草原資源信息平臺的研發(fā)與應用
——以西藏草原為例

微 微，常書娟，寶路如，畢力格吉夫,薩仁格日勒，楊勝利

(1.內(nèi)蒙古自治區(qū)草原勘察規(guī)劃院，內(nèi)蒙古呼和浩特 010051；2.內(nèi)蒙古自治區(qū)飼料草種監(jiān)督檢驗站，內(nèi)蒙古呼和浩特 010020)

1 引言

草原資源是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要基礎資源，經(jīng)濟發(fā)展對草原資源需求的急劇增加。目前我國草原資源信息化建設目標，就是要運用科技信息手段規(guī)范管理、創(chuàng)新監(jiān)管、提高參與宏觀調(diào)控水平，對草原環(huán)境調(diào)查評價和管理等各類信息匯集、整合，形成全國草原資源基礎數(shù)據(jù)庫，形成基礎數(shù)據(jù)支撐體系，滿足草原資源監(jiān)管、宏觀調(diào)控和社會化服務的需要。

西藏高原的生態(tài)地位在全世界十分重要，它是青藏高原的主體部分，號稱“世界屋脊”。西藏作為世界上獨特的環(huán)境地域單元，孕育了獨特的生物群落，其天然草原占西藏國土面積69%，居全國之首，占全國草原總面積22%。此外，西藏擁有全國18大類草原中的17個大類，生物多樣性豐富，草原類型多樣，是我國重要的綠色基因庫，是經(jīng)濟發(fā)展的重要物質(zhì)基礎。草原資源及生態(tài)的穩(wěn)定對我國乃至周邊國家的生態(tài)安全具有重大影響，在維護國家生態(tài)安全中具有突出重要的戰(zhàn)略地位。

截至目前，西藏經(jīng)歷了1980年和2011年兩次草原資源的普查，兩次草原普查間形成了海量的信息資料。但因缺乏科學的管理手段，這些信息資料缺乏系統(tǒng)的歸納整理，數(shù)據(jù)資料凌亂，存在信息化程度不高，利用不方便，更新不及時等問題。難以科學、準確的評估草原資源和生態(tài)狀況變化，更無法適應當前發(fā)展的需求。鑒于此我們亟待建立草地資源空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)的存儲、管理一體化的草原資源信息平臺，使草原資源信息的獲取、存儲、更新、傳輸和共享服務等手段更趨完善。從而為草原保護建設的各項工作提供科學的指導，為國家草原保護管理的新政落實和執(zhí)行提供可靠依據(jù)。

2 草地資源信息平臺內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)范圍

本平臺是為西藏自治區(qū)第二次草原普查而設計開發(fā)的，平臺內(nèi)包含了西藏自治區(qū)7個地區(qū)(市)74個縣(區(qū))以及北部可可西里草原實際覆蓋區(qū)域，涵蓋了西藏草原帶的藏北高原、藏南谷地、藏東高山峽谷，從熱帶、亞熱帶的次生草地到高寒草地，從濕潤的沼澤、沼澤化草甸到荒漠化草地的17個大類(7個亞類)、104個草地型的數(shù)據(jù)資料。數(shù)據(jù)資料涵蓋了西藏全區(qū)的草地資源情況，因此數(shù)據(jù)資料全面、詳細，具有代表性。

3 草原資源信息平臺開發(fā)與設計

3.1 草原資源信息平臺設計和構成

平臺設計基于空間數(shù)據(jù)和相關數(shù)據(jù)的地理化大數(shù)據(jù)支撐平臺開發(fā)技術、桌面平臺軟件IRS Desktop，采用了底層空間算法庫至用戶界面的整體C++開發(fā)，保證軟件平臺的運行效率，支持海量的遙感影像數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)的高效瀏覽與使用。

本次開發(fā)的草原資源信息平臺構成包括文本數(shù)據(jù)、統(tǒng)計數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、植物彩色圖譜四個數(shù)據(jù)庫模塊。文本數(shù)據(jù)模塊負責資源調(diào)查和退化調(diào)查的文本數(shù)據(jù)的管理；統(tǒng)計數(shù)據(jù)模塊負責草原類型面積、生產(chǎn)力及載畜量、草原退化和草原等級統(tǒng)計數(shù)據(jù)的管理；草原資源圖件數(shù)據(jù)負責草原資源圖形數(shù)據(jù)庫、圖像數(shù)據(jù)庫及屬性數(shù)據(jù)庫管理；植物圖譜模塊負責展示野外調(diào)查的植物圖譜數(shù)據(jù)管理。

圖1 西藏自治區(qū)草原資源信息平臺構成圖FIG. 1 Figure of grassland resource information platform in Tibet

3.2 草原資源信息平臺開發(fā)的關鍵技術

西藏草原資源信息管理平臺采用兩種軟件程序語言混合研制，技術難點在于對不同軟件開發(fā)語言之間相互調(diào)用及各個業(yè)務模塊的數(shù)據(jù)傳遞，實現(xiàn)使用者方便操作的界面瀏覽菜單，并具有性能穩(wěn)定且快速處理的GIS環(huán)境，同時與相關草原普查使用的通用軟件對接，數(shù)據(jù)可以相互轉換。每種開發(fā)語言暴露接口保持一致。

通過這種關鍵技術的解決，一方面克服了不同開發(fā)語言之間的數(shù)據(jù)傳遞的技術難點，同時也給客戶在實際軟件使用過程中帶來了極大的方便。見圖2西藏自治區(qū)草原資源信息平臺的界面。

3.3 平臺的技術優(yōu)勢

平臺在最新的Visual Studio 2013開發(fā)工具平臺，軟件開發(fā)語言采用C++和C Sharp兩種語言混合開發(fā)，其中C++負責后臺地理空間數(shù)據(jù)復雜處理與顯示，具備高性能、高效率的數(shù)據(jù)處理優(yōu)勢；NET負責界面的組織與展現(xiàn)，具備高擴展、易搭建的技術特點。軟件系統(tǒng)具備二次開發(fā)能力，用戶在后期更新系統(tǒng)同時可以在不改變現(xiàn)有功能的基礎上增加新的擴展功能。

4 草原資源信息平臺在西藏草原普查中的應用

4.1 平臺采用多源草原資源調(diào)查數(shù)據(jù)融合技術，在傳統(tǒng)地理信息平臺所具備的功能之外，支持多種類型的遙感和非遙感的數(shù)據(jù)源，此次草原普查中我們輸入了遙感圖像數(shù)據(jù)、矢量數(shù)據(jù)、文本格式數(shù)據(jù)、統(tǒng)計格式數(shù)據(jù)以及TIFE、JPEG圖片格式等數(shù)據(jù)。將不同格式的數(shù)據(jù)輸入平臺后，再利用空間數(shù)據(jù)平臺技術進行地理化編碼，從而形成一系列的數(shù)據(jù)組合。本次草原普查涵蓋了西藏自治區(qū)全區(qū)7個地區(qū)(市)、74個縣(區(qū))及實際使用區(qū)和西藏全區(qū)從東到西、從南到北的17個草原大類，7個草原亞類，104個草原型的遙感影像、矢量數(shù)據(jù)、文本及統(tǒng)計格式數(shù)據(jù)和圖片。這些數(shù)據(jù)可根據(jù)用戶的需求按照行政區(qū)劃劃分調(diào)取，也可打破行政區(qū)劃按照功能類型劃分使用，可隨時隨地快速精準的了解到某個地區(qū)的綜合草原資源信息。

4.2 平臺采用目前國際上流行和有發(fā)展?jié)摿Φ膶ο蠡O計方法和思想，基于文本數(shù)據(jù)、統(tǒng)計數(shù)據(jù)、GUS圖形、植物圖譜模塊，在所有地理信息數(shù)據(jù)庫具有的功能之上進一步開發(fā)了數(shù)據(jù)、圖形的檢索、追加、編輯更新以及輸入輸出等功能，更加方便推廣應用。草原資源和其他生物資源一樣，經(jīng)常處于變化之中，我們能查到的數(shù)據(jù)不能修改，能利用到的數(shù)據(jù)資料往往也是滯后的。這就使我們無法實時掌握并運用這些資源。而如果將掌握的草原資源及其生境的變化等情況引入平臺內(nèi)，則可隨時掌握及時、準確的數(shù)據(jù)資料，加以運用，就能使對草原資源的實時管理成為可能。我們也可以按一定的時間間隔，將草原資源的變化情況引入數(shù)據(jù)平臺。從而獲得不同時期的草原資源和草原生態(tài)環(huán)境情況的數(shù)據(jù)版本，積累起來，便可掌握草原資源的動態(tài)變遷。如此不僅對草地生產(chǎn)力的預測預報有重要意義，也為西藏自治區(qū)落實草畜平衡制度、禁牧休牧制度、基本草原保護制度和草原生態(tài)保護補助獎勵機制等的落實，為扎實推進新常態(tài)下的牧業(yè)發(fā)展，保障國家生態(tài)安全提供真實可靠的依據(jù)。

5 草原資源信息平臺尚有的不足和今后改善

草原資源信息平臺經(jīng)過5年的調(diào)試、示范和應用，已經(jīng)廣泛應用于西藏畜牧業(yè)生產(chǎn)部門，極大提高了當?shù)氐牟菰Y源數(shù)據(jù)管理和利用的效率。但在示范推廣中，系統(tǒng)目前雖然已經(jīng)實現(xiàn)了草原資源空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的管理、更新和查詢分析、報表打印輸出、圖形制作等功能。但在空間分析決策支持方面與各種應用模型的開發(fā)方面還很不足，在后續(xù)的開發(fā)中應該在應用模型開發(fā)和專家系統(tǒng)開發(fā)方面加大力度，完善各種功能，真正實現(xiàn)草原資源的信息化管理。