浅谈建立退耕还林及三北防护林地理信息系统的结构与流程

浅谈建立退耕还林及三北防护林地理信息系统的结构与流程

【摘要】建立退耕还林及三北防护林地理信息系统，完善管理机制，实现空间信息的查询管理、动态监测及数据更新、数据处理、数据存储、统计分析、制图制表等功能，提高劳动效率，将管理工作迈向一个新的里程。

【关键词】地理信息系统技术；标准数据采集

地理信息系统（Gegraphic Information System简称GIS）是一项以计算机为基础的新兴技术，这项技术的研究、开发和应用形成了一门交叉学科。在计算机软硬件支持下，可以对空间数据按地理坐标或空间位置进行各种处理，对数据的有效管理。它可以迅速获取满足应用需要的信息并能以地图图形或数据的形式表示处理的结果。退耕还林及三北防护林地理信息系统结构与流程：

1.技术标准

标准化的作用是为了获得在硬件、软件和系统上的综合投资效益，首先具备可移植和互操作性。信息往往是一个由多种计算机平台组成的复杂网络系统，有了标准，可以促进用户从网络的不同节点上获取数据，即从不同硬件环境中获取数据和实现各种应用；其次是可伸缩性，为了适应不同的项目和应用阶段，必须以相同的用户界面在不同大小级别的计算机上运行；第三是通用环境，标准提供了一个通用的系统应用环境，如提供通用的用户界面和查询方法等，利用这个通用环境形成与国家数字地球并轨。

1.1数据组织

为便于计算机管理和应用，如存储、检索、分析、图形再现和数据交换等，数据库分基础数据库（即基础地形图）、专题（图）数据库等，每个数据库由若干数据层构成。各库主要信息如下：基础数据库，图层点状层线状层面状层境界层各种界线的注记国界、省界、地区界、县市界、林业局界、乡镇界、林场界、成图界、林班界、小班界、村屯界各种界线的彩色边水系层河流、渠道等注记河流、渠道、堤岸、水涯线湖泊、水库等。图层点状层线状层面状层林业区划层林业区划注记特种用途林、防护林种区、作业区界林班层（村）林班号、面积等注记林班线林班面小班层小班号、面积等注记小班线小班面地类符号层省址、市址、县址、林业局址、乡址、林场址、国营农场、林业站、检查站、防火站、农田、沼泽地。

1.2采用统一的分类编码

保证信息的规范化、标准化、实现数据共享。运用山海经纬软件，结合手工绘制图的经验及林业图示标准，规范数字图标准，制定出点、线、面符号库。

1.3质量控制

设计过程的质量控制是指在充分掌握资料的基础上，制定质量目标。

空间数据的数学基础：图廓点、公里网、经纬网交点、控制点等坐标值正确，根据地形图测绘的规范要求，在回放图上，上述各点的点位误差不超过±0.1mm，图廓线边长误差不超过±0.2mm，图廓对角线误差不超过±0.3mm。空间数据的平面精度：数字化（扫描矢量化）采集数据的数字产品其误差以偏离中心位置为衡量标准，主要地物的误差不得超过±0.2mm，次要地物的误差不得超过±0.3mm，线状目标位移中误差不得大于±0.35mm。空间数据的高程精度：内业数字化采集的数字地图其高程点的高程值正确。等高线的高程不应与相邻高程点的高程或地物产生地理适应性矛盾，并能显示该地区的地貌形态特征。属性数据的描述空间数据的属性项定义（包括名称、类型、长度等）必须正确，属性表中各数据项的属性取值及其单位不得有异常。

2.数据采集

2.1空间数据采集

本工艺采用软件的原则是：效率优先、操作简单、管理方便、出图美观。空间数据采集绘制基本图，通过扫描仪进入计算机或野外GPS数据直接传入计算机成图。

基本图是地理信息系统制图的关键，一旦扫描进入计算机矢量化后，再修改就非常困难，所以基本图成图的要求和传统的基本图成图要求相似，主要强调了空间信息的准确性，对空间特征的描述性信息要求较高。一般是下列要求：

界线清晰是基本图最起码的要求，场界、林班界、小班界清楚；起始点、终止点必须明确，不能产生异议；邻接的地区必须标注清楚。

作为林班界、小班界的单线河流、道路的要求：在计算机中对基本图矢量化时，图像都转化为灰度图像，单线河、道路与小班线相似，易混淆，必须标出。

线条要均匀：保持基本图上的线条均匀流畅很重要，它影响扫描图像的大小；最主要的是影响矢量化的效率和成果图美观。扫描时，线条不均匀，必须加大分辨率，使颜色最浅的线条体现出来，这样就使图像占的硬盘空间加大。矢量化时，线条不均匀，不能设置最有效的阈值，自动跟踪的功能不能充分发挥。

控制点注记：地理信息系统中的地图通常是按照实际的地球坐标存储的，地图上地理特征的坐标与真正的地理位置相对应，这也是地理信息系统真正意义所在。在基本图扫描进入计算机之前，必须标记好控制点，用以图像配准和矢量文件坐标变换。布设控制点的原则是：布设在公里网交叉处，分布均匀覆盖整个图幅，至少布设四个，在实践中布设九个控制点基本满足要求。控制点以十字表示，并注上地理坐标。

做好必要的注记：虽然对地理特征的描述性信息要求不高，但是必要的注记会给工作带来极大的方便。基本图应该注记林班、小班、河流名、居民点名、河流流向、道路通向等。

2.2属性数据采集

属性数据库建立：每个小班卡片为数据库中的一个记录，经输入、检查、修改，建成小班调查因子数据库。在数据库中每项调查因子为实现属性库与图形库的联结及对应于图形库中的关键字，在小班数据库中增加了一个数据项ID；文件以乡（镇）或林场名称命名。

3.应用软件开发

3.1图的界面管理

图的界面管理为点击式多级管理：省林业厅地/市（其他行业）县乡农户地块的机制。

3.2属性数据程序设计

属性数据从总体设计上分库结构设计，编码表设计，程序设计三部分。库结构主要有小班计算因子库、档案管理因子库和其它辅助库组成。主要介绍程序设计部分。本结构主要由主控模块和小班数据管理、档案管理、统计计算和打印输出统计表四大功能模块组成。这四大功能模块之间既相互独立又通过小班信息库相互联接。

3.3主控模块

主控模块包括软件初始化和主菜单设计两部分。

主菜单设计：主菜单采用Windows xp统一窗体形式。可以移动、缩、放、关闭、打开。顶级菜单采用下拉式菜单。以下均采用级联式菜单。采用这种菜单设计方式主要有两个优点。首先，使用方便，在需要访问某种功能时，只需双击或单击鼠标或按特定键就可以启动和运行这种功能。其次，菜单占用的空间小。如果不再需要使用菜单，就可以把它收缩起来，这样几乎可以不占用屏幕空间。

3.4小班数据管理模块

此模块由数据输入、数据检查、数据修改、数据查询和信息保存五个子模块组成。数据输入：采用双轨作业，即同一数据由两人分别按A、B两种方式输入。

A、B都采用卡片式输入，只是存储方式不同。A为正常编码存储。B为密码方式存储。这样可以确保双轨作业的可靠性。

3.5档案管理模块