森林资源监测管理预警系统架构设计
2 系统实现
2.1 系统设计原则
在技术上满足一定的先进性原则的前提下，将重点考虑以下几项原则：即实用性原则、可靠性原则、规范化原则、可扩充性原则及用户界面良好原则。
2.2 开发工具
采用PowerBuilder 8.0(PB)和ESRI公司的MapObjects 2.2(MO)进行集成二次开发。系统中将空间数据与属性数据结合起来管理，PB实现应用界面设计、属性数据库维护等除GIS功能外的其他功能;MO作为组件嵌入PB中实现GIS相关功能，如图层显示、放大、缩小、漫游等。PB与MO通过COM进行通讯，建立空间数据与属性数据之间的关联，实现系统的各个功能模块。
2.3 系统数据库建立
系统数据库分为空间数据库和非空间数据库。空间数据包括矢量数据库和栅格数据库;非空间数据包括属性数据、统计分析后获得的数据、其他文档数据、元数据。根据系统建设的需要和数据规范化和标准化的要求，将所收集的图形资料通过数字化、投影变换和坐标变换、校正处理，使它们统一到高斯-克里格投影中。属性数据是与非木材森林资源紧密相关的非空间数据;统计分析数据是指对预警指标的统计分析，并将其存储于数据库中，以进一步分析，为决策提供服务;元数据记录数据来源、精度、投影方式等，是用于对数据的说明，元数据的建立使数据共享成为可能。空间数据以多个Shape文件的形式存储，内部属性数据库以对应的DBF文件的形式存储，系统采用Sybase公司的关系型数据库ASA 7.0(Adaptive Server Anywhere)来管理外部属性数据，外部属性数据库以数据库的形式存储，并通过共同的字段值与空间数据内部属性表相关联。非木材森林资源属性数据库的建立，可以帮助决策者和政府部门摸清全国非木材森林资源的具体分布区域，不同类型非木材森林资源的相关产量情况，包括数量、起源、分布、可及度及今后的变化趋势等;评估其资源优势与生产利用情况;对非木材森林资源利用产生的社会、经济和文化的作用与影响作出评估，对非木材森林资源的发展方向、目标与前景进行分析。非木材森林资源监测与预警系统包含的主要数据表及其用途见表1。
2.4 预警功能实现
通过分析非木材森林资源采集、利用、流通、贸易、政策、发展等方面的影响因子确定预警指标体系;通过参考历史数据、国际通用标准和专家意见，确定安全阈值，划分风险预警界限;通过回溯警情判定的过程，找出引起警情的警源，并据此提出解决方案供用户选择[10-12]。
2.4.1 预警指标设计。预警指标设计包括指标体系的输入、编辑、删除及赋予权重等功能。预警指标体系是预警系统的基础，根据指标体系，才能确定需要收集哪些信息。构建指标体系必须遵循指标入选原则和指标体系的设计准则，入选原则包括指标含义的重要性、指标反映目标变动的可靠灵敏性、指标与目标变量的协调性、指标刻画目标变动的代表性、指标的超前性、指标数据收集的及时性等。
指标体系构建一般按照以下4个步骤进行：理论准备、指标体系初选、指标体系测验及指标体系应用，具体流程见图2。
2.4.2 预警模型维护。预警模型维护包括模型的.输入、编辑、删除及预警临界值的确定、预警区间的划分等功能。预警方法是预警系统的核心成分，指导着预警指标选择、构成及预警模型的创建，不同的预警方法衍生出不同的预警指标体系和预警模型。
系统采用统计预警和回归预警2种预警方法。统计预警方式是对警兆与警情的相关关系进行统计处理，然后根据警兆的警级预测警情的警度。具体过程是：首先对警兆和警情进行时差分析，确定其先导长度，相关程度，然后依据警兆变动情况，运用区间分析确定警兆的警级，结合警兆的重要性进行警级综合，最后预报警度。因为在预警过程中，用的是统计方法确定诸多参数，所以说统计预警方法是指标预警方法合乎逻辑的精确和深化。回归预警方式是在统计预警系统基础上对预警的进一步分析，是对统计预警系统的一种补充，其实质是建立模型之后进行回归预测。具体而言，可以建立以下2个模型：①直接建立预警模型Ye=F(Xe)，其中X为警兆变量的警度值，Y为警情变量的警度值，该模型的建立可以采用回归分析方法;②建立预测模型Y=F(X)，其中X为警兆变量的实际值，在得到Y的预测值后，再参照Y的警限，将其转化为警度。
2.4.3 预警分析。预警分析就是警情判定的过程。通过计算预警模型中定义的公式的值，将之与预警临界值比较，确定所处的预警区间，如果超出安全范围则调用预警信号发布模块和辅助决策模块。预警临界值的确定首先要参照已有的国际、国内或地方标准，其次可采用专家评估、系统模拟仿真等方法确定。不管采取何种方法确定警度区都要注重分析其发展动态，在掌握较长时段发展动态的基础上应用层次聚类分析法对发展动态进行归类是一种有借鉴意义的方法。此外，警区临界值是静态和动态发展的统一，在一定时间段内它是一个相对稳定的值，经充分发展后需考虑根据实际情况重新确定临界值。
2.4.4 辅助决策。辅助决策就是通过回溯警情判定的过程，找出引起警情的警源，根据专家知识库中的相关知识提出相应的解决方案供用户选择，以便及时排除警情。用户最终的解决方案反馈回专家知识库中，以进一步完善专家知识库，使之更加智能。