基于组件的林分空间结构测度系统研建及应用

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1、1．1数字林业第一章绪论1988年时任美国副总统的戈尔提出了“数字地球’’的概念，希望将地球上所有信息数字化，让地球上各种信息无缝链接，他将地球设想成为以地球坐标为依据、有多种分辨率、由海量数据库组成并能立体表达的虚拟地球。数字地球建设很快得到了各国的重视，各层面各行业在其理解的基础上提出了自己的“数字”理念，于是出现了如“数字城市"、“数字农业’’、“数字北京’’和“数字林业"等概念。数字林业(DigitalForestry)是国家林业局确定的“十五’’期间重大科技项目，项目旨在通过数字化的手段再现林业的真实状况，即实现不出办公室、不听汇报、不看文件，只需通过互联

2、网就可及时准确地了解全国林业的真实状况。数字林业是属于数字地球的大背景下的数字行业范畴，是一项集地球科学、信息科学、计算机科学、空间对地观测、数字通讯、林业资源、林业管理决策、森林保护及林业开发等众多学科的理论、技术于一体的专业科学体系，是由理论、技术和工程构成的三位一体的庞大的系统工程。该项研究工作在国内外尚属起步阶段，没有完整的研究范例，它属于多学科的综合研究工作。数字林业目前较为公认的定义是用数字化技术，按以自然规律为基础，以生态环境、森林经营可持续发展为目标，对林业所涉及的对象和全过程进行数字化和可视化的表达、设计、控制与管理等，它是对林业资源及其工程建设的

3、静态、动态和分析决策等特征的统一的数字化表述与认识，它以林业空间数据为依托，用宽带网络连接各分布式数据库，以虚拟现实技术为特征，具有三维显示和无边无缝多级分辨率浏览的开放系统。数字林业主要有两方面的涵义，一是基于3S(遥感RS、地理信息系统GIS、全球定位系统GPS)技术的林业信息数字化；二是对这些数字信息的储存、处理、传输和应用。也就是说，数字林业不仅可以将林业的各种特征用数字化的形式表述，还可对这些数字进行处理。数字林业的本质是把信息技术作为林业生产力的重要要素，参与到林业各个环节中并成为不可缺少的组成部分。通过计算机、地理空间、网络通讯、电子工程等高新科学技术

4、与林业的融合，在数字水平上对林业生产、管理、经营、流通、服务以及林业资源环境等领域进行数字化设计、可视化表达和智能化控制管理。数字林业主要涉及的范畴为：1、对林业各个方面(森林保护、营林、造林、森林防火、森林采伐、森林经营、木材运输、贮存、销售等)、各种过程(生物的、环境的、经济的)全面实现数字化，并应用数字模型加以表达；．2．2、把各种数字化技术广泛地应用于林业；3、在林业的各个部门(生产、科研、教育、管理、流通、服务等)全面地实现数字化与网络化管理。数字林业技术体系建设是数字林业建设中的一个重要方面。它主要由六大要素组成，即：信息数据、标准规范、软件平台、硬件与

5、网络体系、技术人员、组织管理。其中硬件和网络主要靠选购和安装建立，技术人员靠从实际工作中培养和引进，组织管理靠吸取经验和结合自身工作实践逐步摸索，而信息数据获取、标准规范、软件平台则是建设数字林业技术体系的最基础和最重要的任务，要靠开发和建设者独立解决。合适的标准规范是信息数据和软件平台建设的基础。林分空间结构测度系统是数字林业工程建设的重要组成部分。以往，林分空间结构测度的计算基本上都是依靠手工或使用电子表格方式计算，手工计算是比较繁琐的一个操作过程，极易出错，数据保存也不方便；电子表格也只是在改进计算功能及数据的整理保存方面起到一定作用；并没有考虑到测度系统的扩

6、展性，显然不能满足现代森林经营管理的需要。因此，林分空间结构测度系统必须在森林资源档案管理的基础上进行拓展，增加常用测度的管理及新测度的扩展功能。1．2森林资源空间管理的特征与其它行业的信息化管理相比，林业行业的森林资源信息管理有其自身的特点，具体如下‘31：l、森林生长缓慢，生长周期长。存储森林资源数据的介质必须稳定，且保存位置分布合理，以便于能长期保存。2、来源广。森林资源管理信息分布于森林资源经营管理中的各个生产环节和职能部门，需要通过多种形式、多种方法去收集。例如，可以通过林业专业调查部门进行一、二、三类森林资源调查采集各级森林区划单位的森林资源信息。3、数

7、据类型复杂。森林资源信息管理的数据包括空间数据和属性数据，其数据类型形式复杂多样，主要有几何属性和非几何属性的数据，几何属性的信息又分为图像和图形；非几何属性的信息包括定性和定量的自然资源、经济等方面的知识。4、数据量庞大。据初步统计，一个森林经营管理活动的最基本单位，即小班的森林资源调查数据可多达几十项，一个较大的国有林场小班数量可达几千个，再加上经济、环境及社会等方面的信息，其数据量规模相当可观，作为空间信息的图像，其数据量就更加庞大。5、森林资源数据需要不断更新。与其它行业不同，林木是处于不断生长中，每一年的数据都会因其生长而发生变化，加之诸如病害、虫害、