据层选择、叠加、删除等功能，允许用户管理多层地理信息。对于图形中的点、线、面要素，通过缓冲区分析工具，可自动建立它们周围一定距离的带状区，来识别这些实体或主体对邻近对象辐射范围或影响程度，这在天然林保护规划以及森林分类经营中都具有很重要应用价值。

3.5 查找、浏览及跨平台操作功能

用户可以通过浏览器任意放大和缩小地图，并可无缝隙地在地图上漫游浏览，只要有权限，没有地理位置的限制。系统对用户和服务器端的操作系统无特殊要求，客户端只需支持Java的浏览器即可。

4 主要结论及建议

本文应用GIS和WebGIS技术，建立了基层森林资源WebGIS，改变了传统的森林资源信息管理模式。从对二类调查数据的图形、数据单独管理到以GIS为工具的综合管理，提高了森林资源的管理效率；从对资源数据和GIS功能的本地管理到网络共享，实现了森林资源信息的共享和实时在线GIS分析。系统能够及时更新森林资源信息，吸纳不同专家和社会公众的建议和经验，从而为公众参与森林资源管理决策提供了技术工具。

由于人力、物力限制，本文重点对实现的方法及涉及到的关键技术进行探讨，作为一个公众服务的信息系统，还需要进一步扩大系统数据量和增加系统实现功能。随着数据量和用户的增多，系统运行速度和安全性问题都会显现，建议将服务器的功能植于多台主机，从而减轻系统负担，并在E S R I系统本身安全设计的基础上，进行进一步系统安全开发。

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