湖南省常宁市古树名木管理信息系统的开发与应用

●喻 琨张 琨陈国生吴茂仓李佩佩

古树名木是中华民族悠久历史文化的象征。它们是宝贵的自然财富和活文物，做好这些活文物的管理和保护工作，对科学研究、旅游、历史等的发展和研究具有十分重要的作用和意义。在传统的古树名木管理模式下，容易出现数据缺乏、分散等问题，给古树名木的掌握、统计和分析带来极大不便，不利于现代城市发展和规划的需要。因此，构建一个包括古树种、树龄、位置、权属、生长潜力、保护价值和保护状况的古树名木管理信息平台显得尤为迫切和重要。

一、湖南省常宁市古树名木资源及管理现状

（一）常宁市古树名木资源现状

常宁市古树名木种类多且资源丰富，目前共有古树27科43属53种489株。其中：一级古树30株、二级古树73株、三级古树386株，全市没有名木资源。其中塔山乡、西岭镇古树资源最多，均有76株；其次是庙前镇、洋泉镇、罗桥镇和官岭镇4镇，均超过30株，分别是38、33、32和30株；超过20株的有板桥镇、荫田镇、三角塘镇和新河镇4镇，分别29、28、22和22株；10株以上的有胜桥镇19株、蓬塘乡15珠、烟洲镇12株、柏坊镇10株，天堂山办事处、大堡乡、兰江乡、白沙镇、水口山镇、宜阳街道、泉峰街道、培元街道、曲潭街道等9乡镇（街道）古树资源较少，均不到10株。

（二）常宁市古树名木资源管理现状

近年来，常宁市在古树名木资源保护管理方面取得了巨大的进步。在政策制定方面，2006年，常宁市人大常委会作出了《关于加强古树名木保护和管理的决定》。2019年9月常宁市人民政府已发布《关于公布全市古树名木保护名录的通知》（常政发〔2019〕9号），不断完善了古树名木挂牌管理制度，对已公布的古树名木进行挂牌保护，积极组织开展古树名木保护管理人员和技术骨干培训，共培训200余人次，管理人员和技术人员的业务能力不断提高；健全了古树名木动态监测体系，要求各乡镇（街道）和相关职能部门切实加强领导，明确任务，落实责任，进一步完善古树名木数据库和二维码信息库等动态监测体系建设，加强跟踪管理、监督检查和管护技术指导，“十三五”时期以来，在技术方面，应用超声波探测仪等先进仪器，共排除各类古树名木安全隐患300余处，提高古树名木保护管理成效；强化了古树名木各项保护措施，要求各乡镇（街道）和相关职能部门根据古树名木的生长情况，有针对性地开展保护性护栏、支架支撑、避雷针等保护措施建设，开展填堵树洞、防治病虫害、肥水管理等复壮管护措施，确保古树名木健康生长，对濒临死亡的古树名木，切实开展会诊和抢救工作，逐步恢复了古树树势、美化了景观、消除了树体安全隐患，全市共建立保护示范点35处，涉及古树名木70余株。

（三）古树名木管理领域的欠缺以及应改进方式

1.未开展动态监测。由于资金和人力等因素制约，目前常宁市还未对古树名木资源动态检测，主要是进行简单的资源调查。因而以后应该引入管理信息系统进行动态管理。对调查所得古树名木数据进行统计处理后，导入到管理信息系统中，设置相应的数据库，这样就可以通过计算机工具高效地进行管理。且根据采集的信息对古树长势、空间分布和环境状况的相关信息实现动态更新，以满足实时管理要求。

2.管护责任落实不明晰。研究区的古树大部分为个人、集体所有，对个人所有的古树管理难度大，而集体所有的则容易管理，其原因具体如下：一是古树所有人管理古树没有获得经济收益，因而缺乏动力和积极性；二是政府部门针对古树管理的资金补贴很少或没有，而个人也难以担负较高的管理费用。

3.目前相关常宁市古树名木资源的管理标准和制度也没有建立起来，在实际管理领域无法针对性地进行提前预防、高效管理。利用信息管理系统可以方便的统计分析古树名木长势、立地条件以及环境状况相关信息，从而为相关管护工作起到促进和指导作用。

4.资金短缺，保护和管理不到位。古树保护是一项多学科的综合性工程，需要投入大量的人力物力。保护工作不仅应该阻止人为破坏，还应该投资于古树的更新，使它们重新焕发光彩。根据调查结果，95%的古树未采取复壮措施进行保护。目前，常宁市年度古树保护资金尚未纳入财政预算。依靠古树负责人筹集养护资金进行管理和复壮是杯水车薪，资金严重不足。保护古树需要大量的资金投入。常宁古树主要生长在社会祭坛、社会群山、寺庙、庭院和公园，涉及点多、面广。古树的管理和保护需要大量的人力和物力。各级政府应将管理和保护基金纳入财政预算，鼓励社会各界人士、组织和个人在日常管理、疾病预防、病虫害防治等方面进行“承诺”和“认可管理和保护”等形式的投资，对古树进行施肥和加固，为古树保护提供有力保障。

二、古树名木管理信息系统的设计与开发

（一）系统建设的需要分析

最初GIS的应用范围相对小，在其后发展中随着GIS技术水平不断提高，其应用领域也显著扩大，在测绘、环境和勘探相关领域都获得应用，且表现出各方面优势。随着计算机技术的发展，信息管理效率也日益提高，且可以更好地满足高效便捷的相关要求。目前在林业领域，林业信息化趋势日益明显，很多新型管理工具也被研发出。在此背景下很多地方政府部门也加大了资源投入力度，引入各种古树名木信息系统。这种系统一般基于MapXtrem、Mapobjects组件开发，对应的系统架构为C/S模式的，可显著提高古树名木管理信息化水平。

系统总体目的在于为常宁市古树名木管理提供支持，因而需要具有较强的实用性和经济性，在运行过程中应可动态的管理常宁市的这方面资源，且可满足一定监测要求。用户可以方便地用关键词查询古树名木相关信息，管理员用户可以统计分析古树名木的长势、病虫害各方面信息，为其高效管理和保护提供支持和帮助。系统在运行时可实现的功能如下：存储常宁市古树名木信息，且可动态监测；通过设置对应的条件，可以查询研究区古树名木相关特征信息，更好地满足其保护相关要求，有较高的应用价值。

古树名木管理中引入地理信息系统有明显的优势，如可以高效地管理常宁市古树名木资源，提高管理效率，降低传统管理模式下过高的管理成本，同时也可避免人为差错。管理信息系统对提升这方面管理水平有重要意义，可帮助实现数字化管理目的。在实际的应用中其主要是管理常宁市古树名木资源各方面信息，明确其状况和病害信息。此外还可预测分析相关建设规划对古树名木的影响情况，制定出适宜的应对策略，从而实现数字化管理和动态监测目的。

研究区的古树名木数据大部分来源于政府部门公开的数据，且根据应用目标进行适当处理。

（二）系统数据库设计

古树名木信息管理系统的数据可划分为空间数据、属性数据等不同类型，其中后一种数据主要是古树名木观测与调查数据。根据要求采集这些数据信息后，在一定格式下妥善的保存，且引入地图、属性、影像数据库，这样就可以更加便捷高效地进行数据处理，同时安全性也显著提高。其中：空间数据库中存储的为名木空间数据，可以根据要求对这些数据进行增删查改，对地理信息系统中的数据进行转换后成为文本格式。属性数据库中存储的为名木的细节信息，主要有树种类别、名称、属科、株数和归属等各方面信息。属性数据库的建立主要是通过输入和修改，形成照片、声音、视频等多种形式的数据集成，从而建立属性数据库与图形数据库之间的关联，更好地进行综合分析。图像数据库主要是在常规数据采集、整理和存储的基础上增加IMG格式的图像数据。例如，为了收集古树名樟的数据和信息，除了具体的地理位置和生物学特性外，还详细记录了这棵古树名樟的照片和具体管理。在存储图像数据时，应通过包括IMG数据类型字段来存储数据。地图数据库的建立主要利用GIS对地图进行数字化和矢量化，从点、线、面三个层面对常宁市古树名木的地理分布、行政区划、地貌、水系信息和道路分布进行管理。

三、系统功能设计与应用

根据功能要求进行分析，将这种系统划分为各模块，主要包括养护管理模块、空间查询模块、统计报表与输出模块、系统管理模块。以下对各模块相关情况和功能进行简述

（一）养护管理子系统

养护管理子系统主要的功能是发送古树名木养护信息到相关操作人员，后者接受到这些信息后进行养护，且在结束后将相关信息输入到系统中，系统根据这些信息作出下次养护的规划，且依据设置的条件进行定时提醒。在运行过程中可以通过此模块分析养护的整体情况，统计相关养护工作，且根据要求进行存储。

（二）空间查询子系统

空间查询子系统主要的功能是对古树名木的空间分布情况进行查询，且在一定检索基础上确定出其属性和空间各方面信息，此外还可以通过设置条件查询古树名木的顺序、方位信息。或者在地图上匹配编码的地物，以此来判断出名木的属性信息。在查询时可选择组合查询模式，也就是输入几个条件进行查询，将所得结果通过表格的形式进行显示，这样就可以在地图上直观地找出目标古树名木。如在查询时可设置树龄大于100且树高大于20m这两个条件，这样就可以高效获取满足这些要求的古树信息。

（三）专题图制作与输出子系统

专题图制作与输出子系统主要的功能是在应用过程中可以输出名木的分布和区域相关信息，此外还可基于其科属级别、树龄相关的信息进行处理后，绘制出古树名木专题图，这对提高管理效率和直观性有重要意义；而专题图输出模块主要是对制作好的专题图打印和保存处理。相关的专题图形式有很多种，目前应用比例较高的包括地形图、林相图、气候数据图等，其各有一定适用范围。

（四）统计报表与输出子系统

统计报表与输出子系统主要的功能是通过一定报表模式来显示出古树名木各方面信息，或通过其自定义相关目标报表，也可以自动读取特定的数据信息后进行分析处理，得到相关报表后以一定的图形模式输出，或者根据要求保存到地理信息系统数据库中。这种模式下数据库单纯提供数据的内容分析功能。通过上述方法进行处理获得特定的表格后，可根据情况进行结果输出，输出模式包括图形或电子表格模式。

（五）用户管理子系统

此模块主要用于对用户自身信息进行管理，在应用过程中可以通过其增删用户信息，设置用户权限，进行密码修改等，以此来满足用户管理各方面要求。在系统登录时，需要输入相关注册信息，在进行验证通过后才可以进入到主界面，不同等级的用户，则其操作权限和进入的界面也各不同。

（六）系统应用

这种系统在2018年12月开发后正式运行，根据实际应用结果表明，其可以高效地管理常宁市天堂山古树名木信息，相关的系统开发目标全部实现。其功能丰富，可靠性高，可实现信息化、精细化管理目的，且表现出较高的安全性和便捷性优势。其中还设置了基于二维码的古树名木标牌体系，对不同等级的古树设置不同的标牌。在实际应用中可以通过扫描悬挂的二维码，就可确定出古树的长势、历史文化和树龄各方面信息。这样可以基于计算机系统对古树名木进行信息化管理，同时游客也可以更方便地获知古树名木各方面信息，增强了互动性和趣味性。

四、结语

通过构建常宁市古树名木管理信息系统，将古树名木管理纳入常宁市天山办事处林业信息建设系统；通过建立养护管理子系统，实现古树名木养护管理的实时监控，古树名木养护管理责任落实到人，养护管理记录实时更新，提高古树名木的管理和保护效率；通过建立空间查询子系统，实现古树名木的空间查询，实现古树名木特定空间地理位置和分布的实时监测与分析，为古树名木的未来调查奠定基础；通过专题地图制作与输出子系统，扩展古树名木信息的存储形式，以文本属性为基础形成地图、图片、视频等多种形式的信息，丰富了古树名木信息管理；通过统计报表的制作，可以直观地了解古树名木多年来病虫害的发生和养护复壮的发展情况，对今后的生长状况具有十分重要的指导意义。

“常宁古树名木管理信息系统”将GIS技术与空间功能有机结合。根据常宁市古树名木信息管理的实际需要，通过相关网络信息技术，实现古树名木空间和属性信息的实时管理，确保其网络的稳定性、可操作性和安全性，使数据安全得到更有效的保障。