ArcGIS在林业上的应用研究

摘要：指出了随着GIS技术的不断发展，在林业应用上建立一个通用的林业资源管理信息系统，是实现森林资源信息化管理的有效途径。以ArcGIS为切入点，在概述ArcGIS的基本内涵的基础上，通过分析ArcGIS数据库系统构架，阐述了ArcGIS系统的主要功能，旨在说明ArcGIS在林业上的应用的重要性，以期为ArcGIS在林业上的应用提供参考。

关键词：嵌入式；ArcGIS Engine；林业；应用

中图分类号：S758.61文献标识码：A文章编号：16749944（2013）02022603

1引言

随着地理信息系统技术的发展，GIS平台、语言、开发工具的日新月异，ArcGIS 应运而出。ArcGIS Engine是ESRI（美国环境系统研究所）开发的嵌入式GIS，在林业信息化发展的过程中，ArcGIS在林业上的应用，形成一个嵌入式的地理空间集成平台，较好地满足了林业资源管理信息化的要求，因此是实现林业建设信息化的一种行之有效的方法。如何发挥ArcGIS的功能，实现ArcGIS在林业上的应用，是当前林业建设关注的焦点。因此，研究ArcGIS在林业上的应用具有十分重要的现实意义。鉴于此，笔者对ArcGIS在林业上的应用进行了初步探讨。

2ArcGIS的基本内涵

ArcGIS是当前GIS研究领域的一个重要趋势，针对ArcGIS的基本内涵，将从ArcGIS软件的发展和ArcGIS系统的优势两个方面来介绍。

2.1ArcGIS软件的发展

ARCGIS软件是从ARC/INFO发展而来的，ArcGIS软件为美国ESRI公司研制， 为用户提供一个可伸缩的，全面的GIS平台。其家族包括：桌面GIS（ArcGIS Desktop）——ArcReader、ArcView、ArcEditor、Arcinfo和ArcGIS扩展模块；服务器GIS——ArcIMS、ArcGIS Server和ArcGIS Image Server；移动GIS——ArcPad以及ArcGIS Mobile；开发GIS——为开发者提供的用于扩展GIS桌面，定制基于桌面和基于Web的应用，创建移动解决方案的组件。从GIS的发展过程看ArcGIS系统的变迁，不难看出，它们共同组成了一个完整的地理信息系统平台，ArcGIS系列软件是一个引领GIS潮流的跨时代产品， 能满足空间数据管理、各种地图创建、不同需求的地理分析等，在各行业的飞速应用发展起到了不可估量的作用。

2.2ArcGIS系统的优势

ArcGIS系统的优势，主要表现在快捷的数据查询、专业的GIS统计分析、图层的分类管理、方便的数据更新和维护以及良好的权限访问5个方面，在快捷的数据查询方面，ArcGIS 不是一个孤立的GIS 软件，ArcGIS Engine开发的GIS系统的数据查询非常方便快捷，它是具有统一、严整、完备等集多功能为一体的系统，在查找时可以直接查找。在专业的GIS统计分析方面，ArcGIS系统也具有得天独厚的优势，ArcGIS Engine开发的GIS统计分析模块，大大便利了林业资源部门的统计。在图层的分类管理方面，ArcGIS系统的优势也不容小觑，利用ArcGIS Engine能显示多个图层组成的地图的功能，数据加载和图层添加，实现了ArcGIS Engine 的GIS 的系统开发。在方便的数据更新和维护方面，ArcGIS系统的优势也是显而易见的，Visual c# 2005和SQL Server2005开发的系统能较好地提供数据维护、数据检查、数据备份、数据整理功能。另外，在良好的权限访问方面，也体现了ArcGIS系统的优势，ArcGIS系统设置管理员、一般用户、参观者三级操作权限，可以有效避免系统数据被盗取和擅自修改。

2013年2月绿色科技第2期

杨启刚：ArcGIS在林业上的应用研究工程技术

3ArcGIS数据库系统构架

ArcGIS数据库系统能向林业资源部门提供林业资源高效利用等有关方面的决策依据。在ArcGIS数据库系统构架上，下文将从空间数据引擎的功能、森林资源信息管理系统软件体系结构图和森林资源信息管理系统软件体系结构图的特点3个方面来探讨，其具体内容如下。

3.1空间数据引擎的功能

考虑到系统有较强的区域性、用户的针对性， 在软件系统体系结构上，采用客户机（Client）/服务器（Server）结构可以充分利用两端硬件环境的优势，因此是目前最好的选择。传统GIS由于在数据流量和空间属性上的缺陷，已无法满足现代地理空间数据的需求，ArcGIS数据库系统，在空间数据引擎上的优势，使得数据海量并且有空间数据和属性数据并存，较好地满足了地理空间数据的需要，因此是林业资源部门的必然选择。空间数据引擎是与SQL规范高度兼容的，在RDBMS的支持下的一种空间数据库管理系统的实现方法，对林业资源的高效利用具有重要的作用。

3.2森林资源信息管理系统软件体系结构

森林资源信息管理系统软件体系结构分为应用层、开发层和数据层3个层次，共同构成了整个林业资源信息系统。如图1所示。

图1森林资源信息管理系统软件体系结构由图1可知，在应用层上，森林资源信息管理系统软件体系基于ArcGIS进行架构，主要包括系统管理工具、图像管理和报表统计管理3个方面的内容，应用层主要有利于实现土地常规业务功能，具体说来，在ArcGIS应用层上，可以快速检索、查询、浏览，打印输出等应用。森林资源信息管理系统软件在开发层上，则表现为空间数据包和属性数据表两大类，开发层作为连接应用层和数据库层的关键，在信息传递方面发挥着重要的作用，主要负责客户端与服务器间的信息传递与处理。另外，森林资源信息管理系统软件在数据库层上，由空间数据库和属性数据库组成。

3.3森林资源信息管理系统软件体系结构的特点

森林资源信息管理系统软件体系结构的特点，主要表现在5个方面：一是开放性。开放性是指所有软件基于C/S结构，这种结构具有其自身的优越性，有利于实现数据之间的分层次共享。二是集成性。在森林资源信息管理系统软件体系结构中，利用RDBMS可以实现连续的、无缝的、海量的地理数据存储，这种存储方式就是集成性的有效体现。三是可扩展性。在森林资源信息管理系统软件体系结构中，数据分层、分块管理，采用组件技术编制应用程序模块， 对森林资源信息管理进行扩展延伸，一方面组建技术是各种软件重用方法中最重要的一种方法，另一方面同时采用数据与应用程序分离机制，在一定程度上分离了应用程序空间，有利于实现森林资源信息管理。四是安全性。森林资源管理系统是有风险的，安全性是森林资源信息管理系统软件的重中之重。在森林资源信息管理系统软件管理体系中，安全性是指对森林资源及相关数据的管理采用C/S结构，为进一步确保软件的安全，可以使客户机配置加密码通道。五是易维护性。森林资源信息管理系统软件易维护性的特征，有利于节省森林资源信息管理系统软件的开发成本，确保森林资源信息管理系统软件的正常运行。

4ArcGIS系统的主要功能

ArcGIS系统的功能众多，其主要功能表现在实现GIS的基本功能、数据库系统功能和其他功能3个方面，下面逐一进行分析。

4.1实现GIS的基本功能

ArcGIS系统功能具备实现GIS的基本功能，从系统攻难上看，ArcGIS系统实现GIS的基本功能，一般均具备4种类型的基本功能：一是数据采集与编辑功能；二是属性数据编辑与分析；三是制图功能；四是分色排版的功能，这些基本功能的实现，便于森林资源信息管理系统常规功能的实现。

4.2数据库系统功能

从数据库管理系统的功能来看，ArcGIS系统的数据库系统功能涉及的数据来源多样、数据格式各异，数据量较大。数据库设计遵循规范化、安全性、可扩展性等设计原则。保证设计的数据库内容上的完整性、结构上的合理性、逻辑上的清晰。数据库系统主要功能（图2）主要包括元数据管理、查询分析和数据编辑。

图2数据库系统的主要功能由图2可知，元数据管理首先要解决的问题是建立结构合理、内容丰富的元数据，然后在此基础上建构系统功能框架。元数据管理系统结合元数据的特点，开发了方便实用的元数据操作工具，如数据输入、元数据编辑、查询、检索、元数据合并与导入、元数据报表输出等功能。在查询分析方面，系统提供了图形属性互查功能，可以由图形查询相对应的属性数据，也可以通过属性数据查询图形的空间位置。在数据编辑方面，系统在GIS的基础上提供了丰富的图形对象创建与编辑功能和强大的制图功能，操作方便快捷。系统支持目标捕捉、建立缓冲区等多种精确图形编辑模式。目标捕捉可以精确定位，建立缓冲区可以提高图形编辑速度。这些功能为数据的生产与更新提供了可靠的保障。

4.3其他功能

ArcGIS系统还具有其他功能，如统计报表功能。ArcGIS系统的统计报表功能是指将SQL语句嵌入到C#. NET中进行统计，利用水晶报表进行设计。专题制图功能。ArcGIS系统的专题制图功能是指将常用的专题图放到各个模块的菜单下，利用对话框进行参数设置，制作复杂的专题图，从属性数据库中任意提取字段制作小班注记。自动更新功能。ArcGIS系统的自动更新功能是指根据遥感数据或模型更新部分小（细）班调查因子以小（细）班为单位，提取遥感影像特征的定量指标，根据建立的遥感模型更新部分小（细）班调查因子，也可以根据目视解译标志进行人工更新。逻辑检查。ArcGIS系统的逻辑检查功能，是指利用直接连接到小班外业因子库，将逻辑检查做成动态链接库，这样，如果以后逻辑条件改变了，可直接修改动态链接库，方便升级。用户权限管理。ArcGIS系统的用户权限管理功能，是指对于不同的登陆用户，赋予不同的权限。

5结语

ArcGIS在林业上的应用是一项综合的系统工程，具有长期性和复杂性，在探索ArcGIS在林业上的应用过程中， ArcGIS Engine采用了嵌入式的开发技术， 是基于嵌入式GIS二次开发的典型代表。ArcGIS系统使建立的林业资源信息管理系统能够更好地管理林业资源，从ArcGIS系统的功能上看，与已有的管理系统也不相冲突，ArcGIS系统能更好地兼容目前已有的管理系统，相信在林业资源管理中运用ArcGIS系统，能为林业可持续发展做出决策提供科学依据，进而促进林业的可持续发展。

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收稿日期：20121218

作者简介：陈建兵（1981—），男，福建莆田人，主要从事古典家具制作与维护方面的研究。2013年2月1213Journal of Green Science and Technology第2期