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本文作者：林強(qiáng)作者單位：福建省森林病蟲(chóng)害防治檢疫總站

系統(tǒng)功能和管理流程

FPWMIS4FP可用于全省范圍內(nèi)林業(yè)有害生物的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、防治等信息管理，主要功能如下．(1)數(shù)據(jù)上報(bào):縣級(jí)用戶(hù)可以將轄區(qū)內(nèi)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)每月的病蟲(chóng)害發(fā)生預(yù)測(cè)和防治數(shù)據(jù)進(jìn)行上報(bào)．其中用戶(hù)只需要填寫(xiě)各種原始記錄信息，需要計(jì)算的信息由系統(tǒng)計(jì)算完成．(2)數(shù)據(jù)查詢(xún):分為簡(jiǎn)單查詢(xún)和SQL查詢(xún)．如果用戶(hù)只需要按照行政區(qū)劃、病蟲(chóng)害名稱(chēng)、發(fā)生時(shí)間和發(fā)生面積對(duì)病蟲(chóng)害信息進(jìn)行查詢(xún)，那么可以選擇易操作的簡(jiǎn)單查詢(xún);SQL查詢(xún)則可以通過(guò)自定義的SQL語(yǔ)句將用戶(hù)所轄范圍內(nèi)的符合語(yǔ)句條件的任何信息查詢(xún)出來(lái)．(3)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì):基于下一級(jí)用戶(hù)某個(gè)月的完整信息，用戶(hù)可以對(duì)自身轄區(qū)范圍內(nèi)的該月信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果在圖形和表單上顯示，并可以導(dǎo)出Excel格式的表單結(jié)果．若該月下級(jí)地區(qū)信息不完整，系統(tǒng)則不統(tǒng)計(jì)及提示用戶(hù)哪些地區(qū)缺少數(shù)據(jù)．(4)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào):省、市級(jí)用戶(hù)可以根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中已有的歷史數(shù)據(jù)，對(duì)下一年某一病蟲(chóng)害的各種發(fā)生程度(輕、中、重)的面積進(jìn)行預(yù)測(cè)．(5)病蟲(chóng)害診斷:用戶(hù)選擇病蟲(chóng)害的危害特征(如寄主、危害部位、危害形式等)，系統(tǒng)就會(huì)根據(jù)病蟲(chóng)害知識(shí)庫(kù)中的信息判斷該種病蟲(chóng)害．(6)用戶(hù)管理:瀏覽器端僅提供用戶(hù)密碼更改和用戶(hù)注銷(xiāo)功能．(7)圖形操作:圖形顯示和瀏覽，即將數(shù)據(jù)結(jié)果以圖的形式直觀地反映出來(lái)，包括縮放、漫游、選擇、全圖顯示等操作．林業(yè)有害生物信息管理流程如圖1所示．縣級(jí)林業(yè)部門(mén)填寫(xiě)林業(yè)有害生物預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、發(fā)生、防治等數(shù)據(jù)，并將其上報(bào)至省級(jí)林業(yè)部門(mén);市級(jí)林業(yè)部門(mén)組織和管理各縣級(jí)單位的林業(yè)有害生物信息上報(bào)工作，使各縣能及時(shí)上報(bào)相關(guān)數(shù)據(jù)，并確保上報(bào)數(shù)據(jù)的時(shí)效性、科學(xué)性和真實(shí)性;省級(jí)林業(yè)部門(mén)可以利用縣級(jí)林業(yè)部門(mén)上報(bào)的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯總或時(shí)空分析，制定科學(xué)有效的防控措施，并進(jìn)行林業(yè)有害生物災(zāi)害的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)．

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

FPWMIS4FP是一個(gè)．NET平臺(tái)下基于WMS、WS和WebGIS技術(shù)的新一代三層B/S架構(gòu)信息系統(tǒng)，底層為數(shù)據(jù)服務(wù)器，部署著大型關(guān)系型SQLServer數(shù)據(jù)庫(kù)(屬性數(shù)據(jù))、Shape和Geotiff文件(空間數(shù)據(jù));中間層為應(yīng)用服務(wù)器，部署著響應(yīng)SOAP請(qǐng)求的屬性數(shù)據(jù)服務(wù)組件和空間數(shù)據(jù)服務(wù)組件以及為了響應(yīng)HTTP請(qǐng)求的Web應(yīng)用網(wǎng)站(基于ASP．NET開(kāi)發(fā)的);上層為瀏覽器端．其基本架構(gòu)如圖2所示．在屬性數(shù)據(jù)服務(wù)中，瀏覽器端根據(jù)用戶(hù)的操作發(fā)送請(qǐng)求到Web應(yīng)用系統(tǒng)，Web應(yīng)用系統(tǒng)根據(jù)該請(qǐng)求調(diào)用屬性數(shù)據(jù)服務(wù)中相應(yīng)的方法，從操作數(shù)據(jù)庫(kù)得到結(jié)果，并將其通過(guò)Web應(yīng)用系統(tǒng)返回給瀏覽器端．在空間數(shù)據(jù)服務(wù)中，瀏覽器端根據(jù)用戶(hù)的需求和操作將相應(yīng)參數(shù)發(fā)送給Web應(yīng)用系統(tǒng)，將Web應(yīng)用系統(tǒng)中符合WMS規(guī)范的請(qǐng)求發(fā)送給WMS，根據(jù)該請(qǐng)求利用資源層的Shape格式基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)繪制柵格地圖，并將其通過(guò)Web應(yīng)用系統(tǒng)傳回瀏覽器端．根據(jù)實(shí)際情況，屬性數(shù)據(jù)工作流中的SQLServer數(shù)據(jù)庫(kù)和屬性數(shù)據(jù)WS以及空間數(shù)據(jù)工作流中的Shape格式空間數(shù)據(jù)和WMS可以置于同一個(gè)服務(wù)器，也可以分處于不同服務(wù)器．

系統(tǒng)服務(wù)實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)服務(wù)包括空間數(shù)據(jù)服務(wù)和屬性數(shù)據(jù)服務(wù)2種，具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下．

1屬性數(shù)據(jù)服務(wù)的實(shí)現(xiàn)

屬性數(shù)據(jù)服務(wù)包括屬性數(shù)據(jù)WS的開(kāi)發(fā)和調(diào)用．屬性數(shù)據(jù)服務(wù)開(kāi)發(fā)主要是實(shí)現(xiàn)一系列WebMethod，根據(jù)Web應(yīng)用系統(tǒng)傳遞的請(qǐng)求，調(diào)用相應(yīng)的WebMethod操縱SQLServer數(shù)據(jù)庫(kù)獲取結(jié)果，并返回瀏覽器端．與數(shù)據(jù)庫(kù)相應(yīng)的WebMethod可按功能分為3類(lèi):基本用戶(hù)管理函數(shù)、行政區(qū)劃相關(guān)函數(shù)以及林業(yè)有害生物信息管理函數(shù)．其中，基本用戶(hù)管理函數(shù)包括用戶(hù)登錄信息驗(yàn)證、用戶(hù)密碼修改、用戶(hù)信息獲取和更新、用戶(hù)初始化參數(shù)獲取和設(shè)置等;行政區(qū)劃相關(guān)函數(shù)包括獲取各級(jí)行政區(qū)劃列表以及根據(jù)上級(jí)行政區(qū)劃獲取其下屬行政區(qū)劃列表;林業(yè)有害生物信息管理函數(shù)包括預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、發(fā)生、防治等相關(guān)表格的記錄添加(上報(bào))、查詢(xún)和統(tǒng)計(jì)．屬性數(shù)據(jù)服務(wù)調(diào)用則是在Web應(yīng)用系統(tǒng)中，根據(jù)用戶(hù)的操作調(diào)用數(shù)據(jù)WS中合適的WebMethod，實(shí)現(xiàn)用戶(hù)管理、數(shù)據(jù)上報(bào)、查詢(xún)和統(tǒng)計(jì)等功能．以上報(bào)發(fā)生表為例，其主要流程為:用戶(hù)在瀏覽器輸入?yún)^(qū)在線(xiàn)填寫(xiě)發(fā)生表，點(diǎn)擊提交后，將請(qǐng)求傳遞給Web應(yīng)用系統(tǒng)．Web應(yīng)用系統(tǒng)調(diào)用屬性數(shù)據(jù)WS中的數(shù)據(jù)，首先根據(jù)林業(yè)有害生物發(fā)生實(shí)際情況檢查數(shù)據(jù)約束關(guān)系(如監(jiān)測(cè)面積＜=應(yīng)監(jiān)面積)，驗(yàn)證所填數(shù)據(jù)的有效性，如果無(wú)效，向用戶(hù)指出無(wú)效原因;如果有效，向鄉(xiāng)(鎮(zhèn))發(fā)生表中添加該記錄，并向用戶(hù)顯示提交成功．

2空間數(shù)據(jù)服務(wù)的實(shí)現(xiàn)

空間數(shù)據(jù)服務(wù)包括位于資源層的基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)的選用、讀取和傳送，以及位于應(yīng)用層的WMS和Web應(yīng)用系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)處理部分的設(shè)計(jì)．本文采用市、縣、鄉(xiāng)3級(jí)行政區(qū)劃的ShapeFile數(shù)據(jù)，建立林業(yè)有害生物管理信息可視化系統(tǒng)．系統(tǒng)分別讀取市、縣、鄉(xiāng)3級(jí)行政區(qū)劃空間數(shù)據(jù)中的多邊形數(shù)量、每個(gè)多邊形的中心點(diǎn)坐標(biāo)、每個(gè)多邊形所包含的節(jié)點(diǎn)、各個(gè)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)以及各個(gè)多邊形的名稱(chēng)(市名、縣名、鄉(xiāng)名);空間數(shù)據(jù)服務(wù)使用以上信息進(jìn)行地圖渲染．Web應(yīng)用系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)處理部分根據(jù)瀏覽器端發(fā)送的相關(guān)參數(shù)構(gòu)造成符合OGC-WMS規(guī)范的請(qǐng)求，發(fā)送到WMS進(jìn)行處理;瀏覽器端發(fā)送的請(qǐng)求包括放大、縮小、漫游、全圖顯示、選擇多邊形對(duì)象等，以及在地圖顯示窗口顯示不同的視圖或查詢(xún)結(jié)果．

系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例

福建省作為我國(guó)南方重點(diǎn)林區(qū)之一，多年來(lái)對(duì)天然林的過(guò)度采伐利用，使得其面積不斷減小，現(xiàn)存林地多以單一樹(shù)種的人工林為主，導(dǎo)致森林生物自控能力較差，客觀上提供了各類(lèi)森林病蟲(chóng)害發(fā)生危害的大量寄主植物．隨著人工林面積的持續(xù)增加，森林病蟲(chóng)害發(fā)生呈逐年上升趨勢(shì)．“十一五”期間，全省每年主要森林病蟲(chóng)害發(fā)生面積在20－30萬(wàn)hm2以上．當(dāng)然，造成林業(yè)有害生物嚴(yán)重發(fā)生的主要原因是監(jiān)測(cè)管理手段落后，延用了幾十年的傳統(tǒng)人工監(jiān)測(cè)管理方法已難以滿(mǎn)足目前林業(yè)可持續(xù)發(fā)展和林業(yè)有害生物可持續(xù)管理的需求．因此必須研發(fā)更為先進(jìn)、實(shí)用的管理、分析技術(shù)，全面提升監(jiān)測(cè)調(diào)查、預(yù)警與預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)水平．針對(duì)福建省林業(yè)有害生物發(fā)生防治特點(diǎn)，選用MicrosoftIIS作為Web服務(wù)器，使用MicrosoftSQLServer建立屬性數(shù)據(jù)庫(kù)，運(yùn)用C#語(yǔ)言結(jié)合ASP．Net、JavaScript、HTML、XML等語(yǔ)言開(kāi)發(fā)了．Net平臺(tái)下的FPWMIS4FP，系統(tǒng)界面如圖3所示．目前該系統(tǒng)已由福建省森林病蟲(chóng)害防治檢疫總站組織其下所屬各縣(市)森防站進(jìn)行試運(yùn)行與測(cè)試，服務(wù)器設(shè)在省總站內(nèi)．應(yīng)用該系統(tǒng)后，縣級(jí)林業(yè)部門(mén)進(jìn)行林業(yè)有害生物相關(guān)信息調(diào)查所得到的基本數(shù)據(jù)能夠適時(shí)上報(bào)，以往常見(jiàn)的錯(cuò)報(bào)、誤報(bào)情況大大減少;此外，在各級(jí)行政單位行政代碼和行政區(qū)劃發(fā)生變更時(shí)能夠方便實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)庫(kù)，解決由此而導(dǎo)致的單機(jī)版系統(tǒng)無(wú)法及時(shí)正確上報(bào)數(shù)據(jù)的問(wèn)題;空間數(shù)據(jù)可視化部分的實(shí)現(xiàn)能夠?qū)?shù)據(jù)結(jié)果或信息以圖的形式直觀地反映出來(lái)，有助于防治措施的有效實(shí)施以及之后的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)．在功能測(cè)試方面，縣級(jí)用戶(hù)能夠根據(jù)系統(tǒng)提示方便地上報(bào)各類(lèi)病蟲(chóng)害發(fā)生防治數(shù)據(jù)，各級(jí)用戶(hù)可以正常使用查詢(xún)統(tǒng)計(jì)等功能，用戶(hù)管理體系能夠正常運(yùn)行;服務(wù)器與WebGIS系統(tǒng)能夠充分滿(mǎn)足省森防總站及其下屬各縣森防站用戶(hù)并發(fā)訪(fǎng)問(wèn)的要求．