（森林经理学专业论文）数字乡村环境信息系统的设计与实现——以玉龙县石头乡为例.pdf

尽 写 的 并 。关于论文使用授权的说明 本人同意：西南林学院有权保留论文的复印件，可以采用影印、缩印或其他复制 手段保存论文；提交论文一年后，允许论文被查阅和借阅，学校可以公布论文的全部 或部分内容。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名：祷王为 导师签名 t 捅要 2 0 0 5 年1 2 月3 1 同中共中央、国务院下发了关于推进社会主义新农村建设的 若二f 二意见，对建设社会主义新农村做出了具体部署。新农村建设是党中央为协调我 国现代化建设总体布局、全面建设小康社会、构建社会主义和谐社会而采取的一项重 大战略决策。经过几年的丌展，新农村建设在硬件基础上已经取得了显著的成绩，然 而社会主义新农村的建设不仅是基础硬件设施的发展，而且还包括“软环境”的提高。 到日前为止，乡村管理依然是“老模式”，简单的凭着管理者的经验开展工作，而很 少利用先进计算机等技术。另外，在我国，“数字城市 与“数字乡村 的差距也形 成了明显的“数字鸿沟，就目前来说，数字乡村工作主要集中在一些文字、图片及 多媒体的宣传上，而几乎没有运用到“数字”工作的核心技术之一一地理信息系统技 术。 数字乡村工作是集计算机技术和地理信息技术的结合，利用空间数据组织方式将 物质世界客观的表现出来。通过此项工作可以有效的统计分析物质数据，为管理者提 供决策支持，还可以大大提高乡村“软环境”能力，缩短我国城市与乡村的“数字鸿 沟”，同时这也是当前新农村建设的必经途径。 针对目前数字乡村的概况，本研究选择云南省丽江市石头白族自治乡为研究区， 采用计算机技术和地理信息技术的结合，辅以遥感和全球定位系统技术，设计出数字 乡村环境信息系统的主要功能，利用c 撑2 0 0 5 + a r c e n g i n e 实现了系统的部分功能，为 数字乡村的进一步发展打下基础。 该系统的主要功能分为六个模块：乡村概况、基础地理信息、农地资源管理、森 林资源管理、生物多样性及系统设置。其中乡村概况是对研究区的基本社会经济情况、 民族组成、旅游资源、珍贵野生动植物资源等进行宣传介绍；基础地理信息是对研究 区的数据进行呈现；农地资源管理是针对农地资源进行管理分析；森林资源管理是对 森林资源进行管理分析；生物多样性主要是对研究区内开展的生物多样性科研活动进 行展示分析；系统设置主要是针对用户管理。 在研究过程中发现，乡村一级小尺度数据严重缺失，只有有限的文字图像资料， 由此大大阻碍了系统功能的设计与实现，只有通过规范调查、处理研究区资源数据， 为系统的设计和实现打下良好的数据基础。另外，研究区工作人员对先进科学技术的 了解和掌握较差，很难提出适合的系统功能需求，只有通过参与式调查才能得到他们 对乡村环境信息系统切实可行的需求信息。 通过本研究，运用计算机技术和地理信息技术，设计了乡村环境信息系统的主要 功能，实现了系统的部分功能。为数字乡村的发展提供基础，为当地政府提供一些决 策支持，缩短中国城市与乡村之问的“数字鸿沟”，提高新农村“软环境”能力，成 为新农村发展的科技先导。 关键词：地理信息系统g e o d a t a b a s e 数字鸿沟 a r c e n g i n e a b s t r a c t ：t h ec p cc e n t r a lc o m m i t t e ea n ds t a t ec o u n c i li s s u e d s o m eo p i n i o n so np r o m o t i n gt h e b u i l d i n go fn e ws o c i a l i s tc o u n t r y s i d e ”i nd e c e m b e r31 ，2 0 0 5 i tm a d es p e c i f i ca r r a n g e m e n t sf o rt h e b u i l d i n go fb e ws o c i a l i s tc o u n t r y s i d e t h eb u i l d i n go fn e ws o c i a l i s tc o u n t r y s i d ei sam a j o rs t r a t e g i c d e c i s i o n m a k i n gw h i c hc p cc e n t r a lc o m m i t t e et oh a r m o n i z et h eo v e r a l ll a y o u to fc h i n a s m o d e r n i z a t i o n ，c o m p r e h e n s i v ec o n s t r u c t i o nw e l l o f fs o c i e t ya n db u i l d i n gas o c i a l i s th a r m o n i o u ss o c i e t y a f t e rs e v e r a ly e a r so fc o n d u c t i n g ，i ta c h i e v e dr e m a r k a b l er e s u l t so nf o u n d a t i o nh a r d w a r e ，b u ti tn o to n l y c o n t a i nt h ef o u n d a t i o nh a r d w a r e ，b u ta l s oc o n t a i nt h ei m p r o v e m e n to ft h e “s o f te n v i r o n m e n t s of a r , t h em a n a g e m e n to ft h ev i ll a g ei ss t i l lt h e ”o l dm o d e l ”，w o r kw i t ht h ee x p e r i e n c eo fm a n a g e r sa n dd o n t u s et h ea d v a n c e dc o m p u t e rt e c h n o l o g i e s i na d d i t i o n ，t h e r eh a v eo b v i o u s “d i g i t a ld i v i d e b e t w e e nt h e d i g i t a lc i t y a n d “d i g i t a lv i l l a g e ”i nc h i n a t h ew o r ko ft h e d i g i t a lv i l l a g e ”j u s tp r o p a g a n d ab y c h a r a c t e r , p i c t u r e ，a n dm u l t i m e d i a , a n di td o e s n tu s eo n eo ft h ec o r et e c h n o l o g i e so ft h e d i g i t a l w o r k , g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m t h ed i g i t a lv i l l a g ew o r ki sc o m b i n et h ec o m p u t e rt e c h n o l o g ya n d g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o n t e c h n o l o g i e s ，a n du s et h es p a t i a ld a t ao r g a n i z a t i o nt oo b j e c t i v ep e r f o r m a n c et h em a t e r i a lw o r l d i t s t a t i s t i c a lt r e a ta n da n a l y s e st h em a t e r i a ld a t ae f f e c t i v e l y , p r o v i d et h ed e c i s i o ns u p p o r tf o rt h em a n a g e r s ， i m p r o v et h ev i l l a g e so f ”s o f te n v i r o n m e n t ”c a p a c i t y , s h o r t e nt h e d i g i t a ld i v i d e b e t w e e nt h ec i t ya n d v i l l a g ei no u rc o u n t r ya n di ti st h en e c e s s a r yw a yi nb u i l d i n go f n e ws o c i a l i s tc o u n t r y s i d e i nv i e wo fe x i s t i n gs i t u a t i o n ，t h es t u d ya r e ao ft h i sp a p e ri ss h i t o ut o w nl i j i a n gy u n n a np r o v i n c e t od e s i g nt h em a i nf u n c t i o n so ft h ed i g i m lv i l l a g ee n v i r o n m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ( d v e i s ) ，t h i s p a p e rm a k eu s eo ft h ec o m p u t e rt e c h n o l o g y , g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m ，r e m o t es y s t e ma n d g l o b ep o s i t i o ns y s t e mt e c h n o l o g y t oc a r r yo u tp o r t i o no ft h ed v e i sf u n c t i o n sb yc 群2 0 0 5a n d a r c e n g i n e ，t h ed v e i sl a yt h ef o u n d a t i o no f t h ep r o g r e s so f d i g i t a lv i l l a g e t h em a i nf u n c t i o n so ft h ed v e i sd i v i d e di n t os i xf u n c t i o nm o d u l e v i l l a g eo v e r v i e w , b a s e g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o n ，l a n dr e s o u r c e sm a n a g e m e n t , f o r e s tr e s o u r c e sm a n a g e m e n t , b i o l o g i c a l d i v e r s i t ya n ds y s t e ms e a i n g t h ev i l l a g eo v e r v i e wi si n t r o d u c et h er e s o u r c e s ，l i k et h es o c i oe c o n o m i c s i t u a t i o n ，t o u r i s mr e s o u r c e sa n dp r e c i o u sw i l d l i f er e s o u r c e sa n ds oo n t h eb a s eg e o g r a p h i c i n f o r m a t i o ni sd i s p l a yt h ed a t ai ns t u d ya r e a t h el a n dr e s o u r c e sm a n a g e m e n ti sm a n a g e sa n da n a l y s e s m a n a g e sa n da n a l y s e st h ef o r e s tr e s o u r c e s t i cr e s e a r c ho nb i o l o g i c a ld i v e r s i t yi ns t u d y a r e a t h es y s t e ms e t t i n gi sm a n a g e st h er i g h to f t h eu s e r t h e r ef o u n ds o m e t h i n gi nt h ec o u r s eo ft h es t u d y i ns t u d ya r e a , t h e r el a c ko fs m a ll s c a l ed a t a , a n d h a v el i m i t e di n f o r m a t i o ni nt e x ta n di m a g es t y l e s ，i ti m p e d et h ed e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no ft h e s y s t e m t os o l v et h i sp r o b l e m ，t h e r em u s tb ei n v e s t i g a t ea n ds t a n d a r d i z et h er e s o u r c ed a t a i na d d i t i o n ， t h eo f f i c ew o r k e r sk n o w sl i t t l ea b o u tt h et e c h n o l o g yi na d v a n c e ds c i e n c e ，s ot h e yc o u l d n t p u tf o r w a r d a p p r o p r i a t er e q u i r e m e n t sf o rt h es y s t e m ，t oa c q u i r et h e i rt r u t hd e m a n db yt h ep a r t i c i p a t o r ys u r v e yw i t h t h e m t h i sp a p e rc o m b i n e st h ec o m p u t e rt e c h n o l o g ya n dg e o g r a p h i ci n f o r m a t i o nt e c h n o l o g i e sd e s i g n e d t h em a i nf u n c t i o n so ft h ed v e i s ，a n di m p l e m e n ts o m eo ft h ef u n c t i o n s i tw i l l p r o m o t et h e d e v e l o p m e n t 。o ft h e “d i g i t a lv i l l a g e ”，p r o v i d es o m ed e c i s i o ns u p p o r tf o rt h eg o v e r n m e n t ，s h o r t e nt h e d i g i t a ld i v i d e b e t w e e nt h e d i g i t a lc i t y a n d d i g i t a lv i l l a g e ”i nc h i n a , i m p r o v et h e s o r e n v i r o n m e n t a n dw i l ll e a d i n gt h es c i e n c et e c h n o l o g yi nb u i l d i n go fn e ws o c i a l i s tc o u n t r y s i d e k e y w o r d s ：g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m g e o d a t a b a s e d i g i t a ld i v i d e a r c e n g i n e 摘 目 2 2 1 数字乡村环境信息系统设计的目的7 2 2 地理信息系统技术一7 2 3g i s 软件开发的模式8 2 4 基于组件开发技术9 2 4 1c o m g i s 概述9 2 2 2 3 4 1 空问数据介绍2 3 4 2 地理数据模型发展一2 4 4 3 g e o d a t a b a s e 空间数据库2 5 4 4 乡村环境信息系统数据库的建立。2 7 4 - 4 1 乡村环境信息系统数据库的设计2 7 4 4 2 数据的收集与整理4 0 4 4 3 数据的入库4 2 5 乡村环境信息系统的实现一4 5 5 1 石头乡的概况4 5 5 2 基础地理信息管理4 7 5 3 农地资源管理：4 9 5 3 1 地形分析4 9 5 3 2 十地利h j 分析5 0 5 3 3 农作物适席性分析51 5 4 森林资源管理5 2 5 4 1 森林植被类型现状5 2 5 4 2 植被类型统计5 3 5 5 生物多样性5 4 5 6 系统功能选项5 5 6 结论与讨论5 6 6 1 结论5 6 6 2 讨论5 7 主要参考文献5 8 致谢6 2 1 绪论 1 绪论 1 1 研究背景 农业、农村和农民问题历来是我国党和政府蕈视的问题，也是关系党和人民事业 发展的全局性和根本性问题。就如梁漱溟先生在农村建设大意中所言，“乡下人 的痛苦，就是全中国人的痛苦，乡下人的好处，就是全中国人的好处”，因为，“中国 是一个以农村为本的社会，8 亿以上人口住在农村，过着农村生活，所以它的苦 乐痛痒也就在这个地方了”。农业丰则基础强，农民富则国家盛，农村稳则社会安。 t 当代中国的农业大国地位并没有发生实质性地转变，正因为如此，新一代党和国家领 导人把“三农 问题提到前所未有的高度，作为党和政府各项工作的重中之重。 为了从根本上解决“三农 问题，党中央在不断进行着理论和政策创新。中央农 村工作会议提出，“十一五”时期，要全面落实科学发展观，统筹城乡经济社会发展， 紧紧围绕建设社会主义新农村，全面推进农业农村工作，努力实现粮食稳定发展，促 进农民持续增收。十六届五中全会通过的中共中央关于制定国民经济和社会发展第 十一个五年规划的建议中更是明确了今后五年我国经济社会发展的奋斗目标和行动 纲领，提出了建设社会主义新农村的重大历史任务，为做好当前和今后一个时期“三 农”工作指明了方向。2 0 0 5 年1 2 月3 1 日“中共中央、国务院又下发了关于推进 社会主义新农村建设的若干意见，进一步对建设社会主义新农村做出了具体部署。 新农村建设是党中央为协调我国现代化建设总体布局、全面建设小康社会、构建社会 主义和谐社会而采取的一项重大战略决策。它关系到国计民生，意义重大，影响深远。 新农村建设正在如火如茶的开展着，乡村道路、乡村房屋建设、家电下乡等一系列工 作全面而具体的开展起来。 然而社会主义新农村的建设以及“三农”问题的根本解决不仅是基础硬件设施的 发展，而且还包括“软环境”的提高。目前在中国大多数乡镇农村，由于经济基础薄 弱，人才溃乏，乡村的管理依然是老模式，利用管理人员的经验做一些重要决策，而 很少利用计算机技术等先进技术来统计分析客观数据为决策做贡献。数字乡村工作是 界客观的表现 同时也可大大 村建设以及解 数宁乡村环境信息系统的设计1 实现以玉龙县f i 头乡为例 决“三农”问题的必经途径。 丽江市石头白族乡位于玉龙县西部，东经9 9 。3 2 一9 9 。5 47 ，北纬2 6 。3 6 7 2 6 。5 47 ，地处“三江并流”世界自然遗产核心区老君山腹地，东邻九河白族乡、 石鼓镇，南接大理白族自治卅i 佥l j jj l 县，西连怒江州兰坪白族普米族自治县，北与黎明 傈僳族乡接壤，总面积5 7 4 平方千米。有河谷区和山区两类地形，境内海拔在1 8 9 5 米4 5 1 3 米之间，平均海拔2 7 7 8 米。 “三江并流”地区未受第四纪冰期大陆冰川的覆盖，加之区域内山脉为南北走向， 因此这里成为欧亚大陆生物物种南柬北往的主要通道和避难所，也是欧亚大陆生物群 落最富集的地区。“三江并流”是中国而积最大的围家重点风景名胜区，同时也是世 界上生物多样性最丰富的地区之一，名列中国生物多样性保护1 7 个“关键地区 的 第一位，是世界级的物种基因库，中国三大生念物种中心之一。2 0 0 3 年7 月，t 联合 国教科文组织世界遗产委员会将中国云南省的“三江并流 列入该组织的世界遗产 名录。 石头乡境内旅游资源丰富，老君山景区总体规划“六片一线”中的“四片一线” 即老君山九十九龙潭片区、金丝厂片区大部、利苴滇金丝猴保护区、白崖寺片区全部 及冲江河沿岸田园风光民俗风情游览线都分布在境内。片区内具有原始生态系统的森 林和湿地，保存有原始的生物种群，境内动植物资源丰富，有目前滇西北保护最完好 的红豆杉林、云南榧树、铁杉、冷杉、落叶松、云杉等珍稀植物，有杜鹃( 黄、红、 白等多种颜色) 、龙胆、绿绒蒿、兰花、报春等高山奇花异草；还有灵芝、天麻、虫 草等多种名贵药用植物，有松茸菌、牛肝菌、香菌、羊肚菌、一窝菌、青头菌、木耳 等名贵山珍。 良好的生态环境也为珍稀动物提供了栖息之地，最为著名的是面积约5 0 平方公 里的利苴滇金丝猴保护区，繁衍生息有被国际保护组织列入世界濒危物种红色名录的 国家一级保护动物滇金丝猴群2 - - 4 个，共2 0 0 余只。中国科学院动物研究所保护遗 传学研究组科研人员专门在此设立观测站进行深入研究，并开展了对滇金丝猴的保护 工作。在有滇金丝猴分布的区域中，利苴一带是观赏滇金丝猴的最佳区域；金丝玉峰、 金山玉湖( 七十七仙湖) 、红花飞雪、登高望远、玉峰f i 出等为金丝厂独特景观：还 有白崖寺石林、青蛙山、香柏公园、一线天、桃园古桥、卧龙沟、骆驼山、兰香土碱 泉等特殊的地形地貌；境内丰富多样的民族文化积淀深厚，民俗风情浓郁，多种宗教 信仰并存，人文景观奇特，具有很高的旅游开发及科考价值。 境内水资源丰富，冲江河贯穿全乡3 0 多公里，水电开发前景广阔，沿冲江河而 2 1 绪论 上有无数座石桥( 桃园古桥有百年历史) ，形成一个由田园、流水、石桥、山林、人 家构成的近3 0 公早的“冲江河n 1 园民俗风情游览线”。 j 下是由于石头乡处于这样一个区域内，外界对其也越来越重视，其中对该区的开 发呼声也越来越高。然而，丌发就意味着有破坏的危险，所以只有合理丌发与保护同 步，才能让这块“世界遗产”之地既得到长久的保护，同时也让其发挥其在旅游、科 研等方面的重要作用。 通过将地理信息技术和计算机技术的结合，同时以遥感影像为主要信息源，采用 g p s 进行实地调查的精确定位，将3 s 技术紧密结合的数字乡村环境信息系统可以直 观的反应出石头乡的现状，同时可以统计分析这块生境中各种生物的活动及其影响， 为管理决策者提供重要的科学依据；另外还可提高当地乡村信息的“数字化”程度。 1 - 2 国内外研究现状 1 2 1 数字地球的提出 1 9 9 8 年1 月3 日，美国副总统戈尔在加利福尼亚科学中心发表了题为“数字地 球2 1 世纪认识地球的方式”的讲演，提出“数字地球”的概念。它勾绘出了信 息时代人类在地球上生存、工作、学习和生活的时代特征。核心思想是用数字化的手 段来处理整个地球的自然和社会活动诸方面的问题，最大限度地利用资源，通过网络 使普通百姓能够通过一定方式方便地获得他们所想了解的有关地球的信息，为人类的 生存、可持续发展和日常的工作、学习、生活、娱乐服务。数字地球是以计算机技术、 多媒体技术和大规模存储技术为基础，以宽带网络为纽带，运用海量地球信息对地球 进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述，并利用它作为工具来支持和改 善人类活动和生活质量【1 2 1 1 1 3 1 【14 1 。 第6 届世界大城市首脑会议北京宣言( 2 0 0 0 年9 月2 9 日) 在展望2 1 世纪城市发展 的美好前景时指出：正视“数字地球”时代的到来，并将其作为城市和居民相互沟通 并从中受益的有效资源，加快技术和政策的创新与发展，致力于建立健全城市信息网 络，对广泛的信息资源进行统一的组织和有效的管理，并在规划建设、运行监控、城 市管理等领域广泛运用，努力实现城市之间信息、知识等资源的共享【l5 1 。 1 9 9 8 年江泽民总书记在接见两院院士代表时的讲话中指出：“当今世界，以信息 技术为主要标志的科技进步日新月异，高科技成果向现实生产力的转化越来越快，初 数宁乡村环境信息系统的设计j j 实现以一e 龙县，f i 头乡为例 见端倪的知识经济预示人类的经济社会生活将发生新的臣大变化”1 1 6 1 。“在b 口将到来 的以知识经济为特征的信息社会里，信息是最主要的经济资源，数字化信息是知识经 济的一种物质形式”0 7 1 。随着计算机硬件技术、数字化信息处理技术和网络通信技术 的发展，使得“数字地球 工程逐步提上同程，各种信息资源的整合和利用，已经 不再局限于某一个或某几个领域中，各个领域的信息逐步趋向于集成一体化1 8 l 。 1 2 2 信息化发展 “数字地球”的提出，引起了强烈反响，各国和一些国际组织都纷纷开展了对数 字地球的研究和探索，也将这一理念进入到相关领域，形成“数字城市”、“数字农业”、 “数字林业”等研究分支。“数字地球”在一定程度上可以说是信息化发展的一个必 然。 信息化水平是衡量一个国家和地区现代化水平的重要标志。数字城市的研究在我 因虽然起步不久，但已经出现了很强的发展势头。巨大的机遇就摆在眼f j i ，据权威部 门统计，截至2 0 0 1 年底，我国市级城市为6 6 4 个，建制镇2 0 3 7 4 个，全国城镇总数 为2 1 0 3 8 个。“十五 期间，国家和地方直接用于城市数字化的工程项目，所产生的 经济效益约为4 7 4 7 亿元，近1 3 的城市将要建成数字城市地理空间基础框架，到2 0 1 0 年前后，要在全国所有城市建立起较为完善的城市地理空间基础框架，较好地满足城 市规划、建设、管理、服务以及未来发展的需求【i 引。 从技术角度看，数字城市是城市信息化实现的技术基础，而且还是城市信息化水 平提高的一个重要特征。信息技术与信息产业的发展已迈入了一个崭新的时代。这些 先进的、改变城市功能的技术主要表现为：( 1 ) 高分辨率卫星遥感技术突飞猛进，极 大地提高了地理信息获取和更新的能力；( 2 ) 宽带光纤和卫星通讯为基础的互联网的 迅速普及，极大地扩大了信息的通信交换能力；( 3 ) 分布式数据库和共享技术的发展， 极大地提高了信息存储和管理能力；( 4 ) 仿真和虚拟技术的成熟，酝酿着信息应用技 术领域的划时代变革。信息技术变革的大趋势必然深刻地影响到城市规划、建设和管 理行业的信息技术应用领域。传统的城市规划、建设和管理不得不向数字城市靠近， 并努力追寻数字城市的发展模式。 我国有关部委、中科院、各省、市、县在近2 0 年间，已积累了建立“数字城市 所需的大量原始数字化数据和相应的资料，包括无以数计的各类数字化地理基础图、 专题图、城市地籍图等。“中国信息高速公路”等基础设施的建设为发展中国“数字 城市”提供了通讯支撑条件。国家四大计算机网络已具备了完善的信息基础平台。我 4 1 绪论 困自主发展的地理信息系统软件已初见端倪，丌始在困内市场占 困“数字城市”，提供必要的软件支持条件。我国“8 6 3 计划 、 计划”、“火炬计划9 y “9 7 3 计划 等图家科技发展计划的实施，将推动我罔“数字城 市 的概念创新和技术创新。此外，我固培养了一批有较高水平、梯队合理的科技和 管理队伍，是实施数字城市的重要保障【2 0 , 2 1 】。 发达国家正从工业社会向信息社会或知识经济社会转化，而且以城市信息化为龙 头，带动区域信息化和国家信息化。而对于发展中国家和地区来说，正处于从农业社 会向工业社会过渡，要以信息化带动工业化，实现信息化和工业化同时并举和跨越式 的发展，同时，还要以城市信息化带动农业和农村信息化和现代化，带动整个地区乃 至全国信息化和现代化。弥合与发达国家之间存在的“信息化鸿沟”，缩小信息差距， 才是惟一正确的道路。 t 1 2 3 数字乡村建设的状况 1 2 3 1 数字鸿沟的提出 “数字鸿沟 又称为信息鸿沟，即“信息富有者和信息贫困者之间的鸿沟 。在 英文里，数字鸿沟一般称作“d i g i t a ld i v i d e ，也有时候叫做“d i g i t a lg a p 或者“d i g i t a l d i v i s i o n ，新华社最早把它翻译成数字鸿沟。 据霍夫曼考证，数字鸿沟( d i g i t a ld i v i d e ) 一词肇始于l l o y dm o r r i s e t t 有关对信 息富人( t h ei n f o r m a t i o n h a v e s ) 和信息穷人( t h ei n f o r m a t i o n h a v e n o t s ) 之间所存在的一 种鸿沟的认识。不过，这里所谓的鸿沟，主要指1 9 8 0 年代a p p l ei i 电脑时代，不同 的社会群体在个人计算机占有率上的差异。数字鸿沟一词真正引起公众关注则是 1 9 9 5 年美国远程通信和信息管理局( n t 队) 发布的题为被互联网遗忘的角落：一 项有关美国城乡信息穷人的调查报告中对数字鸿沟现象的具体描述，报告详细揭示 了当时美国社会不同阶层人群采纳和使用互联网的差别【2 2 】。 1 2 3 2 中国城市与乡村之间的数字鸿沟 从城乡的比较来看，农村地区完全成为了“数字边缘化 地区。尽管我国网络增 长率较高，但是网络普及和应用的增长主要在城i 仃，广大农村完全处于“数字鸿沟” 的另一端，成为网络革命中的“数字贫困 人口。信息基础设施和收入水平的差距是 数声乡村环境信息系统的设计j 实现以i i 龙县4 i 头乡为例 城乡间“数字鸿沟”的皋本原因。8 亿乡村人【j 基本被排斥在信息化之外，成为信息 时代的边缘化人群，这极不利于农业现代化、农村产业结构调整以及农民收入的增加。 从某种意义上讲，加大农业与农村的信息化建设将是中国信息化建发的核心和长期战 略，应该使信息技术投入成为农业发展和农村基础设施建设的新的要素投入【2 3 1 。 1 2 3 3 数字乡村建设现状 近年来国家也大力发展乡村数字化工作，如2 0 0 8 年云南省建成的“云南数字乡 村”网，覆盖了整个云南省，大大的提升了我国乡村数字化进程。在“云南数字乡 村 网上主要是通过一些文字、图片和短片对当地概况、农村科技、农村经济、政务、 人口卫生、人文地理等进行介绍，而没有利用空间数据组织方式对物质世界进行表达， 所以不能进行资源空间位置的查询，也不能基于空间位置的统计分析，所以不能提供 辅助决策支持。以此形式组织数据表现为信息量较小，它应将计算机技术与地理信息 技术紧密结合，利用地理信息技术为广大人民服务，从而将“数字”工作的优势带到 r 常的生活生产中来。 6 本研究的主要目的是在乡村建设的大好前提下，针对目前乡村建设的现状及中国 “数字城市”与“数字乡村”的差距，通过利用引入地理信息系统技术和先进计算机 技术，设计出今后“数字乡村系统”的框架。建成集宣传与地信功能分析于一体的管 理信息系统，充分体现地理信息系统技术的优越性。在建成以后，一方面可以为当地 对农、林资源的管理提供方便，为管理者提供决策支持，另一方面，可以大大提高研 究区的数字化程度，缩小与中国“数字城市”的距离。 2 2 地理信息系统技术 g i s 系统( g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m ) 又称为地理信息系统是由计算机硬件、 软件和不同方法组成的，具有支持空间数据的获取、管理、分析、建模和显示功能， 并可解决复杂的规划和管理问题的信息系统。它是一门新兴的交叉学科，属于空间信 息科学，它依赖于地理学、测绘学、统计学等基础性学科，又取决于计算机硬件与软 件技术、航天技术、遥感技术和人工智能与专家系统技术的进步与成就，其核心是计 算机科学，基本技术是数据库、地图可视化及空间分析【2 4 - 2 引。 随着地理信息技术的发展和成熟，它的应用领域越来越广。地理信息系统的发展 是与地理学、地图学、摄影测量学、遥感技术、数学和统计科学、计算机科学以及一 切与处理和分析空间数据有关的学科发展分不开的1 1 1 。从2 0 世纪6 0 年代开始到9 0 年代，地理信息系统蓬勃发展起来。地理信息产品在全世界逐渐普及，渗透到各行各 业，成为人们生产、生活、学习和工作中不可缺少的工具和助手【2 9 3 0 1 。 地理信息系统的研制与应用在我国起步较晚，历史较短，但发展势头迅猛。它的 应用在我国的发展大致经过了四个发展阶段【2 】，8 0 年代就进行了技术引进、数据规范 和标准的研究、空问数据库的建立、数据处理和分析算法及应用软件的开发等，对 g i s 进行了理论探索和区域性的实验研究。在8 0 年代中期，人们主要是针对实际工 作中某一具体项目，利用g i s 来采集和管理空问数据以及分析和显示结果。当时用户 更多关心的是g i s 的基本原理，特别是g i s 的数据采集、数据库建立和图形表达等 7 数字乡村环境信息系统的设计【实现以玉龙县f i 头乡为例 功能，不关心系统数据的维护，而且一旦项目完成，系统也不再保留1 3 | 1 。 随着时i 日j 的推移，g i s 研究逐步与国民经济建设和社会生活需求槲结合，并取得 了重要进展和实际应用效益。通过网络通讯和分布式计算实现数据资源的共享，克服 地域的阻隔，保证信息的及时沟通和各类业务工作的统一协调，从整体上提高政府职 能和业务管理水平，这是g i s 应用发展的主要趋势1 3 1 。 地理信息系统发展到现在，其应用己从较单一的领域扩大到了很广泛的领域，特 别是近年来国外己将这项技术在信息产业界推广，收到了很好的效果。国内的发展情 况也比较好，目前国内丌发出的比较流行的软件有中国地质大学的m a p g i s 、北京大 学的c i t y s t a r 、武汉大学的g e o s t a r 、中国林业科学研究院的v i e w g i s 等，这些国产 g i s 软件的出现打破了国外软件g i s 对我国市场的垄断，开创了用计算机编制地学图 件的新时代；它们必将对搞活我国的困民经济、提高我国综合国力起到积极的推动作 用【4 1 。 “数字乡村”实施的主要技术支撑是地理信息系统技术( g i s ) 、遥感技术( r s ) 和全球地位系统( g p s ) 、数据库技术、计算机网络技术和现代通讯技术，其中g i s 、 r s 和g p s 技术起着基础和核心的作用。 2 3g i s 软件开发的模式 g i s 工程的开发通常有三种模式：独立开发，单纯二次丌发和集成二次开发【4 9 】【5 】。 ( 1 ) 独立开发 独立开发指不依赖于任何g i s 工具软件，从空问数据的采集，编辑到数据的处理 分析及结果输出，所有的算法都由开发者独立设计，然后选用某种程序设计语言，在 一定操作系统上实现。但是目前，已经较少采用这种方案。 ( 2 ) 单纯二次开发 单纯二次开发指完全借助于地理信息系统工具软件提供的二次开发语言进行应 用系统开发。这种开发模式下的程序开发人员必须要熟悉g i s 平台所提供的繁多的函 数、命令及参数。这不但会增加系统的开发难度、延长系统的丌发周期，还会增加系 统的成本；所开发的应用系统的功能取决于g i s 基础平台功能的强弱以及系统肝发人 员理解和掌握g i s 平台函数和命令的程度，这在某种程度上影响了系统的质量。 ( 3 ) 集成二次丌发 集成二次开发是指利用专业g i s 软件或其提供的组件来实现g i s 的基本功能， 2 地理信息系统 同时采用通 j 软件开发工具，尤其足可视化开发工具进行二者的集成丌发。组件式开 发方式就是集成二次丌发的一种。由于组件具有标准化的接口及语言无关性、可重朋 性等特点，使新系统得以快速j l ：发，同时降低了系统建设及维护成本，从根本上解决 了困扰传统g i s 行业发展的问题。由于独立丌发难度太大，单纯二次开发过于受限于 g i s 工具提供的编程语言，因此结合g i s 工具软件与当今可视化丌发语言的集成二次 开发方式就成为g i s 应用丌发的主流。 2 4 基于组件开发技术 2 4 1c o m g i s 概述 c o m ( c o m p o n e n to b j e c tm o d e l ) 是组由m i c r o s o f t 提出的组件对象模型标准， 它不仅定义了组件程序之间进行交互的标准，并且也提供了组件程序运行所需的环 境。在c o m 标准中，一个c o m 组件或者是一个d l l ( d y n a m i c l i n kl i b r a r y ，动态 链接库) 文件，或者是一个e x e ( 可执行程序) 文件。一个组件程序可以包含一个 或多个c o m 对象，而每个c o m 对象可以实现一个或多个接口，并且每个接口又实 现若干个方法，一个方法是完成某个特定任务的函数或过程，c o m 对象之间的连接 必须通过接口来进行，一个接口之下的方法一般是相互关联的。在组件技术概念模式 下，软件系统可以被视为相互协同工作的对象集合，每个对象会提供特定服务发出特 定消息，并且以标准形式公布，以便于其他对象了解和调用。 c o m 不是一种面向对象的语言，而是一种二进制标准。它所建立的是一个软件 模块与另一个软件模块之间的链接，当连接建立之后，模块之间就通过接口机制进行 通信【3 2 1 。因为c o m 是以对象为基本的模型，所以在程序和程序之间进行通信时，通 信双方应该是组件对象( 或称作c o m 对象) ，而组件程序是提供c o m 对象的代码载 体。当另外的组件或普通程序( 即组件的客户程序) 调用组件的功能时，它首先创建 一个c o m 对象或者通过其他途径获得c o m 对象，然后通过该对象所实现的c o m 接口调用它所提供的服务。c o m 标准增加了保障系统和组件完整的安全机制，较容 易扩展到分布式环境。组件式软件技术已经成为当今软件技术的潮流之一。为了适应 这种技术潮流，g i s 软件像其他软件一样，已经或正在发生着革命性的变化，即由过 去厂家提供了全部系统或者具有二次开发功能的软件过渡到提供组件由用户自己再 9 数宁乡村环境信息系统的设计j 实现一一以玉龙县，f i 头乡为例 ) 1 ：发的方向上来。 组件式g i s 基于标准的组件式平台，目前m i c r o s o f tc o m d c o m 占市场领导地 位。基于c o m d c o m ，m i c r o s o f t 推出了a c t i v e x 技术，a c t i v e x 控件是当今可视化 程序设计中应用最为广泛的标准组件。新一代的组件式g i s 也大都是a c t i v e x 控件。 c o m g i s 的基本思想是把g i s 的各大功能模块划分为几个控件，每个控件完成不同的 功能。各g i s 控件之问，以及