森林防火应急指挥调度软件平台

第一章 应用系统软件技术方案

1.1 系统概述

1.1.1 背景

森林火灾是森林的主要灾害之一，森林火灾不仅严重破坏森林资源，造成巨大经济损失，而且造成灾区及周边地区环境的严重污染。1997年印尼、马来西亚的森林火灾不仅严重破坏了森林资源，而且造成东南亚地区严重的空气污染。我国 1987年大兴安岭火灾及今年春季的内蒙古火灾都造成森林资源的严重损失。因此，森林防火问题已引起世界各国的广泛关注，也是林业部门重要的基础工作之一。

森林火灾是林业生产的重大灾害之一，及时的火险预警在林业生产中具有十分重大的意义。森林火险预警包括火情发现与观察， 火险预测报告和林火扑救组织等。在 GIS中，结合森林资源图和地形图，提供合适的观察点和有效的观察控制区域，达到最大的观察范围，及时对火险进行预报。另外森林火灾往往具有突发性的特点，这就需要森林扑火工作应该具备快速反应的能力，争取把森林火灾扑灭在萌芽状态，可以及时地查出火灾发生的地点、分析扑火最短路径及最近水源分布等情况，节省了大量的宝贵时间，大幅度地减少了火灾损失，节约了人力、物力和财力。因此森林防火指挥系统的快速、准确、高效对有效地组织森林扑火显得尤为重要。

21世纪将是信息化的世纪。全球计算机技术和网络技术取得了突飞猛进的发展，数据库、地理信息等技术已日趋成熟，为系统建设创造的良好的条件。建立森林防火信息管理系统对林业整体管理的现代化水平具有深远的影响。

1.2 需求分析

1.2.1 标准规范

苍溪县森林防火指挥系统设计标准与规范是为森林防火的信息分类、数据

格式、处理流程、处理平台等工作制定的一系列规范化文件，内容包括森林防火信息的内涵及范畴的界定、命名、术语及代码约定、操作规范和规程等，对于规范森林防火信息系统建设具有重要意义。内容包括：

数据采集内容标准和规范

数据采集方法标准和规范

数据更新与维护标准和规范

数据共享标准规范

森林防火信息化标准

数字林业公共信息交换标准

《森林法》

《森林防火条例》

《中华人民共和国森林防火工程技术标准》

《全国森林火险区划工作指导手册》

《林业信息化建设大纲》等。

1.2.2 需求内容

1.2.2.2系统设计要求

（1）系统设计根据不同层次信息管理的要求，确定信息的详细程度，做到微观信息与宏观信息既相对独立，又保持有机联系，充分发挥现代信息技术全面、及时、准确、客观的作用。

（2）根据森林防火工作的需要，力争做到边建设、边应用、边调试，在建设过程中，促进森林防火的管理，在应用中不断完善森林防火指挥中心信息系统建设。

（3）系统设计时充分考虑未来需求，使系统具有可扩展性，既保证当前的投资实效，也保证今后通过很少投资即可使系统与未来的技术发展水平相适应。

（4）根据不同层次（市、县区、乡镇）森林防火信息化建设的规划，结合苍溪县数字林业建设的实际情况，以林业生产布局和防火管理的需求为出发点，建立森林防火资源信息管理平台，有重点、分步骤地解决森林防火中

的突破性的技术和管理问题，从森林防火指挥中心信息化建设着手，逐步使苍溪县森林安全管理向现代化、信息化、科学化方向发展。

（5）充分利用现有基础和条件，依靠市、县现有力量，开展森林防火数字化建设，尽量减少不必要的投资，对工程建设需要新增的硬件和软件，在符合标准的条件下优先使用国产设备和软件，争取以最小的投入实现最大的产出。

（6）根据实际应用需要，通过各种方式确保系统的人机界面友好，设计要求系统架构易于理解，系统界面简单实用，系统功能强大，系统管理方便，系统维护容易，使用户在较短时间内即可学会使用本系统，掌握全部功能。

1.2.2.3数据需求

根据系统数据的不同用途，苍溪县森林防火指挥中心信息系统的操作数据分为五大类：

（1）空间基础数据，主要是指国家测绘部门发布的各比例尺空间基础数据，如行政区划数据、交通数据、水系数据、卫星影像数据等。

（2）林业基础数据，主要是指面向林业应用的各比例尺空间基础数据，如森林资源二类调查数据、林业基础设施数据等。

（3）防火专题数据，主要包括火点分布图、火险区划图、防火设施分布图、救火资源分布图、了望台分布图、重点防火对象分布图、森林防火隔离带分布图、森林防火隔离带规划图、森林防火设施规划图和森林扑救队伍分布图等。

（4）元数据，即描述数据的数据，包括现有数据的详细清单、名称和数据项定义、名称和定义的关键字列表、数据清单索引和访问关键字列表。

（5）其它多媒体格式的数据。

根据以上分析，苍溪县林业防火指挥中心包括大量的林业专用数据，因此，要求采用高性能数据库服务器，及大容量数据存储系统，并且能随着业务的发展，能方便进行扩充。

苍溪县林业局防火指挥中心包括、文本、图像、视频、语音数据应用，要求在网络主干网上提供足够的带宽和可保障的服务质量，满足大量用户对带

宽的基本需要，并保留一定的余量供突发的数据传输使用，最大可能的降低网络传输延迟。整个网络在服务质量（QoS）、预留宽带设置、合理进行带宽管理方面应提供优良的品质。

1.2.2.4数据更新

本系统数据更新方法按完全人工更新、人工辅助计算机自动更新设计，随着计算机应用的普及，今后可发展为人工辅助计算机自动更新。数据更新从数据覆盖范围分为地市级和县级数据的更新，从数据类型分为基础地理数据、遥感数据、林业基础数据更新等局部更新。为保证系统的延续性，一般只对发生变化的数据库记录和图库更新，图库与属性相连者同时更新二者。

1.2.3技术指标

系统设计的森林防火各类项目与技术指标按照国家林业局科技司2003年4月发布的《国家林业局数字林业标准与规范》执行，内容如下： 地图平面坐标系：大地基准采用北京1954基准面。

地图高程基准：采用1985国家高程基准。

支持的操作平台：服务器端：Windows2000/2003/XP；客户端：Window9X/Me/2000/2003/NT/XP

系统结构：B/S和C/S混合结构。

系统数据库海量数据的显示速度指标应在15秒以内。

1.3 系统构架

1.3.1 系统结构设计

1.3.1.1 系统功能框架

整个系统采用B/S和C/S混合结构，可实现多种信息的发布、查询、统计和分析功能，以及多源、多比例尺数据的整合、复杂图形数据的生成和处理，能够辅助进行扑火现场指挥。

系统功能框架示意图

1.3.1.2 系统物理结构

系统物理结构示意图

1.3.2 技术架构与关键技术

1.3.

2.1 基于J2EE的系统设计

MVC视图

J2EE是一套全然不同于传统应用开发的技术架构，包含许多组件，主要可简化且规范应用系统的开发与部署，进而提高可移植性、安全与再用价值。

J2EE核心是一组技术规范与指南，其中所包含的各类组件、服务架构及技术层次，均有共通的标准及规格，让各种依循J2EE架构的不同平台之间，存在良好的兼容性，解决过去企业后端使用的信息产品彼此之间无法兼容，导致企业内部或外部难以互通的窘境。在J2EE架构下，开发人员可依循规范基础，进而开发企业级应用；而不同J2EE供货商，同会支持不同J2EE版本内所拟定的标准，以确保不同J2EE平台与产品之间的兼容性。对于开发人员而言，只需要专注于各种应用系统的商业逻辑与架构设计，至于底层繁琐的程序撰写工作，可搭配不同的开发平台，以让应用系统的开发与部署效率大幅提升。

从整体上讲，J2EE是使用Java技术开发企业级应用的一种事实上的工业标准，它是Java技术不断适应和促进企业级应用过程中的产物。各个平台开

发商按照J2EE规范分别开发了不同的J2EE应用服务器，J2EE应用服务器是J2EE企业级应用的部署平台。由于它们都遵循了J2EE规范，因此，使用J2EE 技术开发的企业级应用可以部署在各种J2EE应用服务器上。

J2EE组成了一个完整企业级应用的不同部分纳入不同的容器(Container)，每个容器中都包含若干组件(这些组件是需要部署在相应容器中的)，同时各种组件都能使用各种J2EE Service/API。J2EE容器包括： Web容器

EJB容器

Applet容器

Application Client容器

通过这四个容器，J2EE能够灵活地实现前面描述的企业级应用的架构。

在View部分，J2EE提供了三种手段：Web容器中的JSP(或Servlet)、Applet 和Application Client，分别能够实现面向浏览器的数据表现和面向桌面应用的数据表现。Web容器中的Servlet是实现Controller部分业务流程控制的主要手段；而EJB则主要针对Model部分的业务逻辑实现。至于与各种企业资源和企业级应用相连接，则是依靠J2EE的各种服务和API。

1.3.

2.2地理信息技术

地理信息系统是在计算机软硬件的支持下，对空间相关数据进行采集、存储、管理、操作、模拟、显示和综合分析的计算机技术系统。

国际互联网（Internet）和地理信息系统（GIS）改变着地理空间信息的获取、共享、发布与分析。网络与地理信息系统结合成Internet GIS/WebGIS 是GIS软件发展的必然趋势。互联网已经成为GIS的新的操作平台。Internet GIS应是一个交互式的、分布式的、动态的地理信息系统。它不仅为全球用户提供分布式地理信息数据，而且还提供在线分布式地理信息处理与分析的工具。

1.3.

2.3基于剧场模式的构件开发架构技术

基于剧场模式的构件开发架构技术是安联公司具有自主知识产权，并通过了著作权登记的软件开发构架技术。该技术应用于具有灵活配置管理的业务集成应用系统。

基于剧场模式的构件开发架构，分成架构核心组件集、方法库、脚本规则编辑器、外部扩展构件集等四个部分。架构核心程序集读取根据脚本规则编辑程序集以可视化方式定义的脚本规则，并完成脚本规则的解析，根据规则定义完成特定的实现具体业务逻辑的外部构件的创建、加载、装配和组织，并通过识别规则中的定义将特定的模型方法与业务逻辑绑定。在此基础上，开发出满足不同用户需求的应用子系统。

在系统设计时，可能需要引入剧场模式的问题有：交互式用户接口非常容易改变需求，用户对界面风格喜好和交互方式的变化，同一数据模型需要大量不同的数据视图来表现，各种视图的运行序列需要不断的调整。

以剧本类、角色、场景构成剧本体系，以抽象构件为载体，通过剧本项工厂实现动态联编，最终利用构件容器组件封装展现为系统的操作界面。于是：全三维仿真的GIS作为“舞台”；正在操作的功能模块或者正被调用的其它系统（如视频监控）作为“当前角色”；而诸如导航窗体、通信指令窗口、对话框等则成为当前“剧情”的“背景”。情景化的操作使操作员和指挥员很容易进入角色，操作界面也更加友好，整个系统的体验更加身临其境。

系统全三维背景作为操作情景化的舞台

1.3.

2.4 海量地理空间数据快速显示技术

海量地理空间信息显示速度是反映林火管理信息系统性能的一个十分重要的指标。 本系统选用的ArcGIS地理信息系统平台能够通过ARC SDE空间数据引擎有效的提高了海量地理空间信息提取速度。并且在被调用数据的坐标系统与显示窗坐标系统一至时，能够表现出满意的显示速度。然而，在信息系统中，常常需要调用不同类型的数据，包括不同坐标系统的数据。尤其在小比例尺与大比例尺变换过程中，以及在大比例持数据漫游过程中，常常需要调用不同坐标系统的数据，导致海量地理空间信息显示速度急剧下降。为此，我们开发动态投影变换技术，实时保持被调用数据的坐标系统与显示窗坐标系统的一致性，提高海量地理空间信息显示速度。

1.3.

2.5任意范围空间数据析取技术

指挥中心系统根据移动前指的请求调用服务器端开发接口提供空间数据（所有基础地理空间数据、栅格数据、扑火队伍资源数据、防火工程设施数据等）和影像数据的切割析取功能。根据当前选定的数据对移动前指数据库中的数据进行初始化，从而实现火场指挥战场环境的建立。

我们提出一种任意范围空间数据析取的技术满足特定的数据需求。移动前

指和单兵移动系统根据当前坐标位置远程提出获取范围，服务器端根据用户任务请求对任务进行解析。

1.3.

2.6动态报表定制技术

在现有许多WEB应用系统中，经常需要生成和展现各种报表，为解决报表格式不统一、内容来源差异大等问题，我公司推出通用的JAVA报表定制开发工具包。工具包以JAVA为开发语言，提供了报表的应用程序接口（API），用户能够通过简单的接口调用来增加、修改、生成和展现报表。

产品具体功能包括：

（1）报表数据生成引擎：既可根据用户提供的数据来源自动到数据库取出数据，也可以根据得到的数据进行表达式计算，生成样式多样的

报表的数据内容；

（2）二次数据装载：对于无法得到的数据可由用户手工填入；

（3）报表展现引擎：能根据用户定制的格式自动生成用于报表显示的报表文件（HTML页面格式）,方便在浏览器上浏览。

（4）本产品主要有以下特点：

（5）数据定制方便简单：用户可根据提供的规则对报表进行拆分，定制到文本文件中，或将其转换存 放到数据库中，作为生成报表的数

据来源；

（6）数据来源表达丰富：数据可以是常量，或者是SQL语句，表达式，甚至可以是用户自己填入的数据；

（7）开发应用简单：用户只需调用所提供的接口，就能方便快捷的生成报表数据和报表展示文件；

（8）添加修改方便：每张报表分为格式表和数据表，修改报表格式或数据来源互不相关，增加报表时可有效利用原来报表的数据。

本报表定义工具已经用于包括森林防火在内的，林业、水利、国土、金融等多个行业，运行良好。

1.3.

2.7数据加密技术

数据加密技术可以分为二类，即对称型加密、不对称型加密和不可逆加密。

其中对称型加密使用单个密钥对数据进行加密或解密，其特点是计算量小、加密效率高。但是此类算法在分布式系统上使用较为困难，主要是密钥管理困难，从而使用成本较高，保安性能也不易保证。这类算法的代表是在计算机专网系统中广泛使用的DES算法 (Digital Encryption Standard).

不对称型加密算法也称公用密钥算法，其特点是有两个密钥 (即公用密钥和私有密钥)，只有二者搭配使用才能完成加密和解密的全过程。由于不对称算法拥有两个密钥，它特别适用于分布式系统中的数据加密，在Internet中得到了广泛应用其中公用密钥在网上公布，为数据源对数据加密使用，而用于解密的相应私有密钥则由数据的收信方妥善保管。

不对称加密的另一用法称为“数字签名”(digital signature)，即数据源使用其私有密钥对数据校验 (checksum)或对其他与数据内容有关的变量进行加密，而数据接收方则用相应的公用密钥解读“数字签名”，并将解读结果用于对数据完整性的检验。在网络系统中得到应用的不对称加密算法有RSA 罗纳德·李维斯特、阿迪·萨莫尔和伦纳德·阿德曼三人名字开头字母拼在一起组成)算法和美国国家标准局提出的DSA (Digital Signature Algorithm)算法。不对称加密法在分布式系统中应用需注意的问题是如何管理和确认公用密钥的合法性。

不可逆加密算法的特征是加密过程不需要密钥，并且经过加密的数据无法被解密，只有同样的输入数据经过同样的不可逆加密算法才能得到相同的加密数据。不可逆加密算法不存在密钥保管和分发问题，适合于分布式网络系统使用，但是其加密计算工作量相当可观，所以通常用于数据量有限情形下的加密，例如计算机系统中的L-1令就是利用不可逆算法加密的。近来，随着计算机系统性能的不断改善，不可逆加密的应用逐渐增加。在计算机网络中应用较多的有 RSA 公司发明的 MD (Message-Digest Algorithm 5)算法和由美国国家标准局建议的可靠不可逆加密标准SHS (Secure Hash Standard).

本系统牵扯到用户的登录所需的用户名、密码等敏感数据和子模块运行的配置信息，出于安全方面的考虑，这些信息在存储之前都要进行加密，对于用户名和密码采用不可逆加密算法MD5，对子模块运行的配置信息加密之后涉及到读取配置信息的过程，因此对其采用可逆加密算法，本系统中采用DES 加密技术。

1.3.

2.8 异构系统整合

以地理信息系统作为整个系统的展示平台，整合其它异构信息系统，使用户通过GIS这个统一的界面，利用公共接口构件，任意调用、操作包括GPS 定位、视频监控、视频会议、通信指挥、卫星数据监测等在内的其它系统。

将各类异构系统整合在统一的GIS界面中

1.3.3 系统未来的扩展性

1.3.3.1 业务功能的深化

系统本着统一规划，分步实施的原则，本次的各个应用系统的设计开发，都应考虑到未来系统功能扩展，和性能不断优化提升的空间。

首先，综合业务管理系统可以进一步实现流程化管理；森林火灾的实战指

挥可以突出指挥调度的信息流实现，增加移动前线指挥系统和移动单兵系统；专业模型库进一步扩充，实现科学决策和专业分析。

其次，系统的用户也将大量增加，并发用户对系统的操作，要求系统的性能有很好的抗压性和稳定性，同时，系统在构架的设计时，也应充分考虑其软硬件的扩充手段，有效地保护好前期投资，避免重复建设造成的浪费。 1.3.3.2 数字林业的接口

系统要与苍溪县林业局整体的数字林业信息化管理平台实现无缝连接，不仅基础数据应事先共享，还应实现业务流的衔接。具体而言，我们将从如下几个方面考虑：

（1）遵循各种标准

地理信息系统（GIS）是数字林业地理空间信息管理不可缺少的平台。但是认为仅有地理信息系统还远远不够。所谓数字城市，应当是在林业部门的规划、建设、管理和生产、生活中，充分利用数字信息和通信网络技术，将各种数字信息和信息资源加以整合并充分利用。

当前，各地在信息化建设中，特别是在电子政务建设中，纷纷建立自己的办公自动化（OA）系统和管理信息系统（MIS），也有的建立了GIS系统，但各系统往往都是孤立的系统。数字林业的核心就是资源共享，政府将散落在各方的信息资源集合在自己手中，为政府决策和老百姓服务。因此实现MIS、OA、GIS的互连、互通、互动、共享是当前数字林业建设中需要解决的一大瓶颈。

系统数据库设计遵循数字林业数据库建库标准，软件设计遵循数字林业数据库软件规范，整个系统平台设计包括非空间数据标准，数字矢量基础地理信息数据采集标准，数字林业社会经济数据标准均采用2003年4月由国家林业局科技委发布的《国家林业局数字林业标准与规范》。

（2）设计上留接口

从数字林业的基础信息来说，应该是“空间数据统一提供”，构成“多网、多站、多系统”的公众和管理用数字信息服务平台，从应用和研究角度来说，

数据信息还要按照年代划分，保证历史信息的提供，也是多站服务的必须。

数据的标准统一：空间数据统一，是指坐标和地标要统一，不论是大地空间测量还是地下施工都能精确定位，不需多言。然后，就是不同种类的数据信息的规范和标准。在各个网络和站点上的信息可以共享和移植，才能够称之为“广义共享”。而所谓资源共享，并非只是开放接口和通道的物理连接。一种类型的数据要和另一种便捷地合成，叠加、比较，才能称为真正的“共享”。如果，要依靠指定终端软件，才能利用某领域的地图数据，将不能称为“共享”。

数字林业的解决方案，要保证信息提取的数量、响应和交叉合成。数量要大，适应管理中的成千上万的信息需求，因而，系统要采用多种通信手段和提供方式，保证信息的畅通和有效。

（3）技术手段

数字林业支持包括多方面的技术：多媒体技术、数据库技术、网络传输技术、信息系统技术、安全与认证技术、系统集成和应用技术、开发技术、空间建模技术等。GIS是数字化的必要手段；GIS极大地丰富了网络化的内涵；GIS是智能化的核心技术；GIS也是可视化的有效工具。

软件设计开发采用XML（EXTENSIBLE MARKUP LANGUAGE，可扩展置标语言），这种语言以一种开放的自我描述方式定义了数据结构，在描述数据内容的同时能突出对结构的描述，从而体现出数据之间的关系，实现接口的统一与数据的共享，从这一点上实现与其它系统的共享。

空间数据管理系统（SDM）采用工业化标准的空间数据引擎进行海量空间数据管理，采用Oracle Spatial、Informix Spatial Data Blade、SDE等进行数据组织与管理; 面向行业应用实现空间数据高效访问，提供全面的业务应用模型和管理机制，实现与GIS平台无关的空间数据共享；利用Web Service 技术，基于空间数据共享中间件，对外提供基本的与空间相关的Web服务和与行业相关的应用Web服务，供不同的行业应用系统调用；利用空间数据共享平台提供的基本服务，可以快速构建多级体系的电子政务应用体系

（4）苍溪县数字林业接口工作做详细调研

在设计数字林业的接口中，将对苍溪县数字林业的基础数据和空间数据的共享数据和独立数据做充分的分析，是两者数据可以相互补充，充分共享，在数据格式上做到按行业标准进行设计，可以充分满足数据互访和共用。

1.3.3.3 与上下级系统的接口

苍溪县森林防火指挥系统作为一个地市级系统，应起到上联下通的信息中枢的作用。对下实现与各区县的业务管理和数据共享；对上实现省厅和国家局的报表上传和数据共享。

1.3.4设计原则

系统建设必须综合考虑到系统的实用性、安全性、可扩充性等各方面的因素，始终坚持技术先进、性能可靠、功能完善，节省投资的原则。

总体结构选型首先要考虑用户的实际应用环境及应用需求，其次要考虑平台产品的功能与性能，第三要考虑国际国内发展的主流趋势，最后还要考虑用户的投资能力。总的说来，体系结构的选型应遵循下列原则:

1.3.4.1 建设原则

（1）统筹规划，加强领导

根据国家林业局对我国数字林业建设的总体部署，按照《国家信息化领导小组关于我国电子政务建设指导意见》的要求，在海东地区森林防火指挥中心数字信息化领导小组的直接指挥下建设本项目。

（2）需求主导，突出重点

根据森林防火资源管理的需要，结合林政服务的要求，立足实情，统一规划，突出重点，分步实施，稳步推进森林防火的信息化工程。

（3）统一标准，保障安全

根据国家一手抓电子政务、一手抓网络与信息安全的要求，加快制定苍溪县森林防火指挥中心信息化相关的规范与标准，在政策允许的范围内促进森林防火的信息资源共享，保障系统安全。

（4）整合资源，全面提高

以现有网络、业务系统和信息资源为基础，充分利用与衔接省厅已有的信息化建设成果，建设苍溪县森林防火指挥中心信息化工程，促进信息资源互联互通、信息共享、优化配置，使有限资源发挥最大效益。

1.3.4.2 设计原则

（1）实用性原则

系统应易于使用，更新和维护简单，用户界面友好，功能明确，执行效率高。确保项目实施的可操作性和系统运行的可靠性。

（2）宏观性与微观性相结合的原则

由于各级统计单位对统计指标的要求不同。因此，本系统应根据不同层次统计信息管理的要求，制定统计指标。

（3）标准化，规范化原则

标准化是实现数据和资源共享、二次开发、专题应用的重要前提。在系统设计和实施过程中，要参照已有的标准和系统的具体情况，对系统内部各个环节提出相应的标准化原则和要求，制定并贯彻相关的标准，实现系统资源和数据资源的标准化。

（4）技术先进性原则

由于计算机技术发展飞速，非先进性的系统没有生命力。我们将在系统设计上尽可能采用各种目前最先进的技术，保持技术先进性。

（5）经济性原则

在满足系统功能的前提下，精简系统设备，合理安排系统开发费用、系统运行费用和系统维护费用。尽可能以较低的投入取得较大的效益。

（6）有序性原则

尽可能做到系统结构简单，层次分明、模块分割合理，功能明确，系统稳定、可靠和实用。

（7）可扩展，易维护原则

目前，科学技术发展非常迅速，对信息管理系统的需求也会随着时间推移而发生变化。为了适应这种变化，本系统需要随时修改和扩充，以满足使用

者的需求。计算机技术及计算机支持下的信息管理系统开发技术迅速发展，也向信息管理系统的维护和扩展提出了更高的要求。因此，本系统在其设计阶段和实施阶段都将采用面向对象技术，B/S体系结构等诸多先进的计算机应用软件开发技术，以提高本信息管理系统的可扩展性和易维护性。

（8）人机界面友好的原则

通过各种方式确保本系统的人机界面友好，使用户在较短的时间内学会使用本系统，掌握全部功能，具有较强的容错能力。提高本系统的实用性，友好的人机界面是所有计算机应用软件的基本需求，是衡量软件质量的重要指标之一，也是软件开发的难题之一，必须予以高度重视。

（9）安全性原则

作为决策支持系统的依据，数据的准确性和正确性至关重要，系统除了应保证在数据处理过程中准确无误，还需要建立一些安全保护机制以免数据被其他用户非法使用和遭受人为破坏。因此对系统的不同用户设置不同的访问和处理权限，对重要数据应能自动备份。必须满足安全可靠，管理维护方便、系统抗干扰能力强的要求，同时具备容错、检错、纠错能力，信息恢复和系统重建能力。

(10) 可靠性和实时性原则

由于森林火灾具有突发性，防火指挥决策需要系统满足多数据源采集处理的真实有效、网络通讯的稳定可靠、对海量数据的处理安全迅速等诸多方面的条件，从而使系统能够及时处理火灾信息，及时提供防火指挥辅助决策和过程的动态标绘。同时，扑灭指挥会调度大量的资源进行，要求系统提供的信息必须是可靠的。因此，系统的设计和实现必须考虑可靠性和实时性选择。

1.3.5 数据库结构设计

1.3.5.1 数据类型说明

苍溪县森林防火指挥系统数据类型主要包含栅格数据、矢量数据、元数据、视频监测数据和多媒体数据。

建立影像和矢量数据库，通过对图像（栅格）数据和矢量数据进行系统的

数据整理和组织，逐步使之符合统一的规范和标准后，纳入关系数据库中，从而在关系数据库系统下实现空间数据高效、安全管理和完成面向各类用户的数据提取和供给服务。建库后的影像和矢量数据将是标准化、规范化的，采用统一的编码和格式；在平面上，数据将可组织成物理或者逻辑上无缝的一个整体，在垂直方向上，各类数据通过定位于统一的空间坐标系统实现相互叠加和套合，具有高效的空间数据查询、调度、浏览、漫游、快速提取、投影和格式转换以及提供应用服务等功能。

栅格数据：主要将包含1：1万和1:25万DEM数据、数字栅格地图（DRG）、ETM原始/分县影像以及其它专题栅格数据。

在栅格数据的加载前，对各类影像栅格数据集，需要进行数据的整理、组织和不同类型的预处理工作，包含几何校正、统一坐标和投影系统、数据格式的转换和统一等方面的处理。

矢量数据：现主要包含1:1万和1:25万DLG数据。森林防火专题数据——历史火灾数据、热源点数据、防火主要设施数据、扑火队伍数据等。

元数据：包含上述所有图象栅格和矢量数据集的元数据。有了元数据库，不仅可以借助元数据库的信息查询为数据体的检索、查询搭建桥梁，而且还能实现元数据与数据体的一体化相互查询、检索。元数据信息还可以空间化，建立以不同尺度分幅、分区、分县等方式的矢量格式元数据集。

多媒体数据:包括火场实况图像信息，火场拍摄的照片和其他有关防、扑火业务工作的图像信息，现场录制的重大火灾录像，重要会议现场，指挥调度工作现场及有关领导进行林火扑救检查、布置的工作现场，火灾报道等视频信息，与林业有关的各类文件，重要文献，防火信息等。

1.3.5.2 数据库总体结构

系统建立与防火有关的信息库如防火塔、机降点、检查点、驻勤点、林火档案、扑火预案、扑火力量等信息。并以县（区）为单位，建立各自的背景数据库如林相地图库、遥感影像库、DEM库、GPS信息库等，为防火指挥提供可视化的背景数据库。提供对防火信息和背景数据库的维护如添加、删除、修改、变更、查询等工作。系统要求可以实现多比例尺地形图、林相图、遥感影像、DEM数据统一管理和使用，实现一个矢量、栅格一体化的空间数据管

理。可以提供多种比例尺（1：10000，1：250000等）的地图调阅、矢量和DEM、RS数据叠加显示和操作等，并提供多种调图方式。可以任意选择不同的图层显示，并可窗口放大、缩小、漫游等操作。可以固定比例尺显示。在任意比例尺图上，都可以量算折线距离和封闭多边形面积。

数据库的规划如下图所示：

数据库系统规划图

通过 管理空间及影像数据把综合数据库构建成高效的地理数据服务器。

实现海量的各种空间数据的管理，包括1:1万，1:25万的地形、林业专题数据和卫星影像等，以及1:1万的DEM数据等；系统主要大数据的应用也在该模式下运行。

下表是数据库中所包含的数据表的具体说明：

序号 数据库名称 数据库内容 数据库表

1 气象信息数据库 存储全市气象信息数据，以

数据表形式存储。 气象信息日报表、气象信息周报表、气象信息月报表

2 实时及历史火情

数据库 存储全市实时及历史火情

数据，以数据表形式存储。

火场表、火场历史表、火情表、火情

历史表、办事机构人员统计表、防火

基础设置统计表、防火建设资金统计

表、火灾案件统计表、火灾损失统计

表、消防队伍统计表、消防专业队伍

统计表、组织机构统计表、肇事者表、

火灾案件表、火灾损失表、火灾预测

经验值表、用户表、角色表、权限表、

模块表

3 森林防火值班数

据库 存储全市县值班情况数据，

以数据表形式存储。

值班表、值班参数表、值班计划表

4 社会经济文化数

据库 存储全市社会经济文化状况数据包括国内生产总值、人口数、企事业单位数、基本农田、固定资产等等，以数据表形式存储。

5 文献数据库 存储存放HETML,DOC,TXT,

EXCEL,PPT等等数据，以数

据表形式存储。

6 多媒体影像数据

库 存储多媒体影像数据包括

图片、图形图像、视频（mpg、

avi）、音频，以数据表形式

存储。

音频文件表、视频文件表

7 森林防火专题符

号线型数据库 存储符合国家林业局相关的林业图式标准。