上海今陽信息技術(shù)有限公司

1. 建設(shè)背景

森林火災(zāi)是森林的主要災(zāi)害之一，森林火災(zāi)不僅嚴(yán)重破壞森林資源，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失，而且造成災(zāi)區(qū)及周邊地區(qū)環(huán)境的嚴(yán)重污染。1997 年印尼、馬來西亞的森林火災(zāi)不僅嚴(yán)重破壞了森林資源，而且造成東南亞地區(qū)嚴(yán)重的空氣污染。我國1987 年大興安嶺火災(zāi)及今年春季的內(nèi)蒙古火災(zāi)都造成森林資源的嚴(yán)重?fù)p失。因此，森林防火問題已引起世界各國的廣泛關(guān)注，也是林業(yè)部門重要的基礎(chǔ)工作之一。
森林火災(zāi)是林業(yè)生產(chǎn)的重大災(zāi)害之一，及時(shí)的火險(xiǎn)預(yù)警在林業(yè)生產(chǎn)中具有十分重大的意義。森林火險(xiǎn)預(yù)警包括火情發(fā)現(xiàn)與觀察， 火險(xiǎn)預(yù)測報(bào)告和林火撲救組織等。在GIS 中，結(jié)合森林資源圖和地形圖，提供合適的觀察點(diǎn)和有效的觀察控制區(qū)域，達(dá)到最大的觀察范圍，及時(shí)對火險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)報(bào)。另外森林火災(zāi)往往具有突發(fā)性的特點(diǎn)，這就需要森林撲火工作應(yīng)該具備快速反應(yīng)的能力，爭取把森林火災(zāi)撲滅在萌芽狀態(tài)，可以及時(shí)地查出火災(zāi)發(fā)生的地點(diǎn)、分析撲火最短路徑及最近水源分布等情況，節(jié)省了大量的寶貴時(shí)間，大幅度地減少了火災(zāi)損失，節(jié)約了人力、物力和財(cái)力。因此森林防火指揮系統(tǒng)的快速、準(zhǔn)確、高效對有效地組織森林撲火顯得尤為重要。
21 世紀(jì)將是信息化的世紀(jì)。全球計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，數(shù)據(jù)庫、地理信息等技術(shù)已日趨成熟，為系統(tǒng)建設(shè)創(chuàng)造的良好的條件。建立森林防火信息管理系統(tǒng)對林業(yè)整體管理的現(xiàn)代化水平具有深遠(yuǎn)的影響。
2. 建設(shè)目標(biāo)

森林防火地理信息系統(tǒng)整體解決方案采用目前業(yè)界最先進(jìn)的技術(shù)，直接應(yīng)用第三代嵌入式視頻服務(wù)器技術(shù)，以計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)、視頻圖像處理技術(shù)、空間屬性一體化數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)于一體，形成一個(gè)功能完善、適應(yīng)性強(qiáng)、性價(jià)比高的森林防火遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)以3S 為特征的數(shù)字林業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
設(shè)計(jì)的總體解決方案采用通信運(yùn)營商的專用線路網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，監(jiān)控前端的各種視頻圖像通過此網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，且前端各種終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)與森林防火監(jiān)控有關(guān)的GIS 數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、救火輔助決策、指揮調(diào)度等功能相結(jié)合，系統(tǒng)之間既相互獨(dú)立工作、又相互進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，它們均構(gòu)架在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上，全部采用數(shù)字化設(shè)備，以專線網(wǎng)絡(luò)的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)交換，為森林防火工作提供全面的技術(shù)支持和業(yè)務(wù)服務(wù)。
3.系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

3.1 總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1.1 系統(tǒng)功能框架

整個(gè)系統(tǒng)采用B/S 和C/S 混合結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)多種信息的發(fā)布、查詢、統(tǒng)計(jì)和分析功能，以及多源、多比例尺數(shù)據(jù)的整合、復(fù)雜圖形數(shù)據(jù)的生成和處理，能夠輔助進(jìn)行撲火現(xiàn)場指揮。

圖3-1 系統(tǒng)功能框架示意圖
3.1.2 系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)


圖3-2 系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)示意圖
3.2 數(shù)據(jù)庫總體結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)建立與防火有關(guān)的信息庫如防火塔、機(jī)降點(diǎn)、檢查點(diǎn)、駐勤點(diǎn)、林火檔案、撲火預(yù)案、撲火力量等信息。并以縣（區(qū)）為單位，建立各自的背景數(shù)據(jù)庫如林相地圖庫、遙感影像庫、DEM 庫、GPS 信息庫等，為防火指揮提供可視化的背景數(shù)據(jù)庫。提供對防火信息和背景數(shù)據(jù)庫的維護(hù)如添加、刪除、修改、變更、查詢等工作。系統(tǒng)要求可以實(shí)現(xiàn)多比例尺地形圖、林相圖、遙感影像、DEM 數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理和使用，實(shí)現(xiàn)一個(gè)矢量、柵格一體化的空間數(shù)據(jù)管理?？梢蕴峁┒喾N比例尺（1：10000，1：50000 等）的地圖調(diào)閱、矢量和DEM、RS 數(shù)據(jù)疊加顯示和操作等，并提供多種調(diào)圖方式?？梢匀我膺x擇不同的圖層顯示，并可窗口放大、縮小、漫游等操作?？梢怨潭ū壤唢@示。在任意比例尺圖上，都可以量算折線距離和封閉多邊形面積。
數(shù)據(jù)庫的規(guī)劃如下圖所示：

圖3-4 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)規(guī)劃圖
4.功能模塊設(shè)計(jì)

4.1 地圖公共操作模塊

4.1.1 地圖基本操作

1、地圖基本操作工具：放大、縮小、平移、全圖、測距、面積量算
放大功能：點(diǎn)擊放大按鈕，在地圖窗口中拉出一個(gè)矩形框，則地圖窗口將會放大到矩形框所示的范圍內(nèi)，在導(dǎo)航圖上可以看到在全圖范圍內(nèi)當(dāng)前窗口所在的位置。對于一些信息非常豐富的圖層，可以控制窗口放大到一定比例尺時(shí)才顯示。
縮小功能：點(diǎn)擊縮小按鈕，地圖窗口將會縮小，在導(dǎo)航圖上可以看到在全圖范圍內(nèi)當(dāng)前窗口所在的位置。對于一些信息非常豐富的圖層，可以控制窗口縮小到一定比例尺時(shí)隱藏（變?yōu)椴豢梢妶D層）。
平移功能：有兩種平移地圖的方式，一種是地圖漫游，即可以拖動地圖，直至到達(dá)地圖的邊緣；另一種是點(diǎn)擊上、下、左、右按鈕，可以小幅度地向按鈕所示方向移動地圖。
全圖功能：當(dāng)?shù)貓D窗口放大或者縮小時(shí)，利用該按鈕提供的功能可以將地圖窗口恢復(fù)到原始的尺寸。
測距功能：在地圖上任選兩點(diǎn)，可以測量出兩點(diǎn)之間的距離。對于需要連續(xù)測量的，可以將前次測量的結(jié)果進(jìn)行累加，并且可以動態(tài)顯示當(dāng)前鼠標(biāo)所在位置與最后選擇的一個(gè)點(diǎn)的距離。
面積量算：在地圖上用鼠標(biāo)點(diǎn)擊多次，最后形成一個(gè)多邊形，系統(tǒng)可自動量算出多邊形面積，并可換算成平方公里和畝。該功能對于測算火場過火面積、受害面積等功能具有非常實(shí)用的價(jià)值。

圖4-1 過火區(qū)域面積量算示意圖
2、圖形目標(biāo)選擇工具：點(diǎn)擊選擇、矩形框選擇、自定義圓形框選擇、取消選擇。
點(diǎn)擊選擇：對激活圖層中的某一地理要素進(jìn)行點(diǎn)擊，將會彈出窗口，顯示該地圖要素屬性數(shù)據(jù)的查詢結(jié)果。對于有權(quán)限的用戶，可以對與地理要素相關(guān)的屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯。被選中的地理要素將以高亮度的方式進(jìn)行顯示。

圖4-2 地圖信息查詢