1、1需求分析51广州市林业局森林防火信息化建设现状51.2项目需求5121建设目标51.2.2建设内容61.2.3技术要求61.2.4设计规范71.2.5设计原则82系统总体设计102.1总体思路102.2总体结构与技术路线11221总体结构112.2.2技术路线132.3关键技术142.3.1 3S 技术142.3.2计算机网络技术152.3.3数据库技术162.3.4 Web GIS 技术162.3.5 COM开发技术172.3.6空间数据共享平台172.3.7空间数据仓库182.4方案的可行性、先进性、创新性192.4.1先进性与创新性192.4.2技术方面的可行性202.4.3管理制度（2、管理模式）方面的可行性202.4.4政策与国家导向202.5系统的技术质量指标212.5.1技术指标212.5.2质量指标213系统详细设计223森林防火信息系统223.1.1森林防火基础数据库管理子系统223.1.1.1系统数据源以及采集方式223.1.1.2系统数据组织方式243.1.1.3数据库结构设计253.1.1.4数据库功能设计253.1.2瞭望台、防火设施规划子系统26321瞭望台布局规划273.2.2林道网布设规划273.1.2.3生物防火林带布设规划283.1.3森林火灾预测预报子系统293.1.3.1历史林火灾害分析303.1.3.2林火灾害孕育因子分析313.3.3森林火3、灾天气预测预报313.1.3.4森林火险预测预报323.3.5森林火灾预防措施决策323.1.4森林火灾监测与自动报警333.4.1气象卫星遥感森林火灾监测与自动报警343.4.2瞭望台森林火灾监测与报警353.1.4.3地而巡护员森林火灾报警353.1.5森林火灾指挥扑救子系统363.1.5.1火点定位373.5.2森林火灾行为预测383.1.5.3森林火灾三维仿真模块403.1.5.4扑救方案专家决策模块403.5.5森林火灾实时监控模块423.1.6森林火灾灾后评估子系统42361森林火灾面积测定子功能模块43362经济损失评估子功能模块433.1.6.3抗灾救灾措施评估子功能模块4434、64防火工程减灾效益评估子功能模块443.1.6.5生态环境评估子功能模块453.6.6历史林火灾害数据库更新453.1.7模型库管理子系统463.1.7.1 概述463.7.2模型库管理子系统的功能与总体结构473.1.8信息月艮务了系统493.8.1信息组成49382系统功能503.1.8.3系统运行方式513.1.9危险品及保密设施扑救子系统513.2系统软件选型533.2.1数据库管理系统543.2.2操作系统、开发工具选型553.2.3 GIS软件与遥感图像处理软件563.2.3GIS 软件563.2.3.2图像处理软件593.3卫星地面接收系统的接收方式和设备选型593.3.1静止5、卫星中规模利用站接收处理系统593.3.2 ShineTek P2000极轨气象卫星接收处理系统603.3.3 EOS 接l|攵系统623.3.4极轨气象卫星VSAT小站应用系统（PS-200I极轨气象卫星接收处理系统）.643.3.5卫星地面接收系统选型结果653.4指挥中心的硬件需求、网络布设方案与应用管理673.4.1指挥屮心局域网基本组成673.4.2指挥中心网络布线方案68343广州市林业局森林防火信息系统指挥中心建设管理703.4.4防火指挥中心硬件设备选型703.5指挥小心与火灾现场的通讯方式设计方案733.5.1 无线传输方式743.5.1.1卫星通讯技术743.5.1.2 G6、PRS/CDMA1X 通讯技术763.5.1.3无线扩频数字实时图像传输系统773.5.1.4远程微波图像传输系统783.5.2无线与有线结合的方式793.5.3方案制定803.5.3.1火灾现场与指挥中心通讯解决方案一813.5.3.2火灾现场与指挥中心通讯解决方案二813.533火灾现场与指挥中心通讯解决方案比较与确定823.5.4火灾现场与指挥中心通讯设备选型833.6系统的软硬件集成方案843.6.1系统的软件集成方案843.6.2系统的硬件集成方案873.7系统安全性873.7.1系统网络安全883.7.1.1网络物理安全883.7.1.2网络通信安全893.7.1.3局域网安全897、3.7.1.4用户身份认证893.7.2系统服务器安全903.7.3系统数据安全903.731数据存储安全系统903.7.3.2数据生产安全913.7.3.3后备与恢复924系统工期计划与质量管理934.1进度管理934.1.1系统需求分析、总体设计、详细设计阶段（共3个月）934.1.2建库阶段（共2个月，可并行实施）934.1.3系统软、硕件实现（共4个月，部分工作并行实施）944.1.4系统交付阶段（共1个月）944.1.5系统实施廿特图954.2风险管理954.2.1森林防火信息系统项目的风险特点954.2.2按照现代项目管理理论管理项目,规避项目风险964.3项目质量管理974.3.8、1质量计划编制974.3.2质量保证984.3.3质量控制985测试、验收标准和实施方法1005测试验收标准1005.1.1硬件测试与验收标准1005.1.2软件测试与验收标准1015.1.3综合测试验收1025.2系统测试验收实施1025.2.1 概述1025.2.2硬件测试验收的实施步骤1025.2.3软件测试验收的实施步骤1036售后服务与技术培训1036.1售后月i务1036.1.1日常支持1036.1.2现场支持1046.1.3备件支持及升级服务1046.1.4后期技术服务1046.1.5长期技术合作1056.2技术培训1056.2.1领导综合培训1056.2.2系统运行管理人员培训9、1066.2.3基层人员培训（区、县林业局操作人员）1087二期工程设计方案1097.1瞭望台自动监控系统1097.2广州市森林防火基础数据库建设1107.3广州市林业局防火指挥中心与区、县林业局间的远程网络建设1118结束语1121需求分析1.1广州市林业局森林防火信息化建设现状广州市林业局森林防火工程经过多年的建设，在各级党委、政府和有关部门的高 度重视和大力支持下，已取得较好的成绩。在组织机构方面：已实现市、县、乡三级 森林防火指挥部机构的全面落实，并实现了层层有人管，山山有人防，人员高效精干, 防火设备齐全；在防火宣传方而：通过多渠道多形式对森林防火进行宣传，提高了群 众的防火意识以及10、森林防火相关知识；在防火设施方面：市政府在森林防火资金安排 上比较重视，近年来购买了一大批扑火机具，配备森林消防指挥车6台，新建森林防 火瞭望台6座；在通讯网络方面：己建立了一套完整的无线通讯网络，为每个防火单 位按照需要配备对讲机等通讯工具，实现全市无线通讯网络的畅通无阻；在防火人员 训练方面：每年都进行多次森林防火实战演练并请经验丰富的专家进行指挥员培训， 建设训练森林消防专业队。相对于防火硬件建设而言，广州市林业局森林防火信息化建设相对滞后。目前， 广州市林业局正准备筹建一个完整的网络环境，加快信息化建设步伐，森林防火信息 系统的建设正是在这一背景下提出的。系统的建设将改善目前各种数据条11、块分割、森 林火灾预测预报滞后、森林火灾监测精度低、指挥扑救不得力、指挥决策手段落后的 局面，而且将建设广州市林业局防火指挥屮心现代化、网络化、智能化的工作环境。 系统的建成将使森林防火信息管理和防火指挥决策提高到一个崭新的层面，促进、加 快广州市林业局信息化建设的步伐。1.2项目需求1.2.1建设目标项目的总体目标是建立先进、高效、科学的森林防火信息系统，该系统集实时监 控、自动报警、指挥扑救以及防火信息的相关管理于一体。系统通过卫星地面接收系 统获取遥感图像，利用3S技术、无线通讯技术、视频图像无线传输技术、以及网络技术，在进行系统的软硕件高效集成的基础上，实现对森林火灾的实时监测、自动报12、 警、指挥扑救、火灾现场三维模拟、火灾灾后评估等工作；同时构建指挥屮心的软硬 件环境，实现指挥中心“现场”对森林火灾的实时监控与指挥决策。通过该项目的建设，将大大改善广州市森林防火的信息化建设状况，提高森林火 灾预测的可靠性、火灾扑救的科学性和高效性、以及灾后评估的快速准确性，为全国 森林防火信息化的建设提供应用示范。1.2.2建设内容广州市林业局森林防火信息系统第一期建设项目预计在2003年8刀30日完成， 该项目的建设内容包括如下几个方面。森林防火信息系统软件设计与开发；操作系统、数据库、GIS平台以及开发工具等软件的选型与采购；卫星地面接收站的接收方式和设备选型与实施；防火指挥中心的网络13、布线、交换机、服务器、计算机、控制系统、投影系统 等硕件设施的选型与布设方案；指挥屮心与火灾现场的通讯方式的设计与硬件设施采购方案和实施；系统软硬件集成方案与实施。1.2.3技术要求系统充分利用先进的计算机软件技术、网络技术，结合3S、4D等地理信息技术、 数据库技术、图形图像处理技术、多媒体技术、Web及WebGIS技术、虚拟现实技术、 数学模拟技术等进行开发。系统以数据库做后台支持，相关资料的显示和输出要与数 字地图紧密结合，具有良好的可视化界面。开发成果满足安全可靠，管理维护方便、 系统抗干扰能力强的要求；同时具备容错、检错、纠错能力，信息恢复和系统重建能 力。总体结构使用跨平台的C/S14、与B/S结合的混合体系。具体要求如下：操作系统、数据库应当稳定、安全可靠、高效和易于开发，并有可预见的长期保证;n应用软件开发。用户界面应当方便实用，简明快捷，便于操作、维护，并有 相应的售后服务、升级保证及开发工具支持； 操作系统、地理信息系统平台、数据库软件及开发语言应当是成熟的、先进 的、高性能的产品。数据库必须是大型的数据库管理软件。地理信息系统平 台应是最成熟的系统，应该包含使本系统能顺利实施的各个模块。卫星地而接收设备应当是性能先进、稳定，并配备有相应的配套设备和软件 以及详细的说明书。火灾现场图像传输投标人应当设计详细的方案，所选用的设备操作方便，实 用。森林防火信息系统软件应当15、包括：实时监测、自动报警、指挥扑救、现场图 像传输、损失评估以及相关防火信息系统的管理。实时监测应当自动发现森 林火灾，报告森林火灾的可靠性高，漏报率低，并能做到自动报警。指挥扑 救应当能提供森林火灾的详细特征、森林火灾的行为以及最佳扑火路径等。现场图像应能实时传输到指挥中心，相关的防火信息系统应当包括防火人员、 防火瞭望台、生物防火林带等等相关的森林防火设施的管理。 软件和硬件应能无缝地集成到一起。1.2.4设计规范在设计过程中我们将遵循以下国际标准、工业标准、国家标准及行业标准：GB-8566-88计算机软件开发规范GB-8567-88计算机软件产品GB-9385-88计算机软件需求说明编16、制指南GB-9385-88计算机软件测试文件编制指南GB/T 12504-90计算机软件质量保证计划规划GB/T 12505-90计算机软件配置管理计划规范国标GB1526-89信息处理、数据库流程图、系统流程图、程序网络图和系统资 源图的文件编制符号及约定中华人民共和国计算机信息系统安全保护条例HAVDBOOK OF SOFTWARE RELIABILITY ENGINEETING森林防火条例广东省森林防火战略与战略规划研究广东省森林防火管理规定广东省森林防火实施办法中华人民共和国消防条例广东省野外火源管理十项规定森林火灾经济损失额统计标准1.2.5设计原则由于系统涉及与影响范围广泛而深远，17、是一项系统而宏大的工程，要充分利用各 种信息源，广泛搜集信息资料。森林防火是涉及到国计民生的重要工作，要精心设计 森林防火基础数据库，充分保证资料的的严谨与科学，同吋以国家数据库建设标准为 依据，保证数据库的统一规范。要以信息的利用加工为工作重点，利用数据挖掘技术、 网络技术，充分发挥信息资源的潜在能量，科学、高效地完成森林火灾的预测、报警、 扑救与灾后评估等工作。系统设计总体水平起点要求高，系统设计应采用当今最先进的技术和方法，既要 反应当今水平，又要具有发展潜力，同吋保证整个系统的安全。系统设计遵循如下原 则： 开放性原则：系统应当扩展性好、兼容性强，其应用软件移植性强，易维护, 生命周期18、长； 模块化原则：系统应严格遵循模块化的结构方式进行开发，以满足通用性， 可替代性； 先进性原则：采用与技术发展潮流相吻合的产品，保证工程的可延续性，做 到系统的实时响应； 保密性和安全性：必须符合国家的安全标准和要求，以保护内部信息特别是 密级信息不被非法访问。 经济性原则：系统在满足功能要求的基础上，尽可能降低造价，做到系统性 价比高；软件开发原则：应用软件的开发应充分体现集成化数据管理和数据网络技术应用的特点； 兼容性好：系统应当能与省林业局、国家林业局防火信息系统共享数据，提 供与区、县级市防火信息系统的接口，也要与警备区信息系统兼容；可维护性原则：对软件开发的全过程要严格遵从软件工程19、的原则与要求进行 管理。从需求分析、软件详细设计、代码编制、测试维护等过程都要建立完 善的文档资料，以保证软件开发的正确性、健壮性。2系统总体设计2.1总体思路近年来，随着地理信息系统（GIS）、遥感、全球定位系统等相关技术的发展进步 和推广应用，许多行业与地域已开始人规模的空间信息化建设。虚拟现实、高分辨 率遥感、分布式数据库、网络技术、数据仓库、多媒体技术、海量数据处理及宽带通 信等技术的突飞猛进，为GIS技术与各行业的深入结合、广泛应用展示了更加光明的 前景。国家林业局“数字林业”工程已经于2001年启动，项冃总体冃标是建立国家级 和省级数字森林资源基础数据库，构建数字林业公共应用开发平20、台和网络通信平台， 建设国家级数据交换与系统运行管理为一体的国家数字林业中心，在集成的基础上， 在数据、关键处理技术和系统应用层为数字林业其它建设项目提供技术支撑和运行管 理环境。具体目标分为国家、省、地区和县四级。在这样的大环境下，广州市林业局提出建设“森林防火信息系统”工程。本项目 在设计思路上充分考虑了系统的可扩展性和兼容性，充分参考了 “数字林业”的项目 需求，使目前的“森林防火信息系统”的建设，成为“数字林业”工程建设的一部分, 数据库的设计参考了地区级“数字林业”的要求，在软件架构上设计采用开放的体系, 便于和已有系统的集成，同时考虑和将来建设的系统的兼容性，使目前“广州市森林 防21、火信息系统”成为“数字林业”建设的一部分，避免重复建设。在此思想下设计森林防火信息系统，针对森林防火行业需求，面向实际情况，将 原来条块分割的信息按照空间位置统一整合管理，提供更肓观、高效的查询与表达， 在内网和广域网络支持下建立融合森林防火监测与管理自动化的分布式信息系统。此 系统提供多层操作界面以满足不同层次管理者以及公众用户的需求，有关机构可基于 空间进行信息查询、办公管理、综合分析、辅助决策等工作，使森林防火工作水平提 高到一个崭新层面。2.2总体结构与技术路线2.2.1总体结构“广州市林业局森林防火信息系统第一期建设项冃”整体冃标是建立森林防火 信息系统，建设先进的防火指挥中心硬件设22、施，实现对森林火灾的预测预报、监测与 自动报警、决策支持、指挥扑救。系统需要利用3S技术、网络技术、空间数据库技 术等先进技术，涉及卫星地面接收站、指挥控制中心、视频无线传输等硬件设备，是 大型综合集成的软硕件系统。系统功能需求子系统如下：森林防火基础数据库管理子系统。该子系统管理有关森林防火的基础信息，包括卫星地面遥感信息、基础地理信息、森林资源林业基础信息、气候气象 信息、森林火灾现场视频信息、森林火灾历史信息等。基础数据库管理子系 统提供数据导入、管理、更新维护、查询、统计报表输出等功能。考虑到系 统的可扩展性，提供数据共享接口，与己有的信息系统实现数据共享，并与 将來的森林资源管理信息23、系统、林政资源管理系统、林业局电子政务系统等 实现数据共享。 瞭望台等防火设施最优选址评价子系统。利用GIS的资源兀配功能，以及基 础地形信息，设计瞭望台以及其他防火设施的布设方案，根据其服务半径， 达到整个林区无盲点监测，同时减少成本投入，提高效益。森林火灾预测预报子系统。实现森林火灾的预测预报，包括森林火灾天气预 报和森林火灾火险预测预报。森林火灾监测与自动报警子系统。主要实现森林火灾监测与自动报警功能。 包括遥感卫星森林火灾监测与自动报警、瞭望台森林火灾监测与报警、地面 巡护森林火灾报警。森林火灾指挥扑救子系统。通过指挥屮心的大屏幕，利用卫星遥感信息、火 灾现场视频信息，以及基础地形、气24、象、风向、风速、防火设施等的基础数 据以及专家知识库，利用GIS的三维模拟功能实现森林火灾发生、发展、蔓 延仿真功能。实现森林火灾扑救方案的制定、指挥调度、最佳扑火路径辅助 决策等功能。森林火灾灾后评估子系统。对火灾灾后损失进行评估，包括森林火灾面积测定、森林火灾灾害经济损失调查与评估、森林火灾灾害环境影响评估等。危险品及保密设施防火以及扑救子系统。对于危险品及保密设施当火灾发生 时进行特殊处理，制定火灾扑救方案。信息服务子系统。实现信息查询与发布，网上论坛与信息反馈等功能。根据系统的功能需求，设计“森林防火信息系统”的总体方案如图1。信息发布子系统遥感廂数 据库瞭望台监测 信息火灾现场视 频25、数据报警点V遥感卫星GPSDCS通信卫星口 貝危险甜及保密设施扑子系统救森林火灾灾后评估子系统森林防火信息系统数据采集数据传输森林防火信息共享规范和标准森林火灾指挥扑救子系统森林火灾监测与口动报警子系统数据廊知识模型库元数据森林防火基础数据库森林火灾预测预报子 系统瞭累台、防火设施规 划子系统模型库管理子系统森林防火空间信息基础设施森林防火基础数据库管理子系统图1:系统总体体系图系统利用遥感、遥测、全球定位系统(GPS)等现代化手段及传统手段采集基础 数据，通过微波、超短波、光缆、卫星等快捷传输方式实时采集和维护森林 防火监测信息。系统设计在考虑满足第一期工作的同时，充分考虑了后续工作的相关性26、，使 一期的工作作为二期工作的一个基础。无论从软件、硕件，还是从网络上， 包括业务上的处理、模型的接口，都留有扩展余地，以满足今后业务规模发 展的需求。系统采集的信息严格按共享规范和标准进行规范化统一入库，规范作业方法, 标准化数据，有效地存储管理与分发图形、图像等海量数据、实现多层次信 息资源共享。为系统建成后进一步提升系统的应用奠定基础。 充分利用计算机网络技术，采用Client/Server和Browser/Server相结合的体系 结构，保证系统的可伸缩性、可扩展性和开放性。系统针对不同的用户，给 予不同的功能和信息服务。 在信息共享的信息基础设施的基础上，开发形象直观、易于操作、易于27、管理 的应用系统。遵循主流的接口规程和协议标准，不基于特定机型、操作系统或厂家的体系 结构，从而保证将来系统扩充与升级以及与其他系统互联的方便可行，避免 “今天的投资成为明天的浪费雹采用集成度高的软、硬件产品，减少自行开 发的工作，尽量在已有基础软件上进行应用系统开发。2.2.2技术路线在已有先进成熟的技术基础上，参考借鉴新一代GIS的设计思想与理念，深入研 究森林防火的需求，确定系统的数据源，设计数据采集的入口与建库方案，建立森林 防火信息系统基础数据库，采用前端采集更新与分布式共享的机制，以及基于元数据 的数据管理方式实现数据共享。在基础数据库的设计上提供数据接口，提供与省林业 局、国家林28、业局防火信息系统以及区、县级市防火信息系统、警备区信息系统的接口， 也要为将来森林资源管理信息系统、林政资源管理系统、林业局电了政务系统等提供 共享数据接口。同时数据库的设计上强调数据的维护、更新、安全、海量、支持多平 台。充分考虑数据的安全性，包括硕件、软件、网络带来的数据的安全性。在数据需求与数据流分析的基础上，规划建立森林防火信息系统数据标准体系。 重点建设数据的编码体系，在充分利用已有编码体系的基础上，对于目前还没有统一 编码的数据，结合实际需求与先进的数据编码方法，确定数据编码体系，力争使其成 为行业或国家编码标准。在森林防火信息系统基础数据库的基础上实现瞭望台、防火设施规划管理子系29、 统、森林火灾预测预报子系统、森林火灾监测与自动报警子系统、森林火灾指挥扑救 子系统、森林火灾灾后评估子系统、信息服务子系统功能。从而实现建立先进、高效、 科学的森林防火系统的总体目标。系统的整体体系结构形成三层结构，即数据服务层、GIS应用服务层和表现层。 数据服务器采用6acle 9i,并利用ArcSDE访问和操纵数据的接口； GIS应用服务器 利用Arclnfo8.2建立基于DCOM构件模型；客户端根据具体的需求，在ArcIMS的 基础上，采用Win32或Browser方式，在实现Browser方式吋，利用JSP或ASP进 行网页编程。系统采用C/S与B/S结构结合的方式、组件化的GIS30、软件技术，便于模型嵌入 信息系统，赋予其GIS可视化功能，采用分布式组织结构和WEBGIS技术，使应用 系统的开发具有伸缩性、开放性、系列化和标准规范化的特征。在软件集成上，采用ArcSDE for Oracle 9i管理系统数据，利用Arcinfo 8.2作为 GIS应用服务平台，图像处理软件选择Erdas IMAGE &5,同时集成火灾灾害现场无 线传输系统，在防火指挥中心的网络环境下，进行系统的无缝集成，实现系统的各项 功能。在硬件集成上，建立卫星地面接收站，利用GPS、视频信息无线传输系统软硬件 设备、防火指挥中心的大屏幕以及网络环境，构建森林防火先进、高效、完善的硬件 环境。在系统的31、安全机制方面，考虑网络安全、硬件安全、软件安全、数据安全四方面。 网络安全是指信息的保密性、完整性、可用性和可控性的保障。硬件安全指硬件所处 的安全状况、运行可靠性和资源管理方面的安全措施；软件安全指各种软件应用系统 能够按照设计有序地正常运行；数据安全指数据本身的存储、生产与备份方面的安全。 各方面的安全机制系统予以相应的处理。2.3关键技术2.3.1 3S 技术3S技术包括地理信息系统(Geographical Information System,简称GIS),遥感技 术(Remote Sensing,简称 RS),全球定位系统(Global Position System,简称 GPS32、)。GIS指在计算机与软件的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和 综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供对规划、管理、决策所需信息的空间信息 系统。森林火灾每年会造成大量森林、人员、财产、珍稀物种的损失，准确地确定森林 火灾发生的方向、地点、蔓延速度、强度及过火面积，对于森林火灾长期管理规划与 制定有效的扑救策略是至关重要的。GIS技术可以帮助森林火灾管理者有效地规划资 源，可以用于森林防火信息管理及其制图输出，更为重要的是GIS可以用于火灾发生 前的防患规划、森林火灾监测与扑救策略上。由于森林资源分布、森林防火工作的时空特征，GIS技术成为“森林防火信息系 统”的应用技术基础，利33、用GIS的空间管理分析功能，监测和预测森林火灾的动态变 化，辅助防火部门在森林防火工作中进行决策，主要应用有：数据管理、森林火灾监 测、预测预报、森林火灾行为分析、森林火灾损失评估等。GPS是以空中卫星为基础的无线电导航系统，能全天候、全方位、连续、快速、 及时地提供高精度的三维距离、三维速度值以及高精确度的时间信息，它的岀现标志 着全球定位和导航能力技术上的一个飞跃。GPS能在全球的任何地点、任何时间提供用户静止的和动态的地理位置和时间信 息，这一功能为森林火灾发生吋指挥扑救带来极大方便，同吋还可以用于灾后火场边 界和火场面积的调查，方便地测定过火林地面积、森林火灾受害面积、估计森林火灾 的34、损失。RS技术利用遥感器从空中来探测地面物体性质，根据不同物体对波谱产生不同 响应的原理，识别地面上各类地物，具有遥远的感知事物的意思。利用航天、航空遥 感器收集地面数据资料，并从中获取信息，经记录，传送、分析和判读来识别地物， 它有着可获取大范围数据资料，获取信息的速度快、周期短，获取信息受条件限制少, 获取信息的手段多，信息量大等特点。近几年来卫星监测技术得到了很大发展，通过卫星监测技术，可以在森林防火期, 利用气象卫星FY1、FY2、NOAA等的遥感信息，通过专门处理形成森林火灾监测 图像，对地面森林火灾发生和蔓延行为进行监测。卫星遥感技术的特点是：探测范围 广、搜集数据快、能得到连续性35、资料，反映出森林火灾蔓延的动态变化。2.3.2计算机网络技术计算机网络是利用通信线路把分布在不同地点上的多个独立的计算机系统，通过 各种通信手段，按不同的拓扑构型连接起来的一种技术，其目的是使广大用户能够共 享网络中的所有硬件、软件和数据等资源。从网络范围和计算机之间互连距离来划分, 计算机网络可以划分为广域网(WAN)和局域网(LAN)两大部分，其中广域网一般使用 公用通信网或邮屯部门提供的设备和线路，而局域网一般使用一个部门或一个大楼内 的通信系统。森林防火信息系统依托林业局内部局域网络，采用Client/Server结构，运行主要 的系统功能。技术和管理层次的用户在这种模式下工作，实现对36、数据库的共享访问。 同时，信息发布模块采用Browser/Server结构，在广域网(WAN)上发布森林火灾信息。2.3.3数据库技术数据库是计算机中存放数据的仓库。数据库技术是对数据库进行管理的一门技 术。第三代以面向对象模型为主要特征的数据库系统，与网络通信技术、人工智能技 术、面向对彖程序设计技术、并行计算技术等互相渗透，互相结合，呈现出以下特征:1) 面向对象的方法和技术对数据库发展带来深远的影响。2) 数据库技术与多学科技术的有机结合成为当前数据库技术发展的重要特征。3) 面向应用领域的数据库技术的研究，如数据仓库、工程数据库、科学数据库、 空间数据库、地理数据库等。森林防火信息系统37、采用数据库技术，管理各类基础地理信息、遥感信息、森林火 灾专题信息。利用数据库的访问权限管理机制，实现对数据库的授权共享访问。同吋 数据库的建立，满足了 Client/Server架构的系统应用要求。2.3.4 Web GIS 技术WebGIS是Internet技术与GIS技术相结合的产物，是通过互联网技术扩展和完 善GIS的一项新技术。WebGIS改变了传统的数据采集、分析处理和共享的方法，利 用Internet在Web上发布空间数据，以供用户浏览、查询、分析应用，WebGIS已经 成为当前GIS的一个发展趋势。与传统的基于桌面的GIS相比，WebGIS具有以下的优点：广泛的访问范围。独立的38、平台。简单的操作性能。n平衡高效的结构模式。WebGIS是GIS应用的一个发展方向，也是森林防火信息系统的一个重要发展方 向。森林防火信息系统采用WebGIS技术，设计了系统信息发布功能，在Internet 发布与森林火灾有关的基础地理信息、带有空间特征的森林火灾专题信息，可以动态 查询与显示地理空间和属性数据，同时提供了基本的数据操纵功能。2.3.5 COM开发技术COM(Component Object Model),即组件对象模型，是关于开发可重用软件组件 和组件之间相互通信的一组标准的描述。COM不是一种计算机语言，也不是函数模 块，它实质上是一个连接软件组件或模块间的协议。利用该协议39、，组件与应用、组件 与组件Z间可以互操作，极其方便地建立可伸缩的应用系统。概括的说，COM具有 如下一些优越性： 编程技术难度和工作量下降，开发周期变短，开发成木降低。可以实现分层次的编程，从而促进软件的专业化生产。可以使各个方面的人员协作进行软件的开发，充分利用了各种人力资源。 软件的复用率提高，使软件的使用效率得到提高并延长了使用寿命。森林防火信息系统应用开发采用COM技术，利用ArcGIS的二次开发功能完成 C/S结构下的系统开发。这项技术的采用，将极大提高系统的可扩展性，可维护性。2.3.6空间数据共享平台地理空间信息具有基础性、区域性、共享性、综合性和分布性，已得到广泛的重 视和应用40、。由于缺乏协调和管理，各个系统之间是独立的，对基础数据进行了重复采 集和数字化，系统间缺乏交流和共享，不能适应信息化和网络化的要求，限制了地理 信息的广泛应用。因此需要建立作为各部门共同使用的基础信息，避免部门重复建设 问题，提高信息化标准程度，为信息共享和网络下的协作扫除障碍。空间数据共享平台由通讯网络、空间信息资源、空间信息处理服务和用户操作 界面构成，实现各专业部门对基础信息和处理功能的共享，以及各专业部门信息和处 理功能间的集成和融合的框架。空间信息基础设施的通讯网络把空间信息收集平台、空间信息资源数据库、空间 信息处理计算机和用户终端计算机连接起来，使空间信息流按照需要在各组成部分间41、 流动。空间信息资源包括各种类型的数字地理空间信息和空间参考信息，具体有电子地 图、数字遥感图像、三维空间图形和多媒体信息等，另外述有具备空间参考属性的属 性信息和各种统计信息。空间信息资源存储在各种级别和规模的分布的数据库、数字 资料馆和数据仓库屮。空间信息处理服务器是连接在计算机网络上的计算机（包括超级计算机、大规模 并行分布处理计算机、各种工作站和服务器），他们完成对数据库的操作和各种空间 信息处理和查询要求，提供各种计算模型和决策支持系统。用户终端计算机提供对用户友好的操作界面，使用户不仅能通过键盘，还能够通 过语咅和虚拟现实工具来同数字世界交互，提供对空间信息的查询和访问，为用户提 42、供决策支持，为公众提供信息查询。实现地理数据共享的必要性和优点 整合分离的数据源是GIS及相关工具的主要特征之一。通过地理数据共享可以使更多的人使用和更充分地利用已有的数据，减少重 复劳动和费用。 使大家有可能基于一个公共框架工作，既节约金钱，又产生更大的协作利益。 GIS系统更容易集成。 GIS应用开发可以把重点放在开发新的应用程序，而菲仅仅是支持不同的数 据格式。虽然数据共享标准也会随时间变化，但它为用户提供了一个相对稳定的产品 环境，即使I口标准过时，新出台的标准通常会保持兼容。至少在理论上，保 护了用户在数据上的投资，从长远来看，也有利于GIS的发展。2.3.7空间数据仓库过去25年，43、人们使用GIS、CAD、RS等系统构建了数量惊人的数字化空间数据, 并为此付出了上百亿美元。如何充分有效地利用这些资源是一个重要的课题。今天, 空间数据管理的需求有三种趋势，一是组织内部访问需求的扩大；二是一些组织开始 在地图数据中集成自己的核心业务数据并且将空间分析加入到业务流中；三是越来越 多的人希望通过因特网来访问已有的地图数据。但是由于GIS软件提供商多采用文件 格式或自己定义的数据格式来保存地图数据，开放式访问地图数据受到了严重的阻 碍。数据仓库(Data Warehousing)指“支持管理决策过程的，面向主题的、集成的、 随时间而变化的、持久的数据集合” (Harjindcr 144、996)o它是管理分布式、大数据量 的、面向主题的系统，可以跨越不同数据模式、不同版本，并对数据可进行多种面向 决策的处理。它是一个把多个异构的原始数据集合融合在一起以支持结构式查询、分 析和决策支持的技术系统。以数据仓库的思想来管理空间数据的系统就构成了空间数 据仓库，它有机地将数据的空间属性和时间属性紧密结合起来。2.4方案的可行性、先进性、创新性2.4.1先进性与创新性面向实际需求，以及未来的发展，设计的森林防火基础数据库，既保证了近 期项目的需求，又考虑了远期的发展(建立森林资源管理信息系统)，以及与 “数字林业”的兼容，使目前的建设成为后期建设的一部分。实现多维可视化与直观表达，便于45、森林防火总体调度、治理管理、规划建设、 森林火灾预测、指挥扑救与灾后损失评估等。 森林火灾火场三维模拟模块叠加了森林火灾行为预测结果，可以动态分析， 便于森林火灾指挥决策。以C/S和B/S相结合的方式实现信息前端采集动态更新与包括广州市林业局 内外乃至公众用户的广域共享。指挥中心与森林火灾现场无线视频图像传输方案先进、合理、性价比高。利用卫星地面接收站、GPS、视频信息无线传输系统软硬件设备、防火指挥 中心的大屏幕以及网络环境，构建了森林防火先进、高效、完善的硬件环境。2.4.2技术方面的可行性 3S技术的发展己经为人类获取、管理和应用海量的空间数据提供了可能；计算技术的发展和计算机应用的普及46、为人们处理海量的空间数据提供了可 能；计算机图形技术特别是虚拟现实技术的发展为人类生产生活的方方面面的虚 拟表示乃至整个星球的虚拟表示提供了可能； 计算机和通信网络的发展为人类通过网络共享空间数据和开发应用提供了可 能； 广州市林业局已经积累了一定的基础的数据，通信网络的发展也已经具备了 一定的规模，建立森林防火信息系统的时机已经成熟。243管理制度（管理模式）方面的可行性目前，广州市林业局业务管理所涉及的业务管理模型已比较成熟和趋于 完善，具备了良好的基础。系统的设计开发，将按照软件工程规范进行管理，借鉴CMM等质量标准体 系，始终把最终用户放在软件产品供应优化和质量控制的中心，最大限度提高47、性能, 降低成本，以适合林业防火部门的管理要求。2.4.4政策与国家导向国务院已明确要求各政府部门进行“三网一库”信息化建设，按照国家制定的 有关信息管理和计算机应用的方针政策，严格贯彻信息技术的标准、规范以 及发展规划，这就为森林防火信息系统的实现打下了坚实的基础。国家林业局已经启动数字林业建设工程，其总体冃标是建立国家和省级 数字森林资源基础数据库，构建数字林业公共应用开发平台和网络通信平台， 建设国家级数据交换与系统运行管理为一体的国家数字林业中心，在集成的 基础上在数据、关键处理技术和系统应用层为数字林业其它建设项目提供技 术支撑和运行管理环境。项目在2001年已经启动，建设期为5年。48、森林防火 信息系统是数字林业应用子系统，数字林业的大环境，为规划建设广州市森 林防火信息系统奠定了基础。2.5系统的技术质量指标2.5.1技术指标系统容量：达到TB量级的空间数据 响应速度：事务处理型系统5秒以内响应，辅助设计分析型子系统视数据量 有所不同，一般在23分钟以内 系统安全性：参照依据我国信息技术安全标准和美国橘皮书(orange book)C2 安全级别标准(orange book是美国国家安全局(NSA)的国家计算机安全中心(NCSC)于1983年8 月颁发的官方标准，其止式名称是“受信任计算机系统评量基准(trusted computer system evaluation 49、criteria),其封面为橘黄色,以此得名。)2.5.2质量指标系统要经过白箱黑箱测试，使岀错概率、死机概率控制在一定范围之内。系统还 要按1S09002软件质量体系认证建立质量体系，形成文件并加以保持。系统编制覆盖 本标准要求的质量手册。质量手册应包括或引用质量体系程序，并概述质量体系文件 的结构。(注：按TSO 10013提供了质量手册编制。)3系统详细设计3.1森林防火信息系统3.1.1森林防火基础数据库管理子系统森林防火基础数据库管理子系统管理有关森林防火的基础信息，是森林防火信息 系统各子系统实现的基础。森林防火基础数据库管理子系统实现对各类数据组织建 库、管理、更新维护、查询、并50、发控制、灾难恢复、安全授权和用户管理功能等。系统采用分布式的数据管理，即按照广州市林业局、区、县林业局空间划分进行 数据组织，形成自下而上的分布管理。区、县林业局管理具体的、详细的数据实现数 据库的建库、更新、维护，而广州市林业局实现数据汇总，集成管理。区、县林业局 需要维护的数据包括：森林资源基础数据、防火人员及设施信息、森林火灾历史信息, 除进行数据维护更新外，定期上传数据到林业局，实现局级资料的更新汇总。广州市 林业局对卫星地面遥感数据、基础地理数据、气候气象数据、森林火灾现场视频数据 以及区、县林业局上传的数据进行集中管理。该子系统拟采用在ArcSDE for Oracle9i系统上开51、发 Oracle和ArcSDE的数据管 理机制可以使系统的数据管理做到高效、可扩展、可维护和严格的用户权限管理。3.1.1.1系统数据源以及采集方式根据森林防火的需求，森林防火基础数据库包括如下数据源：卫星地面遥感数据、 基础地理数据、气候气象数据、森林资源基础数据、森林火灾历史数据、防火机构、 人员及设施数据、森林火灾现场视频数据、专家知识数据等。系统的基础地理数据采 集范围为广州市所辖范围，其他数据采集范围为广州市白云区林业局所辖范围。 卫星地面遥感数据。利用卫星地面接收系统，获取卫星遥感图像，该数据是 森林火灾预测、火灾现场扑救以及灾后评估的基础数据。根据冃前的现状， 拟采用“极轨气象卫52、星VSAT小站应用系统”，卫星遥感图像的空间分辨率 为1公里。利用系统待建的卫星地面接收站接收卫星遥感信息，并进行图像处理获取卫星遥感图像。 基础地理数据。按照森林防火的需要，基础地形图的比例尺为1： 510万。 基础地理信息包括：等高线、交通、水系、居民地、行政区划、通讯以及注 记等部分。利用已经建成的数据库，进行格式转换，然后导入、建库。气候气象数据。包括H或月平均温度、湿度、降雨量，极端最高、最低温度、 210度的年积温、风向、风速数据。利用已有数据，经过整理、格式转换， 然后建库。 森林资源基础数据。包括：(1)森林资源调查数据及森林分布图。森林分布 图比例尺1： 510万。森林资源调53、查因子包括：地类、权属、海拔、地貌、 坡向、坡位、坡度、可及度、土壤名称、土壤厚度、起源、林种、优势树种、 树种组成、平均年龄、龄组、平均胸径、平均树高、地位级或立地指数、郁 闭度、出材等级、林分蓄积、散生蓄积、四旁株数、四旁蓄积、枯倒蓄积、 采伐蓄积、毛竹株数、散生竹株数、杂竹株数。(2)小班数据及林相图。林 相图是以林场(乡、村)为单位，用基木图为底图绘制，比例尺为1： 5-10 万。根据小班调查因子注记与着色，凡森林小班以优势树种确定色标，以龄 组确定色层，用分子式表达主要调查因子。其他小班只标记小班号和地类符 号。在已有数据的基础上进行补充，然后建库。 森林火灾历史信息。该信息包括火灾54、发生时间、地点、起火原因、火灾级别、 火灾损失等，通过森林火灾历史信息可以对森林火灾的发牛规律进行挖掘， 实现有针对性的森林火灾监测。利用已有数据，进行补充，然后建库。防火机构、人员及设施信息。防火机构、人员信息包括机构、人员、扑火队 伍及驻地等，防火设施信息包括瞭望台信息、报警点、消防车、生物防火林 带信息、扑火器械及存放地等。该类信息是制定森林火灾扑救方案必要信息。 利用已有数据资料，进行补充，然后建库。森林火灾现场视频信息。森林火灾现场视频信息指当森林发生火灾后，为监 控指挥森林火灾现场，通过无线传输方式发回指挥中心的视频图像信息，要 求20帧/秒。通过本系统提供的视频传输设备进行数据采55、集与传输，然后建 库。 专家知识信息。包括专家知识，火灾扑救预案等信息，组织建库。3.1.1.2系统数据组织方式根据系统数据源的特点，以及“数字林业”的工程规划，在设计时考虑同未来“数 字林业”的兼容，对各类数据独立组织，使数据库的组织既能满足冃前森林防火信息 系统的需求，又能与将来的森林资源管理系统等兼容。具体组织建立如下数据库： 影像库。管理遥感影像数据； 基础地理数据库。管理基础地理数据；气象气候数据库。管理气象气候数据； 森林资源基础数据库。管理森林资源基础数据； 森林火灾专题数据库。管理森林火灾历史数据、防火机构、人员及设施数据、 火灾现场视频图像数据、灾情统计数据、分析处理结果数据56、等。知识库。存储专家知识、火灾扑救预案等信息。模型库。存储森林火灾预测预报、森林火灾行为模拟、森林火灾指挥扑救、森林火灾灾后评估所需要的模型。系统数据库总体结构如图2。图2：数据库总体结构图3.1.1.3数据库结构设计各数据库的结构依据具体的内容不同，其结构也不同。在已建成的数据库的基础 上，进行补充，设计各类数据库的结构。在进行数据库设计时，遵循以下原则： 空间数据采用ArcSDE进行存储和管理；各种专题信息分不同数据表进行管理，在设计吋严格满足第三范式的要求；为了提高数据检索和处理的效率，编写相应的存储过程和触发器，内置于 Oracle数据库中。 保证数据编码标准化、规范化。代码设计和标识57、符设计应遵循国家标准、林 业局标准以及项冃中制订的标准。数据进行统一编码，与上述标准一致。3.1.1.4数据库功能设计1、数据编辑和处理功能包括数据的存储、输入/输出、修改、增加、删除、备份、恢复。空间数据的编 辑和更新基于Arcinfo 8.2实现。2、查询和显示功能。能够为决策者、管理者和有关人员提供对数据库信息的查 询和显示功能；能够直观显示图形、图像数据和相应属性数据。在进行数据检索时， 采用标准的SQL+空间数据访问接口扩展进行，检索数据的结果以图像、图形和XML 文档的方式返回客户端，也可在浏览器和Win32应用屮被表现出来。3、并发控制、灾难恢复功能。并发控制、灾难恢复功能基于O58、racle实现。4、安全授权和用户管理功能安全授权和用户管理功能基于Oracle提供的基本功能实现，并提供基于浏览器 的管理工具。5、元数据管理元数据(Metatdata)是针对数据进行描述的数据，它提供了对空间数据进行检索 的支持，元数据的内容包括数据精度、比例尺、范围、时效性等。在本系统中利用Arclnfo8.2的元数据管理功能实现。6、系统接口功能基础数据库管理子系统提供数据共享接口，包括与省林业局、国家林业局防火信 息系统，与区、县级市防火信息系统，警备区信息系统共享数据，同时与将来的森林 资源管理信息系统、林政资源管理系统、林业局电子政务系统等实现数据共享。己有系统接口待建系统接口j59、家林业局、省林业 局防火信息系统 访问接口1广州市森林防火基 础数据库管理子系1警备区信息系稣访问接口访冋接口统区、县级市防火=100最危险，易发生重大火灾五+级=100最危险，易发牛特大火灾3134森林火险预测预报利用历史林火灾害分析得到的不同时间、空间的森林火灾发牛分布图，结合林火 灾害孕育因子分析结果得到森林火险区划图，与森林火灾天气预测预报得到的森林火 灾气象等级分布图，利用GIS的空间分析功能，制作实时森林火险等级分布图。3.13.5森林火灾预防措施决策根据森林火险预测提供的实时火险等级分布图，火险等级分布状况和其它相关专题（如森林火灾预防的重点地带、人口密集区、多火源地带等）。我们60、把广州地区的 森林火险划分为五级，各级森林火险的火险指数、燃烧特性、火的蔓延特性以及需要 采取的相关措施如表2。表2：森林火险等级蔓延特性及应采取相关措施表森林火 险等级燃烧特性蔓延特征火险 指数应采取的措施I不燃级不蔓延 IMAGINE ERD AS VC+等。该子系统的整个实施流程为：接收到森林火灾监测与自动报警子系统的火点自动 报警信息后，进行火点定位、火行为预测，获取火场蔓延趋势图，然后进行三维仿真 模拟，在此基础上结合知识库的知识，模型库的模型，进行扑救方案的专家决策，并 通过森林火灾火场实时监控模块指挥森林火灾扑救。系统流程如图7。图7：森林火灾扑救子系统流程图3151火点定位在发61、现火警信号后，必须确定火点地理位置，进行火点定位。火点定位包括卫星 遥感图像火点定位、瞭望台火点定位以及现场巡护森林火灾定位三种方式。该功能可 以在ARCGIS下实现。1、卫星遥感图像火点定位。利用卫星遥感影像，经配准后，可以提取岀火点中 心的经纬度，同时与行政区划图、森林小班数据叠加，可确定出火点的具体位置即所 在的林场或行政村。2、瞭望台火点定位。利用两个瞭望台的瞭望员提供的森林火灾方位信息，采用 前方交会方法可以计算出火点的位置。同时叠加行政区划图、森林小班数据即可确定 出火点的具体位置，即所在的林场或行政村。3、现场巡护森林火灾定位。有两种情况： 在重点监控区或火险等级比较高的地区，给62、地面巡护人员配备手持GPS, 一 旦发现火灾，即可将该地的经纬度的数据或大地坐标数据和火灾规模报告给 指挥中心，叠加行政区划图、森林小班数据，即可确定出火点的具体位置即 所在的林场或行政村。 在非重点监控区，如无GPS,可以给指挥中心报告当地所在的行政位置（村、 乡、县），利用模糊查询的功能也可在系统中确定出火灾发生地点。3.1.5.2森林火灾行为预测森林火灾行为预测对于扑火指挥决策是非常重要的。只有对未来的火场作出较正 确的估计，才能合理地组织人力、物力，并釆取恰当的措施进行扑救。本模块可以使 用 ArcGIS IMAGINE ERDAS、VC+等开发工具实现。森林燃烧系统是一个复杂的动态系63、统。森林起火后，林火会向四周和上下不断的 蔓延、扩展。森林火灾行为预测需要确定森林特征、林火强度、林火蔓延速度，火头、 火翼、火尾方位，火场面积、火线长度、火场周围可燃物类型，火区风向、风速等。 其中火蔓延速度、火强度和火焰长度是描述森林火场的3大定量指标，蔓延速度最为 重要。森林火灾行为预测过程流程图如图8。蔓延速度模拟起火参数火场空间蔓延模拟（加权最短路径）模型修正火点位置 起火时间 模拟时间决策支持图&森林火灾行为预测过程流程图森林火灾行为预测输出的结果包括林火蔓延速度、蔓延强度、蔓延方向，最终获 取火场蔓延趋势图。国内外主要的林火蔓延模型有：基于能量守恒定律的Rothermel模型、R64、othermel 蔓延模型的修正模型、澳大利亚的McArthur模型、加拿大林火蔓延模型、王正非的 林火蔓延模型及修正模型、元胞自动机模型（CA）、树冠火、飞火等特殊火行为模 型。所有模型都是建立在一定范围内的模型，都有局限性。在我国的森林火灾行为预 测中，已采用的林火蔓延模型主要有Rothermel模型以及王正非的林火蔓延模型等， 木系统也主要使用这两种模型。3153森林火灾三维仿真模块三维仿真模块以数字高程模型(DEM)建立三维表面，叠加栅格数据和矢量数 据建立森林火灾现场的三维地形环境。叠加的栅格数据主要是遥感影像图，叠加的矢 量数据包括基础地理数据、防火机构、人员及设施数据、森林资源基65、础数据，以及森 林火灾蔓延趋势图等。模块功能包括：(1)可视化导航包括鼠标操纵的三维角度漫游、缩小放大急飞 行控制，围绕指定目标点的交互式绕轴运动等，实现不同角度观察；(2)地形表面 参数显示，可交互式地改变高度与平面的基高比，以达到在高度上扩张表面数据，从 而更为突出三维信息；(3)林火蔓延三维显示，查看火灾扑救路线以及火灾发生地 周围环境，如可燃物的分布、水源位置、防护林带等，使得火灾发生地点显示更为直 观；(4)进行森林火灾三维模拟分析。包括通视性与威胁性分析，可以在三维状态 下找击视线盲区和对居民点、重要设施等的威胁程度，以及扑火人员木身的危险程度。本模块采用IMAGINE的扩展模块V66、IRTUAL GIS开发。具有强大的三维可视化 分析功能，超越了简单的三维显示或者建立简单的飞行穿越观察，能够实现在真实的 虚拟地理环境屮交互处理。国家林业局防火办以此为基础开发了三维防火指挥系统。3.1.5.4扑救方案专家决策模块发生森林火灾后，耍在最短的时间内将林火扑灭，把火灾损失降低在最小范围内， 提倡“打早、打小、打了”的方针。森林火灾扑救是一种综合的决策，它要求决策者 在短时间内，根据各个方面的信息作岀准确、及时的扑火决定。本模块的功能就是采 用人机对话的交互方式，在最短的时间内为森林防火决策者提供优化的森林火灾扑救 方案集。通过森林火灾行为预测，得到火场蔓延趋势分布图，判断火场未来67、发展情况；通 过三维仿真模块，直观的显示出火灾发生地的地形、森林因子、阻滞因子的分布状况, 一段时间内林火蔓延情况；同吋要根据防火设施、参战人数、部队战斗力的强弱、火 场的地理位置及周围环境，最后利用专家系统制定最佳扑火方案。通过最佳路径分析 确定人力物力的调配，安全防护工作以及居民和重要设施的保护和撤退等。专家系统是运用人工智能知识工程技术结合集成专家的大量宝贵经验以及各种 相关数据模型构建的智能系统。一个完整的专家系统由知识库、推理机、人机交互接 口、黑板及数据库等部分组成,其核心是知识库和推理机。下图为专家系统示意图。图9：专家系统示意图(1) 知识库建设采用面向对象的知识表示方法，可以68、采用ORACLE数据库来组织知识库。这些 知识包括两类：一类是公开性知识，如已公开发表的扑火方案，另一类是防火专家的 个人知识，它们是这些专家长期在实践屮获得的实践经验，称为启发性知识。这些知 识将供推理机求解使用。知识的表示方法和结构组织将是本模块的核心问题。在木模块中，知识主要有：事实型知识、规则型知识和控制型知识。对知识的管 理即为对记载知识的数据的管理。常用的知识表达方法有语义网络、框架、产生式系 统、脚本(Script)等模式。经过一定的转换，他们可由关系模式来表达。系统采用 ORACLE数据库来描述和表达知识。(2) 方案制定根据火灾位置、规模、森林火灾行为预测结果，基础地理数据库69、中的地形、交通、 水系等数据，火灾现场视频数据、防火人员及设施数据，知识库中的知识，自动指定 出最佳灭火方案。包括扑救战场确定、阻火隔离带位置及兵力、机具配制、扑火战场 所需兵力及机具，以及扑火最佳路径分析等。(3) 最佳路径分析最佳路径分析是扑火决策的一个重要辅助工具。通过分析可以找出离火点最近的扑火队、扑火路线、扑火设施配置方案等。3155森林火灾实时监控模块森林火灾实时监控涉及卫星地面接收系统、无线视频传输与控制系统、大屏幕视 频转换系统。利用森林防火信息系统对上述系统进行软硬件集成，实现森林火灾现场 的实时监控。指挥屮心的领导利用卫星影像和火灾现场视频信息，以及森林防火信息系统的辅 助70、决策信息为参考，进行指挥调度，然后将指令通过手机或其它无线电设备传到火灾 现场扑火指挥员，指挥森林火灾扑救。同时根据现场传回的视频图像信息，及时调整 森林火灾扑救方案，并再通过手机或其它无线电设备反馈给火灾现场扑火指挥员。从 而实现防火指挥中心“现场”指挥扑救。3.1.6森林火灾灾后评估子系统森林火灾灾后评估是森林防火工作中的重耍内容，它是指对森林火灾灾害的规模 及火灾破坏损失程度的估测与评定。及时、全而和准确的进行森林火灾灾后评估，能 使灾害管理工作者正确掌握有关森林火灾的背景，现场破坏情景和灾害损失等各方面 的信息。据此，可为决策部门提供可选择的辅助决策方案，制定恢复重建总体规划和 单项计71、划的基础，为即将开展的灾后恢复和重建工作提供行动依据。亦可为研究林火 灾害积累历史资料。森林火灾灾后评估子系统，通过灾情统计数据、森林防火基础数据，结合适宜森 林火灾灾后评估指标体系、方法体系，运用计算机技术完成森林火灾灾后评估。森林火灾灾后评估子系统包括森林火灾面积测定、经济损失评估、抗灾救灾措施 评估、减灾效益评估测定、牛态环境评估、森林火灾历史数据库更新6个子功能模块。 森林火灾灾情评估模块数据流程图如图10所示。图10：森林火灾灾情评估模块数据流图3.1.6.1森林火灾面积测定子功能模块森林火灾面积测定模块可用两种方法统计火灾面积，当火灾过火面积较小时，利 用全球定位系统(GPS)实地72、获得火场周边的地理坐标，输入计算机中得出过火面积数 据；当火灾过火面积大，可通过对遥感卫星图像的过火像元计算，求出面积，来评估 火灾过火面积。(1) 用全球定位系统(GPS)测定森林火灾过火面积的方法：工作人员持GPS实地绕火场边界一周，获取火场周边的地理坐标。利用通讯设 备将坐标数据传输到系统数据库，火灾面积测定模块从系统数据库获得坐标值后，生 成封闭的多边形，最终计算森林火灾过火总面积。(2) 用遥感图像测定森林火灾过火面积方法:子系统从防火基础数据库中获得该区域的灾后遥感图像，提取图像信息确定森林 火灾过火区域，读取该区域内的像元数，乘以该图像的空间分辩率，得到过火总面积。3.1.6.273、经济损失评估子功能模块森林火灾经济损失由直接损失与间接损失两部分组成。直接经济损失包括直接被 烧损的立木经济损失，经济林产品和立木经济损失，竹林的竹笋产品和立竹经济损失, 固定资产、流动资产及农牧业产品的经济损失。间接经济损失包括森林火灾现场施救 费用，因森林火灾而引起的停工、停产、停业损失，人员伤亡费用以及森林环境资源 损失。具体计算方法见“森林火灾经济损失额统计标准(LY96)”。3.163抗灾救灾措施评估子功能模块抗灾救灾措施评估模块根据结果数据库中的灾情统计数据，评价林火灾害发生前 后过程屮所采用的各种措施、方案决策的合理性。需要的数据：灾情统计数据、森林 资源基础数据、气候气象数据、74、基础地理数据、卫星地面遥感数据、防火机构、人员 及设施数据。评估实施过程：(1) 对灾情发展前后过程中可采用的各种措施、方案决策进行模拟再现。(2) 对各种模拟结果进行全面统计分析，综合得出最佳方案。(3) 按照预先制定分级量化评价指标，对实际减灾救灾采用的方案、措施产生结 果与模拟最佳方案产生结果进行比较，评定灾害发生前后过程中所采用的各 种措施、方案决策的合理性。图12：抗灾救灾措施评估实现流程图3.1.6.4防火工程减灾效益评估子功能模块防火工程是指为了减少正在受到和可能受到森林火灾侵袭对象的损失，而实施的 工程。例如，生物防火林带建设工程、瞭望台设置工程，森林防火信息工程等。防火 工程75、减灾效益评估模块是对防火工程建设投入和实际减灾效益进行的评估，为现有防 火工程设施存在漏洞和缺陷提出改进方案，对将来森林防火工程建设方案提供有益的 参与。防灾工程效益评估模块用相对指标来表示减灾效益：=(-/)/L：表示相应的灾害损失减少额；/：表示防灾救灾工程投资额；E：表示单位防 灾投资的净收益。评估模型：pooJ 1-F(O exp (-rr)dx(r)E =pooJo 1-exp (-rr) dF(r)E：表示单位防灾投资的净收益；F(Z)：为森林火灾发生的随机变量概率分布函 数；门为年名义利率；x(f)表示第/年的防火工程投资额。3165生态环境评估子功能模块森林火灾对生态环境的影响76、主要包括火对土壤理化性质的影响、火灾对大气的影 响、火灾对森林水文功能的影响三方面。牛态环境评估模块主要通过建立较为完善的 生态环境评估的指标体系，利用专家打分和统计分析方法进行灾后生态环境影响的评 价。本子系统中该模块不作为重点内容。3丄66历史林火灾害数据库更新对结果数据库中的灾情统计数据(各基层部门上报的止式灾情资料和系统灾害评 估模块统计、评价得出的数据)整理，对森林防火基础数据库中历史灾情数据库更新, 录入本次林火灾害的各项数据，为今后的森林火灾预测预报、制定扑火方案、救灾减 灾、森林火灾防火工程的建设提供依据。3.1.7模型库管理子系统3.1.7.1 概述模型库管理系统是一个基于模77、型生成、存储、维护、运行、应用的软件系统。模型生成。主要研究模型的表示方法，通常模型的表示方法有宏命令表示方法、 一阶谓词表示方法、语义网络表示方法、模型抽象表示方法、子程序表示方法、模型 的框架表示方法等。随着面向对象理论与技术的成熟，在模型表示上，目前多采用面 向对象的方法。在面向对彖模型表示方法中，模型表示与算法相互独立。这样，用户 在修改模型时不需要考虑模型的求解方法，实现方法的共享。模型的运行。模型的运行过程，表现为模型的用户运行方式与内部运行机制的两 个方面。用户运行方式，用户只需在需要运行模型的地方指定具体模型及目标数据的 来源，系统自动搜索模型并运行得出结果；内部运行机制：首先78、从模型字典中找到模 型，取得其参数、变量、约束条件等值，然后从模型库中找到相应模型的算法，求解 此模型。模型维护。包括模型的增、删、改、查等功能。模型维护方便与否，主要体现在 软件界面的友好性上。模型存储与模型库数据组织。模型库是由模型字典库和模型文件库组成，而模型 文件库又是模型库的主体。一个模型一般有24个模型文件，其中源程序文件和目 标程序文件是主要的模型文件，此外还包括模型数据说明文件和模型描述文件。模型 文件以建立子目录的方式进行存储，通过模型字典或模型元数据库，实现统一的启动 运行和管理。对于模型库的组织方法一般分为三级视图来管理，即用户视图、概念视 图、内部视图。各类视图针对不同79、的用户。雷同于数据库的三级视图的表示方法。模型库管理信息系统的应用。主要是其他外部子系统如何调用模型库的模型问 题。通常在模型库设计时，提供模型接口，实现对模型的调用，这样使模型本身与模 型调用相互独立，这样便于模型库的维护。在模型库的设计中，应该充分考虑现实因素、技术因素，来组织模型库的设计工 作。主要包括模型库的组织、模型接口的划分、模型库与数据库、方法库、参数库的 通信方法等，应进行深入研究。利用地理信息系统技术并结合模型库中的森林火灾预测预报、决策分析、灾后评 估模型，以及知识库的专家知识，可科学、快速的进行森林火灾的预报预测、扑救指 挥和灾后评估，进行决策支持。考虑到森林火灾预测预报80、森林火灾蔓延、灾后评估模型的特点，把模型库划分 为方法库和参数库，方法库提供动态计算方法，参数库提供模型计算的系数集合以及 基础参数集合，方法库和参数库都具有时空变化的特性，即不同的区域、不同的时段 要釆用相应的计算方法和参数，这些信息通过元数据进行表达。把模型本身和模型运 行中用到的实际参数分开存放。可以在模型运行中动态调整参数，以便模型运行的结 果更符合实际情况。同一个模型可以有不同的参数，每一组参数都可以保存在参数库 里。采用元数据和数据字典来组织模型库，每个模型在数据子典中都有对应的记录， 记录描述模型的类型，适用条件以及使用的参数列表。模型存储历史记录，所以模型是可以逐步修正，每一81、次使用同时是对模型的一次 检验，随着历史记录的增加，可以逐步建立与木地区实际相符的模型参数。这样，模 型运算的结果与实际的偏差就会越来越小。极大的提高模型预测的准确性。3.1.7.2模型库管理子系统的功能与总体结构模型库主要存储森林火灾预测预报子系统、森林火灾指挥扑救子系统、森林火灾 灾后评估子系统所需的分析决策模型。模型库管理子系统实现的功能包括:模型添加、 模型查询、模型删除功能，以及与森林防火基础数据库、森林防火信息系统的接口功 能。模型库管理子系统实施流程如图13,模型库管理子系统结构框图如图14o打印输出屏幕显示结果打印屏幕显示打卬输出屏幕显示图13：模型库管理子系统数据流程图模 型82、 库匚二秣林防火基础数 十11据库访问接口图14：模型库管理子系统总体结构框图系统主体功能模块：主要负责系统总体的调度控制、输入输出、污染过程模拟与 评估、与用户的交互等，并为其他模块提供操作界面。具体又包括控制管理、过程模 拟、制图输出、结果分析、调度控制几个子功能模块。方法库和参数库共同组成模型库，其屮方法库存储模型的计算方法，每个方法对 应于一个抽象的模型公式。“抽象”的意义在于虽然在方法中确定了计算时要用到的 参数，但不具体指定参数的值，这是因为参数具有时空变化的特性，即不同的区域、 不同的时段要采用不同的参数值，这些值存储在参数库中，在实际计算吋从参数库中 获得，代入方法中进行计算。83、参数库中存储模型系数。对于方法中的某一个参数，在 参数库中可以有多个不同的参数值，各自适用于不同的条件。在模型计算时具体选择 哪一个参数值，通过描述参数的元数据来确定。方法库和参数库：负责模型的生成、 管理、调度、实施，以及参数的管理和修正等。森林防火基础数据库访问接口负责模型库与森林防火基础数据库中其他数据的 交互，森林防火信息系统接口负责模型库管理子系统与森林防火信息系统的功能与数 据交互。3.1.8信息服务子系统信息服务子系统是广州市林业局防火指挥中心、森林防火信息系统向外展示的一 个窗口，该子系统除了对外发布各种与森林防火有关政策法规及森林防火的知识外， 系统各模块的结果都可以通过此子84、系统发布，包括发布火险天气预报、热源点的监测 情况和一些辅助决策信息。该子系统在ArcGIS的ArcIMS模块的基础上开发实现。3.1.8.1信息组成信息服务子系统发布的信息包括：广州市林业局简介，包括：历史、现状、业绩、人员结构等非机密图文资料; 火灾报告部门及电话号码，林业防火常识的通俗图文介绍；国家森林防火方面的政策法规、各省（区）市森林防火条例、实施方法、规 范性文件等； 防火机构、人员及设施信息：包括人员的组成、防火设施的分布情况、防火 设备的外观图片、使用方法、生产厂家、地址、报价等信息； 火险天气预报、森林火险等级预报：从预测预报模块得到的中长期、短期天 气火险预报和高火险天气警85、报、森林火险等级预报信息；森林火灾信息：森林火灾监测模块得到热源点信息，包括正常热源点和异常热源点信息；森林火灾指挥扑救模块的火场情况、火势蔓延情况、森林火灾 指挥扑救情况；以及灾后评估信息（森林火灾面积、经济损失）等；历史林火灾害信息。其他客户端公众客户端图15：森林火灾信息发布流程图3.1.8.2系统功能信息服务子系统的功能包括：文木信息的查询显示功能；图形信息的图层选择、 图形区域选择，比例尺设定，图形放大、缩小、漫游、查询，以及其他交互功能；建 立网上论坛功能；用户权限及注册管理；该子系统的维护与更新等。系统实现流程如 下图所示。图16：信息发布了系统实现流程图3.1.8.3系统运行方86、式系统采用 C/S (Client/Server)与 B/S (Browser /Server)的混合结构，C/S 结构针 对系统特殊用户(专家、合作单位、上级部门等)，B/S结构用于系统的公众浏览端。1 公众用户端B/S (Browser /Server)结构B/S方式面向外网用户，用于广州市林业局对外发布公众信息的查询和浏览。B/S 的特点在于具有广泛的信息发布能力。它对前端用户数目没有限制，服务器管理者亦 无需对用户进行任何限制。用户端只需普通浏览器即可，不需安装任何其它特殊软件, 对网络也没有特殊要求。因应国际互联网(internet)的飞速扩展、公民林业防火意识 的不断提高、行业学术87、交流H益紧密、相关产业的商务活动的H益频繁，需查询或浏 览的不定用户越来越多。采用B/S方式，用户数可以任意扩充，客户端不需要维护， 从推广的角度、成本的效应及林业局公众信息本身的特点考虑，B/S方式是最佳的选 择。2特殊用户端C/S结构特殊用户指的是有关专家、合作单位、下屈单位、授权员工、网络维护人员、授 权会员等。C/S方式面向相对固定的用户群，对信息安全的控制能力很强。对不同级 别的用户进行分类管理，注册管理及权限管理，使不同的用户端具有不同的功能，可 做到系统功能的强大性、实用性及数据安全保密性的完美统一。3.1.9危险品及保密设施扑救子系统特殊危险品主要是指各种易燃、易爆和剧毒物品；88、保密设施是指军火库、哨所、 雷达站、军工厂和机密营地等涉及军事机密的设施。这些危险品及保密设施的安危是 与国家安全、社会稳定和人民群众的生命财产息息相关的。因此，在森林防火信息系 统建设过程中，必须考虑对这些设施所在地进行有针对性的防火规划设计和林火重点 预测、预报，以及一旦出现森林火灾危及特殊危险品与保密设施情况时，系统做到迅 速响应，并提供有效的扑救和减灾辅助决策方案。1、数据安全保密性处理办法森林防火信息系统建设中，特殊危险品及保密设施的防火解决方案，主要涉及到 数据保密问题和危害性。对于数据安全问题采取的策略是：根据有关要求和标准，系 统提供一套代码，表示的特殊危险品及保密设施，在森林89、火灾专题数据库中建立危险 品及保密设施表，注明代码所处地理位置与对应的破坏级别(指一旦特殊危险品及保 密设施发生火灾时产生的破坏规模)，制作特殊危险品及保密设施空间分布图。2、特殊危险品及保密设施森林火灾重点预报实现方法(1) 从森林防火基础数据库中获取林区火险等级图和用代码表示的特殊危险品及 保密设施的分布图。(2) 运用系统提供的叠加功能，进行图层的叠加操作，获得代码所处位置的火险 级别指数。(3) 根据不同的火险级别进行分别对待，如果火险级别指数达到IV易燃级和V强燃级 时，表明发生森林火灾的概率增大。此时，系统生成书面分析报告和得岀相应的森林 火灾预防措施，并通过网络或传真将分析报告及90、防火措施传送到相关防火部门和设施 所在地单位。(4) 特殊危险品和保密设施所属单位及防火部门，根据火险分析报告和具体预防 措施结合木区实际情况，部署相应的森林火灾预防工作。3、特殊危险品及保密设施森林火灾扑救实现方法发生森林火灾后，防火指挥中心迅速进行火点定位，叠加特殊危险品及保密设施 的点状分布图，确定着火点到周围特殊危险品及保密设施的距离；通过对火行为三维 仿真模拟获取不同时段森林火灾蔓延趋势图，计算岀森林火灾蔓延到危险品及保密设 施所在地需要时间和设施所在地着火概率；同时对设施分布图按其破坏级别进行缓冲 区分析，获得设施着火后产生破坏的区域图，统计该区域内的面积、人员、工农业设 施和林业91、资源等的总量。利用以上的预测、统计和分析结果，进行森林火灾扑救与减 灾辅助决策，防火部门和设施所属单位根据辅助措施结合实际情况，进行扑救减灾工 作。危险品及保密设施森林火灾预防和扑救流程如图17。图17：危险品及保密设施林火预防和扑救流程图3.2系统软件选型系统软件选型包括数据库、操作系统与开发工具、GIS软件、图像处理软件等选 型。整个系统的软件选型方案如表3所示：表3：软件选型一览表软件分类软件选型系统软件服务器UNIX、Windows 2000 Server工作站Windows 2000 Professional数据库管理系统Oracle9i Enterprise Edition 9iO92、racle SpatialOracle portioningManager PackGIS软件Arc/Info V&2ArcSDE V8.2ArcTMS-V4.0MapObjects V2.1图像处理软件ERDAS IMPF-NT-V8.5开发工具Visual Studio 6.0其它软件Acrobat 5.03.2.1数据库管理系统经过对IBM公司的DB2、ORACLE公司的Oracle9i以及Microsoft公司的SQLServer2000的对比分析，我们建议数据库管理系统选用Oracle公司的Oracle 9i数据库管理系统。三种数据库管理系统的性能比较表如表4o 表4：三种数据库管理93、系统性能的比较比较类别SQL ServerOracleDB2开放性只能在Windows上运行， 没有开放性。Windows9X 系列偏重于桌面应用， NT server只适合中小型 企业。而且windows平台 的可靠性、安全性和伸缩 性有限，不善于处理大数 据量业务。能在所有主流平台上运 行（包括Windows）o完全 支持所有的工业标准。采 用完全开放策略。可以使 客户选择最适合的解决 方案。对开发商全力支 持。能在所有主流平台上 运彳亍（包括windows）0 最适于海量数据。DB2 在企业级的应用最为 广泛，在全球的500家 最大的企业中，几乎 85%以上用DB2数据库 服务器，而国内94、到97年 约占5%o可伸缩 性，并行 性并行实施和共存模型并 不成熟。很难处理日益增 多的用户数和数据卷，伸 缩性有限。通过平行服务器共享同 一簇中的工作来扩展 WINNT的能力，提供高可 用性和高伸缩性的解决 方案。用户可以把数据库 移到UNIX中。DB2具有很好的并行 性、把数据库管理扩充 到了并行的、多节点的 环境。数据库分区包含 自己的数据、索引、配 置文件、和事务日志。安全性没有获得任何安全证 书。获得最高认证级别的ISO 标准认证。获得最高认证级别的ISO标准认证。性能多用户时性能不佳。性能最高，保持 WindowsNT 下的 TPC-D 和TPC-C的世界记录。适用于数据仓库和在95、 线事物处理性能较高。客户端支 持及应用 模式C/S结构，只支持windows 客户，可以用ADO、DAO、OLEDB、ODBC 连接。多层次网络计算，支持多 种工业标准，可以用 ODBC JDBC、OCI 等网 络客户连接。跨平台，多层结构，支 持ODBC、JDBC等客 户。操作简便操作简单,但只有图形界 面.。较复杂，同时提供GUI 和命令行，在WindowsNT 和unix下操作相同。操作简单，同时提供 GUI和命令行，在 WindowsNT 和 unix 下 操作相同。使用风险许多功能需要时间证明、 不十分兼容早期产品、使 用冒一定风险。长时间的开发经验，完全 向下兼容、得到广泛的应 96、用、没有风险。在巨型企业得到广泛 的应用，向下兼容性 好、风险小。Oracle9i是Oracle最新的数据库管理系统，目前Oracle9i数据库以三种版本提供: Oracle9i标准版、Oracle9i企业版和Oracle9i个人版，分别适用于不同的开发和部署 环境。Oacle9i数据库除具有很高的可用性（基本可读待机数据库、增量备份与恢复、 在线备份与恢复等功能）、可伸缩性（Java本地编译、PL/SQL木地编译等）、可管理 性（自动恢复管理、双工备份套件等）和安全性（安全标签、加密工具等）夕卜，在开 发平台上，Oracle9i带有多种开发平台：Oracle Programmer SQLJ等97、，在功能上， Oracle9i在数据建仓、商务智能、网络以及内容管理上提供了丰富的功能。322操作系统、开发工具选型1、数据服务器操作系统经过对SGI公司的Irix、IBM 公司的 AIX、Compaq公司的Tru64 Unix、 Hewlett-Packard 公司的 HPUX、SCO 公司的 SCO UnixWare 和 Sun Microsystems 公 司的Solaris六大UNIX操作系统的比较以及对用户前期投资的考虑，表5为各UNIX 操作系统的比较。我们建议服务器端操作系统选用IBM公司的AIX操作系统。AIX 全名为（Advanced Interactive Executiv98、e）,它是 IBM 公司的 UNIX 操作系 统，整个系统的设计从网络、主机硬件系统，到操作系统完全遵守开放系统的原则。 这是一个目前操作系统界最成功，应用领域最广，最开放的第二代的UNIX系统。它 特别适合于做关键数据处理（CRITICAL）o AIX包含了许多IBM大型机传统受欢迎 的特征，如系统完整性、系统可管理性和系统可用性，AIX与IBM的RS/6000达到 了完美的结合。在AIX操作系统上，有许多的数据库和开发工具，用户除了选用已 有的应用软件外，还可以根据各自的需要进行开发。此外，在AIX Z上，有一组功 能强，使用方便的系统管理工具。对于异种平台互存，互操作有很成熟的解决方案。99、IBM新近推出的AIX 5L Version 5.1在性能方面又有了很大的加强： 添加了新的系统组件以增强安全性、工作负载管理、系统管理以及Java工具 的高可扩展性；与Linux兼容，提供最开放的UNIX操作系统，并支持基于POWER和 Itanium架构的服务器； 具有超乎寻常的64位系统性能，并不仅仅是因为采用了 64位处理器，而由 于硬件与操作系统的完美结合。在基于POWER处理器的64位系统中，AIX完全支持32位与64位应用程序共用，同时或协同运行应用程序，保证文件、 内存和其它系统服务的共享访问。随着行业内64位基于POWER处理器的 解决方案越来越广泛的使用，系统可以极大地提高100、从32位应用到64位应用 的平滑移植。表5各UNIX操作系统的比较系统优势SGI IrixIrix可扩展到512个CPU和1TB的RAM,服务器I/O处理能力极强， 并且Irix在SGI上拥有高端和数字媒体的市场IBM AIXIBM64位Power/PowerPC CPU强大、稳定；一个操作系统可用于整个 RS6000 生产线；Linux 代码标准移植；IBM 的 Visual Age Java 和 C/C+ 工具非常利于开发。CompaqTru64UnixTru64使用的是强大、精巧的Carnegie-Mellon Mach内核；中小型服务 器,64位Alpha CPU利用率最高；它遵循Di101、gital Equipment遗留下来的 传统。Hewlett-Packard HP-UXHP在可靠性和服务方面的声誉人所共知；HP-UX和一个丰富、实用的 操作系统包一起推出，它包括Web server、C/C+、Windows网络、WAP （无线应用协议）服务、Linux APIsn iPlanet目录服务器和Veritas文 件系统。SCO UnixWareSCO是Unix System V源代码的所有者；UnixWare是最强大的，也是最 完善的PC Unix；它有优秀的、价格合理的开发工具。SunicrosystemsSolaris其光辉的市场业绩使Solaris成为了事实上的Uni102、x标准；Sparc和Intel 版是同一个操作系统；对于基于Unix的商业应用系统，Solaris可以提 供最广泛的支持。2、GIS应用服务器、Web服务器操作系统根据项目需求我们选用Windows 2000 Server作为GIS应用服务器与Web服务器 的操作系统；其他终端选用Windows 2000 Professional, 7F发工具选用Visual Studio 6.0等。323 GIS软件与遥感图像处理软件3.2.3.1 GIS 软件经过对用户需求的分析和对目前国内应用较好ESRI公司的ArcGIS系列、Intergraph公司的GeoMedia以及Mapinfo公司Mapinf103、o系列产品的对比分析，我们 建议GIS软件采用ESRI公司ArcGIS系列的ArcInfoV8.2 ArcSDE V82、 ArcIMS-V4.0 以及 MapObject V2l。ESRI公司ArcGIS8.1系列是ESRI在全面整合了 GIS与数据库、软件工程、人工 智能、网络技术及其它多方面的计算机主流技术之后，成功地推出了代表GIS最高技 术水平的全系列GIS平台。ArcGIS是一个统一的地理信息系统平台，由三个重要部 分组成： ArcGIS桌面软件，一个一体化的高级的GIS应用 ArcSDE通路，一个用数据管理系统(RDBMS)管理空间数据库的接口 ArcIMS软件，基于Intern104、et的分布式数据和服务的GIS所有的ArcGIS桌面软件都由一组相同的应用环境构成：ArcMap, ArcCatalog和 ArcToolboXo通过这三个应用的协调工作，可以完成任何从简单到复杂的GIS工作， 包括制图，数据管理，地理分析和空间处理。还包括与Internet地图和服务的整合， 地理编码，高级数据编辑，高质量的制图，动态投影，元数据管理，基于向导的截面 和对近40种数据格式的直接支持。此外，通过ArcIMS 一个基于Internet的分布式数据和服务的GIS软件和 ArcSDE通路一个用数据管理系统(RDBMS)管理空间数据库的接口，ArcGIS 允许你获取更丰富的空间数据和资105、源。ArcGIS是一个强大的，统一的，可伸缩的系 统，它可以适应广大GIS用户的广泛需求。ArcGIS的优越性表现在：灵活性由于ArcGIS的模块化和可仲缩性，在构造系统时它提供了更大的灵 活性。它既可以是一个独立的应用也可以是跨越全球的分布式网络应用。由 于通过面向对象的组件技术构建，因此可以和大量的程序分享核心应用，用 户界面和概念。一旦学会一种，很快可以融会贯通。这使得学习，教授，编 程变得容易。总之，ArcGIS的这种结构将成为ESRI今后几年的发展基础， 它使得ArcGIS成为一个灵活的GIS平台。信息技术标准ArcGIS结合了当前IT领域普遍认可的工业标准。桌而软件搭 建在Wind106、ows用户界面Z上。ArcGIS还整合了其他标准，包括地理元数据 标准(FGDC),Web标准(XML),网络标准(TCP/IP)和对象建模标准(UML)O ArcSDE与商业DBMSs打交道，它支持各种格式包括OpenGIS联盟和国际 标准化组织以及其他软件厂商的格式，如Oracle Spatial, Informix Spatial DataBlade 和 IBM Spatial Extender 格式。ArcGIS 的组件集合组成了 ArcObjectso它提供了超过1,100个独立的COM组件。既可以通过内嵌的 Microsoft Visual Basic for Applicatio107、n进行二次开发，也可以通过任何一个支 持COM的编程语言，如Visual Basic, Visual C+或Delphi。由于依靠了工 业标准，ArcGIS是一个适应IT的开放的系统。所以，它很容易与其他系统 结合。功能强大ArcGIS增加了一系列强大的功能。通过一组高级的编辑工具增强 了的数据自动化和编辑能力；通过Windows风格的地理数据浏览、预览和元 数据管理功能增强了数据管理；通过向导和转换分析工具完成空间处理和数 据转换。ArcGIS 桌面(Arc View, ArcEditor 和 Arcinfo)支持 Internet,可以 将从ArcIMS服务器获得的数据和木地数据一起进行分108、析。而且，通过文件 菜单下的命令可以直接从Geography Network添加数据。ArcGIS包含了一系 列必不可少的工具。矢量和栅格数据的动态投影节省了时间和精力；图层的 透明设置改善了地图显示效果；高质量的报表和图表功能丰富了地图的表现 能力。对许多用户来说，制图能力的提高同样是非常重要的。ArcGIS不仅 可以支持原有的数据格式，还支持空间数据库。空间数据库是将地理信息存 储在DBMS中，可以支持事务处理(版本)和对象的属性，行为描述。它将 多用户的数据编辑更新和数据管理紧密地结合在一起。ESRI公司的MapObject V2.1能够满足客户端开发的需要，它能支持ArcGIS支 持的109、所有数据，当作为客户端应用吋能和ArcGIS很好的结合；MapObjects2.1还提供 了新版木的Weblink控件和IMSUtil.dllo这些部件和ESRI的ArcIMS软件配合使用, 在Internet 提供地图服务。另外，MapObjects2.1也支持ArcSDE 8.2的版本管理, 允许用户根据许可权限，连接到ArcSDE空间数据库版本树中的任一指定版本。3.23.2图像处理软件根据对用户需求的分析和系统的整合考虑，我们建议图像处理软件采用ERDAS 公司的 ERDAS IMPF-NT-V8.5 产品。包括 ERDAS IMAGINE Professional 和 Virtual110、GIS功能扩展模块。Virtual GIS实现实时3D方式的贯穿飞行模拟和GIS分析;另外，在ERDAS IMAGINE屮直接提供了下列DLL库，为用户进行二次开发提供了方便：图像格式DLL提供对多种图像格式文件无需转换的育接访问，从而提高 易用性和节省磁盘空间。支持的图像格式包括：IMAGINE、GRID、LAN/GIS、 TIFF (GeoTIFF) GIF、JFIF (JPEG)、FIT 和原始二进制格式。 地形模型DLL提供新类型的校正和定标(Calibnition),从而支持基于传 感器平台的校正模型和用户剪裁的模型。这部分模型包括：Affine Polynomial、Rubber 111、Sheeting TM、SPOT Single Frame Camera 等。字体DLL库提供字体的裁剪和直接访问，从而支持专业制图应用、非 拉丁语系国家字符集和商业公司开发的成千种字体。3.3卫星地面接收系统的接收方式和设备选型卫星地面接收站包括卫星地面接收硕件以及软件系统。根据森林防火的需要，应 选择气象卫星接收系统，包括我国风云一号C(FY-IC)气象卫星、我国风云二号(FY-2) 气象卫星、口本的GMS-5卫星、美国NOAA气象卫星、美国EOS卫星等。中国气 象局国家卫星气象中心目前已经开发出：静止卫星中规模利用站接收处理系统、极轨 卫星接收处理系统、EOS接收系统、VSAT系统(PS112、-2001级轨气象卫星接收处理系统), 他们都可接收气象卫星资料。各系统功能说明如下。3.3.1静止卫星中规模利用站接收处理系统静止气象卫星中规模利用站处理系统，是实时卫星云图微机接收处理系统，用于 接收处理我国的FY-2卫星及日本的GMS-5卫星展宽数字资料。FY-2卫星的地面分 辨率为4公里。此系统是唯一经中国气象局鉴定的静止气象卫星云图微机接收处理系统，已安装 在全国各省、市气象台站并投入业务运行。并在国外许多国家和地区投入使用。系统 配置包括：3米天线、低噪声放大器、下变频器、一体化数据摄入卡四部分。系统具 有如下特点：硬件系统的高频分机具有增益高，多频点（可分别接收FY2及GMS卫星113、），信号驱 动能力强等特点。利用先进的集成屯路技术，研制出“一体化数据摄入卡，将静止气 象卫星接收设备中的五大部分（接收机、解调器、比特同步器、帧同步器、进机接口） 集成在一块标准的PC机插卡上，无需专用机箱、专用电源、复杂连线，直接插入微 机总线，优化了硕件系统的配置，提高了系统的可靠性和易维护性。软件系统软件（CMAPPS）运行在屮文Windows环境下，采用了先进的面向对象编 程技术，具有界面友好，操作便捷，易于管理的优点。它能够接收处理FY2和GMS-5 卫星的S-VISSR展宽数字资料；实现了在接收图时的前后台作业并行工作；系统具 有自动作业功能，即按用户设定的时间自动启动，接收并处114、理数据，生成用户设定的 各种产品，无需人工干预，在系统可靠性上达到了较高水平。同时能够处理气彖台提 供的常规资料、雷达数据并显示极轨卫星的图像产品。系统具备网络分发功能，可以 为更多的用户提供服务。3.3.2 ShineTek P2000极轨气象卫星接收处理系统极轨气象卫星是绕地球极地轨道运行的卫星，高度约为850公里，如图18所示。卫星每天观测的轨道能够实现每24小时覆盖全球一次。图18：气象卫星的轨道与地球的相对位置示意图极轨卫星携带了两部对气象业务预报十分有用的仪器。一部是甚高分辨率辐射仪 （AVHRR）,用以获得图像资料；另一部是泰罗斯垂直业务探测器（TOVS）,用以得 到温度垂直探测115、资料。AVHRR辐射仪有5个波段的辐射，即5个通道，星下点地面分辨率约为1公里。 具有这种分辨率的大量数据资料由高分辨率图像传输设备（HRPT）实时传送。由国家卫星气象中心研制开发的“极轨气象卫星HRPT资料微机接收处理系统” 就是为地面站配备的直接接收HRPT资料的设备。极轨气象卫星获取的HRPT云图资料是监测和预报灾害性天气的重要手段，对洪 涝、森林及草原火灾等大范围自然灾害的监测能力己被近几年的实践所证实；对植被 生长状况和作物估产、冰雪覆盖和水资源等地表特征的有效监测，是安排农业生产和 作物管理的重要依据；对海冰、海温和海洋环境的监测，在渔业生产、港口建设和远 洋运输等方面也具有重要意116、义;对我国的气候研究和监测，更是必不可少的得力助手。由于我国幅员辽阔，气候条件复杂，现有的通讯设备难以将大信息量的HRPT 极轨气象卫星资料及时传到使用单位，促使许多气象、水利、民航、林业、军事等部 门纷纷独立地建立了 HRPT极轨气象卫星数据利用站，来获取本部门急需的卫星遥感 信息。1、系统的构成极轨气象卫星HRPT资料微机接收处理系统由天线伺服系统、接收系统和处理系 统三大部分构成。天线系统。X/Y座架天线跟踪系统，由X/Y装架、基座、2.4米抛物面天线、馈 源、天线控制器组成。天线伺服系统的功能是在极轨卫星过境时，及时准确地跟踪极 轨卫星的下发频率，捕获卫星向地面发回的信息，向接收系统提117、供满足技术指标要求 的射频信号。接收系统。接收系统包括：低噪声放大器、下变频器、接收机和数据同步、缓冲 进机接口。主要功能是将所收到的卫星信号进行放大、变频、解调、同步提取后经数 据缓冲送入计算机进行处理。处理系统。由WINDOWS98版处理软件构成。主要是将接收系统送來的数字信 号，经计算机处理还原成图像信号，生成一系列的用户产品，并对用户所需的产品进 行存档、上网等一系列工作。处理过程大致分为以下四步：资料入口、AVHRR/HRPT 资料预处理、资料应用处理、产品显示输出。入口资料经以上处理后可以生成适合于 天气分析预报和环境检测应用的各类产品。2、系统功能系统配有多种应用软件，具有实时接118、收、显示、处理和存储极轨气象卫星发送的 高分辨率图像传输资料(AVHRR/HRPT)的能力，并具有对所接收的卫星数据进行 预处理、轨道预报、地标导航和图像及各类应用软件处理等功能。根据天气预报和环 境监测的需要，系统设计功能如下。主要功能包括：(1)卫星轨道预报；(2) AVHRR资料实时接收和显示；(3)数 据预处理；(4)应用处理，适合于气象和环境监测应用的定量处理包括：区域图像数 据生成、边界编辑添加功能、应用定量处理。其中应用处理功能包括：植被指数计算; 火灾监测；水情监测；积雪监测；地表亮温计算、海表温度计算；(5)图像处理和显 示；(6)系统自动处理功能，包括应用GPS自动校时系统119、，确保时间准确；通过网 络，自动传输轨道参数，作出轨道预报；按轨道吋间表，自动向天线传输卫星频率和 天线跟踪数据。系统为了满足用户自动化要求，还设计了自动控制界面。界面显示了当前计算机 时间、下一条轨道入境时间和剩余时间，它可以定时计算卫星过境轨道时间表，按轨 道时间表白动向天线传输卫星频率和天线跟踪数据，并进入实时接收状态，接收存盘 之后做预处理并更改文件名，与具备自动接收功能的天线一起共同组成了无人值守全 自动接收处理系统。3.3.3 EOS接收系统1、概述美国EOS卫星，即地球观测卫星，是广播X波段信号的系列极轨卫星。它是一 个至少进行连续15年卫星观测全球气候的长期计划。目前的计划包括120、九个大中型卫 星综合观测平台。其中3个飞行在上午太阳同步轨道，称之为EOS-AM系列，降交 点时间为10:30am；三个是下午太阳同步轨道，称之为EOS-PM系列，降交点时间为 13:30分；另外三个专门用于大气化学测量的下午太阳同步卫星，称为EOS-CHEM系 列，降交点时间为13:45o EOS-AM, PM和CHEM系列卫星都是三轴稳定卫星平台, 98.2倾角，高度705Km, 16天(23条轨道)的完全重周期。EOS卫星系统的优势在于它先进的仪器系统。在EOS-AM和PM卫星上都装载 有中分辨率成像光谱仪（MODIS）,共36个光谱通道，有些通道空间分辨率高达250 米（空间面积分辨率121、比目前NOAA-AVHRR仪器高18倍），每条轨道的扫描宽度达 2300公里，回归周期12天（与目前NOAA卫星相似），可对地球和海洋表面特性， 云，辐射和气溶胶，以及辐射平衡等进行综合观测。这是从前的卫星所不能比拟的。 其它如云和地球辐射能量系统（CERES）、先进的星载热发射和反射辐射计（ASTER）. 多角成像光谱仪（MISR）和对流层污染测量仪（MOPITT）,先进的微波扫描辐射计 （AMSR,空间分辨率高达5公里）。这些仪器都将是世界上首次进行星载飞行的仪 器。第一颗EOS-AM卫星命名TERRA已于1999年12月发射成功，第一颗EOS-PM 卫星命名AQUA已于2002年5刀发射122、成功。EOS-AMK PM 1/MODIS卫星数据接收系统包括：3米跟踪天线及天线控制器、 波导馈源及X波段LNA、EOS- AM1/PM1下变频器、MODIS数字接收机 （QPSK,UQPSK解调器、Veterni、RS解码器）、高速数据摄入卡、GPS校吋器、计 算机、显示器、Window2000 或 NT 操作系统、ShineTek2000 Model EOS/MODIS 处理 软件包。国内现状：国内厂家及科研机构对EOS接收系统现处于调研、技术准备，前期 开发阶段。国家卫星气象屮心所属的星地通公司是国内第一家掌握EOS卫星接收处 理技术，并成功研制开发出ShineTek 2000 AMK123、 PM 1/MODIS卫星数据接收处理系 统”的公司，目前该系统己投入业务使用，正在进行数据接收、分析及定量产品开发。 2000年11月30 H,系统成功接收了我国第一张EOS TERRA/MODIS卫星图像。2002 年8月30 H,系统成功接收了我国第一张EOS AQUA/MODIS卫星图像。国外状况：美国已有几家公司如：Seaspace公司、Vexcel公司及INTEGAL SYSTEMS公司已研制开发出EOS-AM卫星资料接收处理系统产品，并已向客户提 供。俄罗斯的SCANEX也己研制出MODIS DB资料的接收系统，并正在研制其资料 处理系统。2、系统软件功能EOS接收系统软件包括接124、收控制子系统、预处理软件包、图像及应用子系统三 部分。接收控制子系统根据轨道参数，进行轨道预报；利用GPS对计算机进行精确校 时；根据轨道预报得出的天线跟踪数据，向天线传输跟踪数据；实时接收、显示，存 盘数据；对存盘资料进行数据解码、数据整理生成PDS；数据预处理；数据网络分发 等业务化功能；接收控制子系统的任务调度功能实现上述功能的自动化运行。预处理软件包实现：前期预处理解包和归整；高精度定位预处理；多通道定标预 处理；1B级（HDF）文件格式生成。图像及应用子系统。在EOS/MODIS资料经过预处理后生成的HDF资料的基础 上，实现HDF1B数据回放显示、增强、投影等；投影后数据显示、増强125、地理信息 叠加、手动定位、图像输出，多轨拼接等功能；同时实现植被指数、火灾监测、积雪 监测、水体监测、海冰监测、海表监测、地表温度、沙尘暴监测等应用功能。3.3.4极轨气象卫星VSAT小站应用系统（PS-2001极轨气象卫 星接收处理系统）1、概述极轨气彖卫星VSAT小站应用系统是国家气彖中心星地通公司利用国家卫星气 象中心汇集全国气象卫星资料的资源优势，推出的新型极轨气象卫星资料接收系统。 它可处理中国FY-1系列卫星CHRPT和美国NOAA系列卫星HRPT的资料。此系统把极轨卫星接收系统的跟踪式天线（费用高、需维护）改为VSAT站接收 天线（即用静止小天线），接收处理通讯卫星从气象卫星地126、面站实时转发的我国FY1 系列卫星和美国NOAA系列极轨气彖卫星的云图资料。使系统具有结构简洁、成本 低、免维护的特点。获取的极轨气象卫星资料的数量、品质、吋效及应用处理功能均 等同于ShineTek P2000极轨气象卫星接收处理系统。系统具有如下特点：时效快系统利用气象卫星地面站实时接收美国NOAA和我国FY-1系列卫星资料， 经处理后向PS-2001极轨气象卫星接收处理系统发送。一般情况下，在极轨气彖 卫星过境后的10分钟内，该系统已接收存储了该轨道的全部信息。获取资料的数据量大PS-2001系统每天可以获得大于十次的极轨气象卫星资料，便于各种监测。维护费用低PS-2001系统把天线由极127、轨跟踪方式改为静止方式，免去了强大的伺服系 统，使设备造价、维护费用大为降低。PS-2001系统的低维护费用从根本上 解决了设备维护难等问题。自动化程度高PS-2001极轨气象卫星接收系统具有自动接收、自动预处理功能，从而保证 了整个接收存储的全过程的自动运行。2、系统设备组成及性能PS-2001极轨气象卫星接收处理系统主要由天线、高频头、接收机、解调器、 进机卡、计算机处理软硕件组成。系统各组成部分的性能如下：户外天线：天线直径1.8-3.0M；接收天线：5530dBm；接收频率：10.9512.75GHz；码速率：1.33Mbps;接口： RS-422/RS-232；室外单元至室内单元传输128、距离：70米； 计算机配置:PII/350、64MRAM、10GHD或以上。3、主要功能自动接收、显示、处理、存储功能；o自动预处理功能；支持等经纬度、兰勃特、麦卡脱等投影方式； 火灾监测、水灾监测以及植被指数、地表、水体、云顶亮度计算；数据输出功能，支持通用图像处理软件。3.3.5卫星地面接收系统选型结果各种卫星地面接收系统的分析对比结果如表6o表6：各种卫星地面接收系统比佼表接收系统接收卫星接收 次数空间分辨率成本优点缺点静止卫星屮 规模利用站 接收处理系 统风云二号（FY2）气象卫星日本的GMS-5卫星每半 小吋 接收 一次4公里接收周期短、可 提取风向、湿度 信息空间分辨 率低不适 于129、小范围 森林火灾 监测ShineTekP2000极轨 气象卫星接 收处理系统风云一号C气象 卫星、美国NOAA气象卫星每天 至少 可接 收十 次FY-1C公里NOAA:1.1 公 里23.8 万接收周期短、空 间分辨率适于 小范围的森林 火灾监测系统维护 费用高EOS接收系 统系统美国EOS卫星全天 接收4次1公里、500 米、250米180万分辨率高 森林火灾监测 精度高系统建设 成本高极轨气象卫 星VSAT小 站应用系统风云一号C气象 卫星、美国NOAA 气象卫星每天 至少 可接 收十 次FY-1C ：1公里 NOAA:1.1 公 里12.8 万接收周期短、空 间分辨率适于 小范围的森林 130、火灾检测、结构 简洁、成本低、 免维护的特点受地域限 制我国风云一号卫星设置了三个气象卫星地面站，分别位于北京、广州和乌鲁木齐。广州气象卫星地面接收站和乌鲁木齐卫星地面接收站在接收卫星资料的同时，利用通 讯卫星把所接收的资料实吋发往北京卫星地面接收站，从而获取全国的卫星图像资料。极轨气象卫星VSAT小站应用系统正是利用这一优势，直接接收通讯卫星信息，从而获取风云一号系列卫星和美国NOAA系列卫星资料。这样使系统的维护费用较低，同时性能稳定，不会因为接收天线的故障，而不能接收卫星资料。由于本项目的范围为广州市，因此采用本系统具有地利的优势，另外成本较低, 加之通讯卫星地面接收设备具有稳定易维护的131、特点，使本系统的性价比较高，选用 此系统又可避免重复建设，因此在本项目中选择极轨气象卫星VSAT小站应用系统。另外，EOS接收系统目前还未广泛应用，通过调研知，广州市气象卫星地而站 将近期安装EOS接收系统，该系统安装完成后，将进一步扩大应用，因此，EOS接 收系统可作为本项目的进一步升级系统，提高森林火灾监测的时效性。3.4指挥中心的硬件需求、网络布设方案与应用管理防火指挥中心是森林防火信息系统软硬件集成中心，涉及到遥感地面卫星接收 站、火灾现场视频信息传输设备、大屏幕多路视频控制设备，以及服务器、工作站等 设备的硕件集成，同时还有在森林防火信息系统上的软件集成，因此必须设计指挥中 心的网络132、环境。关于系统的软硬件集成方案参见3.6节。本部分主要说明指挥屮心的 硬件需求，包括防火指挥中心的交换机、服务器、计算机、控制系统、投影系统等硬 件设施，以及指挥中心的网络布线方案。同时对指挥中心的建设管理方法进行初步规 划。指挥中心网络布线采用局域网的混合网状结构。局域网与政府光纤网相连，作为 系统与外部数据交换的主要通道。根据口前情况，政府光纤网还未铺设，可采用DDN 专线或ADSL接入。局域IM（LAN： Local Area Network）是20世纪70年代后迅速发展起来的计算机网 络，是一个高速的通讯系统。它在较小的区域内将许多数据通信设备连接起来，使用 户共享计算机资源。考虑到林133、业局防火指挥中心的面积等因素，中心内电脑网络采用 线路铺设距离短、通信延时小、成本低、信息传输快的局域网方案是最佳的选择。3.4.1指挥中心局域网基本组成服务器（Sewer）是防火指挥中心局域网的核心部分。服务器置于防火指挥中心 的信息处理屮心（机房）。根据系统的需要，我们将设立三个服务器，数据服务器、 G1S应用服务器与Web服务器。客户机（Clients）客户机乂称工作站，是用户与网络的接口设备，用户通过它 可与网络交换信息，共享网络资源。工作站通过网络接口卡、通信介质、通信设备连 接到网络服务器上。防火指挥中心的客户机有：（1）领导计算机，置于领导办公室;（2）处室计算机，置于各处室；（134、3）便携计算机，均为轻便的手提电脑，自带网卡 及Modem,可随吋接入局域网及Interneto （4）系统维护计算机，置于信息处理中 心，用于处理网络及整个系统平时运行中出现的各种问题，并可独立进行数据的录入、 编辑、维护等工作；系统外部设备，包括：控制系统、投影系统、打印机、扫描仪、绘图仪等；网络设备，指网络硕件设备，主要有网卡、网线、交换机等，DDN接入设备;3.4.2指挥中心网络布线方案指挥中心网络布线是综合布线的一部分，本部分主要说明网络布线方法。根据防 火指挥中心的办公室平面结构及系统要求，我们的局域网的布线方式采用混合网状结 构，如图19,防火指挥屮心网络详细布设方案如图20o本135、布线方案依据国家网络布 设标准设计，可保证与广州市林业局现有网络系统完全兼容。71类双绞线图19：网络布线物理逻辑图楼下局领导办公室五类双绞线光纤图20：防火指挥中心网络布线图其中：指挥中心会议室：包括1台处室计算机、大屏幕数码显示系统、部分电脑外设； 主任、副主任办公室：各包插1台领导计算机及部分电脑外设； 处室办公室：处室电脑若干、便携电脑若干及部分电脑外设；机房：包括GIS数据服务器、GIS应用服务器、交换机、集线器、DDN接入装置、 系统维护电脑、处室计算机、物理防火墙等，以及卫星地面接收系统主机。 注：电脑外设指的是打印机、扫描仪、绘图仪、MODEM （支持ADSL）等。在政府网光纤136、接入之前，我们采用在广州市己普遍开通的DDN专线或ADSL接 入方式。对于防火屮心的信息发布部分，我们在Internet上注册一个Web服务器。 Web服务器可置于防火指挥中心。343广州市林业局森林防火信息系统指挥中心建设管理1、防火指挥中心综合布线项目布线系统将贯穿于建筑群的各个平面。主要为话音、数据、图像等系统信号 提供高性能传输路由。作为一个综合性的线路平台，应具有最大的兼容性和开放性， 并提供一个标准化、高带宽、低成本的网络环境。系统应具有开放的模块化结构，可 灵活地进行资源分配，线路管理、变更和扩展。提供一个安全、有序、便于管理的设 备安装及连接环境，可快捷简便地进行系统安装和运行137、，以高起点和适度超前的原则 来规划本系统。为高性能应用提供充足的传输带宽和日后系统的升级提供充足的空 间。采用目前国际上最先进的工程标准及规范，去设计和规划系统，使之成为有代表 性的工程样板。基于上述的系统目标规模，在系统选型上应选用在技术上处于领导地位，产品成 熟稳定，具有极佳应用效果的布线材料。木设计中，我们推荐使用PANDUIT的建筑 物结构化综合布线系统。PAN-NET网络布线系统的明显优点是绝对的模块化可方便 地采用色标管理。该系统包括可供双绞线、同轴电缆和光缆使用的单个模块，此类模 块可以混合安装，这样可以最大限度地提高系统的密度和灵活性。2、防火指挥中心的人员配置初步规划指挥中心138、总体负责人员1人，负责管理日常事物，以及协调其他人员的工作;中心硬件管理人员1人。负责各种计算机硬件设备（交换机、服务器、计算 机、控制系统、投影系统等硬件设施）、网络环境的管理，以及卫星地面接 收系统硬件管理；中心系统操作人员2人。分别负责遥感地面卫星接收系统的图像处理与分析 操作，以及森林防火信息系统木身的分析操作；系统维护人员1人，负责系统的数据维护与日常运行维护。3.4.4防火指挥中心硬件设备选型根据目前各类硬件的性能价格比，确定指挥中心的硬件选型方案，如表7所示。表7：防火指挥屮心硬件选型表产品型号配置描述单位数量1系统维护计算机IBM2289-41CP4/2.4G512M/80G/139、16XDVD-RW/64M/10/100M/56kWINXP-H15 寸 LCD”立式(黑)套12笔记本电脑IBM ThinkPAD T30 2366I9CP41 9G/256M/30G/DVD16X/14.1台12GIS应用 服务器IBM8665-61YPlllXe on/700(1M)512/3642GB*2 个/网卡/CD/支持 4CPU/10HS/8U套13GIS数据 服务器IBM8665-61YPIIIXeon/700(1M)512/3642GB*2 个/网卡/CD/支持 4CPU/10HS/8U套14Web 服务器IBM8665-71YPIIIXeon/700(1M)512/364140、2GB*2 个/网卡/CD/支持 4CPU/4H-Raid 卡/10HS/8U套1L集线器3COM3C1661124 口 10/1 OOM自适应/可堆叠5个台26交换机3C17206 24 U/10/1 OOM台17ADSLModem实达 2110EHR台18方正物理 防火墙台19EPSON 激 光打印机4/1200dpi/每分钟 12页/并 口/USB台210方正 扫描仪光学分辨率 1200*2400dpi/42Bit/A4/USB 接口/5 个快捷键台111HP绘图仪DJ800ps/B0专业图像打印机/107cm幅面/四色打印/A1 尺寸彩色线条图60秒/7.9平方米/小时/分辨率 240141、0*1200dpi/96MB/6GB/LCD前面板/内部屮文菜单台1大屏幕投影显示系统（100背投）序号品名数量单位1比利时巴可IQG3OO内置TCR真彩再现系统、 PMP像素处理系统（含镜头）1套2丹麦DNP NWA100英寸背投幕1支3美国EXTRON MAV62矩阵1个4美国EXTRON RGB 190视频转换器1个5美国 EXTRON CROSSPOINT 42 HVA1个6美国SG真空镀膜反射系统1套7进口宽带RGB电缆30米8视频电缆30米飞利浦CCS800会议发言系统:序号品名数量单位1中控主机LBB 3310/001个2主席机LBB 3331/00（短杆麦）3个3代表机LBB 142、3551/00（短杆麦）30个4延长线（10M）110米美国AMX智能集中控制系统序号品名数量单位1主控机AXCENT31台2有线彩色触摸屏AXT-CA101个38键墙上面板AXD - MSP81个4继电器箱（8路）1个5音量控制器AXB -VOL31个6专用电源PS2.81个7红外发身器CC - IRC6个8AMX专用软件编程1套艺响系统:序号品名数量单位1美国 SOUDSTARD EX2400 功放1个2英国 SOUNDCRAFT FE-14.2 调音台1个3美国TICO 231均衡器1个4美国BOSE 251主音箱1对5日本 PIONEER 3500 DVD 机1个6日本YAMAHA 3143、21双卡录咅机1台7日本SHARP 990录像机1台8国产机柜1个9线材/插口1批3.5指挥中心与火灾现场的通讯方式设计方案当发生森林火灾时，防火指挥中心需要实时传输火灾现场的20帧/秒视频数据， 目的在于实时监控火灾现场的情况，实时调度灭火人员以及设备，调整森林火灾扑救 方案等。视频数据传输分有线传输、无线传输、无线和有线结合三种方式。由于森林火灾 发牛的时间、地点是非固定的，因此决定了视频数据传输的方式必须釆用无线或无线 和有线结合的方式。无线传输是直接把前端采集的视频数据直接传输到防火指挥中心。主要的传输方 式有卫星通讯方式、GPRS/CDMA1X通讯方式、无线扩频数字实时图像传输方式、144、 远程微波图像传输方式。无线和有线结合的方式是利用无线传输方式进行前端数据采集，然后通过光纤、 DDN专线、或者通过ADSL利用InterNet网络，把数据传输到防火指挥中心。3.5.1无线传输方式3.5.1.1卫星通讯技术卫星通讯方式是指前端采集的视频信号直接通过通讯卫星中转，在防火指挥中心 接收卫星信号或者通过高速Internet/Intranet接入，从而实现视频信号的无线传输。INMARSAT即国际移动卫星组织（原国际海事卫星组织）,成立于1979年， 现已发展为世界上唯一为海、陆、空用户提供全球卫星移动公众通信和遇险安全通信 的业务提供者，总部设在伦敦。M4 （高速数字多媒体终端）是145、该组织最新推出的产 品。作为世界上全球移动卫星系统的唯一运营者INMARSAT可以解决几乎所有通 信要求的挑战，补充固定和蜂窝网不能覆盖的肓区，克服系统的不兼容性，确保人们 在世界的任何地方都有通信手段。M4是国际移动卫星组织最新推出的多媒体卫星高速数字通信终端。便携型的标 准配置包括可折叠的天线、电子单元、连接线、电源充电适配器及充电电池。其重量仅4公斤多，体积只有笔记本电脑大小。具备真正的移动ISDN （64K） 通信功能，有多种规格接口，如RJ11、RJ45、RS232、USB等，可与多种标准视 频、咅频、屯脑等硬件设备相连，以实现高速数据传输、高速Internet/Intranet接入146、 图像实时传输、图像存储转发以及为电视会议提供链路等多种应用。系统由前方用户 段、空间段、接收段、中心用户段四部分组成。M4终端应用一系统框图E前方用户段空间段*接收段 后方用户段及各种应用 3图21： M4终端应用一系统框图空间段：为通讯卫星； 接收段：方式一为卫星地面站及电信局，方式二为一台M4终端，采用方式 一或二完全由用户根据自己的情况选择；前方及后方用户段的配置及设备的选用才真止与用户需要达到的目的及要 实现的功能有关。利用M4 （高速数字多媒体终端）进行视频图像传输的优点： 及时、可靠、无干扰、容易使用，在应急需要时能够立竿见影； 全球任何地点、任何时间，任何人都能使用，尤其适用147、于边远地区呼叫城市;保密性，本身编码及交换结果已极具保密性，透明信道使得终端易于加装保 密机置； 与全球屯信网相连，可通世界各地，且该网对遇险呼叫优先接续；没有月租费，只按通信时间计费； 便携可移动，能在移动中实现通信，不需基建；利用M4 （高速数字多媒体终端）进行视频图像传输的缺点： 采用方式一，利用卫星地面站及电信局接收卫星信号，然后通过ISDN传到 防火指挥中心，目前的带宽只有64K/秒，不能达到20帧/秒的要求，现场图 像间断不连续，效果不好。同时由于绑定ISDN,无法同其他协议兼容，难 于扩展。 采用方式二，直接接收卫星信号，1518帧/秒（达不到20帧/秒的要求）， 而且系统成本高148、，难于为本系统接受。3.5.1.2 GPRS/CDMA1X 通讯技术移动通信发展初期使用的是模拟制式，被称作第一代移动通信系统。随着电信技 术的发展，以GSM、窄带CDMA为代表的第二代数字移动通信系统迅速发展起来， 并成为当今全球移动通信的主流。而3G,指的是下一代多媒体移动通信系统，它具 有更宽的带宽，更高的频率和传输速率，可以方便地进行图像真至活动画面的传输。 但是，由于技术和其他方面的因素，3G的大规模使用还需要一段时间。作为从第二 代向第三代过渡，出现了两种新的技术：一种叫做通用无线分组业务GPRS技术，一 种叫做CDMA 1X技术。GPRS它的全称叫“通用无线分组业务”,是基于G网149、的无线分组交换技术， 可以通过“分组”的形式把数据资料传送到用户手上。它具有永远在线、按流量计费、 语音数据自由切换等特点，可以通过手机收发电子邮件、浏览信息、在线游戏等。目 前全世界已有近百个运营商开通了 GPRS系统，但是，绝大部分都还处在试验阶段。 这是因为，这一技术述存在一些问题没有完全解决。例如，信道捆绑的数量述有限， 因此带宽无法保证。CDMA IXo屮国联通从实际应用屮发现，虽然同属于从第二代向第三代过渡的 通信技术，CDMAIX （简称IX）具有非常明显的优势。CDMA IX可以提供GPRS无法比拟的强大数据吞吐能力。GPRS采用分组传送 数据的方式，将多个语音信道捆绑在一起，150、以加大传输速度。理论上，捆绑信道的个 数很多，数据传送的速率也可以很高。但从实际使用的结果看，一般只能达到每秒 20K左右。IX则是采取补充信道的方式加大数据传送速度，调节能力更强，在他们 的试验中可以保持每秒30K至40K的速度，略高于目前电脑拨号上网的速度。虽然CDMA IX同GPRS相比具有较大优势，但目前还处于实验研究阶段，对 于本项目要求的20帧/秒的传输速度，还有很长的距离。目前，该技术还不成熟。GPRS/CDMA1X通讯技术进行无线传输的优点：传输方式便捷；超小体积；超低能耗；快速安装。GPRS/CDMA1X通讯技术进行无线传输的缺点：目前处于实验阶段，产品不成熟；受带宽的限制不151、能满足20帧/秒的要求。3.5.1.3无线扩频数字实时图像传输系统深圳市威迪泰通信技术有限公司研发的无线扩频数字实时图像传输系统，科技含 量高，属于无线扩频通信前沿技术，具有自主知识产权，处于国际领先地位，是公安、 武警、海关缉私急需的通信装备。产品在民用方面，如：油田、电力、监控、监测、 无线接入网络等领域也有广泛用途。无线扩频数字实时图像传输系统可以在11KM以内无线传输，每秒传输25帧实 况彩色图像。视频图像采用了图像高效压缩编码和图像数字化网络传输技术，在 340MHz频段上利用扩频技术开发出无线数字传输电台，解决了抗干扰和保密问题以 及高频段传输绕射力、穿透力差的问题，实现了低频段阔152、频电台与高效压缩编码、网 络传输技术的结合，解决了现场25帧/秒的实况图像传输问题。图像清晰、稳定、连 续。340MHz无线扩频数字语音、数据、图像高速移动实吋传输系统组成如下：载波频率：336344MHz信道带宽：8MHz传输速率：768Kbps扩频方式：直接序列扩频图像格式：MPEG4帧速率：25帧/秒 分辨率：352x288 载波频率：336344MHz 传输速率：768Kbps电源：12VDC无线扩频数字实时图像传输系统优点：其电路设计集成化程度高、体积小、重量轻（2.9KG）；在340MHz频段上利用扩频技术，解决了抗干扰和保密问题以及高频段传输 绕射力、穿透力差的问题；解决了现场2153、5帧/秒的实况图像传输问题。图像清晰、稳定、连续。无线扩频数字实时图像传输系统缺点：传输距离短，只有11公里； 不能通过中继扩展。3.5.1.4远程微波图像传输系统远程微波图像传输系统采用微波传输信号，要求发射与接收两点之间达到通视， 如中间有障碍物阻隔，可设屮继站。这种传输方式的程序是：摄像机将现场的图像摄 制下来，送到发射机，发射机用不同频率送到发射天线，天线辐射后，到达指挥中心 的接收天线，进入接收机，接收机输出视频信号进入监控中心的监视器，实现实时图 像传输。主要由微波发射主机、微波接收主机、微波放大器、微波天线、视频线、信号线、 通信网络等组成；监视部分由监视器、屯脑、多媒体软件等组154、成。AC-460远程图像传输系统是由深圳市科卫泰实业发展有限公司采用远程微波图 像传输原理开发的无线图像传输系统。系统釆用无线微波来传输远程监控视频信号， 在传输每路图像的同时传输一到两路音频信号，频率主要有三个波段，即L波段1.0 2.0GHZ； S波段2.32.7GHZ； KU波段10.75-12.7GHZ。由于选用了较高的频率， 具有较强的抗干扰性能，图像完全实时且清晰稳定。传输距离根据客户要求10- 100km选则，配中继器不怕遮挡。AC-460远程图像传输系统的构成： AC-460图像发射机1台 MR-360接收机1台放大器1个o天线2面 12V/3A直流稳压电源1台射频接头配套远程155、微波图像传输系统优点： 传输距离远，10J00KM,可以根据要求扩展；可以通过中继扩展，覆盖范围大。远程微波图像传输系统缺点：传输模拟信号，需要模拟信号到数字信号的转换设置；需要点对点传输，传输线路要求较高。3.5.2无线与有线结合的方式无线与有线结合即是在没有通信线路的间距采用无线传输的模式，而在有网络通 信线路的间距采用有线传输模式，中间通过信号转换设备进行连接。无线和有线结合的方式关键问题在于有线区间段的网络带宽限制，就拔号上网而 言，用一般Modem上网的速率上限为56K/秒，通过ADSL上网的速率上限上传1M/ 秒，下行为8M/秒，也难于实现20帧/秒的耍求。即使采用2M DDN专线156、传输也只能 勉强达到要求，而采用10M以上以太网在成本上难以接受，因此在有线段必需对视 频信号进行图像压缩，使目前的带宽满足要求。目前视频图像压缩的算法较先进的包括MPEG4、Super Wave-LET压缩算法等，都 是基于动态图像压缩技术的算法，压缩比最高可以达到200： E因此可以通过DDN 专线、ADSL进行实时图像的传输，可以实现20帧/秒的要求。根据当前的产品调研, 利用ADSL, 512K/秒上传、2M/秒下传的速率可以实现20帧/秒的要求。如果视频图像接入端已经铺设了光纤，可以更好地解决传输20帧/秒的视频图像 的问题。深圳市科卫泰实业发展有限公司开发的AC-661视频服务器，157、专为视频监视通过 IP网络进行传输设计，AC-661视频服务器采用Super Wave-LET压缩算法，传输高质 量的视频，很容易地将AC-661接入到局域网络、广域网络（LANs and WANs）,或者 连接DDN专线，也可通过ADSL连接到InterNeto AC-661基于开放式的设计，有利 于保护客户长期的投资保护。具有如下特点： 基于Super Wave-LET的压缩算法，能够在很窄的网络带宽中传输毎秒达30 帧的高质量视频信号； 快速的移动物体探测和可选的布防报警影像存储功能；自适应的RS232/422/485端口检测机制，易于控制摄象机的镜头、云台及其 它串行设备；可连接报警探158、头及其它传感器和报警设备；友好的用户管理界面，包括通过网络基于Web方式的配置和远程软件升级； 兼容于ALLTECH wDVR网络化的数字视频录像系统及分布式的视频管理软 件；3.5.3方案制定根据广州市口前的建设状况和森林防火的需求，如果采用全无线的方式，具有如 下的不足之处：采用卫星通讯技术，利用M4 （高速数字多媒体终端），具有简洁、不受地形 和障碍物限制的特点，但是不能保证20帧/秒的要求； 采用GPRS/CDMA1X通讯技术，具有简洁、快速的特点，但目前技术不成 熟，而且难于支持视频图像传输，远不能支持20帧/秒的要求；采用无线扩频数字实时图像传输系统，其电路设计集成化程度高、体积小159、 重量轻（2.9KG）；在340MHz频段上利用扩频技术，解决了抗干扰和保密 问题以及高频段传输绕射力、穿透力差的问题；现场25帧/秒的实况图像传 输问题。图像清晰、稳定、连续。但是由于其传输距离在11公里之内且不 能通过中继扩展，而火灾现场到区、县林业局的距离大部分会超过该范围， 因此采用该系统作为前端设备不能覆盖全部范围，不能保证任何地点的火灾 现场图像的实时传输。广州市林业局防火指挥中心到火灾现场绝大部分远远 超过11公里，更不能直接传到防火指挥中心，因此不适合于本项目要求； 采用远程微波图像传输系统，具有传输距离远（10-100KM）；可以通过中继 扩展，覆盖范围大的特点，但是微波传160、输需要点对点，如果从火灾现场直接 传到广州市林业局防火指挥中心实际操作较困难。因此我们采用无线和有线结合的方式。森林火灾现场到区、县林业局之间，采 用无线的传输方式，即利用深圳科卫泰公司开发的远程微波图像传输系统 （AC-460KU）将视频信号传到区、县林业局；区、县林业局到广州市防火指挥中心 之间采用有线传输，首先利用AC-661进行图像压缩编码，然后通过DDN专线或者 ADSL传输方式，将火灾现场视频信息传回广州市林业局防火指挥中心。该方式保证 了 20帧/秒的视频信号实时传输的要求，图像清晰、稳定。3531火灾现场与指挥中心通讯解决方案一利用高倍摄像机对火灾现场实况进行拍摄；采用远程微波161、图像传输系统对所拍摄的火灾现场视频图像进行实时发射传 输；区、县林业局利用远程微波图像传输系统的无线接收设备接收火灾现场视频 图像信息； AC-661视频服务器端软件采用Super Wave-LET或MPEG4压缩算法对接收 到的视频图像进行压缩； 广州市林业局防火指挥中心通过浏览器，利用ALLTECH wDVR网络化的数 字视频播放系统对AC-661视频服务器进行网络寻址，实现实时播放，并连 接到大屏幕。网络的传输（即对AC-66I视频服务器进行网络寻址的过程）利用DDN专 线进行，上传下行的速率为2M/秒，保证视频图像传输速率20帧/秒以上。注：需要建设12个中继站。3.53.2火灾现场与162、指挥中心通讯解决方案二利用高倍摄象机对火灾现场实况进行拍摄；采用远程微波图像传输系统对所拍摄的火灾现场视频图像进行实时发射传输；区、县林业局利用远程微波图像传输系统的无线接收设备接收火灾现场视频 图像信息； AC-661视频服务器端软件采用Super Wave-LET或MPEG4压缩算法对接收 到的视频图像进行压缩； 广州市林业局防火指挥中心通过浏览器，利用ALLTECH wDVR网络化的数 字视频播放系统对AC-661视频服务器进行网络寻址，实现实时播放，并连 接到大屏幕。 网络的传输（即对AC-661视频服务器进行网络寻址的过程）利用ADSL进 行，上传下行的速率为512K/8M,亦可保证163、视频图像传输速率20帧/秒以上。注：需要建设12个中继站。3.5.33火灾现场与指挥中心通讯解决方案比较与确定上述两种方案区别在于视频图像网络传输方式的选型，即方案一采用电信局DDN专线，方案二则采用ADSL方式。表8是两种方案的性能及成本对比。表8：方案一与方案二性能及成本对比表X远程传输 介质上传/下 行速率带宽稳 定性费用（月 租）抗干扰 能力视频图 像传输 能力数据安全性方案_(DDN)光纤2M/2M高W2000 人 民币/两个点强强点对点传输 防止入侵方案二（ADSL）电话线 （铜质）512K/8M中等偏 低W500人民 币/点中等中等偏弱通过INTERNET方案一与方案二均可达到实164、时图像传输20帧/秒的要求，考虑到进一步提高图像质量、每秒帧数以及日后网络的发展方向，我们选择方案一。具体说明如下：关于传输介质方面，DDN采用的是电信局成熟稳定的光纤。光纤传输以其 高带宽、衰减小将成为远程网络传输的首选。而DDN网络己铺设至各国各 地，接入费用亦经济合算。ADSL采用的是铜质电话线传输，带宽需经多逻 辑分配，上传下行速率不一定能稳定在512K/8M左右。经国内多家从事远 程图像传输的专业公司及我们的经验，在远程动态图像的传输的网络选型 上，DDN在性价比上要优于ADSL； 关于传输速率及带宽稳定性方面，我们所选DDN为2M,而目前广东省的 ADSL传输速率上行极限为640K165、1M,而且ADSL的带宽会存在众所周知 的不稳定性。对于动态图像的实时传输来说采用稳定的2M DDN亦优于 ADSL； 关于数据传输的安全性方面，DDN采用点对点形式，我们建议不接入 InterNet,从而避开了 InterNet 日益猖獗的电脑黑客攻击。而ADSL则采用 电话拔号上网，不可避免的会存在受攻击的可能性； 关于线路开通及月租的价格方面，DDN开通每个点的安装费用为1000元， 月租W2000元/点对点。而ADSL为500元/点，综合费用相差不是太大，采 用方案一性价比较高。3.5.4火灾现场与指挥中心通讯设备选型根据指挥中心与火灾现场的通讯方式设计方案一的需求，确定火灾现场与指挥166、中 心通讯设备选型方案如表9o表9：火灾现场与指挥屮心通讯设备选型表序号设备名称、型号、规格经销公司备注1AC-460KU微波图像传输系统(5()公里)深圳市科卫泰实业发展有限公司支持 ALLTECH2AC661-T视频编码器同上支持 ALLTECH3AC661-R视频解码器同上支持 ALLTECH4网络视频软件同上支持 ALLTECH5中继器AC-460KU/RT, 12个同上支持 ALLTECH6各种电缆、接头同上配备7SONY DSR-PD150P便携式摄录一体机日本8佶达30倍变焦镜头JDl/2-10x30M中国日本配置在区、县林业局联想工作站：CPU： P4 2. 0G、内存：256167、M、联想 硬盘：60G、网卡：10/100M显示器：纯平173.6系统的软硬件集成方案森林防火信息系统是利用遥感、地理信息系统和全球定位系统空间信息处理技 术，实现对森林火灾的预测、监测与自动报警、指挥中心现场指挥扑救、以及灾后评 估等功能，要依靠3S技术、计算机网络技术、数据库技术、WEBGIS技术、COM技 术、空间数据共享平台技术、空间数据仓库技术等技术的支持，系统实现需要进行软 硬件的高效、无缝集成。3.6.1系统的软件集成方案在软件集成上，采用ArcSDE for Oracle 9i管理系统数据，利用Arcinfo 8.2作为 GIS应用服务器，选择Erdas IMAGE 8.5作为168、遥感应用服务器，同吋集成火灾灾害现 场无线传输系统，在防火指挥中心的网络环境下，进行系统的无缝集成，实现系统的 各项功能。系统软件体系结构图如图22所示，系统逻辑结构图如图23所示。森林防火信息系统森林防火专家知识及各类模数据维护图像压缩与遥感图像型管理与专题分析接合处理与分析:专题信息录入、查 浏览、資询、1询及分析功能防火决策、商务Ik)系统应用程序ARCGISMrsIDErdas ImagineAdo,Rclo.OdbcMapobjectE浏览器TCP/IPHTTP 客户端服务器端GIS 服务器 AreSDEfor OracleGeoDatabase数据服务器Oracle 8iArcIM169、S-ArcIMS BrokerWeb服务器图22：森林防火信息系统软件体系图系统软件逻辑结构图领导决策群系统维护员特殊用户 普通internet用户林业局处室系统应用森林防火信息系统系统构成森林防火基础数 据管理子系统瞭星台.防火设 施规划子系统森林火灾预测 预报了系统林火发生监测与自动报警子系统林火灾后评估子系统林火指挥扑救 子系统危险品及保密设 施扑救子系统信息发布子系 统系 统 部 件系统维护数据库结果数据库辅助数据库应用数据库气候气彖数据库林业基础数据库林火题数据库基础地理数据库基础数据库遥感影像库图23：森林防火信息系统逻辑结构图362系统的硬件集成方案系统硬件包括：卫星地面接收站、170、GPS、视频信息无线传输系统硬件设备、防火 指挥中心的大屏幕、服务器、工作站以及网络环境等。对这些硕件进行集成是系统实 现的前提和基础。系统硬件集成方案如下。图24：森林防火信息系统硬件集成图3.7系统安全性系统采用B/S和C/S混合体系结构进行设计，系统应用范围与用户范围都十分广 泛，并且无论是在局域网还是在广域网屮，都存在着自然和人为等诸多因素的脆弱性 和潜在威胁。因而系统安全性与保密性是系统生存的根本条件，网络的安全措施应是 能全方位地针对各种不同的威胁和脆弱性，这样才能确保网络信息的保密性、完整性 和可用性。与此同时，系统服务器、计算机硬件的安全，数据本身的安全，也是至关重要的。因此在171、系统安全性方面，主要考虑网络安全、系统服务器安全、数据本身安全三 个部分，本系统设计时采用了多种技术与手段保证系统的安全。3.7.1系统网络安全系统计算机网络的安全措施主要包括：网络物理安全、网络通信安全、局域网安 全、用户身份认证等。在设计系统网络安全时，遵循如下原则：1、建立系统安全体系在网络信息的传递、使用和存储过程中，网络安全体系保证其免受非授权的使用 和访问。为保证在口益增加、复杂的网络攻击下的数据安全性，网络安全必须有效的 实现如下功能：保密、认证、数据完整性、确认、存取控制。2、全局考虑系统安全网络安全是涉及法律、管理和技术等方面综合因素的人机复杂系统。技术上看必 须建立包括攻击172、检测、数据加密、数据恢复在内的一体化网络安全系统。以上技术之 间存在相互依赖、相互制约的关系，不能简单的分解成若干问题及单一解决办法，网 络安全必须上升到系统的高度，制定网络安全策略，建立安全机制，明确用户权限、 责任，制定网络安全技术体系结构与基本框架，达到抵御入侵，防护系统的目的。3.7.1.1网络物理安全计算机网络的物理安全是保护主机、网络设备及其它附件免遭地震、火灾、水灾 等环境事故以及人为操作失误和各种计算机犯罪行为导致的破坏过程。正当的防范措 施主要有以下几点：对主机房重要信息存储、收发进行屏蔽处理，即建设一个具有高度屏蔽的屏 蔽室，用它来安装主要运行设备，以防止磁鼓、磁带与高辐射173、设备等的信号 外泄。 对本地网、局域网络传输线路传导辐射抑制，由于电缆传输辐射信息的不可 避免性，建议网络的主干部分采用光缆传输方式。 对于终端设备（尤其是CRT显示器）应尽量采用低辐射产品，或在终端密 集的场所采用主动式的干扰设备。对机房管理人员应加强技术和素质培养。3.7.1.2网络通信安全网络通信安全主要解决网络互联时在网络通信层的安全问题，需要解决的问题 有：网络设备安全、网络进出控制、拔号网络的安全、网络和链路层数据加密、防火 墙应用、病毒防范、防黑客（入侵检测）。网络通信安全通过下述方式实现。林业局内部网络在与外部网络的接口部分使用防火墙，进行特定模式IP包的过 滤、内部结构隐藏和174、地址过滤等防护，在网络和应用两个层次上提供安全保障。交换机运行的IOS提供一致的访问控制功能。各关键接入设备和路由交换设备在 通信包的转发过程中可以利用强大的IOS操作系统的访问控制功能进行包的阻断或 续传。接入部分采用全交换，按端口划分VLAN, VLANZ间的路由可以设置完整的安 全控制机制。通过端到端的加密技术，防止通信线路的窃听、泄漏、篡改和破坏。实时对进岀内部网络的信息进行内容审计。3.7.1.3局域网安全在局域网中，采用局域网交换机所提供的VLAN （虚拟网）技术及路由器防火墙 功能对整个网络进行管理和控制。通过VLAN的划分，可根据需要在不同部门、不 同的应用系统之间进行隔离。在175、林业局网络系统中可将其各种应用系统划分在不同的 VLAN,将他们系统完全隔离。高性能的局域网交换机都具有MAC地址过滤功能，每个网卡的MAC地址是唯 一的，因此可根据需要对交换机的每个端口进行定义，只允许特定的MAC地址的工 作站通过特定的端口进行访问。由于MAC的地址不可改变，因此相对于IP地址的 过滤来说MAC地下过滤具有更高的安全性。3.7.1.4用户身份认证访问控制是网络安全防范和保护的主要策略，它的主要任务是保证网络资源不被 非法使用和非法访问。它也是维护网络系统安全、保护网络资源的重要手段。各种安 全策略必须相互配合才能真正起到保护作用，但访问控制可以说是保证网络安全最重 要的核心176、策略z。用户身份认证是实现网络安全的重要机制之一，是进行权限控制的基础。在安全 的网络通信中，涉及的通信各方必须通过某种形式的身份验证机制来证明他们的身 份，验证用户的身份与所宣称的是否一致，然后才能实现对于不同用户的访问控制和 记录。根据用户操作的不同安全保护程度，系统采用的口令方式和严格的注册过程和 登录过程。3.7.2系统服务器安全系统主机安全主要通过网络操作系统、备份技术来实现。用操作系统的安全特性来实施控制IBM AIX操作系统是一个非常完善的Unix 操作系统，在安全性方面逐层管理，在物理层、EPROM层、用户登录层、应用程序 层均有相应严格的安全保护措施。IBMAIX符合美国政府177、的C2级保密要求。也满足 DES (Data Encryption Stander)网络可靠性标准。3.7.3系统数据安全3.7.3.1数据存储安全系统对纯粹数据信息安全保护，以数据库信息的保护最为重要。而对于各种功能文件 的保护，终端的安全则显得较为重要。对数据库系统所管理的数据和资源提供安全保护，一般包括以下几点： 物理完整性：数据能够免于物理方面破坏的问题，需要对网络故障、操作错 误、应用程序、硬件故障、系统软件错误、掉电、火灾及计算机病毒所产生 的潜在威胁加以控制和预防； 逻辑完整性：能够保持数据库的结构，如对一个字段的修改不至于影响其它 字段； 元素完整性：每个元素中的数据是正确的；178、信息的保密性：防止对信息的非法操作，包括对信息的非法存取以及非法窃 取传输过程中的信息等； 应用程序的安全性：应用系统的安全需求是在信息共享的同时，保证信息资 源的合法访问及通信隐密性。应用系统的安全性主要考虑应用系统能与系统 层和网络层的安全服务无缝连接。需要解决的问题有：身份认证、访问控制、 数据保密性完整性（安全通信）、审计、记录与抗否认；用户鉴别：为了防止非法用户非法操作数据库数据，对访问数据库的用户的 合法性进行鉴别。另外，为了防止合法用户的越权操作造成危害，系统将对 不同的用户设定不同的权限，每类用户只能访问所授权的数据；除此以外， 为保证合法用户的误操作造成系统数据的危害，系统将179、提供操作回溯功能；O可审计性：能够追踪到谁访问这数据库。对终端的信息安全保护主要包括以下措施： 基于口令和密码算法的身份验证，防止非法使用系统数据资源；自主和强制存取控制，防止非法访问文件； 多级权限管理，防止越权管理；存储设备安全管理，防止非法拷贝； 数据加密存储，确保敏感数据不被非法窃取、篡改，防止信息被窃；预防病毒，防止病毒侵袭； 严格的审计跟踪，对部分安全保护要求较高的操作记录日志，供管理人员检 查，便于追查事故；3.73.2数据生产安全林业资源信息的更新与建设库工作中数据的获取和加工处理、存储和分发服务各 阶段涉及的都是信息流，信息流在每个阶段都有可能出现丢失或者泄露的可能，为达 到180、对信息安全和保密的目的，要从资源数据生产的各个环节着手，进行系统数据安全 的防范工作。数据生产安全措施主要包括：设立系统管理员和数据管理员，在数据生产的各个 阶段对数据进行统一管理与分发，每份生产都有备份，一般情况下作业员一份，数据 管理员一份，为了防止数据泄密，数据通过网络传输，一般作业员的机器不带磁盘驱动器和关闭USB等数据输岀接口，传输数据由管理员掌控。3.7.33后备与恢复服务器采用磁盘增量式备份、定期备份进行数据备份。同时利用系统光盘定期备 份和数据恢复等功能实现系统后备、数据后备、系统恢复、数据恢复。系统容错处理。主要做法是：屏蔽错误的键盘输入、防止误操作和操作可逆。4系统工期计划181、与质量管理4.1进度管理系统开发可以分为四个阶段；第一个阶段为分析与设计阶段，第二个阶段为系统 建库，第三个阶段为系统各个功能子系统的开发与实现阶段，第四阶段为系统交付阶 段。4.1.1系统需求分析、总体设计、详细设计阶段（共3个月）在开始工作后的一个月时间内，完成系统的用户需求分析并归纳总结，然后用半 个刀的时间进行系统的总体设计，一个半刀的时间归纳总结用户需求分析的工作成 果，完成系统详细设计。在该阶段同时进行的工作还有硬件的购买、安装与调试。具 体工作包括：用户需求分析（需1个月）广州市森林防火信息系统现场的用户调查，需要一个月的时间，完成用户需求报 告，并经用户确认通过。初步完成分析模182、型与业务对象模型。系统总体设计（05个月）在需求分析的基础上，进行系统总体设计，包括系统结构设计，系统功能设计等。 系统详细设计（需15个月）完成系统的数据库结构设计和系统功能详细设计，提交数据库详细设计报告和系 统功能详细设计方案，并制定所涉及的各种专业数据库的数据建库标准和数据编码标 准、数据转换与建库流程以及各种专家模型的设计。以上工作完成后，经阶段评审进行第二阶段的工作。4.1.2建库阶段（共2个月，可并行实施）本阶段的工作主要以第一阶段的数据库详细设计为基础，建立系统所需要的基础 数据库，包括遥感影像数据库、气候气象数据库、基础地理数据库、森林资源基础数 据库、森林火灾专题数据库、知183、识库、模型库。其中气候气象数据库、基础地理数据 库、森林资源基础数据库，利用已有数据，进行格式转换，然后建库。森林火灾专题 数据库，部分利用已有数据，部分采集录入，然后建库。遥感影像库、知识库、模型 库系统直接建库。该阶段可与系统软硬件实现阶段同时进行。4.1.3系统软、硬件实现（共4个月，部分工作并行实施）1、系统硬件的购买、安装和调试（需2个月）系统硬件的购买、安装和调试是基于需求分析，在完成了系统总体设计的基础上 进行的。系统硬件环境的建设应该在系统软件实现的较早阶段完成，可以保证整个系 统的开发、测试与集成。该阶段完成系统硕件的购买，安装和调试，需要两个月的时间。2、系统软件的实现（需184、4个月）在数据库建设的同时，要进行系统软件功能的实现。这个阶段，需耍完成各个功 能子系统，主要工作有：系统代码实现、系统用户手册编写、系统功能调试与集成等 工作。4.1.4系统交付阶段（共1个月）系统交付阶段包括系统试运行阶段（需0.5个月）、系统验收和维护阶段。经过以上三个阶段的建设工作，项目进入系统试运行阶段。该阶段将建立起来的 系统交由甲方进行试运行，乙方对运行的问题进行集中解决。该阶段主要对整个系统 的稳定性和安全性进行全面的检测，尽可能消除系统中存在的BUG以及各种安全隐 患。系统试运行成功后，乙方配合甲方根据系统验收标准进行系统验收，乙方提交系 统开发的源代码文档以及用户操作手册等185、相关文件。4.1.5系统实施甘特图停名称咖或可訥厕扌删胸Jan 2003Fob 2003%、20031 Apr20ai IShy 20ai Jun 测 Jul 3OOli Aug 2OO：i111IIIIIITIIII122003 1-12003-3-3190夭2003 1-12003 1-3131天3舷总体设计2003-2-12003-2-1515天1WlWi 卜2003 2162003-3-3144天52003-2-1620CXA2-2813天62003 3-12003 3-3131天72003-1-12003-5-3161天X部做:采集2003 412003 4-1515天92OXH-1186、2003-5-3161天102003-4-12003-7-31122天11买、谜和2003-4-12003T-3161天122003-1-12008-7-31122天132003-1-12003-6-3091天II2003-7-12003-7-3131天152003 7-152003-7-3117天工作162003-8T2003-8-3131天172003-8-12003-8-1414天IS碗制攵2003-8-152003-8-206夭in2003-8-2120(X5-8-3111天图25：系统实施廿特图4.2风险管理本部分通过对广州市森林防火信息系统项目风险特点的剖析，提出了采用综合治 理的187、方法对工程项目进行全程动态风险管理，并对如何制订和实施项目风险管理计划 作了具体分析。4.2.1森林防火信息系统项目的风险特点广州市森林防火信息系统项目是一个复杂的工程项目，跨越多个学科领域、多个 行业的复杂的工程项目，项目建设时间长（首期工程8个月左右），涉及技术面广（包 括GIS、GPS、RS以及专家模型）、人员多，具有自己的风险特点。广州市森林防火信息系统跨越多个学科领域，因此项目对于开发人员的综合 学科素质具有较高的要求，存在项口人才素质缺乏的风险。 项目涉及多个学科的前沿领域，包括GIS、GPS、RS等领域，科技飞速发展 的结果可能是原先先进的项目方案设计在较短时间内就可能不再具有先188、进 性。项目的高科技性决定了项目的高风险性。 项目建设吋间较长，存在项目人员流动的可能性，存在项目过程中人才流失 导致项目进度受阻的风险。项目规模较大，相应的工作量也较大，投入人员多，存在项目管理难度大导 致项冃开发不顺利的风险。422按照现代项目管理理论管理项目，规避项目风险系统建设要规避项目风险，首先必须考虑使用先进的手段管理项目。严格按照现 代项冃管理基本原理管理和运作整个项冃。系统项冃管理循环包括:项冃开始、项冃 选型、项目计划、项目执行、项目评估及更新和项目完成六项主要内容。以下阐述项 目管理各个阶段的具体要求：1、项目开始先对广州市森林防火信息系统项目的需求、范围和可行性进行分析,189、制定项目的 总体安排计划，并以“项目合同”的方式由发包单位（甲方）与项目公司（乙方）确 定项口责任和授权。在项冃开始阶段进行的项冃管理主要包括需求评估、项冃范圉定 义、可行性分析、项目总体安排、项目授权。2、项目选型在明确了项目的期里和需求后，系统选择阶段的主要工作就是为项目选择合适的 软件系统和硕件平台。在项目选型阶段的主耍项目管理工作是进行系统选择的风险控 制，包括:正确全面评估系统功能，合理匹配系统功能和自身需求，综合评价供应商的 产品功能和价格、技术支持能力等因素，以及避免在系统选型过程中可能出现的贿赂 舞弊等行为。该阶段工作在项目实施单位实施（乙方），项目实施单位（乙方）在投 标书中190、提供详细资料。3、项目计划项n计划阶段是项n管理进入系统实施的启动阶段,主要进行的工作包括:确定 详细的项目实施范围、定义递交的工作成果、评估实施过程中主要的风险、制定项目 实施的时间计划、成木和预算计划、人力资源计划等。4、项目执行项目执行阶段是实施过程屮历时最长的一个阶段，贯穿项目的业务模拟测试、系 统开发确认和系统转换运行三个步骤中。实施的成败与该阶段项目管理进行的好坏休 戚相关。在项目执行阶段进行的项目管理的主要内容包括实施计划的执行、时间和成 本的控制、实施文档、项目进度汇报、项目例会、会议纪要。本阶段工作主要由项目实施单位（乙方）来完成，项目的每个阶段必须提交项目 所要求的各种文档191、，系统的开发必须严格按照系统的计划进行，遇到意外情况无法独 立解决的，一定要及时向发包单位（甲方）提出，共同协调解决。5、项目评估、更新及维护项目评估及更新阶段的核心是项目监控，就是利用项目管理工具和技术来衡量和 更新项冃任务。项冃评估及更新同样贯穿于项冃的业务模拟测试、系统开发确认和系 统转换运行三个步骤屮。在项目评估及更新阶段常用的项目管理工具和技术有:阶段 性评估、项目里程碑会议、质量保证体系。6、项目完成项目完成阶段是整个项目实施的最后一个阶段。此时，工作接近尾声，己经取得了 项FI实施成果。在这一最后阶段,仍有重要的项冃管理工作需要开展，包括行政验收、 项目总结、经验交流、正式移交。192、贯穿上述六个项目管理阶段全过程的工作是:项目 的表现衡量和质量管理，以及项目风险的管理控制。4.3项目质量管理项口的质量管理包括三个过程：质量计划编制、质量保证、质量控制。这三个过 程之间相互作用，根据项目需要每-过程都包含了一个或多个个人或团体的共同努 力。在项目的每个阶段，这三个过程都要至少涉及一次。4.3.1质量计划编制质量计划编制就是确定与项目相关的质量标准并决定达到标准的方法。在项目的 每个阶段，针对不同的项目内容，制定相应的质量标准。主要内容是：系统分析与详细设计阶段：主要是结合系统需求分析，针对项目的详细设计, 制定质量标准，包括对系统总体架构、系统数据库规模、系统响应速度、系 193、统开发模式等的质量标准的制定。 建库阶段：主要是依照前一阶段数据库详细设计，制定各类数据的采集、处 理、建库、入库的精度标准、规模标准等。系统实现阶段：制定各功能子系统的实现标准，需要对响应速度、数据误差 等标准进行制定。系统交付阶段：在系统实现阶段的后期同时制定项目验收标准，在系统试运 行阶段，对系统的各功能子系统按照标准进行验收。4.3.2质量保证质量保证是在质量体系屮实施的全部有计划、有系统的活动，以提供满足项冃相 关标准的信心。在木项目中质量保证的提供对象是项目管理小组以及项目的专家验收评审小组。质量保证的一个循环过程是：质量保证的输入、质量保证的方法和技术、质量保 证的输出。质量保证194、的输入是指将质量管理计划、质量控制测量结果、各功能的操作定 义以文字的方式提交。质量保证的方法和技术是指根据质量保证的输入实施并评审质量保证的方法 和技术。质量保证的输出是指：对质量保证的方法和技术评审结果进行审核，并由项 口管理小组提供质量提高的方法和途径，并对先前的方法和技术进行改进。4.3.3质量控制质量控制是监控具体项目结果以决定它们是否符合相关的质量标准以及确定排 除不满意结果的方法。质量控制贯穿于整个项口的全过程。在本项目中，项目的质量控制采用的方法主要有： 检查在项目建设的各个阶段普遍使用检查的方法以确定结果是否符合需求。 控制图用来监控任何类型的输出变量，也用于监控系统成本和进195、度的偏差、 项目文档中的错误或其他管理结果。帕雷托图帕雷托图是一种按发生频率排序的直方图，它显示了可识别原因的 种类和所造成的结果的数量。该图可用于指导纠正项目团队采取的错误措施。统计抽样 统计抽样的方法能够经常用于系统质量控制的过程，同时可以有效 地降低质量控制成本。同时，该方法要求项目管理班子熟悉各种抽样技术。流程图在质量控制中流程图用来帮助分析问题的产生原因。5测试、验收标准和实施方法5.1测试验收标准5.1.1硬件测试与验收标准表io：防火指挥中心硬件设施测试与验收标准序号设备名称测试验收项目测试方法合格标准1系统维护电脑主板、CPU、内存、硬 盘、光软驱、显示器等开机自检及进入操作 196、系统测试项配置全部相符，操作系统运行正常稳定、显示器显示正常2GIS应用服务 器同上同上同上3GIS数据服务 器主板、CPU、内存、硕 盘、光软驱、显示器、 自带操作系统同上配置全部相符，操作系统运行正常稳定、显示器显示正常4Web服务器同上同上同上5路由器*6集线器各项参数、端口数、附 件联机测试配置相符、网线接口紧凑、网 络导通7交换机同上同上同上8ADSLModem*9物理防火墙*10激光打印机各项配置、参数、附件打印测试页测试页良好11扫描仪同上扫描测试配置相符、图质良好12绘图仪同上联机测试效果及分辨率好注：测试方法均包括合同双方在场开箱检查所有配置详细清单、合格证、说明书、保用证明197、等。带*号硬件由硬件供货商直接上门调试、测试，由林业局防火办公室、华南农业大学项目组 联合对其进行验收。地面卫星接收系统、火灾现场与防火指挥中心通讯设施，根据供应商提供的性能 标准，在安装调试阶段，由供应商进行测试，由林业局防火办公室、华南农业大学项 冃组联合对其进行验收。5.1.2软件测试与验收标准测试验收项目包括下面几项：环境测试：针对工作站及服务器的操作系统、数据库、ArcGIS平台进行综合 性能测试；准确、可靠性测试：对服务器数据库所提数据及各种运算逻辑结果数据进行 抽查核对；维护性测试：对维护端数据维护模块进行实际模拟运行测试，对维护作用进 行评估； 安全性测试：对局域网、对外连接网198、络、数据库数据的安全及保密性进行综 合测试；功能测试：对标书需要响应的每个子系统的功能模块进行目标测试； 稳定性测试：对系统进行崩溃性及逸出模拟；性能测试：对标书需要响应的每个子系统的功能模块进行性能测试；仿真测试：模拟林业局防火指挥中心各部门实际操作，配合区、县林业局进行全面模拟测试。表11：软件各项测试验收合格标准测试项目测试验收合格标准环境测试操作系统、数据库、GIS平台运行稳定，无出错、产品来源正版、支持工作站数符合准确、可靠性测试抽样结果数据准确、无错漏维护性测试维护程序能修复数据、数据备份方案多样、合理、安全安全性测试能提供多种用户权限、过滤网络访问、数据库恢复方便、多方案备份功能199、测试各子系统功能模块均达到标书及系统设计方案要求稳定性测试无崩溃性逸岀，不会因系统运作导致内存不够、死循环、死机等情况性能测试各子系统运行速度快，介面友好，系统可延展性强，网络传输快捷，从区、县林业局传回的动态视频图像达到每秒20帧以上，分辨率高，系统信息发布网站介面美观、浏览 下载快捷仿真测试软硬件综合运行良好，各部门配合容易5.1.3综合测试验收硕件与软件的测试验收密不可分，硬件的性能直接影响软件的测试效果，因此在 硬件测试验收结束后，分阶段多次对软硬件进行综合测试。5.2系统测试验收实施5.2.1概述森林防火信息系统测试工作包括三个层次：开发测试、系统测试和验收测试。开 发测试主要发生在200、开发过程中，系统测试主要在软件开发结束后现场安装实施前进 行，验收测试由华南农业大学与广州市林业局防火办公室共同进行。本系统的测试验收规划过程如下：制定测试口程计划、编制测试大纲和测试用例, 测试实施时记录测试结果（测试问题卡）并提交给相应的开发人员。测试进行循环多 次，达到设计要求。测试结束后编写测试总结报告。5.2.2硬件测试验收的实施步骤实施步骤包括如下内容：制定测试验收计划，编制测试大纲和测试用例，准备测试问题卡；同林业局防火办公室一起按照合同中的设备清单，对购买的设备进行开箱验 收；安装硬件设备，并加测试；提交设备开箱验收报告和测试报告； 验收各方开会审议，形成验收结论、意见。523201、软件测试验收的实施步骤制定测试验收计划，编制测试大纲和测试用例，准备测试问题卡；与林业局防火指挥中心一起对整个软件系统进行运行测试；提交测试报告； 验收各方开会审议，形成验收结论、意见。6售后服务与技术培训6.1售后服务售后服务和技术支持从很大程度上影响到系统能否可靠、高效的运行。售后服务 包括本项目所设计的硬件的安装、调试、验收与运行期支持；系统软件（操作系统、 GIS软件、图像处理软件、数据库软件、其他系统软件）安装、调试、验收与运行期 支持；“广州市森林防火信息系统”软件本身安装、调试、验收后的运行支持。作为 系统集成开发单位，华南农业大学GIS研究室对上述售后服务制定如下技术支持方 案202、：H常支持、现场支持、备件支持、后期技术支持、长期技术合作。6.1.1日常支持系统维护服务包括电话支持、现场响应、优先级服务、远程电话拨入分析、专门 客户支持。电话支持：客户可以从华南农业大学GIS研究室得到及时有效的电话支持，在 0.5小时内响应。要求电话支持的客户可以指定一名主要联系人及两名替补联系人与 服务中心进行电话联系。远程电话拨入分析：如果需要，用户可以通过一个适当的网关来选用支持服务中 心的远程电话拨入辅助计划。通过这项服务，支持服务中心的工程师可以远程检查您 的系统，以便加速解决问题。专人客户支持：如果现场支持服务仍不能完全满足您的要求，您可以选择专人客 户支持。支持小组除包括203、两名现场服务工程师之外，还将指定一名客户经理作为您的 主要联系人。提供一年的7X24小时免费服务。定期走访客户（系统运行半年内每月一次，半年后每3个月一次），与用户方维 护人员共同组成系统维护小组对系统进行实时维护。我们将常设技术支持专职值班人员，由资深技术工程师人员提供服务。服务技术 人员将在规定的时间内迅速解答用户的问题，服务人员实现7X24小时全天候响应用 户请求。6.1.2现场支持对于重大或严重影响系统服务的故障，如果问题不能通过电话解决，我们将现场 支持，由经验丰富的现场工程师到现场为用户解决问题。现场服务时间为2小时内到 达项口单位地点。6.1.3备件支持及升级服务对本项目相关的软204、硕件设备设置必要的备件支持，以保证系统在发生故障时，及 时进行维护。为了保证系统能够满足用户不断膨胀的业务需求，紧跟吋代发展，吋刻关注最新 技术发展，将最新技术应用到现实中去，我们可以在用户提出需求后按照用户的要求 对系统硬件、系统软件、应用软件进行升级，确保应用系统的先进水平。升级的原则应保证升级后的系统硕件、系统软件平台不影响原应用系统的正常运 行，如果升级后的平台有重大变动，必须经过双方协商，需另外协商费用。6.1.4后期技术服务在测试和验收通过后，系统进入实际运行阶段。在系统运行的初始阶段，我方可 提供技术人员进行现场服务。服务的主要内容是：协助进行系统的运行和管理协助进行网络信息服务205、和应用开发跟班进行技术指导系统自开始运行以后，会不断因为技术的迅速发展和需求的日益提高，而需要经 常进行系统升级和规模扩展，承诺向甲方提供系统升级和扩展的最佳优惠和最好的技 术支持。6.1.5长期技术合作广州市林业局与华南农业大学及其合作方建立长期的技术伙伴关系，可以充分借 助其技术、人力、资源等优势，我们将全方位、深入地提供各种技术支持，共同致力 于森林防火信息化的建设。华南农业大学及其合作伙伴承担大量国家重点技术研究、开发和应用项目，具有 坚实的工作基础。增加人员的定期交流，使高校、科研院所的技术优势与森林防火的 行业优势能够实现有机的结合，推动森林防火的信息化建设进程。6.2技术培训森林206、防火信息系统是一个复杂的信息化系统。这样一个系统需要不同层次的人员 来支撑它的运行。在本项目建议书中，我们将用户方与系统相关的人员分为三个层次:行政及业务主管领导系统运行管理人员基层使用人员系统的正常运转，对以上人员分别有不同程度的要求。针对我们对人员结构及计 算机应用水平的分析，我们编制了详细的培训计划。以便为用户提供全面、优质的技 术培训服务，努力提高全体工作人员的技术水平，以便系统建成后，用户能够熟练地 进行操作。对以上人员预期的培训目标，即是系统对人员素质的要求。所以在这里，对人员 素质要求不再展开论述。针对本项目，培训计划如下：6.2.1领导综合培训学时数：20学时（3天：上午3h,207、下午2h）内容：1 森林防火信息化建设方法森林防火信息化建设目的与意义森林防火信息化建设因素（技术、环境、投资、人才）森林防火信息化建设的步骤森林防火信息化建设的成功保证2 森林防火信息系统建设构想第一期部分：平台系统建设构想系统功能设计构想项目实施计划远期部分：平台系统发展规划应用系统发展规划授课人员资历：有实践经验的副教授以上职称的高级培训教师培训效果：1 FI 标：了解当前信息技术现状和发展趋势，了解森林防火信息化应用的发展趋势与方 向。了解森林防火信息化系统建设的目的、意义及方法，了解建设要素、步骤等。了解本系统建设的过程，系统功能及未来建设的规划。2、考核：由双方商定培训人数：由用户208、方指定培训地点：华南农业大学或用户单位培训方式：课堂讲解及研讨培训时间：合同签定后1个月内6.2.2系统运行管理人员培训学时数：180学时人员素质要求：计算机或相关专业毕业，具有本科或以上学历，具有一年以上的 计算机及网络维护经验（可根据情况调整）。内容：操作系统原理与应用（8学时）授课人员资历：高级培训教师培训地点：华南农业大学或用户单位实用计算机网络技术（10学时）授课人员资历：专职客户培训教师培训地点：华南农业大学或用户单位网络安全管理（8学时）授课人员资历：网络管理系统专家培训地点：华南农业大学或用户单位应用系统软硬件平台培训（64学时）在硬件安装调试开始前，对相关工作人员进行硬件安装209、调试方面的培训。这 些硬件包括：网络服务辭、用于获取数据的各种专业仪器以及用于测试的各 种仪器。在安装调试完成之后，对系统硬件维护人员和仪器操作员进行培训。 应用软件平台培训，主要涉及内容包括ArcGIS系统培训、ERDAS系统培训 等。 数据库管理软件培训，主要是对Oracle 9i数据库管理系统进行培训。授课人员资历：资深系统工程师（木项目组内）培训地点：华南农业大学或用户单位森林防火信息系统培训（70学时）信息采集和数据库维护培训。主要针对数据库的更新、维护，对拥有不同权 限的用户进行相关操作的培训，保证用户掌握系统数据库的更新和维护工 作。森林防火信息系统的操作培训。针对不同部门、不同210、级别的用户进行培训。 培训内容涉及系统的各功能模块的操作。系统维护扩展的培训。对系统的高层应用人员进行培训，主要是系统功能应 用的维护和扩展。授课人员资历：资深系统工程师（木项目组内）培训地点：华南农业大学或用户单位培训效果：1、目标：熟练掌握木项目中所有平台系统性能，使用及维护方法，包含：所选用软硬件设 备的安装调试，并了解相关同类产品的性能特点。在系统经过验收、试运行后能够基 本独立地维护整个系统的可靠运行。熟练掌握“森林防火信息系统”的各项功能，能够进行专业分析。经过验收、试 运行后能够基本独立地操作、维护整个系统。2、考核：笔试及实际参与设备、软件的安装调试。培训人数：建议20人（可由211、用户方增加）培训时间：合同签定1个月之后，具体另外协商。6.2.3基层人员培训（区、县林业局操作人员）学时数：20个学时内容：计算机及网络基础知识（每班12学时）、Windows系列软件平台及客户端 浏览器使用、视频数据压缩与传输系统软件使用方法、上机操作（12学时）授课人员资历：专职客户培训教师目标：了解计算机及网络的使用方法、熟练掌握视频数据压缩与传输系统的操作 方法。考核：笔试与上机操作培训人数：35人培训地点：华南农业大学或用户单位培训时间：系统联调结束后培训方式：课堂讲解及上机实践、应用。7二期工程设计方案在一期的基础上，系统二期工程主要包括瞭望台自动监控系统建设、广州市森林 防火基212、础数据库建设、广州市区、县林业局与广州市林业局防火指挥中心间的网络建 设三个方面的工作。7.1瞭望台自动监控系统广州地区已规划建立了一部分森林火灾观测瞭望台，但因为一些瞭望台位置偏 远，工作环境条件差，因此没有达到很好的森林火灾监测效果。瞭望员用肉眼观察， 主要是通过见到烟雾来发现森林火灾。一般情况下，小火时烟雾小不易发现，发现时 往往已酿成火灾；大火蔓延时，烟雾弥漫，很难确定大火发牛的位置和发展动向；通 过观察烟雾测定的数据误差较大；夜间观测困难。由于上述不足，瞭望台探测的精度 受到相当大的限制，因而使森林防火指挥部在制定扑火计划和调动扑火力量时，可能 因火灾位置不准而造成不必要的损失，因此213、需要建立先进的瞭望台监控系统。在森林防火信息系统二期建设中，将在瞭望台上安装自动火灾红外线探测器万向 云台，运用无线通信和有线传输结合的方式，将探测信息传回防火指挥中心中，显示 在监控大屏幕上。另外，通过远程信号控制方式，控制红外线探测器的运作方式，根 据瞭望台位置和观测角度的两点或多点交汇结果，测出准确的火点位置。探火系统是近年来随着科学技术的发展出现的新型森林火情探测手段。这些仪器 能够减轻瞭望员的工作强度，提高瞭望观测的准确性，它们正在或将要代替瞭望员的 部分工作。这些方法是：地面红外探火、电视探火和地波雷达探测。根据林木燃烧发 出的红外辐射特点，很容易把森林可燃物产生的森林火灾情况从地214、形背景中分离岀 来。红外线探测器不仅能够发现小火，而且还能发现隐燃物和扑火后的余火，它能准确地探测出森林火灾的火点、火线的位置、火场的面积，从而估测火势。我们将采用 的是地面红外探火技术。地面红外探火就是将火灾红外线探测器放置在瞭望台或制高点上，向四周探测火 情，并确定森林火灾发牛位置的一种探火方法。它能透过烟雾测定着火的位置，在夜 间也能正常工作；它不仅能探测小火，而且可以探测隐燃火；能连续拍摄，记录森林 火灾发生发展的全部过程。瞭望台获取的红外探测信息（红外图像信息）采用同火灾 现场视频图像信息传输同样的方法，即无线和有线结合的方式，而且在一期建设的微 波中继站可充分利用，减少了二期的成本215、。瞭望台自动监控系统主要由摄像、传输、控制、监视4部分组成：摄像部分: 彩色摄像机（具有红外探测装置）、30倍可变焦镜头、室外万向云台、室外防护罩； 传输部分：微波发射主机、微波接收主机、微波放大器、微波天线、视频线、信号 线等；控制部分：无线指令发射机、无线指令接收机、稳压电源、控制主机等； 监视部分：监视器、电脑、多媒体软件等。摄像机可自动进行360度扫描，整个自动 监控系统的水平扫描、垂直扫描、画面的动与静、画面的推远与拉近等，均可通过控 制器进行操作。在扫描过程中，如红外线探测器发现火源或可疑点，可停止扫播并向 控制中心发送警报信号，观察员可远程控制，将镜头拉至最近点，即可看到远处清晰216、 的画面。在实施中按总体设计，分步实施；先设点后联网，先易后难，先重点后一般的建 设规划进行。在试点区域，运用ArcGIS分析林区的地形，找出“盲区”较少的控制 点，儿个瞭望塔之间相互瞭望，形成网络。一般可按34万hn?设一座，高度一般 应2024mo瞭望塔应尽量设在瞭望效果好的制高点，建筑砖石结构。瞭望台监控 范围基本覆盖广州市主要林区。7.2广州市森林防火基础数据库建设数据是系统建设的关键，森林防火信息系统一期建设完成后，建设了广州市白云 区森林防火基础数据库，包括遥感数据库（广州市所辖范围）、气候气彖数据库、基 础地理数据库（广州市所辖范围）、森林资源基础数据库、森林火灾专题数据库（防 217、火人员及设施数据、森林火灾历史数据、火灾现场视频图像数据、系统分析处理结果 与灾情统计结果数据等），以及知识库与模型库。对于广州市森林防火信息系统本身 而言，需要建设完整的森林防火基础数据库，建库规模应为广州市所辖范围。因此在二期的建设屮，将集中建设广州市森林防火基础数据库。主要的任务包括: 整个广州市气候气象数据库、森林资源基础数据库、森林火灾专题数据库的采集与建 库工作。通过二期建设，将建成完善的森林防火基础数据库，使一期系统开发的各项 功能充分发挥作用。7.3广州市林业局防火指挥中心与区、县林业局间的远程网络 建设口前广州市林业局的网络化基础建设刚刚开始，区、县林业局与广州市林业局防 火218、指挥中心的网络建设还很不完善，为了保证瞭望台监测信息、火灾现场实吋视频信 息快速、稳定、高质量的传回防火指挥中心，需要推进加快网络建设。通过二期建设, 将建成完善的广州市林业局防火指挥中心与区、县林业局间的网络基础设施。通过二期建设将建立完善的广州市森林防火基础数据库，建立先进的瞭望台监控 软硬件系统，瞭望台监控范围基本覆盖广州市主要林区，并把多路监测信息传回防火 指挥中心，防火指挥中心利用中央控制系统、大屏幕、多屏并接图像处理器、多路信 号矩阵切换器、多媒体软硬件系统，进行多路显示控制，可视化多源信息（遥感监测 信息、瞭望台监测信息、火灾现场实时视频信息、系统分析结果、以及其他信息）， 建立219、现代化、智能化、集成化的工作环境，进行森林火灾监控与决策支持。8结束语本次“广州市林业局森林防火信息系统第一期建设项目”森林防火信息系统建设 工程是森林防火信息化建设重要基础性工作z。华南农业大学以“科技服务社会” 为宗旨，以森林防火信息化建设为己任，积极投身到这一重要工程的建设当中。木次工程的涉及面广、工作量大、建设周期较长，以任何单位的一己之力都难以 完全胜任，因此，华南农业大学GIS室联合了北京大学遥感与地理信息系统研究所、 广州市杰赛科技发展有限公司合作参与到这一工程中。华南农业大学在林业管理、森 林火灾预测等方面具有较好的研究基础；北京大学遥感与地理信息应用研究所在遥感 应用领域、地220、理信息系统应用领域处于国内领先的地位，完成了大量国家重大项目； 广州市杰赛科技发展有限公司在无线与有线通讯方面具有较强的技术实力。集成上述 力量，目的就在于能够更好地为本项目服务，为森林防火信息化建设服务。我们针对此次工程开展了大量的工作，提出本设计方案，我们认为此设计方案符 合广州市森林防火信息系统第一期工程建设的要求，可以满足当前及未來相当长时间 内的业务需求，也符合森林防火信息化建设的目标。在木项目中，我们认为自身具有如下优势：整合了相关领域的技术力量：华南农业大学GIS室、北京大学遥感与地理信 息系统研究所、广州市杰赛科技发展有限公司分别在行业信息化建设、遥感 应用、GIS应用开发、森林防火方面居于国内领先的地位，有能力为此次工 程提供先进、可行的设计方案及实施规划策略。丰富的人力资源：以高校、科研院所为技术背景，拥有大量经验丰富的技术人员和研究人员，能够为客户提供长期的技术服务与支持。 n严格的项目管理和质量保证：华南农业大学长期从事行业信息化建设，拥有 一整套项目管理机制和质量保证体系，为项目的顺利实施提供了程序的保障。 强大的专家队伍：能够为项目的整体规划设计提供有益的咨询与帮助，为系 统未来的建设发展指明技术路线。 可靠的实施能力：拥有丰富的系统建设经验和一支过硕的实施队伍，承担了 众多大、中型项目的实施工作，有能力在标书要求的工期内出色完成各项任 务。