森林資源信息管理學課件

1資訊管理——森林資源管理的新模式

目錄1.1資訊時代下的森林資源管理新方式1.2我國森林資源資訊管理發(fā)展沿革1.3資訊時代的森林資源資訊管理的特點引出主題回顧歷史總結特點21.1資訊時代下的森林資源管理新方式1.1.1資訊與知識——發(fā)展社會生產力的新資源l

資訊與知識的發(fā)展，為其成為新資源提供了前提條件。(可能性)l

資源緊缺，人們感受到壓力重重，迫切需要節(jié)約資源或創(chuàng)造新的資源。(必要性)3概念介紹(數據，資訊，知識，知識經濟，技術)數據是一種承載資訊的符號；數據不一定就是資訊，只有加工過對主體有用的數據才是資訊。知識，是資訊的昇華，可以表現為概念、規(guī)則、經驗等。知識和資訊的生產、分配和使用成為人類的一項最重要的活動。4知識經濟，技術l

技術，“是指擴展人類能力的任何工具和技能，包括有形的裝備和無形的工作方法”l

對於資訊和知識的需求，促進了它的生產和發(fā)展，形成了新型的產業(yè)，產生了新的經濟型態(tài)——知識經濟。l

“知識經濟是指建立在知識和資訊的生產、分配和使用之上的經濟”（國際經濟合作與發(fā)展組織——OECD定義）。具體地說，它是以知識和資訊的生產、分配和使用為基礎，以創(chuàng)造性的人力資源為依託，以高科技及智力產業(yè)為支柱的經濟形態(tài)。它強調無形資產——知識和資訊的開發(fā)利用；強調人才資源的開發(fā)利用；強調高新技術產業(yè)的地位和作用。51.1.2林業(yè)資訊化——促進林業(yè)現代化的必由選擇在人類發(fā)展過程中，“化”是指一個特定時期內全面的、根本性的轉變。工業(yè)化是近代工業(yè)技術的普遍應用，它不僅在技術層次、工具上發(fā)生了重大改變，而且包括工作方法、管理體制直至思想觀念進行了全面變革，使人類社會從農業(yè)文明向工業(yè)文明轉變。資訊化是以社會、經濟目標和思想觀念的改變?yōu)榛A，是資訊技術與相關科學綜合創(chuàng)新的過程。資訊化是在現代資訊技術發(fā)展和普遍應用基礎上，人類社會與經濟生活的各個領域的更全面深刻的變革，它將使人類各項社會與經濟活動的功能與效率大幅度提高，進而達到物質文明與精神文明的新高度。它需要應用資訊技術，但是出發(fā)點與歸宿是功能和效益的提高。6l

中國林業(yè)資訊化的發(fā)展過程50年代開始的航空測量與調查，創(chuàng)造了比較實用的航空遙感規(guī)範和方法（盟芽）。70年代末起，與國家資訊化建設同步，林業(yè)系統(tǒng)特別是森林資源管理部門，開始應用電腦技術，研建了第一個國家級的自然資源資料庫、開發(fā)了一批統(tǒng)計軟體、建立了國內第一個面向自然資源資訊管理的專業(yè)（略有發(fā)展）。80年代中、後期，全國和許多省建立了林業(yè)資訊中心，制定了資訊化規(guī)劃，同時應用資料庫、空間資訊處理、多媒體、網路技術，陸續(xù)研建了各個層次的各類資訊系統(tǒng)、自動化控制系統(tǒng)和輔助設計系統(tǒng)，建設著森林資源、防火、病蟲害、沙漠化等監(jiān)測系統(tǒng)（面上拓寬）。7當前，林業(yè)資訊化應該在國家資訊化的約束下，進行統(tǒng)一規(guī)劃與協(xié)調，以網路化、智能化、一體化、虛擬化和知識生產、分配、使用、完善為目標，在林業(yè)管理、生產、科技、教育等部門的各個環(huán)節(jié)，應用資訊技術，與林業(yè)科學技術相結合，創(chuàng)造新的理論、模式，方法和技術的過程，並且可以分解為管理資訊化、企業(yè)資訊化、科技資訊化、教育資訊化等等領域的資訊化（深化與集成）。8l

林業(yè)資訊化的條件林業(yè)資訊化的工具——資訊技術。林業(yè)資訊化的基礎——林業(yè)的管理與運行模式。林業(yè)資訊化的保障——人才。9l

資訊化在林業(yè)發(fā)展中的作用。我國林業(yè)系統(tǒng)經過50多年努力，在科研、教學、生產單位積累了數以萬計的林分樣地和標準地、林木解析木資料，如果統(tǒng)一開發(fā)利用這些資訊資源，對於研究森林發(fā)生發(fā)展規(guī)律，指導生產實踐將起到極為重要的作用；超微觀——基因微觀——單木中觀——林分宏觀——森林10l

林業(yè)資訊化的內容：所有部門與領域資訊化內容非常豐富，具體結構和功能也不同，但是對其歸納和抽象，一般包含三方面的基本內容：基礎設施資訊化、工藝過程資訊化、管理資訊化。11基礎設施資訊化主要包括以局域網和廣域網綜合為核心的硬體平臺建設、以林業(yè)基本公共資料庫為核心的數據平臺建設，以及以規(guī)範化與標準化為核心的環(huán)境平臺建設。

基礎設施資訊化12工藝過程資訊化以智能化為核心的自動化控制系統(tǒng)的開發(fā)。美國有人預測：到2010年農民能在家種地。我國林業(yè)系統(tǒng)在這方面是一個空白，甚至可以認為是一個被遺忘的領域，林業(yè)系統(tǒng)應該部署從如育苗、森林培育、林產品加工等生產過程出發(fā)，利用專家系統(tǒng)和自動控制等技術，研建和使用生產全過程的自動化管理系統(tǒng)，將資訊技術與業(yè)務緊密結合，改造舊工藝，為基層生產單位和生產者建立採用新工藝、方法、技術和手段的環(huán)境。工藝過程資訊化13管理資訊化指以林業(yè)網路化管理為核心的系統(tǒng)建設，這是我國正在逐步啟動的領域，它一方面以電子政務推動，另一方面以森林資源網路化管理為主體，實施管理網路化工程。網路化管理是資訊技術在管理領域資訊化的重要內容，也是管理領域巨大變革的標誌。林業(yè)網路化管理將對傳統(tǒng)管理思想和模式進行變革，不僅可以在系統(tǒng)內實現全時空、廣資訊、多媒體、快速度、零距離和交互虛擬管理，而且能夠使林業(yè)走向社會，社會參與林業(yè)。

管理資訊化141.1.3資訊管理——森林資源管理新方式

從生物量出發(fā)的管理森林經理多功能管理生態(tài)系統(tǒng)及可持續(xù)森林資源管理林業(yè)產業(yè)化管理資訊管理(以資訊和知識為主)以木材永續(xù)利用為主要目標15資訊管理與森林資源資訊管理的概念資訊管理是與資訊相關的計畫、預算、組織、指揮、協(xié)調和控制的過程，它是圍繞資訊本身以及相關資源等展開。森林資源資訊管理是利用各種方法與手段，運用計畫、組織、指揮、控制和協(xié)調的管理職能，對資訊進行收集、儲存、處理、傳播，以便有效地利用人財物，控制森林資源按預定目標發(fā)展的活動。16森林資源資訊管理的實質

森林資源資訊管理的實質：以“物”為中心的管理轉化為以“資訊”為中心的管理。17

1.2我國森林資源資訊管理發(fā)展沿革1.2.1森林資源資訊管理發(fā)展概述(1)

從功能上分析，電腦技術的應用，經歷了l

數值計算l

數據管理l

單項資訊管理l

綜合資訊管理l

系統(tǒng)資訊管理；18(2)

從管理的對象分析，經過l

數據管理l

資訊管理l

知識管理。19(3)

森林資源資訊管理的發(fā)展：l

60年代(起步)。在以後的10多年中處停止狀態(tài)，直到70年代末開始進入(有目標、有組織、有系統(tǒng)的研究和實踐時期)。2080年代初，林業(yè)科學家首先研究和推廣了可編程的計算器，用它編制了大量的林業(yè)常用軟體，如回歸分析、解析木等計算和報表統(tǒng)計匯總等數據管理，來解決森林資源經營管理中所遇到的許多實際問題。之後逐步引進各種微機系統(tǒng)，初期，主要利用第三代程式設計語言，編制大量與林業(yè)相關的科學計算程式，如專業(yè)計算、一元和多元統(tǒng)計、運籌學模型等程式，解決了一些實際問題。也有的利用航片判讀及建立相應的數量化程式，實現蓄積估計，為收穫預估提供了效率更高的新途徑。2180年代中後期開始研究面向管理的森林資源管理資訊系統(tǒng)，產生了面向林業(yè)局級的初級森林資源管理資訊系統(tǒng)。進入90年代，很多單位，都從整體出發(fā)，把森林資源管理融合在整個單位的資訊管理之中，把森林資源資訊系統(tǒng)作為部門或單位的一個子系統(tǒng)進行開發(fā)。由於森林資源管理中，有許多問題是非結構化的問題，需要經過模擬，從中選擇滿意的方案，因此，也產生了一些面向某類問題的決策支持系統(tǒng)。22(4)

森林資源資訊管理的一個重要內容―――－空間資訊管理由於森林資源經營和管理包括了大量空間資訊，因而空間資訊管理（含空間數據的收集、處理、傳輸等）就成了森林資源資訊管理的一個重要內容，所以3S（遙感RemoteSensing、地理資訊系統(tǒng)

GeographicInformationSystem、全球定位系統(tǒng)GlobalPositionSystem）技術及其軟體系統(tǒng)很快引入我國森林資源經營管理領域，並逐步進行消化吸收、推廣和廣泛應用。231.2.2森林資源管理資訊系統(tǒng)：當前森林資源資訊管理的技術集成系統(tǒng)為了瞭解森林資源的過去、現在和未來，為森林資源的有效利用和保護提供輔助決策和監(jiān)督控制，需要將各種現成或潛在資訊進行收集和提練、加工，需要將各種單一的系統(tǒng)或零星的數據進行集成，這就需要開發(fā)併發(fā)展森林資源管理資訊系統(tǒng)。森林資源管理資訊系統(tǒng)從

單機單項系統(tǒng)－＞網路化的單項系統(tǒng)－＞網路化的綜合系統(tǒng)。當前的森林資源管理資訊系統(tǒng)已成為一種集成的技術系統(tǒng)24森林資源管理資訊系統(tǒng)：多學科的有機綜合，它根據森林資源及其環(huán)境資訊和資訊處理的特點，以哲學、資訊學、管理學、經濟學、系統(tǒng)論等科學理論為指導，利用資訊技術和各種數學方法，在管理目標約束下，完成各種資訊的綜合、動態(tài)管理的系統(tǒng)。其理論和技術基礎可簡略以圖1.1表示。業(yè)務基礎理論基礎技術基礎25圖1.1森林資源資訊管理理論與技術基礎簡圖26

首先進行環(huán)境分析，在環(huán)境中確立森林資源管理資訊系統(tǒng)的地位和作用；2.

第二進行森林資源管理職能、過程、資訊需求和資訊流程分析，提出森林資源管理資訊系統(tǒng)的邏輯結構；3.

第三進行詳細的功能設計，選擇相關技術，進行組合，提出物理結構；4.

最後組織實施。

森林資源管理資訊系統(tǒng)基本開發(fā)步驟：27森林資源、人、林業(yè)與森林資源管理資訊系統(tǒng)之間的關係：林業(yè)是以經營和管理森林資源為目的，進行有效地保護、發(fā)展、利用森林資源的事業(yè)。林業(yè)的實現是通過人類的勞動去實現的。而人的勞動，有消極的勞動和積極的勞動，消極勞動導致資源的破壞，而積極的勞動使森林資源得到保護和發(fā)展，它通過各種管理和經營活動完成，28林業(yè)活動的主要目的是管理森林資源，包括兩部分內容：一部分是日常行政管理，主要是辦公自動化另一是森林資源的業(yè)務管理，後者是主要的並且有其特殊性，前者為後者提供服務。森林資源管理活動是不斷決策—實踐—再決策—實踐……的過程，若干個決策—實踐環(huán)節(jié)組成了整體的管理活動。291.2.3森林資源資訊管理集成系統(tǒng)：未來森林資源資訊管理的方向

圖1.8森林資源資訊集成系統(tǒng)的概念框架301.3資訊時代的森林資源資訊管理的特點1.3.1資訊時代下的森林資源資訊管理是適應森林資源可持續(xù)的管理可持續(xù)的概念：“即要滿足當代人的需要，又要滿足未來人的需要”。31森林資源管理目的已發(fā)生變化——由“木材利用為主”轉化為“利用與保護”並舉；森林資源管理的外延在擴大——由僅局限於森林資源本身轉化為與社會、經濟、環(huán)境等外部協(xié)調；森林資源的可持續(xù)對資訊需求發(fā)生變化——由僅需知道現有資訊轉化為既要知道現有資訊同時需要預測未來，掌握未來資訊的變化。l

森林資源資訊管理使林業(yè)工作者不僅能夠即時掌握現有的全面的資訊，還可以通過模糊數學、統(tǒng)計分析、智能化模擬等技術預測未來變化，從而採取相應措施進行科學規(guī)劃與控制，使森林資源朝著可持續(xù)方面發(fā)展。321.3.2資訊時代下的森林資源資訊管理是滿足森林資源複雜性的管理對於森林資源及其管理的深入探討結果，林學界已經認識到它們是一個複雜系統(tǒng)，應該實現複雜性管理。森林資源管理的複雜性森林資源資訊的多樣性331.3.3資訊時代下的森林資源資訊管理是衝突協(xié)同的管理森林資源及其管理是複雜系統(tǒng)，管理者之間、管理者與被管理者之間、森林資源內部、外部等眾多的要素之間存在依賴關係，不可避免地存在著衝突。管理者之間衝突管理者與被管理者之間衝突森林資源內部衝突森林資源與外部環(huán)境的衝突341.3.4資訊時代下的森林資源資訊管理是以知識為主的管理數據－＞資訊－＞知識資訊時代下的森林資源資訊管理越來越需要智能化，這種智能化程度的提高是以知識的積累為基礎的。351.3.5資訊時代下的森林資源資訊管理是精準的管理農業(yè)的發(fā)展粗放經營過渡集約經營林業(yè)的發(fā)展粗放管理過渡精準管理?自然因素社會因素經濟因素支持體系理論體系技術體系可持續(xù)發(fā)展理論適宜性理論人地關係理論生態(tài)系統(tǒng)理論硬體體系軟體體系微機、網路等基礎設施自動控制設備系統(tǒng)軟體專用軟體人工智慧理論361.3.6資訊時代的下森林資源資訊管理是網路化的管理?由於當前森林資源管理應以生態(tài)效益為主需要用戶參與產生需求網路化在哪里組織機構扁平化硬體平臺標準化軟體介面規(guī)範化通信協(xié)議標準化371.3.7資訊時代下的森林資源資訊管理是多媒體的管理?由於數據的多樣性屬性數據空間數據屬性數據可由多種媒體來承載普通的文本資料庫各種圖形空間數據可由多種媒體來承載失量圖柵格圖381.3.8資訊時代下的森林資源資訊管理是智能化的管理在新形勢下，森林資源管理將面臨日新月異的變化環(huán)境，面對各個因素的複雜關係，需要解決眾多的複雜問題，所有森林資源工作者需要選擇科學合理的解決問題的方案。未來的森林資源資訊管理將利用專家系統(tǒng)和決策支持系統(tǒng)技術，建立相關系統(tǒng)模組或者局部運用相應思想與技術，盡可能滿足管理者的需要，提高決策與控制水準，讓管理者在解決複雜問題時，能夠達到或接近達到專家水準。因此，39第一，未來的森林資源資訊管理在建立相應系統(tǒng)時，將把模型庫、方法庫和知識庫以及它們的管理系統(tǒng)的建設作為系統(tǒng)處理的重要組成模組，作為數據處理的基礎。第二，所有模型與知識彙集了不同時空條件下的管理研究成果，經實踐驗證，並且在使用中不斷充實和完善，因此可以支持多數用戶的需要。第三，系統(tǒng)將支持對問題的及時診斷、方案的形成和輔助決策與控制時所需要的資訊，並且對方案將給予模擬和評價。401.3.9資訊時代下的森林資源資訊管理是虛擬場景的管理森林具有社會、經濟、生態(tài)效益，支持著人類生存、生活和發(fā)展。一個穩(wěn)定、健康、滿意、可持續(xù)的理想的森林狀態(tài)，通過森林資源管理活動完成。從這點出發(fā)森林資源管理工作者，描繪著人類的未來。為此，森林資源管理工作者不僅需要瞭解森林資源及其管理的過去、現在的狀態(tài)，瞭解發(fā)展過程，更重要的是根據未來的需要確定目標與方向，統(tǒng)籌未來。但是，未來有更多的不確定性，一個比較接近實際、符合實際且適應變化無常環(huán)境的規(guī)劃和計畫，需要有可靠的預見性，需要科學的思維、方法和技術。通過系統(tǒng)模擬，創(chuàng)造一個比現實更完美的森林資源結構，發(fā)揮更大效益，滿足人類多方面的需要，是未來森林資源資訊管理的發(fā)展方向。因此，41第一作為虛擬技術初步應用，將首先應用比較成熟的模擬技術，建立具有多方案模擬平臺，盡可能保證規(guī)劃與計畫的可靠、可行。第二通過網路，使用逐漸成熟和完善的虛擬技術，為廣大森林資源管理工作者提供條件創(chuàng)造比現實系統(tǒng)更好的林分結構和區(qū)域森林資源結構。421.3.10資訊時代下的森林資源資訊管理是動態(tài)與互動的管理在社會關係越來越密切，森林資源及其管理內外部相互制約、相互影響越來越大，林業(yè)參與社會，社會參與林業(yè)進一步發(fā)展的形勢下，過去就林業(yè)而林業(yè)，就森林資源而森林資源，限制在森林資源管理和林業(yè)部門內部的決策與控制，且不以環(huán)境變化而變化的管理方式，已經不適應需要。森林資源及其資訊管理必然進入一個開放式、動態(tài)且互動式的階段。43首先是根據現代森林資源管理規(guī)律與需要建立的系統(tǒng)，可以在保證安全性的前提下，社會各界在授權的範圍內獲得所需要的數據、資訊和知識，自行加工處理。其次是未來資訊管理比較充分的將森林資源的時間與空間狀態(tài)有機的耦合，適時地提供森林資源狀態(tài)與運動方式，提出發(fā)展趨勢，控制方法和調整意見，實現動態(tài)管理。第三是有完整的網路平臺，森林資源管理工作者、社會人士可以通過網路，在任何地方、任何時間相互及時地反映、交換資訊，進行討論，指導或者接受一切管理活動，實現適時互動式管理。441.3.11資訊時代下的森林資源資訊管理是系統(tǒng)集成化的精準管理在系統(tǒng)集成思想指導下，建立的人、組織、管理、數據、技術等集成系統(tǒng)，組合了森林資源管理新的思想、模式、方式、方法和技術，反映了時代的發(fā)展形勢、方向與特點。它把森林資源管理中的問題與環(huán)境緊密結合起來，實現動態(tài)的管理過程；從眾多的用戶出發(fā)，融入了各種人和組織的智慧與需求，多方面的滿足應用與需要；以人為本，以森林資源及其管理規(guī)律為基礎，綜合了現代管理方法和技術的系統(tǒng)，支持著森林資源可持續(xù)管理、複雜性管理、衝突協(xié)同管理、知識管理、網路化管理、多媒體管理、智能化管理、虛擬場景管理和動態(tài)與互動管理?？傊?，它貫徹著從粗放經營向集約經營方向轉變的基本戰(zhàn)略，實施著森林資源管理的精準管理：以可持續(xù)發(fā)展為目標，以生態(tài)系統(tǒng)理論為基礎，在資訊化、數位化、網路化、智能化等為技術支持下，實現在精確的時間和範圍內，根據森林資源及其管理的狀態(tài)與運動方式，開展精細的管理。45l

第一由森林資源基礎數據和基本硬軟體規(guī)範化、標準化的森林資源基本基礎平臺，服務於管理，可以適時的應用物理設備資源，隨時提供管理所需要的社會、經濟、自然環(huán)境和森林資源基礎數據。l

第二以森林資源發(fā)生發(fā)展工藝過程建立起來的數據處理平臺，可以適時地提供森林資源的調整過程，提供從造林地的選擇、到造林、林分生長、發(fā)育直到成熟、利用的全過程的狀態(tài)，監(jiān)督生產活動。l

第三在精確的瞭解了森林資源及其管理狀態(tài)與運行方式以後，支持管理者綜合分析評價，制定科學方案，輔助決策，並快速進行回饋控制。

46本章小結1、資訊時代的森林資源管理的核心是資訊和知識的管理。目前森林資源管理正從以“物”為中心的管理向以資訊和知識為主的方向發(fā)展，需要有新的理論、方法指導，需要加強資訊技術的應用，需要管理思想、組織、制度的變革。2、森林資源管理是系統(tǒng)管理，需要以系統(tǒng)理論為指導，以分析森林資源系統(tǒng)內部各部分資訊及其相互關係為主，同時考慮系統(tǒng)外各種因素對系統(tǒng)發(fā)展的影響。森林資源資訊管理經歷了從單機單系統(tǒng)、單機多系統(tǒng)到網路系統(tǒng)的過程。3、資訊時代下的森林資源管理還應是可持續(xù)的管理，是複雜管理，是衝突協(xié)同管理，是知識為主的管理，是精確管理，是網路化、智能化、集成化、多媒體化的管理。

471.1資訊時代下的森林資源管理新方式1.1.1資訊與知識——發(fā)展社會生產力的新資源l

資訊與知識的發(fā)展，為其成為新資源提供了前提條件。(可能性)l

資源緊缺，人們感受到壓力重重，迫切需要節(jié)約資源或創(chuàng)造新的資源。(必要性)48概念介紹(數據，資訊，知識，知識經濟，技術)數據是一種承載資訊的符號；數據不一定就是資訊，只有加工過對主體有用的數據才是資訊。知識，是資訊的昇華，可以表現為概念、規(guī)則、經驗等。知識和資訊的生產、分配和使用成為人類的一項最重要的活動。49知識經濟，技術l

技術，“是指擴展人類能力的任何工具和技能，包括有形的裝備和無形的工作方法”l

對於資訊和知識的需求，促進了它的生產和發(fā)展，形成了新型的產業(yè)，產生了新的經濟型態(tài)——知識經濟。l

“知識經濟是指建立在知識和資訊的生產、分配和使用之上的經濟”（國際經濟合作與發(fā)展組織——OECD定義）。具體地說，它是以知識和資訊的生產、分配和使用為基礎，以創(chuàng)造性的人力資源為依託，以高科技及智力產業(yè)為支柱的經濟形態(tài)。它強調無形資產——知識和資訊的開發(fā)利用；強調人才資源的開發(fā)利用；強調高新技術產業(yè)的地位和作用。501.1.2林業(yè)資訊化——促進林業(yè)現代化的必由選擇在人類發(fā)展過程中，“化”是指一個特定時期內全面的、根本性的轉變。工業(yè)化是近代工業(yè)技術的普遍應用，它不僅在技術層次、工具上發(fā)生了重大改變，而且包括工作方法、管理體制直至思想觀念進行了全面變革，使人類社會從農業(yè)文明向工業(yè)文明轉變。資訊化是以社會、經濟目標和思想觀念的改變?yōu)榛A，是資訊技術與相關科學綜合創(chuàng)新的過程。資訊化是在現代資訊技術發(fā)展和普遍應用基礎上，人類社會與經濟生活的各個領域的更全面深刻的變革，它將使人類各項社會與經濟活動的功能與效率大幅度提高，進而達到物質文明與精神文明的新高度。它需要應用資訊技術，但是出發(fā)點與歸宿是功能和效益的提高。51l

中國林業(yè)資訊化的發(fā)展過程50年代開始的航空測量與調查，創(chuàng)造了比較實用的航空遙感規(guī)範和方法（盟芽）。70年代末起，與國家資訊化建設同步，林業(yè)系統(tǒng)特別是森林資源管理部門，開始應用電腦技術，研建了第一個國家級的自然資源資料庫、開發(fā)了一批統(tǒng)計軟體、建立了國內第一個面向自然資源資訊管理的專業(yè)（略有發(fā)展）。80年代中、後期，全國和許多省建立了林業(yè)資訊中心，制定了資訊化規(guī)劃，同時應用資料庫、空間資訊處理、多媒體、網路技術，陸續(xù)研建了各個層次的各類資訊系統(tǒng)、自動化控制系統(tǒng)和輔助設計系統(tǒng)，建設著森林資源、防火、病蟲害、沙漠化等監(jiān)測系統(tǒng)（面上拓寬）。52當前，林業(yè)資訊化應該在國家資訊化的約束下，進行統(tǒng)一規(guī)劃與協(xié)調，以網路化、智能化、一體化、虛擬化和知識生產、分配、使用、完善為目標，在林業(yè)管理、生產、科技、教育等部門的各個環(huán)節(jié)，應用資訊技術，與林業(yè)科學技術相結合，創(chuàng)造新的理論、模式，方法和技術的過程，並且可以分解為管理資訊化、企業(yè)資訊化、科技資訊化、教育資訊化等等領域的資訊化（深化與集成）。53l

林業(yè)資訊化的條件林業(yè)資訊化的工具——資訊技術。林業(yè)資訊化的基礎——林業(yè)的管理與運行模式。林業(yè)資訊化的保障——人才。54l

資訊化在林業(yè)發(fā)展中的作用。我國林業(yè)系統(tǒng)經過50多年努力，在科研、教學、生產單位積累了數以萬計的林分樣地和標準地、林木解析木資料，如果統(tǒng)一開發(fā)利用這些資訊資源，對於研究森林發(fā)生發(fā)展規(guī)律，指導生產實踐將起到極為重要的作用；超微觀——基因微觀——單木中觀——林分宏觀——森林55l

林業(yè)資訊化的內容：所有部門與領域資訊化內容非常豐富，具體結構和功能也不同，但是對其歸納和抽象，一般包含三方面的基本內容：基礎設施資訊化、工藝過程資訊化、管理資訊化。56基礎設施資訊化主要包括以局域網和廣域網綜合為核心的硬體平臺建設、以林業(yè)基本公共資料庫為核心的數據平臺建設，以及以規(guī)範化與標準化為核心的環(huán)境平臺建設。

基礎設施資訊化57工藝過程資訊化以智能化為核心的自動化控制系統(tǒng)的開發(fā)。美國有人預測：到2010年農民能在家種地。我國林業(yè)系統(tǒng)在這方面是一個空白，甚至可以認為是一個被遺忘的領域，林業(yè)系統(tǒng)應該部署從如育苗、森林培育、林產品加工等生產過程出發(fā)，利用專家系統(tǒng)和自動控制等技術，研建和使用生產全過程的自動化管理系統(tǒng)，將資訊技術與業(yè)務緊密結合，改造舊工藝，為基層生產單位和生產者建立採用新工藝、方法、技術和手段的環(huán)境。工藝過程資訊化58管理資訊化指以林業(yè)網路化管理為核心的系統(tǒng)建設，這是我國正在逐步啟動的領域，它一方面以電子政務推動，另一方面以森林資源網路化管理為主體，實施管理網路化工程。網路化管理是資訊技術在管理領域資訊化的重要內容，也是管理領域巨大變革的標誌。林業(yè)網路化管理將對傳統(tǒng)管理思想和模式進行變革，不僅可以在系統(tǒng)內實現全時空、廣資訊、多媒體、快速度、零距離和交互虛擬管理，而且能夠使林業(yè)走向社會，社會參與林業(yè)。

管理資訊化591.1.3資訊管理——森林資源管理新方式

從生物量出發(fā)的管理森林經理多功能管理生態(tài)系統(tǒng)及可持續(xù)森林資源管理林業(yè)產業(yè)化管理資訊管理(以資訊和知識為主)以木材永續(xù)利用為主要目標60資訊管理與森林資源資訊管理的概念資訊管理是與資訊相關的計畫、預算、組織、指揮、協(xié)調和控制的過程，它是圍繞資訊本身以及相關資源等展開。森林資源資訊管理是利用各種方法與手段，運用計畫、組織、指揮、控制和協(xié)調的管理職能，對資訊進行收集、儲存、處理、傳播，以便有效地利用人財物，控制森林資源按預定目標發(fā)展的活動。61森林資源資訊管理的實質

森林資源資訊管理的實質：以“物”為中心的管理轉化為以“資訊”為中心的管理。62

1.2我國森林資源資訊管理發(fā)展沿革1.2.1森林資源資訊管理發(fā)展概述(1)

從功能上分析，電腦技術的應用，經歷了l

數值計算l

數據管理l

單項資訊管理l

綜合資訊管理l

系統(tǒng)資訊管理；63(2)

從管理的對象分析，經過l

數據管理l

資訊管理l

知識管理。64(3)

森林資源資訊管理的發(fā)展：l

60年代(起步)。在以後的10多年中處停止狀態(tài)，直到70年代末開始進入(有目標、有組織、有系統(tǒng)的研究和實踐時期)。6580年代初，林業(yè)科學家首先研究和推廣了可編程的計算器，用它編制了大量的林業(yè)常用軟體，如回歸分析、解析木等計算和報表統(tǒng)計匯總等數據管理，來解決森林資源經營管理中所遇到的許多實際問題。之後逐步引進各種微機系統(tǒng)，初期，主要利用第三代程式設計語言，編制大量與林業(yè)相關的科學計算程式，如專業(yè)計算、一元和多元統(tǒng)計、運籌學模型等程式，解決了一些實際問題。也有的利用航片判讀及建立相應的數量化程式，實現蓄積估計，為收穫預估提供了效率更高的新途徑。6680年代中後期開始研究面向管理的森林資源管理資訊系統(tǒng)，產生了面向林業(yè)局級的初級森林資源管理資訊系統(tǒng)。進入90年代，很多單位，都從整體出發(fā)，把森林資源管理融合在整個單位的資訊管理之中，把森林資源資訊系統(tǒng)作為部門或單位的一個子系統(tǒng)進行開發(fā)。由於森林資源管理中，有許多問題是非結構化的問題，需要經過模擬，從中選擇滿意的方案，因此，也產生了一些面向某類問題的決策支持系統(tǒng)。67(4)

森林資源資訊管理的一個重要內容―――－空間資訊管理由於森林資源經營和管理包括了大量空間資訊，因而空間資訊管理（含空間數據的收集、處理、傳輸等）就成了森林資源資訊管理的一個重要內容，所以3S（遙感RemoteSensing、地理資訊系統(tǒng)

GeographicInformationSystem、全球定位系統(tǒng)GlobalPositionSystem）技術及其軟體系統(tǒng)很快引入我國森林資源經營管理領域，並逐步進行消化吸收、推廣和廣泛應用。681.2.2森林資源管理資訊系統(tǒng)：當前森林資源資訊管理的技術集成系統(tǒng)為了瞭解森林資源的過去、現在和未來，為森林資源的有效利用和保護提供輔助決策和監(jiān)督控制，需要將各種現成或潛在資訊進行收集和提練、加工，需要將各種單一的系統(tǒng)或零星的數據進行集成，這就需要開發(fā)併發(fā)展森林資源管理資訊系統(tǒng)。森林資源管理資訊系統(tǒng)從

單機單項系統(tǒng)－＞網路化的單項系統(tǒng)－＞網路化的綜合系統(tǒng)。當前的森林資源管理資訊系統(tǒng)已成為一種集成的技術系統(tǒng)69森林資源管理資訊系統(tǒng)：多學科的有機綜合，它根據森林資源及其環(huán)境資訊和資訊處理的特點，以哲學、資訊學、管理學、經濟學、系統(tǒng)論等科學理論為指導，利用資訊技術和各種數學方法，在管理目標約束下，完成各種資訊的綜合、動態(tài)管理的系統(tǒng)。其理論和技術基礎可簡略以圖1.1表示。業(yè)務基礎理論基礎技術基礎70圖1.1森林資源資訊管理理論與技術基礎簡圖71

首先進行環(huán)境分析，在環(huán)境中確立森林資源管理資訊系統(tǒng)的地位和作用；2.

第二進行森林資源管理職能、過程、資訊需求和資訊流程分析，提出森林資源管理資訊系統(tǒng)的邏輯結構；3.

第三進行詳細的功能設計，選擇相關技術，進行組合，提出物理結構；4.

最後組織實施。

森林資源管理資訊系統(tǒng)基本開發(fā)步驟：72森林資源、人、林業(yè)與森林資源管理資訊系統(tǒng)之間的關係：林業(yè)是以經營和管理森林資源為目的，進行有效地保護、發(fā)展、利用森林資源的事業(yè)。林業(yè)的實現是通過人類的勞動去實現的。而人的勞動，有消極的勞動和積極的勞動，消極勞動導致資源的破壞，而積極的勞動使森林資源得到保護和發(fā)展，它通過各種管理和經營活動完成，73林業(yè)活動的主要目的是管理森林資源，包括兩部分內容：一部分是日常行政管理，主要是辦公自動化另一是森林資源的業(yè)務管理，後者是主要的並且有其特殊性，前者為後者提供服務。森林資源管理活動是不斷決策—實踐—再決策—實踐……的過程，若干個決策—實踐環(huán)節(jié)組成了整體的管理活動。741.2.3森林資源資訊管理集成系統(tǒng)：未來森林資源資訊管理的方向

圖1.8森林資源資訊集成系統(tǒng)的概念框架751.3資訊時代的森林資源資訊管理的特點1.3.1資訊時代下的森林資源資訊管理是適應森林資源可持續(xù)的管理可持續(xù)的概念：“即要滿足當代人的需要，又要滿足未來人的需要”。76森林資源管理目的已發(fā)生變化——由“木材利用為主”轉化為“利用與保護”並舉；森林資源管理的外延在擴大——由僅局限於森林資源本身轉化為與社會、經濟、環(huán)境等外部協(xié)調；森林資源的可持續(xù)對資訊需求發(fā)生變化——由僅需知道現有資訊轉化為既要知道現有資訊同時需要預測未來，掌握未來資訊的變化。l

森林資源資訊管理使林業(yè)工作者不僅能夠即時掌握現有的全面的資訊，還可以通過模糊數學、統(tǒng)計分析、智能化模擬等技術預測未來變化，從而採取相應措施進行科學規(guī)劃與控制，使森林資源朝著可持續(xù)方面發(fā)展。771.3.2資訊時代下的森林資源資訊管理是滿足森林資源複雜性的管理對於森林資源及其管理的深入探討結果，林學界已經認識到它們是一個複雜系統(tǒng)，應該實現複雜性管理。森林資源管理的複雜性森林資源資訊的多樣性781.3.3資訊時代下的森林資源資訊管理是衝突協(xié)同的管理森林資源及其管理是複雜系統(tǒng)，管理者之間、管理者與被管理者之間、森林資源內部、外部等眾多的要素之間存在依賴關係，不可避免地存在著衝突。管理者之間衝突管理者與被管理者之間衝突森林資源內部衝突森林資源與外部環(huán)境的衝突791.3.4資訊時代下的森林資源資訊管理是以知識為主的管理數據－＞資訊－＞知識資訊時代下的森林資源資訊管理越來越需要智能化，這種智能化程度的提高是以知識的積累為基礎的。801.3.5資訊時代下的森林資源資訊管理是精準的管理農業(yè)的發(fā)展粗放經營過渡集約經營林業(yè)的發(fā)展粗放管理過渡精準管理?自然因素社會因素經濟因素支持體系理論體系技術體系可持續(xù)發(fā)展理論適宜性理論人地關係理論生態(tài)系統(tǒng)理論硬體體系軟體體系微機、網路等基礎設施自動控制設備系統(tǒng)軟體專用軟體人工智慧理論811.3.6資訊時代的下森林資源資訊管理是網路化的管理?由於當前森林資源管理應以生態(tài)效益為主需要用戶參與產生需求網路化在哪里組織機構扁平化硬體平臺標準化軟體介面規(guī)範化通信協(xié)議標準化821.3.7資訊時代下的森林資源資訊管理是多媒體的管理?由於數據的多樣性屬性數據空間數據屬性數據可由多種媒體來承載普通的文本資料庫各種圖形空間數據可由多種媒體來承載失量圖柵格圖831.3.8資訊時代下的森林資源資訊管理是智能化的管理在新形勢下，森林資源管理將面臨日新月異的變化環(huán)境，面對各個因素的複雜關係，需要解決眾多的複雜問題，所有森林資源工作者需要選擇科學合理的解決問題的方案。未來的森林資源資訊管理將利用專家系統(tǒng)和決策支持系統(tǒng)技術，建立相關系統(tǒng)模組或者局部運用相應思想與技術，盡可能滿足管理者的需要，提高決策與控制水準，讓管理者在解決複雜問題時，能夠達到或接近達到專家水準。因此，84第一，未來的森林資源資訊管理在建立相應系統(tǒng)時，將把模型庫、方法庫和知識庫以及它們的管理系統(tǒng)的建設作為系統(tǒng)處理的重要組成模組，作為數據處理的基礎。第二，所有模型與知識彙集了不同時空條件下的管理研究成果，經實踐驗證，並且在使用中不斷充實和完善，因此可以支持多數用戶的需要。第三，系統(tǒng)將支持對問題的及時診斷、方案的形成和輔助決策與控制時所需要的資訊，並且對方案將給予模擬和評價。851.3.9資訊時代下的森林資源資訊管理是虛擬場景的管理森林具有社會、經濟、生態(tài)效益，支持著人類生存、生活和發(fā)展。一個穩(wěn)定、健康、滿意、可持續(xù)的理想的森林狀態(tài)，通過森林資源管理活動完成。從這點出發(fā)森林資源管理工作者，描繪著人類的未來。為此，森林資源管理工作者不僅需要瞭解森林資源及其管理的過去、現在的狀態(tài)，瞭解發(fā)展過程，更重要的是根據未來的需要確定目標與方向，統(tǒng)籌未來。但是，未來有更多的不確定性，一個比較接近實際、符合實際且適應變化無常環(huán)境的規(guī)劃和計畫，需要有可靠的預見性，需要科學的思維、方法和技術。通過系統(tǒng)模擬，創(chuàng)造一個比現實更完美的森林資源結構，發(fā)揮更大效益，滿足人類多方面的需要，是未來森林資源資訊管理的發(fā)展方向。因此，86第一作為虛擬技術初步應用，將首先應用比較成熟的模擬技術，建立具有多方案模擬平臺，盡可能保證規(guī)劃與計畫的可靠、可行。第二通過網路，使用逐漸成熟和完善的虛擬技術，為廣大森林資源管理工作者提供條件創(chuàng)造比現實系統(tǒng)更好的林分結構和區(qū)域森林資源結構。871.3.10資訊時代下的森林資源資訊管理是動態(tài)與互動的管理在社會關係越來越密切，森林資源及其管理內外部相互制約、相互影響越來越大，林業(yè)參與社會，社會參與林業(yè)進一步發(fā)展的形勢下，過去就林業(yè)而林業(yè)，就森林資源而森林資源，限制在森林資源管理和林業(yè)部門內部的決策與控制，且不以環(huán)境變化而變化的管理方式，已經不適應需要。森林資源及其資訊管理必然進入一個開放式、動態(tài)且互動式的階段。88首先是根據現代森林資源管理規(guī)律與需要建立的系統(tǒng)，可以在保證安全性的前提下，社會各界在授權的範圍內獲得所需要的數據、資訊和知識，自行加工處理。其次是未來資訊管理比較充分的將森林資源的時間與空間狀態(tài)有機的耦合，適時地提供森林資源狀態(tài)與運動方式，提出發(fā)展趨勢，控制方法和調整意見，實現動態(tài)管理。第三是有完整的網路平臺，森林資源管理工作者、社會人士可以通過網路，在任何地方、任何時間相互及時地反映、交換資訊，進行討論，指導或者接受一切管理活動，實現適時互動式管理。891.3.11資訊時代下的森林資源資訊管理是系統(tǒng)集成化的精準管理在系統(tǒng)集成思想指導下，建立的人、組織、管理、數據、技術等集成系統(tǒng)，組合了森林資源管理新的思想、模式、方式、方法和技術，反映了時代的發(fā)展形勢、方向與特點。它把森林資源管理中的問題與環(huán)境緊密結合起來，實現動態(tài)的管理過程；從眾多的用戶出發(fā)，融入了各種人和組織的智慧與需求，多方面的滿足應用與需要；以人為本，以森林資源及其管理規(guī)律為基礎，綜合了現代管理方法和技術的系統(tǒng)，支持著森林資源可持續(xù)管理、複雜性管理、衝突協(xié)同管理、知識管理、網路化管理、多媒體管理、智能化管理、虛擬場景管理和動態(tài)與互動管理。總之，它貫徹著從粗放經營向集約經營方向轉變的基本戰(zhàn)略，實施著森林資源管理的精準管理：以可持續(xù)發(fā)展為目標，以生態(tài)系統(tǒng)理論為基礎，在資訊化、數位化、網路化、智能化等為技術支持下，實現在精確的時間和範圍內，根據森林資源及其管理的狀態(tài)與運動方式，開展精細的管理。90l

第一由森林資源基礎數據和基本硬軟體規(guī)範化、標準化的森林資源基本基礎平臺，服務於管理，可以適時的應用物理設備資源，隨時提供管理所需要的社會、經濟、自然環(huán)境和森林資源基礎數據。l

第二以森林資源發(fā)生發(fā)展工藝過程建立起來的數據處理平臺，可以適時地提供森林資源的調整過程，提供從造林地的選擇、到造林、林分生長、發(fā)育直到成熟、利用的全過程的狀態(tài)，監(jiān)督生產活動。l

第三在精確的瞭解了森林資源及其管理狀態(tài)與運行方式以後，支持管理者綜合分析評價，制定科學方案，輔助決策，並快速進行回饋控制。

91本章小結1、資訊時代的森林資源管理的核心是資訊和知識的管理。目前森林資源管理正從以“物”為中心的管理向以資訊和知識為主的方向發(fā)展，需要有新的理論、方法指導，需要加強資訊技術的應用，需要管理思想、組織、制度的變革。2、森林資源管理是系統(tǒng)管理，需要以系統(tǒng)理論為指導，以分析森林資源系統(tǒng)內部各部分資訊及其相互關係為主，同時考慮系統(tǒng)外各種因素對系統(tǒng)發(fā)展的影響。森林資源資訊管理經歷了從單機單系統(tǒng)、單機多系統(tǒng)到網路系統(tǒng)的過程。3、資訊時代下的森林資源管理還應是可持續(xù)的管理，是複雜管理，是衝突協(xié)同管理，是知識為主的管理，是精確管理，是網路化、智能化、集成化、多媒體化的管理。

924.1森林資源資訊獲取技術

從資訊載體上劃分有文本、數值、圖形、圖像等多種媒體的資訊；從資訊源劃分有來自地面調查的資訊、有來自航空航太遙感資訊、有來自基礎地理資料庫的圖形和屬性資訊等，從時間上劃分有過去的、現在的和未來的資訊等?，F階段主要有地面調查、遙感獲取和全球定位。934.1.1森林資源管理需要綜合、多樣的數據

現代森林資源及其環(huán)境管理對資訊的基本要求有：l

資訊時態(tài)：過去、現狀、未來l

資訊範圍：點、線（帶）、面、域l

資訊載體：文本、數值、圖形、圖像、聲音l

資訊品質：綜合、動態(tài)、最小新度l

表現方式：個體與總體9495現階段森林資源管理所需要的數據主要有三類：1、基本情況數據

1)自然條件

·森林經營對象的自然環(huán)境：行政及地理位置、林區(qū)走勢（山脈、海拔、坡度等）、地質結構、土壤類型、河流狀況、森林分佈、農林牧比例、生態(tài)平衡等

·自然因素（氣象、氣候、河川水系、地質土壤、植物動物等），及其與森林分佈、發(fā)生、發(fā)展和消減之間的平衡關係

962)經濟條件

·當地國民經濟發(fā)展的方針和遠景規(guī)劃，林業(yè)在其中的地位和任務

·當地的農、林、牧、副、漁各業(yè)生產情況，以及與林業(yè)的關係

·當地工業(yè)生產情況及其對林業(yè)發(fā)展的需求

·森林與生態(tài)環(huán)境的關係（水土保持、涵養(yǎng)水源、防治風沙、風景保護等）

·當地土地利用規(guī)劃的資料

·當地交通運輸情況，與發(fā)展林業(yè)的關係

·當地人口密度，以及當地機關、企業(yè)情況，各種生活自用材、薪炭材的需要情況和可供林業(yè)勞動力的情況

·林權情況和存在問題973)經營史

·森林經營機構的變動

·過去的森林經營工作

·過去森林採伐情況

·森林更新情況

·森林撫育情況

·林分改造工作

·森林保護工作

·林副產品利用情況

·森林對環(huán)境的影響

·林區(qū)基本建設

·企業(yè)管理情況982、森林資源調查數據

1)一類調查（全國森林資源清查）區(qū)域：?。ㄊ小^(qū)）等行政區(qū)域；企業(yè)局（國有林區(qū)與林業(yè)局、集體林區(qū)與縣）；其他行政單位或自然區(qū)劃單位；目的：編制全國、省（市、區(qū)）、大林區(qū)各種林業(yè)計畫、預測趨勢內容：面積、蓄積量、各林種和各類型森林的比例，以及生長、枯損、更新、採伐情況等

2)二類調查（規(guī)劃設計調查）區(qū)域：國營林業(yè)局、場、縣（旗），並落實到森林經營活動的基本單位小班目的：編制森林經營方案、總體設計、縣級林業(yè)區(qū)劃、規(guī)劃、基地造林規(guī)劃內容：各地類小班的面積、蓄積量、生長量、枯損量調查；立地條件和生態(tài)條件的調查；有關自然、歷史、經濟、經營等條件的專業(yè)調查

993)三類調查（作業(yè)設計調查）區(qū)域：基層林業(yè)單位目的：滿足伐區(qū)設計、造林設計、撫育採伐設計、林分改造內容：查清一個伐區(qū)內、或一個撫育、改造林分範圍內的森林資源數量、出材量、生長狀況、結構規(guī)律等1003、專業(yè)調查數據

1)設置標準地與選擇標準木、解析木

2)生長量調查

3)立地條件調查4)其他調查（消耗量調查、出材量調查、撫育採伐調查、低產林改造調查、森林保護調查、森林更新調查、母樹林及苗圃調查、林副產品調查、森林開發(fā)運輸踏勘、野生動物資源調查、林業(yè)經濟調查等）這些數據主要包括文本、數值、圖形和圖像資訊，還包括一部分視頻、音頻資訊。1014.1.2森林資源原始數據的獲取方式

前面給出了森林資源管理所需要的多種數據，這些數據類型不同、來源不同，獲取的方式方法也不相同。1、

基本情況調查搜集當地的已有調查、觀測材料；詢問當地的技術人員、居民；對重點專案和因素的調查，可採取組織專業(yè)調查組的方式進行現場觀測。1022、

森林資源調查是一種林分調查，可以採用：

1)目測調查法

2)標準地調查法

3)角規(guī)調查法

4)目（實）測調查與抽樣調查相結合

5)回歸估計法

·航空像片判讀與地面實測蓄積量的回歸估計法

·利用航空像片對小班林地進行調查與地面實測蓄積量的回歸估計法

·利用地形圖、林相圖或其他圖進行現地林班區(qū)劃測量，以及小班林地目測調查與小班實測蓄積量的回歸估計法3、專業(yè)調查 在以上的調查過程中手工或通過各種輔助工具得到相關數據。

1034.1.3遙感技術所謂遙感技術（RemoteSensing）是指不接觸物體而探測物體有關資訊的技術

傳統(tǒng)監(jiān)測和調查方法速度慢、週期長，採集、匯總、上報耗費時間多，數據滯後於變化過程，所獲結果資訊已失去現勢性，難於及時、全面地反映生態(tài)環(huán)境變化

遙感，以其觀察地域的廣泛性，時空的連續(xù)性，較高的空間解析度和寬的光譜範圍，可提供豐富的地物資訊，彌補常規(guī)資料的不足，提供對自然資源與環(huán)境的宏觀、綜合、動態(tài)和快速觀測，有效地獲取各類統(tǒng)計及分析數據，較為客觀地瞭解資源與環(huán)境現狀和變化

1041、遙感的基本原理遙感是通過非直接接觸來判定、測量並分析目標性質的技術。任何地物都具有發(fā)射、反射和吸收電磁波的性質，而不同類型的地物反射與發(fā)射電磁波能量的大小不同，同一類型的地物在不同時間反射與發(fā)射電磁波能量的大小也不同。遙感的基本原理就是通過分析感測器採集到的某一時間、某一區(qū)域內地物的平均電磁波輻射水準數值，按其值大小與變化規(guī)律來有效地識別地物。目標地物是遙感的資訊源，而目標地物電磁波的相互作用所構成的目標地物的電磁波特性，就是遙感探測的依據。1052、遙感分類及應用1)航空遙感應用2)航太遙感應用1064.1.4全球定位系統(tǒng)技術與應用GPS技術是一種利用衛(wèi)星進行定位、導航、測量的技術。GPS（GlobalPositioningSystem）是美國第二代衛(wèi)星導航系統(tǒng)，具有在海、陸、空進行全方位即時三維導航與定位能力。全球定位系統(tǒng)由空間部分、地面監(jiān)控部分和用戶接收機三大部分組成。

107應用實例一：測定森林分佈區(qū)域美國林業(yè)局是根據林區(qū)的面積和區(qū)內樹木的密度來銷售木材。對所售木材面積的測量閉合差必須小於1%。在一塊用經緯儀測量過面積的林區(qū)，採用GPS沿林區(qū)周邊及拐角處進行了GPS定位測量並進行偏差糾正，得到的結果與已測面積誤差為0.03%，這一

實驗證明了測量人員只要利用GPS技術和相應的軟體沿林區(qū)周邊使用直升飛機就可以對林區(qū)的面積進行測量。過去測定所出售木材的面積要求用測定面積的各拐角和沿周邊測量兩種方法計算面積，

使用GPS進行測量時，沿周邊每點上都進行了測量，而且測量的精度很高很可靠。應用實例二：

GPS技術用於森林防火利用即時差分GPS技術，美國林業(yè)局與加裏弗尼亞的噴氣推進器實驗室共同制定了“FRIREFLY”計畫。它是在飛機的環(huán)動儀上安裝熱紅外系統(tǒng)和GPS接收機，

使用這些機載設備來確定火災位置，並迅速向地面站報告。另一計畫是使用直升飛機或輕型固定翼飛機沿火災周邊飛行並記錄位置數據，在飛機降落後對數據進行處理並把火災的周邊繪成圖形，以便進一步採取消除森林火災的措施。

1084.2森林資源數據組織和儲存技術資料庫技術、數據倉庫和數據挖掘技術

109資料庫技術略110數據倉庫數據倉庫是基於資料庫技術和網路技術的發(fā)展，專為支持管理決策而設計的一種關係型資料庫管理系統(tǒng)。

1111)數據倉庫的特點：l

面向主題：主題是一個在較高層次將數據歸類的標準，每一個主題對應一個宏觀的分析領域。l

集成性：數據倉庫中的數據來自不同的資料庫，在數據進入數據倉庫之前，必須經過數據加工和集成，這是建立數據倉庫的關鍵步驟，首先要統(tǒng)一原始數據中的矛盾之處，還要將原始數據結構做一個從面向應用向面向主題的轉變。l

數據穩(wěn)定性：數據倉庫的主要數據操作是查詢、分析，不進行一般意義上的數據更新。數據倉庫反映的是歷史數據的內容，數據經加工和集成進入數據倉庫後是極少或根本不修改的；數據倉庫強化查詢、淡化併發(fā)控制和完整性保護等技術。l

隨時間變化：數據倉庫是不同時間的數據集合，它要求數據倉庫中的數據保存時限能滿足進行決策分析的需要，而且數據倉庫中的數據都要標明該數據的歷史時期。l

數據量龐大：數據倉庫是多維的，數據倉庫的數據量一般都很大，一般為數百兆，甚至可以到TB級。1121132)數據倉庫的結構組成數據倉庫主要由數據源、數據倉庫、業(yè)務數據倉庫、數據分析與報表、數據管理、元數據管理、傳輸和基礎結構幾部分構成。3)聯(lián)機分析處理聯(lián)機分析處理（on-lineanalyticalprocessing,OLAP）是用來存儲和傳送數據倉庫資訊的程式集合。是針對特定問題的聯(lián)機訪問和分析。通過對資訊的很多種可能的觀察形式進行快速、穩(wěn)定一致和交互性的存取，允許分析人員對數據進行深入觀察。4)數據集市（DataMart）數據集市是數據倉庫的一個子集。是為滿足用戶特定需求而創(chuàng)建的特定的、面向部門的小型數據倉庫。114數據倉庫系統(tǒng)包括數據倉庫、數據倉庫管理系統(tǒng)和數據倉庫工具。其中，數據倉庫為數據倉庫系統(tǒng)的核心，是資訊挖掘的基礎；數據倉庫管理系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的引擎，負責管理整個系統(tǒng)的運轉；數據倉庫工具是整個系統(tǒng)發(fā)揮作用的關鍵，包括一般的查詢工具和功能強大的分析工具。數據倉庫系統(tǒng)以數據倉庫為核心，通過數據分析與報表模組的查詢和分析工具(OLAP、決策分析、數據挖掘)完成對資訊的提取，以滿足決策的需要。6)元數據（Metadata）元數據是關於數據的數據（dataaboutdata）或者是可以使無序的領域資訊變得有序的關於數據的結構化數據（structureddataaboutthatimposesorderonadisorderedinformationuniverse）。元數據包含了對系統(tǒng)自身有用的各種對象的細節(jié)資訊。其實元數據對我們並不陌生，Windows中的註冊表，資料庫所必須的一些系統(tǒng)表和視圖都可算是元數據。

115元數據業(yè)務元數據技術元數據構造元數據建立元數據模型元數據管理系統(tǒng)1164.2.4數據挖掘技術

隨著資料庫及其管理系統(tǒng)的廣泛應用，全球範圍內資料庫存儲的數據量急劇增長。拿全球資源資訊資料庫GRID為例，它將通過各種方法搜集來的一切有關資源與環(huán)境的數據分別存儲在世界各地的資料庫中，至今已形成了海量的數據。面對如此海量的數據，我們如何才能從中獲取我們所需要的資訊正在成為一個知識熱點。數據挖掘(DataMining)正是一種從資訊中發(fā)現知識的技術，也稱資料庫中的知識發(fā)現(KnowledgeDiscoveryinDatabase，

KDD)。117數據挖掘工具1181、數據挖掘所能發(fā)現的典型知識主要包括：1)關聯(lián)規(guī)則(Associationrule)

所謂關聯(lián)規(guī)則,是指數據對象之間的相互依賴關係,而發(fā)現規(guī)則的任務就是從資料庫中發(fā)現那些確信度(Confidence)和支持度(Support)都大於給定值的強壯規(guī)則。2）分類(Classification)

分類是最基本的一種認知形式。數據分類就是對數據庫中的每一類數據，挖掘出關於該類數據的描述或模型，在數據挖掘中,分類演算法的研究成果較多，常用的數據分類演算法有CART、C45、ID3、SLIQ、Knn、GA-Knn等。3)聚類(Clustering)

聚類分析和分類分析是一個互逆的過程。聚類分析是通過分析資料庫中的記錄數據，根據一定的分類規(guī)則，合理地劃分記錄集合，確定每個記錄所在類別。它所採用的分類規(guī)則是由聚類分析工具決定的。類分析的方法很多，其中包括系統(tǒng)聚類法、分解法、加入法、動態(tài)聚類法、模糊聚類法、運籌方法等。採用不同的聚類方法，對於相同的記錄集合可能有不同的劃分結果。1192、數據挖掘分析方法數據挖掘的技術方法很多,主要包括:統(tǒng)計分析方法、遺傳演算法、粗集方法、決策樹、人工神經網路、模糊邏輯、規(guī)則歸納、聚類分析和模式識別、最近鄰技術、可視化技術等。1204.3森林資源空間資訊管理技術

森林資源的空間性決定了森林資源數據的空間性。因此，森林資源資訊管理過程中要獲取、組織和管理大量具有空間特性的數據和資訊?？臻g資訊管理技術是森林資源資訊管理的關鍵技術之一。而空間資訊管理技術的核心是地理資訊系統(tǒng)。

1214.3.1森林資源及其管理的空間性

森林資源及其管理的空間性，是指為實現森林資源可持續(xù)發(fā)展的目標，對森林資源的空間結構進行控制和調整的屬性。它是森林資源及其管理的重要特性。包括空間差異性和空間協(xié)同性。

1221、森林資源及其管理的空間差異性森林資源及其管理必須反映和分析區(qū)域中各種資源、環(huán)境和經濟要素的空間分佈及發(fā)展規(guī)律，同時協(xié)調它們之間的關係，使得經濟發(fā)展、資源有效利用、環(huán)境的合理保護以及人口適度增長等能夠相互制約和統(tǒng)一。由於區(qū)域之間自然環(huán)境不同、發(fā)展水準不同，空間結構表現出較大差異；即使是有較相似環(huán)境的某一區(qū)域內部，也會由於自身多層次、多要素的不同組合表現出一定程度的區(qū)域內部差異。森林資源及其管理要針對區(qū)域之間和區(qū)域內部空間結構的不同，通過管理活動，謀求區(qū)域發(fā)展。1232、森林資源及其管理的空間協(xié)同 所謂森林資源及其管理的空間協(xié)同即森林資源及其管理的區(qū)域協(xié)同，是指在不同管理區(qū)域內，不因對森林生態(tài)系統(tǒng)的開發(fā)利用不當，導致雖然在本區(qū)域內維持了基本生態(tài)過程及環(huán)境服務，卻損害和削弱了森林生態(tài)系統(tǒng)滿足其他區(qū)域的需求。區(qū)域協(xié)同是可持續(xù)發(fā)展在空間尺度上區(qū)際間公平性的一種體現。1244.3.2森林資源空間數據的組織方式森林資源空間數據是指森林資源的數據中描述空間特徵部分的數據，即空間位置、形狀、大小以及相互關係的數據。

森林資源具有一定的空間結構。森林資源空間結構的要素包括點、線、面和網路，這些要素經過數位化後便可通過地理資訊系統(tǒng)進行點、線、面和網路的大小、面積、形狀及其質心的量算和確定（對於面、線狀圖，GIS可以根據其演算法規(guī)則自動進行面積值或線長度的量算、位置的確定，並自動填入相應的屬性資料庫中。如對林相圖中的每個小班，可以求其面積）。森林資源空間數據可以用來分析評價森林資源的空間狀態(tài)和空間過程，並根據各項分析指標進行森林資源內部結構合理程度即現有狀態(tài)的評價、森林資源動態(tài)演變的評價以及在整個區(qū)域中森林資源的經濟價值、社會價值、生態(tài)環(huán)境價值的評價。125

森林資源空間數據的組織是採用地理資訊系統(tǒng)和數據庫管理系統(tǒng)相結合的方式完成的。

大量的圖形數據，如行政區(qū)劃圖、資源分佈圖，林相圖、地形圖、區(qū)劃圖、林班圖、小班圖、土地類型圖、水系圖等都是利用地理資訊系統(tǒng)進行組織的。地理資訊系統(tǒng)將這些圖形數據以圖形檔或地理資訊資料庫的形式進行組織管理。而那些與圖形相關的各種屬性數據則是通過資料庫管理系統(tǒng)進行組織的。森林資源空間狀態(tài)的分析和評價多數是基於地理資訊系統(tǒng)平臺實現的。在地理資訊系統(tǒng)的支持下，各種統(tǒng)計數據和分析數據可以利用相關的圖形資訊來表述。而且，森林資源調查和監(jiān)測所採用遙感技術獲取的數據可以作為地理資訊系統(tǒng)的數據源，將遙感數據疊加到地理數據之上，快速的得出資源變化情況，並能夠以圖形圖像的方式給出直觀的資訊，供管理和決策使用。

1261274.3.3地理資訊系統(tǒng)技術與應用

地理資訊系統(tǒng)能進行地理分析、預測和規(guī)劃，具有可信度大、容量大、數據共用、結果穩(wěn)定等特點

主要的應用方面及相關的系統(tǒng)如：自然資源調查環(huán)境整治景觀生態(tài)管理森林檔案管理

資源狀態(tài)分析

經營管理工具

1284.3.4遙感、地理資訊系統(tǒng)與GPS應用策略

在森林資源管理以及森林資源資訊管理系統(tǒng)建設過程中，地理資訊系統(tǒng)和遙感、全球定位技術的應用越來越廣泛，這三項技術合稱3S技術。3S技術在森林資源資訊管理過程的地位是不均衡的，三者中地理資訊系統(tǒng)技術是基礎平臺，是資訊的組織者，在資訊採集、測量、定位過程中使用遙感和GPS技術，作為資訊的採集，並將二者與GIS技術相結合，建立綜合集成的技術環(huán)境。實踐中，一般也是以地理資訊系統(tǒng)為基礎，建立林業(yè)集成資訊管理系統(tǒng)，而GPS技術則在資訊採集過程中起輔助測量、定位等作用。

1294.4數字圖像處理技術與應用

數字圖像是指能夠用電腦存儲、處理和使用的圖像。遙感圖像是獲取空間資訊的一個重要資訊源。通過現代技術獲取的遙感圖像主要是數字圖像，要想從遙感圖像中提取有用資訊，必須依靠有關的數字圖像處理技術。地理資訊系統(tǒng)中很多的空間分析功能是基於柵格數據的空間模型，而柵格結構的數據就是數字圖像。此外，地圖數位化的一種快速手段就是地圖掃描數位化，多數情況下這些掃描得到的柵格數據要進一步處理並轉化為向量結構的數據。所有這些工作都離不開數字圖像處理技術。

130模擬圖像是空間上連續(xù)的圖像，可以用函數f(x,y)表示

而數字圖像是用離散函數表示的數字矩陣。

131

把模擬圖像轉換為數字圖像的過程稱為連續(xù)圖像的離散化，也稱模/數轉換，記作A/D轉換。離散化包括採樣和量化兩部分內容。採樣是對空間連續(xù)座標進行離散化，即每隔一定的間隔抽取一個樣本點，形成一個二維點陣。對連續(xù)圖像函數f（x,y），沿x方向以等間隔

△x採樣，採樣點數為M，沿y方向以等間隔△y採樣，採樣點數為N，於是得到一個M×N的離散樣本陣列[f(m,n)]M×N。量化就是對樣本點的亮度或顏色值進行離散化，在樣本值的變化範圍內進行分層、取整，用數值表示顏色或亮度等級。一幅黑白灰度圖像，在電腦中灰度級以2的整數冪表示，即G=2當m=8，7，6，…，1時，其對應的灰度等級為256，128，64，…，2。

2級灰度構成二值圖像，畫面只有黑白之分，沒有灰度層次，通常的A／D變換設備產生256級灰度，以保證有足夠的灰度層次。

132

數字圖像處理

數字圖像處理（DigitalImageProcessing）又稱為電腦圖像處理，它是指將圖像信號轉換成數字信號並利用電腦對其進行處理的過程。數字圖像處理最早出現於20世紀50年代，當時的電子電腦已經發(fā)展到一定水準，人們開始利用電腦來處理圖形和圖像資訊。早期的圖像處理的目的是改善圖像的品質，以改善人的視覺效果為目的。隨著技術的發(fā)展，數字圖像處理的研究和應用範圍不斷拓寬，數字圖像處理的主要內容包括圖像變換、圖像編碼、圖像增強、圖像恢復、圖像分割、圖像的理解和識別等。133數字圖像處理的優(yōu)點

數字圖像處理與光學圖像處理相比，具有以下優(yōu)點：1）

再現性好。數字圖像處理不會因圖像的存儲、傳輸或複製等一系列變換操作而降低圖像品質。只要圖像在數位化時準確地表現了原稿，則數字圖像處理過程始終能保持圖像的再現。

2）處理精度高。按目前的技術，幾乎可將一幅模擬圖像數位化為任意大小的二維數組，這主要取決於圖像數位化設備的能力。3）適用面寬。圖像可以來自多種資訊源，它們可以是可見光圖像，也可以是不可見的波譜圖像（例如X射線圖像、

射線圖像、超聲波圖像或紅外圖像等）。從圖像反映的客觀實體尺度看，可以小到電子顯微鏡圖像，大到航空照片、遙感圖像甚至天文望遠鏡圖像。4）靈活性大。圖像處理大體上可分為圖像的像質改善、圖像分析和圖像重建三大部分，每一部分均包含豐富的內容。由於圖像的光學處理從原理上講只能進行線性運算，這極大地限制了光學圖像處理能實現的目標。而數字圖像處理不僅能完成線性運算，而且能實現非線性處理，即凡是可以用數學公式或邏輯關係來表達的一切運算均可用數字圖像處理實現。

134數字圖像處理技術的應用

圖像是人類獲取和交換資訊的主要來源，因此，圖像處理的應用領域必然涉及到人類生活和工作的方方面面。隨著人類活動範圍的不斷擴大，圖像處理的應用領域也將隨之不斷擴大。數字圖像處理技術在航空航太遙感、醫(yī)用圖像處理、工業(yè)領域、軍事公安、文化藝術以及多媒體和通信等方面都得到了廣泛應用。其中遙感技術領域是應用數字圖像處理技術較早較全面的一個領域。

1354.5森林資源多媒體資訊管理技術

多媒體技術是指電腦綜合處理文字、聲音、圖形、圖像、視頻等多種媒體資訊的交互性集成技術。隨著電腦技術和多媒體技術的發(fā)展，在資訊管理過程中所要使用和管理的媒體由單一的數值、文本資訊到需要綜合的聲、文、圖資訊。這裏所說的媒體是指資訊的載體，而不是存儲資訊的物理介質。隨著多媒體資訊獲取技術、存儲技術和傳輸技術的發(fā)展，森林資源管理過程中對多媒體資訊的需求不斷增加。

1364.5.1森林資源管理需要多種載體的數據

森林資源管理所需要的源數據有多種不同的數據格式，如各類統(tǒng)計數據是以數值的形式出現的，資源狀況、特徵描述是文本數據，而各種地圖是以圖形、圖像格式出現的，資源調查、監(jiān)測、規(guī)劃中採用的航空照片、遙感影像是圖像數據，此外還有即時視頻、音頻資訊等。

多媒體技術在資源與環(huán)境資訊系統(tǒng)中所起的作用主要有以下幾方面：擴大資訊系統(tǒng)處理對象、數據來源及處理手段。

增加資訊系統(tǒng)的表現手段和效果。

加速資訊系統(tǒng)的社會化、大眾化和支持宏觀決策。

1374.5.2森林資源多媒體數據管理方式

多媒體數據格式多種多樣，其管理方式不同於傳統(tǒng)的文本和數值型數據管理方式。圖像存儲過程中有壓縮存儲和無壓縮存儲之分，所採用的檔格式也不同等等。需要採用多媒體資料庫系統(tǒng)組織數據，採用基於內容的檢索技術進行資訊檢索，採用超媒體技術進行管理。多媒體資料庫要解決的關鍵技術問題有：建立不同於傳統(tǒng)數據模型的多媒體數據模型；解決數據的壓縮和解壓縮問題；多媒體數據的存儲管理和存取方法；多媒體資訊的再現及良好的用戶介面以及分佈式技術等。森林資源資訊管理過程經常需要用到多種媒體組合來表示資訊。如利用地理資訊系統(tǒng)中的圖形數據、遙感圖像、視頻、音頻等共同描述森林資源狀況。

1384.5.3多媒體技術和超媒體管理

1、

多媒體技術媒體（medium）在電腦領域中有兩種含義：一是指用以存儲資訊的實體，如磁帶、磁片、光碟和半導體記憶體等；一是指資訊的載體，如數字、文字、聲音、圖形和圖像。多媒體電腦技術中的媒體是指後者。所謂多媒體電腦技術（multimediacomputingtechnology），是指電腦綜合處理多種媒體資訊：文本、圖形、圖像、音頻和視頻，使多種資訊建立邏輯連接，集成為一個系統(tǒng)並具有交互性。多媒體電腦技術的關鍵技術包括：視頻音頻信號獲取技術；多媒體數據壓縮編碼和解碼技術；視頻音頻數據的即時處理和特技；視頻音頻數據的輸出技術。

1392、

多媒體數據壓縮和解壓縮技術多媒體數據的數據量龐大，如果不進行壓縮處理，數據的存儲和傳輸都要佔用大量的空間和時間，例如，一頁印在B5紙上的檔，若以中等解析度（300dpi,約12像素點／mm）的掃描器進行採樣，其數據量約6.61MB／頁。那麼， 一片650MB的CD-ROM，只能存98頁這樣的檔。同時，多媒體數據存在著大量的數據冗餘，包括空間冗餘、時間冗餘、結構冗餘、知識冗餘、視覺冗餘、圖像區(qū)域的相同行冗餘、紋理的統(tǒng)計冗餘等，為數據壓縮提供了可能。多媒體數據壓縮方法根據不同的依據可產生不同的分類。根據品質有無損失可分為有損失編碼和無損失編碼；按照其作用域在空間域或頻率域上分為：空間方法、變換方法和混合方法；根據是否自適應分為自適應性編碼和非適應性編碼等。1403、

多媒體數據壓縮編碼國際標準多媒體數據壓縮編碼標準分為音頻數據壓縮編碼標準和視頻數據壓縮編碼標準。音頻數據壓縮編碼標準包括國際電報電話諮詢委員會（CCITT）和國際標準化組織（ISO）提出的一系列國際標準：G.711、G.721、G.722、G.723、G.728、G.729等語音信號壓縮標準以及MPEG音頻標準、AC-3音頻編碼標準。國際標準化協(xié)會（InternationalStandardizationOrganization，ISO）、國際電子學委員會（InternationalElectronicsCommittee,IEC）、國際電信協(xié)會（InternationalTelecommunicationUnion，ITU）等國際組織，於20世紀90年代領導制定了三個有關視頻圖像壓縮編碼的國際標準：

①JPEG標準，②H.261標準，③MPEG標準。

1411)靜態(tài)圖像壓縮編碼的國際標準----JPEGJPEG是聯(lián)合圖像專家小組（JointPhotographicExpertsGroup）開發(fā)研製的連續(xù)色調、多級灰度、靜止圖像的數字圖像壓縮編碼方法。它是國際上彩色、灰度、靜止圖像的第一個國際標準。JPEG是基於離散余弦變換（DCT）的有失真編碼，其壓縮比可達1:12。目的是為了給出一個適用於連續(xù)色調圖像的壓縮方法，使之滿足以下要求：（1）達到或接近當前壓縮比與圖像保真度的技術水準，能覆蓋一個較寬的圖像品質等級範圍，能達到“很好”到“極好”的評估，與原始圖像相比，人的視覺難以區(qū)分。（2）能適用於任何種類的連續(xù)色調的圖像，且長寬比都不受限制，同時也