密云水源林造林规划设计系统的研究与实现

论文摘要

水资源是人类生存和社会发展的基础。我国属于地球上严重缺水的国家之一,北京作为国际化大都市,其发展已经受到水资源问题的困扰。密云水库作为北京市主要饮用水源地,是北京的生命线。因此,水源保护林的建设,将直接关系到北京接近俩千万人口的饮水安全、城市生态安全与社会稳定发展,具有十分重要的地位。目前,水源林建设与经营管理正朝着科学化,精细化、信息化方向发展,为提高造林规划设计效率,推动水源林标准化建设与管理,科学指导生产,确保造林工程质量,提高水源林的生态效益、经济效益和社会效益,本研究在大量收集、归纳前人研究资料的基础上,对密云水源林造林规划设计系统进行了研制,并在该系统中建立了适合密云水源林的造林模式库。密云水源林造林规划设计系统是基于ArcGis的二次开发系统,是应用开发工具Visual Studio 2008中文版开发出的水源林造林规划设计专业系统。该系统实现了ArcGis图形的导入和处理,并且可以读取CAD图形。系统通过对所选定的项目区内林业小班数据资料的分析,判定出立地类型,自动规划设计出适合该地块的造林模式,用户也可以自定义造林模式。并且实现了立地类型现状总图、造林规划总图的自动化设计和自定义设计以及图纸的输出。针对具体的造林模式本系统提供了详细造林模式图式。同时用户可以通过造林效果与造价的技术经济分析,从多方案中选择最优方案。本研究还结合“十一五”国家科技支撑项目,针对密云水源林造林模式进行了现地种植实验。首先针对一种立地类型（低阴薄松）初步设计了10种造林模式,在标准样地上按设计要求进行种植,第三年夏季作每木调查,之后对不同造林模式的成活率进行排序,取前4位。对于没有进行专门实验设计的立地类型,通过实际造林工程的样地调查确定造林模式。每个立地类型选取2-4种造林模式,23种立地条件共选出52种典型造林模式,纳入造林规划设计系统数据库中。每种造林模式内容包括树种组成、初植密度、树种配置、株行距、配置方式、整地方式、幼林抚育方式等。此外,还将前人设计的成功典型造林模式也加入到了数据库中,共计74造林模式,供用户检索、选择使用。本系统研发了预算功能,用户输入造林的数量和定额后即可迅速计算出工程造价,通过调整数据,系统还能迅速反应出造价的变化情况,使用该功能,可以从技术、经济两方面进行造林模式优选。此外,该系统具有独立的新建和修改造林模式的功能,用户只需输入相关技术参数,就能方便快捷的形成一个新的造林模式,存入系统数据库中以备使用。本系统研发中充分考虑了可推广性。虽然是以密云县水源涵养林区域作为研究对象进行的设计,但是预留了可供用户扩展的接口。在其他区域应用时,用户只需研究立地类型,提供立地类型判别的标准和造林标准,之后将立地条件和适宜的造林模式输入系统即可。而其他功能可以与本系统通用。本系统采用组件式开发,方便修改,为今后开展更深入的研究打下了良好的基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 林业信息化的发展趋势
• 1.1.2 实现信息化发展是营造与管理水源林的需要
• 1.2 研究目的与意义
• 1.2.1 研究目的
• 1.2.2 研究意义
• 1.3 相关研究进展
• 1.3.1 国内相关造林规划设计系统
• 1.3.2 国外相关系统发展概况
• 1.3.3 水源林造林规划系统研制的必要性与可行性分析
• 1.4 研究思路与方法
• 1.4.1 研究思路
• 1.4.2 研究技术路线
• 1.5 研究区概况
• 1.5.1 研究区范围
• 1.5.2 研究区地理位置及地形地貌概况
• 1.5.3 气候水文
• 1.5.4 植被和森林资源概况
• 2 水源林造林规划理论与技术基础综述
• 2.1 水源林概论
• 2.1.1 水源林的功能与作用
• 2.1.2 水源林的分类
• 2.2 造林规划设计概述
• 2.2.1 造林规划和设计
• 2.2.2 我国造林技术发展史和造林设计业务发展历程
• 2.3 各类造林规划设计方法
• 2.3.1 传统造林规划设计方法
• 2.3.2 基于GIS的造林规划
• 2.4 造林规划设计的程序
• 2.4.1 预备调查
• 2.4.2 造林地经营区划
• 2.4.3 小班划分的原则和方法
• 2.4.4 利用森林二类资源调查的小班数据进行立地类型分类
• 2.5 造林典型设计
• 2.5.1 造林典型设计概论
• 2.5.2 造林模式设计的普遍设计原则
• 2.6 造林规划系统开发的信息技术理论基础
• 2.6.1 基于ArcGISEngine的组件技术
• 2.6.2 系统集成技术
• 2.6.3 数据库技术
• 2.6.4 图像处理分形理论技术
• 2.7 小结与讨论
• 2.7.1 小结
• 2.7.2 讨论
• 3 密云水源林造林模式库的建立
• 3.1 目的和意义
• 3.2 造林模式入库过程
• 3.2.1 造林模式初步设计
• 3.2.2 造林模式实验
• 3.3 密云水源林造林模式库的内容
• 3.4 小结与讨论
• 3.4.1 小结
• 3.4.2 讨论
• 4 造林规划设计系统的设计与实现
• 4.1 研究方法与技术流程
• 4.2 功能需求与设计思想
• 4.2.1 功能需求
• 4.2.2 设计思想和原则
• 4.3 系统结构设计
• 4.4 数据库设计
• 4.4.1 数据库设计的目的和原则
• 4.4.2 数据体系架构
• 4.4.3 数据库设计方案
• 4.5 本系统开发运行的软硬件环境
• 4.5.1 开发环境与使用工具
• 4.5.2 运行环境的要求与设置
• 4.6 功能模块设计与开发
• 4.6.1 界面设计与开发
• 4.6.2 用户登录模块
• 4.6.3 造林规划设计功能模块
• 4.6.4 空间数据浏览模块
• 4.6.5 造林模式图式模块
• 4.6.6 造林模式管理模块
• 4.6.7 造林标准模块
• 4.6.8 预算模块的实现
• 4.7 系统实现的程序分析
• 4.7.1 系统程序层次
• 4.7.2 系统部分代码
• 4.8 小结与讨论
• 4.8.1 小结
• 4.8.2 讨论
• 5 密云造林规划设计系统应用实例
• 5.1 系统使用手册
• 5.1.1 系统简介
• 5.1.2 系统运行环境与安装步骤
• 5.1.3 系统使用
• 5.2 密云县不老屯镇造林规划设计应用
• 5.2.1 造林规划总图设计
• 5.2.2 各造林模式技术设计与详图
• 5.2.3 造林规划表格
• 5.3 造林模式功能的应用
• 5.3.1 查询造林模式
• 5.3.2 新建造林模式
• 5.3.3 修改造林模式
• 5.3.4 删除造林模式
• 5.4 预算功能的应用
• 5.5 小结与讨论
• 5.5.1 小结
• 5.5.2 讨论
• 6 总结与讨论
• 6.1 总结
• 6.2 讨论
• 附录一 相关树种中文名拉丁名对照表
• 附录二 相关名词解释
• 参考文献
• 个人简介
• 导师简介
• 获得成果目录清单
• 致谢