1. 建設背景

森林火災是森林的主要災害之一，森林火災不僅嚴重破壞森林資源，造成巨大經(jīng)濟損失，而且造成災區(qū)及周邊地區(qū)環(huán)境的嚴重污染。1997 年印尼、馬來西亞的森林火災不僅嚴重破壞了森林資源，而且造成東南亞地區(qū)嚴重的空氣污染。我國1987 年大興安嶺火災及今年春季的內(nèi)蒙古火災都造成森林資源的嚴重損失。因此，森林防火問題已引起世界各國的廣泛關注，也是林業(yè)部門重要的基礎工作之一。
森林火災是林業(yè)生產(chǎn)的重大災害之一，及時的火險預警在林業(yè)生產(chǎn)中具有十分重大的意義。森林火險預警包括火情發(fā)現(xiàn)與觀察， 火險預測報告和林火撲救組織等。在GIS 中，結(jié)合森林資源圖和地形圖，提供合適的觀察點和有效的觀察控制區(qū)域，達到最大的觀察范圍，及時對火險進行預報。另外森林火災往往具有突發(fā)性的特點，這就需要森林撲火工作應該具備快速反應的能力，爭取把森林火災撲滅在萌芽狀態(tài)，可以及時地查出火災發(fā)生的地點、分析撲火最短路徑及最近水源分布等情況，節(jié)省了大量的寶貴時間，大幅度地減少了火災損失，節(jié)約了人力、物力和財力。因此森林防火指揮系統(tǒng)的快速、準確、高效對有效地組織森林撲火顯得尤為重要。
21 世紀將是信息化的世紀。全球計算機技術和網(wǎng)絡技術取得了突飛猛進的發(fā)展，數(shù)據(jù)庫、地理信息等技術已日趨成熟，為系統(tǒng)建設創(chuàng)造的良好的條件。建立森林防火信息管理系統(tǒng)對林業(yè)整體管理的現(xiàn)代化水平具有深遠的影響。
2. 建設目標

森林防火地理信息系統(tǒng)整體解決方案采用目前業(yè)界最先進的技術，直接應用第三代嵌入式視頻服務器技術，以計算機技術、網(wǎng)絡安全技術、視頻圖像處理技術、空間屬性一體化數(shù)據(jù)庫管理技術于一體，形成一個功能完善、適應性強、性價比高的森林防火遠程監(jiān)控系統(tǒng)，為實現(xiàn)以3S 為特征的數(shù)字林業(yè)奠定堅實的基礎。
設計的總體解決方案采用通信運營商的專用線路網(wǎng)絡進行傳輸，監(jiān)控前端的各種視頻圖像通過此網(wǎng)絡傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，且前端各種終端設備實現(xiàn)與森林防火監(jiān)控有關的GIS 數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、救火輔助決策、指揮調(diào)度等功能相結(jié)合，系統(tǒng)之間既相互獨立工作、又相互進行數(shù)據(jù)交換，它們均構(gòu)架在同一個網(wǎng)絡上，全部采用數(shù)字化設備，以專線網(wǎng)絡的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)交換，為森林防火工作提供全面的技術支持和業(yè)務服務。
3.系統(tǒng)總體設計

3.1 總體架構(gòu)設計

3.1.1 系統(tǒng)功能框架

整個系統(tǒng)采用B/S 和C/S 混合結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)多種信息的發(fā)布、查詢、統(tǒng)計和分析功能，以及多源、多比例尺數(shù)據(jù)的整合、復雜圖形數(shù)據(jù)的生成和處理，能夠輔助進行撲火現(xiàn)場指揮。

圖3-1 系統(tǒng)功能框架示意圖
3.1.2 系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)


圖3-2 系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)示意圖
3.2 數(shù)據(jù)庫總體結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)建立與防火有關的信息庫如防火塔、機降點、檢查點、駐勤點、林火檔案、撲火預案、撲火力量等信息。并以縣（區(qū)）為單位，建立各自的背景數(shù)據(jù)庫如林相地圖庫、遙感影像庫、DEM 庫、GPS 信息庫等，為防火指揮提供可視化的背景數(shù)據(jù)庫。提供對防火信息和背景數(shù)據(jù)庫的維護如添加、刪除、修改、變更、查詢等工作。系統(tǒng)要求可以實現(xiàn)多比例尺地形圖、林相圖、遙感影像、DEM 數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理和使用，實現(xiàn)一個矢量、柵格一體化的空間數(shù)據(jù)管理?？梢蕴峁┒喾N比例尺（1：10000，1：50000 等）的地圖調(diào)閱、矢量和DEM、RS 數(shù)據(jù)疊加顯示和操作等，并提供多種調(diào)圖方式。可以任意選擇不同的圖層顯示，并可窗口放大、縮小、漫游等操作。可以固定比例尺顯示。在任意比例尺圖上，都可以量算折線距離和封閉多邊形面積。
數(shù)據(jù)庫的規(guī)劃如下圖所示：

圖3-4 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)規(guī)劃圖
4.功能模塊設計

4.1 地圖公共操作模塊

4.1.1 地圖基本操作

1、地圖基本操作工具：放大、縮小、平移、全圖、測距、面積量算
放大功能：點擊放大按鈕，在地圖窗口中拉出一個矩形框，則地圖窗口將會放大到矩形框所示的范圍內(nèi)，在導航圖上可以看到在全圖范圍內(nèi)當前窗口所在的位置。對于一些信息非常豐富的圖層，可以控制窗口放大到一定比例尺時才顯示。
縮小功能：點擊縮小按鈕，地圖窗口將會縮小，在導航圖上可以看到在全圖范圍內(nèi)當前窗口所在的位置。對于一些信息非常豐富的圖層，可以控制窗口縮小到一定比例尺時隱藏（變?yōu)椴豢梢妶D層）。
平移功能：有兩種平移地圖的方式，一種是地圖漫游，即可以拖動地圖，直至到達地圖的邊緣；另一種是點擊上、下、左、右按鈕，可以小幅度地向按鈕所示方向移動地圖。
全圖功能：當?shù)貓D窗口放大或者縮小時，利用該按鈕提供的功能可以將地圖窗口恢復到原始的尺寸。
測距功能：在地圖上任選兩點，可以測量出兩點之間的距離。對于需要連續(xù)測量的，可以將前次測量的結(jié)果進行累加，并且可以動態(tài)顯示當前鼠標所在位置與最后選擇的一個點的距離。
面積量算：在地圖上用鼠標點擊多次，最后形成一個多邊形，系統(tǒng)可自動量算出多邊形面積，并可換算成平方公里和畝。該功能對于測算火場過火面積、受害面積等功能具有非常實用的價值。

圖4-1 過火區(qū)域面積量算示意圖
2、圖形目標選擇工具：點擊選擇、矩形框選擇、自定義圓形框選擇、取消選擇。
點擊選擇：對激活圖層中的某一地理要素進行點擊，將會彈出窗口，顯示該地圖要素屬性數(shù)據(jù)的查詢結(jié)果。對于有權限的用戶，可以對與地理要素相關的屬性數(shù)據(jù)進行編輯。被選中的地理要素將以高亮度的方式進行顯示。

圖4-2 地圖信息查詢