青岛智慧园林林业系统建设初探

胡鹏，罗杰，庄戈，赵阳

（1.青岛市园林林业技术学校；2.青岛市森林防火监测预警中心）

1 引言

青岛作为新型智慧城市试点城市，一直将信息化建设贯穿在城市建设的方方面面。为更好推进园林和林业资源空间治理建设，全面提升园林和林业动态监测与态势感知能力、地质灾害综合预防与治理能力、综合管理与科学决策能力，实现资源管理一体化、精细化和智能化，青岛市创新开展智慧园林和林业信息化平台建设工作，通过创新智慧化管理手段，实现了园林和林业行业的决策智能化、业务协同化、服务高效化。有效推进青岛市园林和林业信息化建设。本文通过对该系统平台的建设进行初探，希望对指导城市园林和林业项目规划和建设添砖加瓦[1]。

2 总体技术路线

系统开发的总体框架考虑对早前开发的部分功能整合，充分利用已有的系统基础，包括基础地理信息平台，主要采用JAVA等开源语言、数据库平台采用（SQL Server、PostgreSQL等符合大数据局相关要求的数据库）、部署环境主要部署在青岛市政务云平台。

系统主要针对现有系统基础的统一身份认证平台，实现了登录统一管理、用户统一管理以及角色统一管理。同时实现各业务系统重复业务模块的融合，并建立上下贯通、资源服务为一体的统一门户；系统数据建立了统一的园林林业数据中台，提供统一的工具和服务，实现数据汇聚、数据治理、数据存储与管理、数据产品制作及应用，完成对园林林业数据全生命流程的管理，同时根据业务需求建立数据共享机制，与园林和林业数据中台无缝对接。

3 系统设计的总体思路

园林和林业信息平台通过配置统一的系统平台，将所有的子系统和功能进行有机整合，纳入一个框架。内部的各个模块之间关系明确，模块之间通信顺畅。同时，各模块数据通过统一权限管理实现数据对内对外共享，模块提供二次开发接口，便于后续升级业务需求，主要有以下几个方面的考虑：

1）功能模块化

功能模块化主要是通过分析业务流程，通过模块化、组件化的方式按照功能差异和系统流程进行拆分，通过“基础功能+专业功能+组合功能”对模块进行可选划分，来建立满足一体化处理要求的平台。每个独立模块通过采用Web服务封装对外提供Web服务，模块通信也采用web服务方式提供。

2）数据规范化

系统在建设初期就将数据规范化作为建设的根本，以信息化国家标准、园林和林业行业标准作为标准。同时，通过对各种数据、产品、业务数据的分类，将现有的一些数据标准进行了一定扩展从而制定出了标准化的数据格式。实现了数据的统一性和规范化。通过采用规范、开放的地理信息数据格式，实现了其他软件对本系统数据规范调用，也提高了接口的通用性。

3）应用便捷化

园林和林业信息系统技术复杂度较高，从而对系统操作人员有较高要求，特别是专业背景、技术熟练度有一定要求。为更好提高系统的操作便捷性，在建设过程中充分征求了行业人员意见建议，从系统界面、操作方式、易用性上做了大量工作。充分考虑系统的便捷化，提高使用的易用性。

4）平台总体结构和逻辑结构

系统总体采用“4层”结构，通过构建基础设施层、数据层、应用支撑层、应用层体系，逐级为上一层提供服务支持。青岛市电子政务云公共服务平台是平台建设的基石，主要包括云服务租用以及配套设施设备的建设。

数据共享服务平台：数据共享服务平台包含园林和林业地图综合服务系统、移动地图服务系统、专题数据应用系统、共享平台数据管理系统、资源共享平台门户系统、数据共享服务资源管理系统和平台运行监控管理系统等7个系统。

大数据分析展示平台：大数据分析展示平台是园林林业数据报表大数据建设的数据应用平台，通过建设大数据分析平台，可以将系统内数据进行统一调用、统一展示，还可以通过数据统计分析来实现数据归并、计算、统计，并以图表化、直观化进行展示，从而助力领导分析决策。

资源动态监测预警系统：利用多源多时相的高分辨率影像资料、多光谱影像资料以及无人机高分辨率航空影像资料，依据生态资源专题数据，建立不同森林、湿地、自然保护地等类型影像特征库，通过对各类资源增加与减少研判比对，建立判读标志库。

移动互联网综合应用平台：基于移动终端，面向外业工作，如森林资源调查、造林设计与检查验收、森林防火、野生动植物保护、天然林保护等业务领域使用的园林林业移动互联网综合应用平台，既服务于园林林业管理部门，也服务于林农生产实践。

园林和林业“一张图”平台：森林资源“一张图”为基础，建立全市园林和林业资源管理“一张图”，形成数据高效管理与全面服务的工作机制，解决关键的底层数据对接问题，将各个业务系统的数据向林业资源管理更新系统自动推送，实现业务数据更新，一张皮的园林和林业资源管理“一张图”，起到统一数据源，统一数据基础，统一的数据平台上完成各项工作的作用。

古树名木数字信息管理系统：包括古树名木认养及管理、古树名木捐赠及管理、基金数据库建立及基金管理、古树名木分析与展示[2]。

4 平台运用关键技术

4.1 基于服务GIS（Service GIS）实现数据共享

Service GIS是一种面向服务软件工程的方法体系，它支持按照特定标准规范实现服务应答，可以跨平台使用，也可以跨区域、跨语言被多客户端调用服务，还可以实现功能聚合、调用其他平台发布的服务等功能。通过使用GIS服务体系，可以实现多平台调用，减少重复建设，在门户展示、app端、微信等诸多服务端实现多项服务封装整合，节省资源。

4.2 统一的工作流与报表技术

平台建设涉及大量的应用系统建设，包括森林资源监管、有害生物管理、古树名木管理、食用林产品质量安全管理、林业项目监管等，这些系统涉及业务审批流程，必须在技术上，统一工作流引擎。所以在整个系统建设中，考虑采用园林和林业资源全业务、全生命周期的业务流程改造和治理。鉴于此，整个系统技术方案中考虑采用业务流程管理（BPM）、BPEL、BPMN等标准和技术实现统一工作流引擎。

4.3 二三维一体化信息展示技术

园林和林业“一张图”平台包括构建二维和三维基础图层的基础地理数据资源、高分辨率遥感影像数据资源、行政区划数据和地名数据等资源。通过数字高程模型，可以有效生成数字高程模型数据，在高程数据模型基础上构建青岛市三维地形环境，将最新的高清遥感资源数据在地形数据上进行叠加，从而形成仿真的三维环境模型，再将基础层数据进行叠加，同时将林地、湿地、森林资源等变更数据叠加到三维模型中，利用三维仿真对森林资源进行还原。通过这些基础空间数据、林业技术数据、森林资源专题数据等，可以实现各类专题服务提供。在数据的组织和存储上，也充分考虑二三维一体化管理维护，从而实现资源节约。

4.4 海量空间数据管理以及非结构化管理技术运用

平台数据主要是应用分布式，管理集中式。根据数据类型的不同，各数据库的数字资源主要有矢量数据、影像数据、文档类数据及结构化数据和非结构化数据，资源类型较为丰富。针对不同的数据类型，采用不同的数据库模型进行存储和管理。总体上主要是“关系型+文件系统”来实现数据的多元、异构数据管理。

5 系统产生效益分析

5.1 经济效益

①通过系统建设整合了园林林业部门相关信息资源，实现全市林业主管部门网络、软硬件信息资源和园林林业数据共享，提高政府资金的利用率，减少了重复投资。

②利用地理信息系统（GIS）先进技术手段进行全市森林资源管理，提高了青岛市园林林业管理工作质量和服务效率，可以有效地节约人力、财力和物力方面的投入，为建设集约和服务型政府起到示范作用。

③通过园林林业资源综合监管与辅助决策平台的建设，逐步实现办公自动化，节约办公经费，提高办事效率，减少行政成本。

5.2 社会效益

①提高森林资源管理科技含量，提升森林资源管理水平、增强林业社会竞争力的重要内容，是青岛市园林林业快速发展的重要保障，通过项目实施，必将对推进青岛市园林林业管理工作现代化起到积极的促进作用。

②以园林林业资源数据库为基础，利用3S技术、网络技术等，多种形式展现我市园林林业管理工作情况，为领导宏观决策提供参考。

③符合青岛市建设生态文明城市的客观需求。通过系统的建设，将有效推进青岛市园林林业管理信息化的进程，促进可持续发展，为建设生态文明城市作出贡献。

5.3 数据应用价值分析

园林林业领域在长期的生产实践过程中积累了丰富的资源信息数据、基础地理信息数据、遥感图像资源以及基础调查数据。通过对这些数据进行统计、分析，三维建模等技术应用，可以直观地为用户展示园林林业资源的空间分布、动态变化及其他信息，为管理和研究、经营提供科学的依据，对园林林业领域日益增长的研究和应用需求，以及进一步推动信息化的发展具有重要意义。

6 智慧型平台建设启示

目前，我国智慧城市建设中，各项城市智慧型管理工程都在探索建设，在当前也普遍存在资金不足、重复建设、数据孤岛等问题，青岛智慧园林林业平台通过整合了林业部门相关信息资源，实现全市园林林业主管部门网络、软硬件信息资源和数据共享，提高政府资金的利用率，减少了重复投资。通过系统的建设，将有效推进青岛市园林林业管理信息化的进程，促进资源的可持续发展，为建设生态文明城市作出贡献。