智慧林业可行性研究报告

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智慧林业 可行性研究报告 目录 一、 智慧林业...........................................................................................3 1.1 概述..................................................................................................3 1.2 现状与需求分析..............................................................................3 1.2.1 现状分析...................................................................................3 1.2.2 用户需求...................................................................................5 1.3 目标..................................................................................................6 1.3.1 林业管理信息更畅通...............................................................7 1.3.2 对工作人员监管更到位...........................................................7 1.3.3 车辆、设备、人员调度指挥更快捷.......................................7 1.3.4 森林档案管理更健全...............................................................8 1.3.5 警情定位更精确.......................................................................8 1.3.6 预案处理更专业.......................................................................8 1.4 建设方案..........................................................................................9 1.4.1 总体设计方案...........................................................................9 1.4.2 详细建设方案.........................................................................17 1.4.3 业务应用...............................................................................155 1.1 概述 信息化技术取得了突飞猛进的发展，数据库、地理信息等技术 已日趋成熟，为系统建设创造的良好的条件。建立林业资源信息管 理系统对林业整体管理的现代化水平具有深远的影响。 该系统的搭建，是本着坚持实用为主，适度超前的原则，把应 用保障体系与应用体系放在同步规划、同步建设、同步运行的位置， 加大基础平台建设力度，促进林业资源数据共享，确保了林业信息 化建设的健康运行。本项目中的各个应用系统均以公共基础数据库 为中心，既避免了重复投资，实现了信息的充分共享，也减少了区 县林业局管理维护的难度，确保了数据的完整性、唯一性、准确性 和现势性。基本实现全市林业空间地理数据入库、更新、业务应用 与维护，相同比例尺之间的无缝漫游。形成信息全方位辐射、监管 多方面铺开、服务各层次跟进的林业信息化格局，推动我市现代林 业建设再上新台阶。 1.2 现状与需求分析 1.2.1 现状分析 （1）信息资源亟待更大范围集成共享。由于业务管理的碎片化、 条块化、分层级的传统局限性原因，林业信息化资源目前仍然处于 粗放和分散管理状态，在主要业务流程、信息化标准和数据模型定 义的标准化方面尚存不足，缺乏顶层管理，各业务之间还存在一定 程度的数据壁垒，部门之间业务数据还未充分共享，数据重复存储 且不一致的现象还存在；信息系统软硬件资源还未充分实现集约管 4 控，统筹利用程度不高，资源利用率不高，运维难度和成本较大， 软硬件资源优化整合工作有待加强。 （2）一体化管控承载能力有待提高。全市环保尚缺乏统一的信 息平台。随着信息化与业务的深度融合，将产生大量实时数据，对 信息网络传输能力、数据中心存储能力和处理能力提出了更高要求； 为支撑流程集成和业务应用的深度融合，平台的流程处理能力、消 息转换处理能力以及数据交换能力需进一步提高；随着可视化技术 的发展，互动化需求日益迫切，基于多维门户的信息展现能力需要 进一步提高。总之，为适应信息系统的快速发展和稳定运行，需要 建立统一的一体化平台，为全市环保业务管理和运营提供整体的承 载能力。 （3）业务应用及决策能力有待提升。局内环保体系已经建立了 部分业务信息系统，满足了所属领域部分监测、监管和监督等业务 需要。随着全市环保稳步推进组织架构变革，管理方式创新，业务 流程不断优化，各业务应用也不断提出新要求，现有业务应用系统 存在不适应、难以支撑的局面。业务应用之间需进一步按照环保业 务，实现全流程深度集成。由于环境保护与治理业务广域性、复杂 性的特征，决定其必须依赖信息技术提供的强有力的数据分析与辅 助决策能力，支撑环境质量的多层次预测、推演、快速定位于溯源 要求，目前的支撑能力仍处在较为初级的数据获取与查询阶段，战 略层、规划层、分析决策等智能化程度还有待提升，以适应全市环 保发展要求。 （4）信息安全主动防御能力有待提升。随着大量信息系统投入 运行，全市环保上下形成了规模大、系统复杂、业务依赖性强的业 5 务应用环境，任何局部运行问题均有可能影响到全网，引发全市环 保信息系统的应用障碍。此外，随着环保资源社会化服务建设的推 进，信息化、自动化、互动化特征逐步凸显，环保系统和公众的双 向互动增强，智能采集和智能终端设备大量使用，使得信息内网与 众多智能设备间的数据通讯和安全接入成为急需解决的技术难题， 大批智能终端设备需要通过无线公共网络接入，大量用户侧的接入 访问对安全管理带来了更多的风险。因此，在新形势下，信息安全 将会面临更多更大的挑战。 （5）信息运维和管控能力有待提升。随着大量应用系统建成投 运，全市环保现有信息运维和管控体系需进一步完善，能力需进一 步提升。一是信息化组织体系需进一步优化完善，有效支撑信息化 管理、建设、运维、服务等各项工作；二是需提升技术支撑能力， 切实落实运维体系建设；三是需进一步明晰职责，建立信息职能部 门和业务部门协同推进信息化的机制和体制；四是信息管控能力有 待提升，需进一步加强全市环保架构管控，确保信息系统技术路线 的一致性，实现全市林业信息化的可持续发展 1.2.2 用户需求 1.2.2.1 统一平台、资源共享 如果由每个乡林业监管部门都自行组建自己的运行平台，配备系统技术管理 人员，会造成系统的重复建设、增加运行成本，并且由于不同营运平台的数据 标准和格式不一，资源也得不到共享。因此，从社会整体利益出发，建立统一 的森林防火监控运行平台很有意义。 6 1.2.2.2 事前监督与事后核查并举 智慧林业信息化应用管理系统是一种“事前监督与事后核查并举”的方式，它 尽可能地做到“防范于未然”；若在全市统一的网络中实现统一的数据格式，可以 向各有关部门开放监控终端窗口，分层次地进行监督管理，也便于政府相关主 管部门宏观了解森林防火形势。在关键时刻，可以对突发森林火灾的特定作业 工具进行监控(掌控)，通过配套的森林防火客户端应用软件，对运行数据进行宏 观分析，为政府领导决策指挥提供帮助。 1.2.2.3 提升林业管理工作信息化水平 建设市级智慧林业信息化应用管理统一平台，是依靠高科技手段从源头上 来解决森林管理难题，增加动态监管手段，能显著提高紧急救援和应急调度指 挥能力，对增加新形势下森林防火、防病虫害等工作的科技含量和提升信息化 水平等具有深远意义。 1.3 目标 市数字林业信息化管理系统主要是综合运用“3S”、计算机、网 络和数据库等技术，在全市林业基础地理数据库基础上，以全市森 林资源二类调查小班数据为数据主体，利用外业实测、遥感影像等 获取小班森林资源的变化信息，通过森林资源管理系统，实现全市 森林资源小班相关数据的网络化实时在线更新与统计汇总。通过以 森林防火为中心的森林防火系统、视频监控系统及相关基础设施的 建设，为领导者提供防火辅助决策服务，为护林员提供保障服务， 为防火资源提供管理服务，进一步提高对森林火灾等林业灾害性事 故的应急管理水平。通过森保（病虫害监测调查）系统，以森林资 源二类调查小班数据为基础，利用外业调查手段，获得病虫害基本 7 信息，实现林业有害生物信息的监测与分析。通过林权管理系统， 实现林权档案管理与林权证发放管理。通过林政管理系统，实现采 伐证等相关审批事项的管理。通过 OA 办公自动化系统，实现自动 汇总生成统计报表，实现无纸化办公，实现网络视频会议。通过整 个系统的网络化运维与日志管理，实现对资源小班及各级业务工作 人员的精细化管理，实现林业资源的“数据整合与共享”，为森林资源 管理和森林防火提供决策依据，为各级林业生产、管理与决策服务。 本系统采用 GIS 地理信息系统作为整个系统的展示平台，整合 其它功能模块，实现森林资源统计、森林防火、病虫害监测、自然 保护地管理、古树名木管理、绿化资源建设管理系统、视频监控、 视频会议、通信指挥、卫星数据监测、办公自动化等功能。通过互 联网，可实现林业站→县级林业局→市林业局三级信息上报汇总。 1.3.1 林业管理信息更畅通 长期以来缺乏有效统一监管平台。目前各地林业部门自建的监管平台标准 不导致警情数据不能共享，上级领导部门无法有效监管。部门之间信息沟通缺 乏渠道。即使是上下级之司也存在的信息孤岛问题。 1.3.2 对工作人员监管更到位 林业系统具有从业人员多、工作内容繁琐、人员不易监管等特点，同时现场 问题能否第一时间上报至后台调度中心并解决，也将会对社会正常生活秩序形 成极大影响。加强人员管理、缩短问题处置时间、提高故障处置效率成为护林 工作的关键。据了解，目前我国林业系统护林员队伍大多数为就近聘用的临时 工或合同工，尽管各级林业主管部门已采取了各种各样的激励、奖罚措施，但 由于林场地域广大，工作人员众多，在没有有效的设备设施及现代化管理工具 支撑的情况下，管理者对这些巡检护林人员监管无法监督到位。容易造成警情 8 不能及时发现发现警情后指挥调度无法展开等管理难题。本方案借助高科技设 备更好地实现了护林员和巡查人员的巡查、管理、上报。 1.3.3 车辆、设备、人员调度指挥更快捷 近年来，随着生态培育工作的推进，林地面积越来越大，随之，护林育林的 工作任务也越来越重。一旦发生森林火灾等重要警情，迅速调度大批人员、车 辆及相关设备设施进行救援是最为关键的工作环节。所以为保证调度指挥工作 的有效性，给车辆、人员配备现代化的通信管理工具，采用信息化的手段进行 管理就成为了一种必须。 1.3.4 森林档案管理更健全 本系统建设后，将给市林业系统提供一套完善的、科学的、统一的森林档案 管理软件系统，包括但不限于林地面积、育林史、主要树种、树龄、管理单位、 责任人、位置信息、生态状况、历史事件等信息将形成电子信息档案，还可将 森林档案管理纳入预警管理平台便于有针对性预防和警情发生后自动形成历史 记录。 1.3.5 警情定位更精确 尽管预防预警工作做得十分周密，但自然森业病虫害及意外森林火灾等现 象仍不可避免。当林业主管部门接到群众或上级单位报案后，不能对林火警情 位置进行精确定位是目前面监最大难题。本系统建成后，将采用经纬度信息编 码技术对全市各个林区进行准备定位，一旦警情发生，我们可以通过卫星遥感 观测的经纬度数据进行搜索定位，还可以借助模糊查询及视频监控来进行准确 定位。从而保理论上扑救工作更容易展开。 9 1.3.6 预案处理更专业 在事故状态下，如何及时获得专业解决方案，同时得到有关事故处理的资 源分布和可使用情况、周边地形地貌、气象资料、历史上同类事件的处理等， 以便于管理人员迅速作出决策，调集资源，第一时间作出响应。 比如某林区发现美国白蛾，就需要药物库存、调集渠道、喷洒飞机的可用 情况作为紧急方案自动显示，相关区域的收到警示进行调查虫害的分布范围及 相关的防治措施等资料也自动进入管理人员视野。 1.4 建设方案 1.4.1 总体设计方案 1.4.1.1 总体思路 1.4.1.1.1 统一顶层设计 项目建设应该参考林业数字化转型是一项复杂，庞大的系统工 程，建议统一顶层设计以提高起点，以便高水平推进同时防止低水 平重复建设。 1.4.1.1.2 统一平台架构 项目建设充分利用电子政务云平台，建设林业基础库和主题库 等统建资源。同时做好数据共享工作，将林业信息共享给省林业厅、 其他委办、企业、公众，服务于张家界市整体数字化转型工作。 1.4.1.1.3 统一层级架构 统分结合，实行市县“一级部署，两级应用”的模式。平台建设需 要考虑市县两级应用开发和运行保障。市局主要负责建设基础性， 10 通用性系统的建设，各区县使用统一的基础平台，在平台之上建设 个性化的应用。 1.4.1.2 总体架构  基础设施层 本次项目建设包括污染源在线监控综合接入系统、环境监测点 位数据采集项目、感知接入平台，全面接入气象、巡林等要素的感 知数据，为构建全市林业感知一张网提供承载基础。本项目充分依 托市政府及市局统筹建设的数字化基础设施，包括基础网络、网络 服务、存储服务、容灾服务、异地备份服务、物理感知等内容不在 本次建设范围内。  数据支撑平台 项目需要构建全域数据的能力共享中心，提供数据采集、存储、 融合、治理、服务等全链路一站式服务，构建面向业务应用的数据 中台；数据中台基于面向对象数据存储方式，构建标准数据库、业 务数据库、成果数据库、共享交换库，充分利用数据抽取、检验、 清洗、比对、弥补、转换等数据集成手段，满足张家界市林业局横 11 向纵向的数据交换与数据共享的需求，为体系内部业务协同、横向 部门业务协同提供技术支撑。  应用支撑平台 应用支撑平台主要由管理域和能力域组成。管理域包括统一服 务管理平台、统一服务网关平台；能力域包括支撑引擎（GIS 引擎、 业务引擎等）、业务模型及机器学习平台等建设内容。应用支撑平 台引入了业务中台，采用微服务架构模式，将各种应用信息系统分 解成一套较小的服务。基于服务引擎中的各种能力，能够快速支撑 各层级、各部门、各应用的快速高效的搭建，有效降低应用构建成 本，全局提高应用建设质量，打破“业务孤岛”实现跨部门的业务协同 业务流转，真正实现全市林业大协同。  业务应用层 本系统采用 GIS 地理信息系统作为整个系统的展示平台，整合 其它功能模块，实现森林资源统计、森林防火、病虫害监测、自然 保护地管理、古树名木管理、绿化资源建设管理系统、视频监控、 视频会议、通信指挥、卫星数据监测、办公自动化等功能。通过互 联网，可实现林业站→县级林业局→市林业局三级信息上报汇总。  信息安全保障体系 根据国家对信息化安全管理要求和张家界市林业局信息化安全 需求，对本项目系统安全防御策略进行详细设计，主要内容包括技 术安全和管理安全。  运行维护保障体系 项目的运维内容主要包括运维体系、管理制度和数据运营。  数据标准保障体系 12 项目本着分阶段实施，急用先行的原则，将目前紧迫需要用的 标准规范先行编制。本项目涉及数据标准化、技术标准化、管理标 准化和业务标准化。 1.4.1.3 关键技术路线 1.4.1.3.1 以面向服务的架构（SOA）作为体系支撑 采用 SOA 面向服务架构使系统具有集成性、灵活性、扩展性， 不但能满足现阶段的业务要求，而且能适应未来业务的发展和新技 术发展的要求，实现随需应变。 SOA 在数据、应用之间建立了一个独立的服务交易“市场”，便 于“数据、应用”间服务交易。数据和应用都将不同粒度的服务发布到 交换“市场”，使得服务的调用只需要与服务“市场”打交道，而不用直 接与服务拥有者打交道。 本项目采用 SOA 面向服务架构，将实现项目相关的各类数据与 应用间灵活调用，从而使整个项目可以灵活扩展数据和新的应用。 13 1.4.1.3.2 组件化技术，实现资源复用、快速建设 组件是具有某种特定功能的软件模块，它几乎可以完成任何任 务。组件以其较高的可重用性产生了一种崭新的软件设计思路，它 把硬件以芯片为中心的工艺思想恰如其分地融合于软件的分析、设 计和施工之中，使得以组件形式开发软件就像搭积木一样容易，组 件技术是迄今为止最优秀也是发展最快的一种软件重用技术，它比 较彻底地解决了软件开发中存在的重用性、适应性差和周期长等问 题。 由于政策、市场的变化，环保的业务处理必然要发生变化，而 作为业务处理平台的信息系统能否灵活、低成本地随之变化，关系 到环保局信息化建设能否与时俱进的问题。虽然采用“参数驱动”方法 在一定程度可减少因业务需求改变而对应用软件进行的调整，但是， 参数驱动也有许多局限性。例如，在系统设计和开发阶段就把将来 的业务需求、业务处理规则所有的变更可能性都考虑周全，这既不 现实，也不可能。往往在业务需求进行较大调整时，应用软件也必 须进行相应的改动。另一方面，应用软件的改动又不允许对正常的 业务处理活动产生影响，业务部门在考虑推出经营措施时，经常要 考虑业务系统是否提供技术支持，这就是“技术导向”型业务系统的弊 端。如何使应用软件能根据业务需求的变化进行调整，真正使信息 系统从“技术导向”型转变为“业务导向”型，采用组件(构件)技术和软 件总线技术是解决上述问题的有效手段。 1.4.1.3.3 微服务技术实现快速接入、集中迭代和监测 随着业务规模的扩张，为了满足业务对技术的要求，技术架构 需要从单体应用架构升级到分布式服务架构，来降低技术成本，更 14 好的适应业务的发展。为了推行服务化，必然需要一套易用的服务 框架，来支撑业务技术架构升级。 微服务技术是一项在云中部署应用和服务的新技术。围绕微服 务的争论都集中在容器或其他技术是否能很好的实施微服务，而 API 是重点。微服务