林草资源大数据共享服务监测平台技术方案

技术方案

二O二一年三月

林草资源大数据共享服务监测平台包括标准规范建设、信息资源 建设、统一应用支撑系统建设、林业“一张图”系统建设、林业数据 共享交换系统建设、林业大数据展示应用系统建设、林业管理与辅助 决策系

统建设和已有系统的迁移与整合等8项内容。

1. 综合应用支撑系统

该系统是整个系统运行和建设的核心基础支撑。通过该系统可实 现对用户组织机构、系统资源、权限配置、数据字典、平台日志等统 一管理，对省市县三级林业部门统一管理。同时具备统一单点登录、 用户权限、账户安全管理、领域业务模型管理等功能。

平台的所有角色权限控制管理功能为服务接口，所提供的接口适 用于各个业务系统的应用需求，并开放接口规则。基础组件包括服务 组件、应用组件、展示组件等，各组件具有相应的功能，完成特定的 任务。加强基础组件的统一管理可大大提髙系统建设效率。

1.1. 统一系统管理

该模块功能包括统一登录管理、统一身份管理等。实现黑龙江全 省林业相关系统的登录认证，包括单点登陆管理和统一身份认证功能。 实现多种系统、异地系统的统一认证门户登录。用户运用一套角色管 理体系，统一界面风格、个性化服务。

单点登陆管理和统一身份认证，提髙用户的效率。用户不再被多 次登录困扰，也不需要记住多个ID和密码。另外，用户忘记密码并 求助于支持人员的情况也会减少。提高开发人员的效率。简化管理， 如果应用程序加入了单点登录协议，管理用户帐号的负担就会减轻。

简化的程度取决于应用程序，因为SSO只处理身份验证。所以，应 用程

序可能仍然需要设置用户的属性（比如访问特权）。

1.2. 林业基础组件

封装项目平台的所有角色权限控制管理功能为服务接口，适用各 个业务系统的应用需求，并开放所提供接口规则。该组件是构建运行 平台和系统建设的基础。每个组件具有相应的功能，完成特定的任务。 在系统开发或运行时可以通过组件（中间件）的组合调用，完成更加 复杂的任务。组件的共享调用，可大大提高系统建设效率，减少系统 建设费用。

服务组件包括组织机构组件、用户管理组件、角色定义组件、资 源配置组件等；应用组件包括工作流引擎、电子表单、通用查询组件、 统计报表组件、内容管理系统、3S应用组件等；展示组件包括门户 管理器，具有页面布局、个性化定制等功能。

1.3. 林业数表模型

在数据库和知识库技术支持下研究、构造和存储林业基础数据、 模型、数据管理模型和应用模型；建立以多元分析技术和数据库技术 为基础的模型遴选和构造方法；实现模型的输入、存储、维护、调用 等功能，为林业业务应用系统提供数表和模型支持。

林业数表模型包括测树模型、生长收获模型、树髙模型、林分郁 闭度模型等。其中测树模型应包含但不限于角规绕测模型、一元地径 材积模型模型、二元立木材积模型等；生长收获模型包括但不限于林 木年生长量测算模型、合理年伐量模拟计算模型。

1.4. 林业模型集成管理

该模块包括信息整合工具、数据建模等。功能类型包括数据建模、 系统表单建模、业务统计报表模型、工作量设计器和工作流引擎监控。

根据业务管理需要，对模型及建模进行构架和组合，形成满足不同林 业业务需要的服务功能。并可提供林业相关审核审批流程的定义、运 行、节点权限、表单设置、流程流转条件设置等服务。

1.5. 内容管理

该模块是本项目建设内容的综合管控模块。其功能包括数据交互、 站点运行管理、全站用户管理、栏目管理、文章管理、模板管理、搜 索管理、访问统计管理和资源器管理等。

2. 林业〃一张图〃系统

建立林业“一张图\"平台，实现黑龙江省某局所辖区域各林业数 据的整合、访问与共享。实现多期、多图层、多角度对林业数据、林 业事件进行比较、统计、分析。主要包括图层控制展示系统、时空分 析系统、数据统计系统、林业事件分析系统和数据更新系统等。

2.1. 图层控制展示系统

该功能在林业数据整合的基础上，对公共基础数据、林业基础数 据、林业专题数据和林业综合数据等四大类型数据进行统一管理与展 示。系统包括数据管理、图层浏览管理和查询检索等模块。

数据管理是对公共基础数据、林业基础数据、林业专题数据和林 业综合数据等数据进行管理，对数据进行不同图层的叠加展示。 图层浏览管理可以浏览不同图层信息，并且图层信息可以叠加展 示，更好的为领导提供决策支撑，

查询检索可以对系统内不同类型数据和区域数据进行查询。

2.2. 时空分析系统

该系统包括历史数据叠加模块和数据时空变化对比模块，可提供 完整的数据时空分析处理。其功能包括：

1•历史数据叠加：实现历史数据图层叠加，对历史数据进行统一 处理及分析。

2. 数据时空变化对比：在宏观区域内大范围变化情况，对林业业 务数据进行时间轴跟踪对比。可以明显的对比出时间间隔内，整体区 域的大范围变化情况，以时间为重要因素，展示不同时间内数据变化 情况。

3. 数据时空变化对比：在微观区域内，实现对特定的区域内多期、 多图层林业业务数据的变化情况比对。从多个角度展示该区域内的多 种数据的变化情况，为领导提供决策支持。

2.3. 数据统计系统

该系统提供多种维度（区域、图层、时空）进行数据的统计分析 功能，包括直观展示指定图层的数据统计信息、多区域比对统计数据 信息，以及根据地理位置的不同分布、根据时空分布展示统计信息等。 实现整体区域的所有图层数据统计信息展示、特定图层的不同地 理位置

区域展示、多时空范围内的特定区域或者特定图层的数据统计

展示。

2.4. 林业事件分析系统

该系统可与占用征收林地、林木采伐、营造林等业务系统关联获 得林业事件数据，也可通过群众举报或者执法发现等获得非法采伐、 非法

占用征收林地等违法行为数据。将数据添加至林业一张图系统中, 可以对该区域的林业事件进行分析，为领导审批提供决策分析支持。

2. 区域内林业事件分析：针对林业事件的发生区域，对指定区域 内的林业事件进行分析。可分析的林业事件包括林业事件来源、事件 性质、事件发生位置、事件数量等；

2. 事件来源分析：事件的来源包括（不仅限于）举报、移送、控 告等来源。要求可以单独选择每种来源发生的事件，及相关事件的详 细信息。

3. 事件性质分析：包括（不仅限于）盗伐、滥伐、毁坏森林/林 木，毁林开垦、非法釆伐或毁坏古树大树名木、违法征/占用林地、 非法收购经营加工木材、违法运输木材、非法改变林地用途、森林火 灾等。根据选择的事件性质，可以针对某种特定的事件性质进行统一 展示分析，并在发生的区域进行标示。

4. 针对林业事件的不同发生区域，对指定区域内的林业事件进行 分析。展示指定区域内的所有林业事件情况，包括林业事件的来源， 事件的性质等。并在一张图的GIS平台上，展示具体林业事件发生的 位置，统计发生事件的数量。

2.5. 数据更新系统

用户可以按照数据的类型进行数据更新，上报最新的数据，同时 提交元数据来源和时间。数据可自动入库，并进行相应的数据更新, 原有的数据将被纳入数据库作为历史数据保存。

数据更新类型包括公共基础数据更新、林业基础数据更新、林业 专

题数据更新和林业综合数据更新。

3・林业综合数据共享系统

林业综合数据共享系统，主要提供信息资源目录服务，梳理黑龙 江省林业信息资源目录，建立全省林业统一目录管理与共享。部署目 录管理系统，纵向主要实现与国家林业和草原局进行数据资源交换, 同时实现黑龙江省林业和草原局对局直单位、各自然保护地、国有林 场、各市、县级林业主管部门以及乡镇林业站的数据资源分发与交换。 建设服务目录，作为服务注册中心，将封装的Web服务和来自其他 系统的Web服务进行统一管理，注册到服务目录中，通过服务管理 模块实现对服务目录的管理控制。对各业务单位各类服务进行统一管 理，统一授权，统一共享。

该系统可为多源数据提供有效管理和共享服务。具体功能旨在通 过应用GIS技术、遥感技术、数据库技术、网络技术等，实现对多源 遥感数据、GIS数据、过程数据及成果数据的自动入库、编目管理、 查询检索、分发下载和发布服务等应用。同时该系统可基于分布式计 算技术，提供必要的在线数据预处理功能和一定的分析算法，用户可 在该系统中快捷地对入库前的数据进行变换、提取或者拼接操作。

数据共享服务主要功能包括：数据归集、服务注册、服务发布订 阅、服务申请及审核、共享服务管理、数据转换规则映射等。

系统服务类型应包括：林业结构化数据服务、数据分析服务、流 媒体服务、空间地理信息服务、文件服务等。

1、 数据集市：支持数据检索功能，可以提供资源分类列表、关 键字两种方式检索数据，并提供订阅和下载功能。

2、 资源目录配置：演示信息资源目录列表，信息资源项不小于 100 项。

3、 服务发布：根据选择数据的数据项、字段、过滤条件等定制 化需求发布服务，实现数据共享。

4、 服务注册：可通过服务注册功能注册到数据服务中心，提供 数据共享应用。

5、 审核中心：对服务的申请和注册、数据的发布和下载提供审 核功能。

6、 数据配置：依据GBT21063-2007政务信息资源目录体系中的 规定，定制化数据结构，包括开放类型、共享类型、数据类别等。

7、 字典域配置：提供数据的字典项不少于200项。

3.1. 林业结构化数据服务

实现了对多源遥感数据、GIS数据、过程数据及成果数据的综合 管理功能。服务类型包括数据加载（扫描发现、完整性检查、元数据 提取等）、数据编目和检索（关键字、属性、行政区划、空间范围等 多种方式）、元数据在线编辑以及数据权限控制等。

3.2. 数据分发相关服务

对地图瓦片和数据产品请求的响应，支持大规模瓦片数据集的在

线分发和面向最终用户的数据下载。

3.3. 数据分析服务

支持在分布式环境下的可靠数据计算，实现了对影像数据产品的 各种常见处理功能，同时也是大规模影像数据并行瓦片化的基础。

3.4. 流媒体服务

支持空间数据产品的实时可视化，通过OGC标准协议对外服务， 主要用以支持对非瓦片数据的在线浏览。

3.5. 文件服务

提供其它服务依赖的基础功能，例如服务自动发现与配置、高级 消息队列、内存缓存等。

3.6. 空间地理信息服务

该门户是用户通过进行数据交互的主要平台，主要服务内容包括:

（1） 数据产品综合管理。提供多源遥感数据、GIS数据、过程

数

据及成果数据的分类分级组织界面。用户可根据数据属性快速导航， 支持用户个人数据组织和全局数据组织两种方式，提供数据查看方式、 数据检索查询方式等。

该平台支持灵活可定义扩展的元数据模式，即提供相关的界面进 行元数据的配置修改，并可将数据对象按照元数据字段动态进行聚合 分

类。

（2） 数据产品扫描加载。平台可以自动扫描挂载的存储设备上 的产品数据，按照预定义的规则检查数据完整性，并提取所需的属性 信息，形成初步的元数据内容（允许用户编辑修改），为数据入库做 准备。

（3） 数据产品浏览编辑。提供具有基本功能的在线浏览界面，

可在二维地图上定位查看。提供数据对象元数据编辑功能。

（4） 数据产品在线发布。提供空间数据对象，尤其是较大规模

影像数据的数据发布方式。

（5） 数据产品计算分析。在web界面中实现常见的影像数据处

理功能。

（6） 系统配置与管理。包括元数据模板编辑、全局数据分类体

系、用户权限、日志管理和统计等功能。

3.7. 林业大数据分析展示应用系统

林业大数据展示应用系统是充分利用大数据技术和空间信息数 据挖掘等相关技术，实现对林业业务数据的分析，及时发现并掌握信 息变化，实现源头监管、全方位覆盖、环节掌控和精细化管理的目的， 为用户提供决策支持服务和可视化管理依据。针对各业务模块进行大 数据展示分析，包括森林资源时空大数据分析、林地保护大数据分析、 生态公益林大数据分析、森林采伐利用大数据分析、生物多样性大数 据分析、种苗大数据分析、林业有害生物大数据分析和森林防火大数 据分析。

例如森林资源时空大数据分析，具体实现对森林资源信息的分析 及

数据展示，对管辖区内各地区的所占面积进行统计，并以饼状图形 式进行展示分析，对蓄积量的进行统计，结合各地区林地面积进行分 析对比，展示林木绿化率、森林覆盖率等。

1. 林业资源动态监管

以遥感影像为支撑，以采伐、灾害、造林等变化数据为依据，动 态更新、实时监控林业资源。

2. 林业资源变化预测

通过大数据分析，对林业资源变化过程进行动态模拟。 3. 生态红线监测预警

对保护重点区域的生态变化进行预警，根据生态红线体量数据进 行生态红线预警。

4. 林业生态安全评价

评估生态系统当前状态，对可能发生的生态安全事件进行预测预 警。

4.林业管理与辅助决策支持系统

林业管理与辅助决策系统需结合林业大数据形成林业数据的数 据应用平台，为林业发展提供全方位数据分析展示服务，将业务系统 进行统一综合展示，并实现数据的统计分析功能，让所有的数据都直 观的展示给用户，支持运用系统优化决策模型和评价模型进行领导决 策分析。林业管理与辅助决策支持系统包括领导视角子系统、数据管 理子系统、地图展示子系统、多维分析子系统、数据钻取系统，为领 导提供决策支持。

4.1. 领导视角子系统

(1) 信息总览

能以图文结合的方式实现相关业务系统的信息总体概览，便于领 导层快速了解所关注业务的整体情况。

（2） 经典报表

能以不同报表方式直观的分析展示业务模块的分析结果，以林业 基础业务模块为例，以条形图的方式展示省各市（区）的森林覆盖率、 林地面积等数据。

（3） 图文报告

能以文字和饼状图的方式展示图文报告，以营造林业务模块为例, 图文结合展示省营造林工程建设现状，如年度计划完成面积、已完成 面积和完成率等，并进行年份间对比。

4.2. 数据管理子系统

（1） 数据搜索

搜索方式分为按照年份、黑龙江省各市、县等方式进行搜索，搜 索结果以表单方式呈现。

（2） 数据添加

选择年份和区域，进行业务模块数据的添加。地块分为林地、耕 地、牧草地、未利用地、建设用地、水域地块等。

（3） 数据删除

对搜索得到和新添加的数据进行删除操作，删除时予以提醒。

（4） 数据导出

选择需要导出的数据，以EXCEL表格的方式进行导出，方便进行 其他相关分析和使用工作。

4.3. 地图展示子系统

地图展示系统分为普通二维展示、三维展示和全景展示。

4.4. 多维分析子系统

如包含年度分析、统计单位分析、林地保护等级分析、活力木蓄 积分析等。

实现森林资源数据从时间、区域、业务分类等多个维度，通过拖 拽维度和度量，即可生成自定义的报表、图表。

4.5. 数据钻取子系统

通过年份、行政区划、发生面积等方式，以采伐、灾害、造林等 变化数据为依据，动态更新、实时监控林业资源进行林业资源动态监 管；通过大数据分析，对林业资源变化过程进行动态模拟对林业资源 变化预测；对保护重点区域的生态变化进行预警，根据生态红线体量 数据进行生态红线预警；评估生态系统当前状态，对可能发生的生态 安全事件进行预测预警。

1. 可实现如按年份-行政区-发生面积等方式钻取数据。

2. 通过数据钻取方式展示省级及下属行政单位的林地面积、森林 面积、公益林面积、森林覆盖率和活立木蓄积。

3. 实现森林资源数据从时间、区域、业务分类等多个维度，通过 拖拽维度和度量，即可生成自定义的报表、图表。