基于开源GIS的林业有害生物监测与预警系统

２０１５年３月第３６卷　第３期

计算机工程与设计

ＣＯＭＰＵＴＥＲＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＡＮＤＤＥＳＩＧＮ

Ｍａｒ．２０１５Ｖｏｌ•３６　Ｎｏ•３

基于开源ＧＩＳ的林业有害生物监测与预警系统

赵仁辉１，２，刘　丽１＋，王志宝３，邵　静１，２

（１．中国科学院遥感与数字地球研究所北京１００１０１；２．中国科学院大学资源与环境学院，

北京１０００４９；３．东北石油大学计算机与信息技术学院，黑龙江大庆１６３３１８）

摘　要：针对林业有害生物监测与预警系统建设中存在开发成本较高、开放性较差、灵活性较低等问题，提出基于开源ＧＩＳ的系统架构。阐述以ＰｏｓｔｇｒｅＳＱＬ／ＰｏｓｔＧＩＳ为空间数据库、ＭａｐＳｅｒｖｅｒ为ＧＩＳ引擎、ＯｐｅｎＬａｙｅｒｓ为客户端搭建据的系统

平台，对多级地图缓存和基于ＷｅｂＳｅｒｖｉｃｅ的模型库等关键技术进行分析与描述。原型验证及工程实践结果表明，该系统具有低成本、高开放、扩展性强等特点，对于加强林业有害生物信息网络化管理和宏观科学决策具有推广应用价值。关键词：地理信息系统；开源；林业有害生物；监测与预警；Ｗｅｂ服务

中图法分类号：ＴＰ３１１　文献标识号：Ａ　文章编号：１０００‐７０２４（２０１５）０３‐０８０２‐０７ｄｏｉ：１０•１６２０８／ｊ•ｉｓｓｎ１０００‐７０２４•２０１５•０３•０４８

收稿日期：２０１４‐０３‐２８；修订日期：２０１４‐０５‐２９

基金项目：国家科技支撑计划基金项目（２００６ＢＡＤ２３Ｂ０４）；国家８６３高技术研究发展计划基金项目（２００８ＡＡ１２Ｚ２０３）

作者简介：赵仁辉（１９８８），男，安徽六安人，硕士研究生，研究方向为ＷｅｂＧＩＳ、空间决策支持；＋通讯作者：刘丽（１９８６），女，河北承德人，博士，研究方向为地理信息系统与应用；王志宝（１９８１），男，黑龙江大庆人，博士，副教授，研究方向为空间数据管理；邵静（１９８８），女，河北秦皇岛人，博士研究生，研究方向为智慧城市。Ｅ‐ｍａｉｌ：ｚｈａｏｒｅｎｈｕｉ２００８＠１２６•ｃｏｍ

ＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄｗａｒｎｉｎｇｓｙｓｔｅｍｆｏｒｆｏｒｅｓｔｐｅｓｔｂａｓｅｄｏｎｏｐｅｎｓｏｕｒｃｅＧＩＳ

ＺＨＡＯＲｅｎ‐ｈｕｉ

１，２

，ＬＩＵＬｉ

１＋

，ＷＡＮＧＺｈｉ‐ｂａｏ３，ＳＨＡＯＪｉｎｇ

１，２

（１．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＲｅｍｏｔｅＳｅｎｓｉｎｇａｎｄＤｉｇｉｔａｌＥａｒｔｈ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１０１，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４９，Ｃｈｉｎａ；３．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＮｏｒｔｈｅａｓｔＰｅｔｒｏｌｅｕｍＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｄａｑｉｎｇ１６３３１８，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｕｅｔｏｔｈｅｈｉｇｈｃｏｓｔ，ｐｏｏｒｏｐｅｎｎｅｓｓａｎｄｌｏｗｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙｏｆｐｒｅｖｉｏｕｓＧＩＳｂａｓｅｄｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄｗａｒｎｉｎｇｓｙｓｔｅｍｆｏｒｆｏ‐ｒｅｓｔ，ａｎａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｂａｓｅｄｏｎｏｐｅｎ‐ｓｏｕｒｃｅｓｏｆｔｗａｒｅｗａｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．Ｔｏｂｕｉｌｄｔｈｅｓｙｓｔｅｍ，ＰｏｓｔｇｒｅＳＱＬ／ＰｏｓｔＧＩＳｗａｓｕｓｅｄａｓ

ｓｐａｔｉａｌｄａｔａｂａｓｅ，ＭａｐＳｅｒｖｅｒｗａｓｕｓｅｄａｓＧＩＳＥｎｇｉｎｅａｎｄＯｐｅｎＬａｙｅｒｓｗａｓｕｓｅｄａｓｃｌｉｅｎｔ．Ｄｅｔａｉｌｅｄａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｏｎｍｕｌｔｉ‐ｌｅｖｅｌｍａｐｃａｃｈｉｎｇａｎｄｍｏｄｅｌｌｉｂｒａｒｉｅｓｂｕｉｌｄｉｎｇｂａｓｅｄｏｎＷｅｂＳｅｒｖｉｃｅ．Ｔｈｅｐｒｏｔｏｔｙｐｅｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｅｎｇｉ‐

ｎｅｅｒｉｎｇｐｒａｃｔｉｃｅｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｙｓｔｅｍ，ｗｈｉｃｈｈａｓｌｏｗｃｏｓｔ，ｈｉｇｈｏｐｅｎｎｅｓｓａｎｄｓｔｒｏｎｇｅｘｔｅｎｓｉｂｉｌｉｔｙ，ｉｓｏｆｇｒｅａｔａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｖａｌｕｅｔｏｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｔｈｅｆｏｒｅｓｔｐｅｓｔｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｍａｎａｇｅｍｅｎｔａｎｄｍａｃｒｏｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｄｅｃｉｓｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＧＩＳ；ｏｐｅｎ‐ｓｏｕｒｃｅｓｏｆｔｗａｒｅ；ｆｏｒｅｓｔｐｅｓｔ；ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄｗａｒｎｉｎｇ；ＷｅｂＳｅｒｖｉｃｅ

０　引　言

由于有害生物信息具有明显的时空变异特征，有必要借助空间分析手段，已有很多研究将ＧＩＳ（ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃｉｎ‐ｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ）应用于有害生物监测与预警系统的建设中［１］。如刘明辉等［２］基于ＧＩＳ平台，依循专家经验预测方法，构建了农业病虫害预测预报专家系统，实现了病虫害发生的地理空间描述。王霓虹等［３］将ＷｅｂＧＩＳ技术和人工智能结合，设计了有害生物预测预报专家系统，使得对森林病虫害预测预报更加全面有效。常原飞等［４‐８］分别基于

•ＮＥＴ平台和ＡｒｃＧＩＳ二次开发技术研发了全国、省、市、县的林业有害生物监测系统，满足了各级森防机构的生产管理需求。然而，这些系统采用商业ＧＩＳ软件，一方面开放性和灵活性较差，难以实现互操作与数据共享；另一方面，商业ＧＩＳ提供的许多功能在实际中利用率低，造成浪费。

与此同时，种类丰富涵盖面广的开源ＧＩＳ项目吸引了

大量的科研机构参与研发，使其具有强大的技术支撑。由于遵守ＯＧＣ制定的规范，开源ＧＩＳ不仅弥补了商业软件在数据共享、互操作等方面的缺陷，而且可以通过组合不同层次的软件快速搭建，对构建中小型ＧＩＳ应用系统有很强