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隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高速發(fā)展，我國(guó)已經(jīng)邁入城市化加速發(fā)展時(shí)期，城市化水平不斷提高［1］。一些城市，如北京、上海等，已經(jīng)成為了具有相當(dāng)大的人口規(guī)模、很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和輻射能力的大都市［2］。與一般的城市相比，大都市人口密集、工業(yè)集中、交通擁擠、環(huán)境污染等問題更加突出［3－5］，對(duì)周邊地區(qū)的政治、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)影響與關(guān)聯(lián)更加密切。大都市的生態(tài)環(huán)境建設(shè)需要不僅涉及城區(qū)的綠地，還包括周邊的森林，將森林作為大都市生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的組成部分，以緩解日益緊迫的資源與生態(tài)環(huán)境壓力，為大都市發(fā)展提供生態(tài)支撐，為居民提供一個(gè)安全、綠色和健康的生活環(huán)境。 長(zhǎng)期以來，森林與城市綠地資源監(jiān)測(cè)也是由不同的部門自行獨(dú)立開展、缺乏橫向溝通聯(lián)系，沒有一套行之有效的協(xié)同監(jiān)測(cè)技術(shù)體系。近年，北京、上海等大都市對(duì)林業(yè)和園林管理部門進(jìn)行了整合，對(duì)長(zhǎng)期處于分治的森林及綠地資源的一體化管理進(jìn)行了有益的嘗試，也對(duì)森林及綠地資源的監(jiān)測(cè)、調(diào)查等方面的協(xié)同管理方面的探索提出了要求［6－7］。區(qū)劃是森林及綠地資源監(jiān)測(cè)的重要基礎(chǔ)，區(qū)劃信息協(xié)同是森林及綠地資源協(xié)同管理的前提。本文在分析森林與綠地區(qū)劃協(xié)同分析的基礎(chǔ)上，以協(xié)同學(xué)理論為基礎(chǔ)，構(gòu)建了大都市森林及綠地區(qū)劃信息協(xié)同的框架，探討了信息協(xié)同的相關(guān)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了區(qū)劃信息協(xié)同的相關(guān)功能，為森林及綠地資源監(jiān)測(cè)協(xié)同奠定了基礎(chǔ)。 1森林及綠地區(qū)劃協(xié)同分析 1．1森林區(qū)劃與綠地區(qū)劃現(xiàn)狀分析 森林區(qū)劃是為了便于經(jīng)營(yíng)管理，調(diào)查、統(tǒng)計(jì)和分析森林資源的數(shù)量和質(zhì)量，根據(jù)自然地理?xiàng)l件，森林資源以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件不同，將區(qū)域范圍內(nèi)林地區(qū)劃為若干不同的單位。對(duì)于大都市來說，森林區(qū)劃的范圍是近郊及遠(yuǎn)郊，區(qū)劃系統(tǒng)為：縣－鄉(xiāng)－村－林班－小班。綠地區(qū)劃是為了便于經(jīng)營(yíng)管理，對(duì)城市中心區(qū)的綠地按照綠地分類與歸屬，劃分的相對(duì)固定的綠地單元。一般與行政界線保持一致。綠地區(qū)劃的范圍一般是綠地分布的都市中心區(qū)，綠地經(jīng)營(yíng)管理區(qū)劃系統(tǒng)一般按行政區(qū)劃進(jìn)行劃分：縣（區(qū)）－鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道辦事處）－社區(qū)（居委會(huì)或村）－小班（單位）。 1．1．1業(yè)務(wù)部門 森林資源區(qū)劃涉及的業(yè)務(wù)實(shí)施部門，就大都市來說，可分為市級(jí)、區(qū)縣級(jí)、鄉(xiāng)級(jí)三級(jí)，其中還包括自然保護(hù)區(qū)和國(guó)有林場(chǎng)（圖1）。各級(jí)部門分別執(zhí)行不同范圍的區(qū)劃任務(wù)，協(xié)作完成區(qū)劃工作。綠地資源區(qū)劃業(yè)務(wù)實(shí)施部門涉及的部門較為復(fù)雜，根據(jù)管理單位的不同，涉及了園林綠化部門、城市建設(shè)部門、市政管理部門。但基本由園林部門為主導(dǎo)進(jìn)行區(qū)劃工作。可分為市園林局或園林處、區(qū)縣園林局、街道辦事處三級(jí)進(jìn)行區(qū)劃。 1．1．2業(yè)務(wù)流程 區(qū)劃是森林及綠地資源調(diào)查的基礎(chǔ)工作，始終貫穿于調(diào)查工作中，對(duì)于森林資源區(qū)劃來說，其業(yè)務(wù)過程主要分為內(nèi)業(yè)和外業(yè)兩部分。首先由市級(jí)林業(yè)部門下達(dá)區(qū)劃任務(wù)，縣級(jí)進(jìn)行數(shù)據(jù)組織，并進(jìn)行內(nèi)業(yè)區(qū)劃，內(nèi)業(yè)區(qū)劃完成后，鄉(xiāng)級(jí)進(jìn)行外業(yè)調(diào)查并進(jìn)行區(qū)劃調(diào)整，直至外業(yè)結(jié)束各縣匯總鄉(xiāng)級(jí)區(qū)劃成果并上交至市級(jí)，市級(jí)匯總各縣成果后，形成最終的區(qū)劃成果（圖2）。綠地區(qū)劃的業(yè)務(wù)過程與森林資源區(qū)劃過程類似，但沒有森林資源區(qū)劃規(guī)范，其上下級(jí)以及綠地各產(chǎn)權(quán)單位的合作沒有林業(yè)部門的緊密。 1．2森林區(qū)劃與綠地區(qū)劃協(xié)同存在的問題 1．2．1業(yè)務(wù)協(xié)同問題 從兩個(gè)區(qū)劃體系來看，由于大都市森林資源與綠地資源管理的分離，區(qū)劃各自進(jìn)行，從而造成區(qū)劃范圍的重疊或縫隙。區(qū)劃單位只負(fù)責(zé)自己區(qū)域范圍的區(qū)劃，不考慮與相鄰區(qū)劃單位的銜接，這樣造成相鄰區(qū)域的調(diào)查數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤，給形成完整的市域范圍的區(qū)劃數(shù)據(jù)造成了很大的困難。 1．2．2部門及人員協(xié)同問題 森林及綠地資源區(qū)劃涉及多個(gè)部門，同時(shí)需要大量的人員參與。各部門及人員在區(qū)劃業(yè)務(wù)中都承擔(dān)一定的任務(wù)，需要相互配合才能完成。目前區(qū)劃業(yè)務(wù)在協(xié)作成員與整體業(yè)務(wù)以及協(xié)作成員之間沒有一個(gè)信息交換的機(jī)制，同時(shí)也沒有對(duì)協(xié)作行為進(jìn)行控制，這樣往往會(huì)造成協(xié)作不暢或協(xié)作沖突。例如，區(qū)劃處理過程中，業(yè)務(wù)人員A對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了修改，B在隨后進(jìn)行的修改中覆蓋了A的數(shù)據(jù)，造成了數(shù)據(jù)的丟失和錯(cuò)誤。 1．2．3數(shù)據(jù)協(xié)同問題 森林及綠地資源區(qū)劃是一個(gè)以數(shù)據(jù)為核心的業(yè)務(wù)過程。其業(yè)務(wù)的開展需要大量數(shù)據(jù)的支撐，同時(shí)區(qū)劃的結(jié)果會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)。保證數(shù)據(jù)的完整性和正確性，是區(qū)劃業(yè)務(wù)追求的目標(biāo)。但是區(qū)劃過程中，往往由于業(yè)務(wù)銜接，參與人員或部門自身資源、知識(shí)和能力的限制，造成了數(shù)據(jù)不一致、沖突、重疊等問題，目前沒有一個(gè)集中控制的機(jī)制來協(xié)同解決這些問題。例如在區(qū)劃過程中，森林區(qū)劃和綠地區(qū)劃單位未使用同一來源的本底數(shù)據(jù)，從而造成兩個(gè)單位區(qū)劃數(shù)據(jù)的不一致。以上這些問題的存在直接影響了森林及綠地資源區(qū)劃數(shù)據(jù)的質(zhì)量。因此需要建立一套業(yè)務(wù)協(xié)同、部門及人員協(xié)同、數(shù)據(jù)協(xié)同的機(jī)制來解決協(xié)作沖突、控制協(xié)作行為，統(tǒng)一區(qū)劃數(shù)據(jù)。 1．3森林區(qū)劃與綠地區(qū)劃信息協(xié)同內(nèi)涵 協(xié)同學(xué)的創(chuàng)立者，是前聯(lián)邦德國(guó)斯圖加特大學(xué)教授、著名物理學(xué)家郝爾曼•哈肯，1971年他提出協(xié)同的概念。哈肯的協(xié)同論認(rèn)為，千差萬別的系統(tǒng)，盡管其屬性不同，但在整個(gè)環(huán)境中，各個(gè)系統(tǒng)間存在著相互影響而又相互合作的關(guān)系［8］。信息協(xié)同是以信息集成為手段，建立相應(yīng)的協(xié)同機(jī)制，實(shí)現(xiàn)信息的組織管理，使相關(guān)多元化的信息有機(jī)的融合并優(yōu)化使用［9］。協(xié)同是信息化發(fā)展的趨勢(shì)，通過不同的組織和個(gè)人之間保持協(xié)作，各種資源和信息的共享和流轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)各自的工作目標(biāo)。森林及綠地資源區(qū)劃信息協(xié)同，是協(xié)調(diào)大都市森林資源區(qū)劃和綠地資源區(qū)劃這兩個(gè)對(duì)象，以信息集成為手段，建立相應(yīng)的協(xié)同機(jī)制，協(xié)同一致的完成城市綠化資源區(qū)劃這一目標(biāo)的過程。利用森林及綠地資源區(qū)劃信息協(xié)同把區(qū)劃過程中的業(yè)務(wù)、事務(wù)、事件等信息在單位、部門組群、個(gè)人之間進(jìn)行及時(shí)高效、有序可控、全程共享的溝通和處理。森林及綠地資源區(qū)劃信息協(xié)同的目的，是整合原本割裂開的城市森林資源區(qū)劃和城市綠地資源區(qū)劃，從維護(hù)城市生態(tài)系統(tǒng)的高度去協(xié)調(diào)森林和綠地，通過信息集成的手段將二者協(xié)同起來，建立信息協(xié)調(diào)機(jī)制，促進(jìn)兩者在技術(shù)、方法、資源等上的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，信息共享。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e# 2森林及綠地區(qū)劃信息協(xié)同框架 森林及綠地資源區(qū)劃信息協(xié)同是針對(duì)大都市森林及綠地的生態(tài)特點(diǎn)，根據(jù)自然地理?xiàng)l件及相關(guān)影響因子的不同，對(duì)整個(gè)地域范圍的森林及綠地進(jìn)行統(tǒng)一的劃分。針對(duì)森林區(qū)劃與綠地區(qū)劃之間存在的管理、尺度、精度問題，通過協(xié)同機(jī)制，將兩者統(tǒng)一在一個(gè)體系下進(jìn)行區(qū)劃，達(dá)到區(qū)劃協(xié)同的目標(biāo)。其最終目的是便于調(diào)查，統(tǒng)計(jì)和分析森林及綠地資源的數(shù)量和質(zhì)量，提高森林及綠地資源經(jīng)營(yíng)利用水平，調(diào)整森林及綠地布局，為大都市生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)服務(wù)。 2．1協(xié)同模式 森林及綠地資源區(qū)劃是一個(gè)群體協(xié)作的在時(shí)間維度和空間維度上都頻繁變化的動(dòng)態(tài)復(fù)雜過程。其協(xié)作模式是集中控制下的分布式異步模式，通過一個(gè)集中控制方來協(xié)調(diào)其他各成員間在不同時(shí)間、不同地點(diǎn)進(jìn)行任務(wù)目標(biāo)相同的工作［10］（圖3）。 2．2協(xié)同結(jié)構(gòu) 森林及綠地資源調(diào)查的協(xié)同結(jié)構(gòu)是集中協(xié)同結(jié)構(gòu)與遞階協(xié)同結(jié)構(gòu)的組合［11］（圖4）。對(duì)于大都市來說，集中控制中心為林業(yè)及園林的市級(jí)監(jiān)測(cè)中心，層級(jí)依次為縣監(jiān)測(cè)中心，鄉(xiāng)監(jiān)測(cè)站、調(diào)查小組。 2．3協(xié)同框架 森林區(qū)劃和綠地區(qū)劃是以區(qū)劃協(xié)同為目標(biāo)，通過遵循區(qū)劃協(xié)同共享與約束機(jī)制，使業(yè)務(wù)涉及的數(shù)據(jù)、人員、流程達(dá)到協(xié)同，從而實(shí)現(xiàn)區(qū)劃協(xié)同（圖5）。實(shí)現(xiàn)區(qū)劃的協(xié)同，需要遵循以下的共享與約束 2．3．1共享機(jī)制 森林區(qū)劃與綠地區(qū)劃之間的問題，歸結(jié)起來就是信息不對(duì)稱造成的。因此要建立一個(gè)共享機(jī)制，使信息得以流通。包括數(shù)據(jù)共享、技術(shù)手段共享以及其他資源的共享。 2．3．2約束機(jī)制 空間約束：經(jīng)過協(xié)商，劃定區(qū)劃區(qū)域，并約束各自區(qū)域的外界；數(shù)據(jù)約束：在各自的區(qū)劃范圍內(nèi)進(jìn)行區(qū)劃，并共享區(qū)劃成果。 3森林及綠地區(qū)劃信息協(xié)同技術(shù) 區(qū)劃數(shù)據(jù)是森林和綠地資源監(jiān)測(cè)的主要成果之一，區(qū)劃數(shù)據(jù)一般說來應(yīng)該覆蓋整個(gè)調(diào)查區(qū)域，不能有遺漏和重復(fù)，維護(hù)區(qū)劃數(shù)據(jù)一致性和完整性。通常，確保區(qū)劃數(shù)據(jù)的完整性的主要是依靠技術(shù)規(guī)范和規(guī)程，而很少?gòu)挠锌尚械募夹g(shù)手段，本文通過探討流程協(xié)同、數(shù)據(jù)協(xié)同、人員組織協(xié)同等技術(shù)，來實(shí)現(xiàn)森林及綠地區(qū)劃信息協(xié)同。 3．1流程協(xié)同技術(shù) 森林與綠地區(qū)劃的信息協(xié)同，首先就是工作流程的協(xié)同，數(shù)據(jù)協(xié)同與人員組織協(xié)同貫穿于流程協(xié)同中。本研究采用Petri網(wǎng)來對(duì)森林及綠地區(qū)劃流程協(xié)同中區(qū)劃業(yè)務(wù)活動(dòng)之間的相互關(guān)系進(jìn)行描述。Petri網(wǎng)作為一種圖形化的流程建模工具，可對(duì)工作流進(jìn)行建模和分析［12］。區(qū)劃流程協(xié)同是在共享數(shù)據(jù)、技術(shù)手段及其他資源的基礎(chǔ)上，遵循區(qū)劃約束機(jī)制，達(dá)到區(qū)劃信息協(xié)同。其過程可分為數(shù)據(jù)組織（DC）、區(qū)劃（至村級(jí)）（MS），區(qū)劃邊界協(xié)商（BC），小班區(qū)劃（分綠地和森林）（SD），區(qū)劃合并（MB），區(qū)劃成果輸出（BE）六個(gè)部分。區(qū)劃協(xié)同過程的Petri網(wǎng)模型如圖6。森林及綠地區(qū)劃協(xié)同（FGMS）是在統(tǒng)一框架下進(jìn)行區(qū)劃，其協(xié)同過程：數(shù)據(jù)組織（DC）；統(tǒng)一進(jìn)行區(qū)劃至村級(jí)單位（MS）；區(qū)劃邊界協(xié)商（BC），并輸出參數(shù)Bij給綠地小班區(qū)劃作為輸入；進(jìn)行森林小班區(qū)劃（FSD）和綠地小班區(qū)劃（GSD），綠地小班區(qū)劃輸出參數(shù)GBij；將GBij作為輸入，并合并森林小班區(qū)劃和綠地小班區(qū)劃；區(qū)劃成果輸出。區(qū)劃信息協(xié)同過程是以區(qū)劃數(shù)據(jù)為中心的協(xié)同，人員、資源都圍繞數(shù)據(jù)來進(jìn)行協(xié)同，最終達(dá)到協(xié)同目標(biāo)。 3．2數(shù)據(jù)協(xié)同技術(shù) 在流程協(xié)同中，首先是要進(jìn)行統(tǒng)一的數(shù)據(jù)組織，這就需要建立共享數(shù)據(jù)庫(kù)來支撐。為了達(dá)到區(qū)劃過程中的信息共享與區(qū)劃邊界控制，建立集中式的共享數(shù)據(jù)庫(kù)，使用基于數(shù)據(jù)庫(kù)的信息共享方式來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)協(xié)同（圖6）。市級(jí)部署了數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，存儲(chǔ)森林資源數(shù)據(jù)、園林綠化數(shù)據(jù)、協(xié)同管理數(shù)據(jù)、協(xié)同模型以及其他一些數(shù)據(jù)及資源。各級(jí)區(qū)劃根據(jù)權(quán)限訪問市級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)，獲得或上傳區(qū)劃數(shù)據(jù)；同時(shí)對(duì)各區(qū)域數(shù)據(jù)進(jìn)行版本和邊界的控制［13］，保證數(shù)據(jù)的一致性。 3．3人員組織協(xié)同技術(shù) 森林及綠地資源區(qū)劃業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)中涉及了多級(jí)多部門的人員，為保證區(qū)劃數(shù)據(jù)的完整性和安全性，需要建立一種訪問控制機(jī)制來保障數(shù)據(jù)的安全。本研究采用基于角色的訪問控制來保障數(shù)據(jù)資源的安全性。基于角色的訪問控制是指：在應(yīng)用環(huán)境中，通過對(duì)合法的訪問者進(jìn)行角色認(rèn)證來確定訪問者在系統(tǒng)中對(duì)哪類信息由什么樣的訪問權(quán)限。基于角色的訪問控制引入角色將用戶和訪問權(quán)限在邏輯上分開，一個(gè)用戶可以賦予多個(gè)角色，同時(shí)一個(gè)角色也可以包含多個(gè)用戶。系統(tǒng)把對(duì)數(shù)據(jù)和資源的訪問權(quán)限授予角色，而不依賴于具體的用戶身份［12］。森林及綠地資源監(jiān)測(cè)信息協(xié)同系統(tǒng)中，用戶眾多，數(shù)據(jù)復(fù)雜，因此根據(jù)監(jiān)測(cè)信息協(xié)同訪問控制模型，在系統(tǒng)中建立了用戶和權(quán)限管理模塊。實(shí)現(xiàn)了用戶－＞角色－＞權(quán)限的多對(duì)多關(guān)系。用戶和權(quán)限管理模塊共分為4個(gè)對(duì)象集：用戶，角色，系統(tǒng)資源，數(shù)據(jù)表記錄資源，其中，用戶和角色間是多對(duì)多的關(guān)系；角色和系統(tǒng)資源之間是一對(duì)多的關(guān)系；角色和數(shù)據(jù)表記錄資源之間是一對(duì)多的關(guān)系（圖8）。 4森林及綠地區(qū)劃信息協(xié)同功能實(shí)現(xiàn) 森林及綠地區(qū)劃信息協(xié)同技術(shù)在北京進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。主要包含幾個(gè)功能：1）流程定義；2）數(shù)據(jù)控制（訪問控制、邊界控制）；3）權(quán)限管理。區(qū)劃以上功能的實(shí)現(xiàn)，保證了森林及綠地區(qū)劃的協(xié)同。 4．1流程定義 流程定義用于把petri網(wǎng)模型表示成計(jì)算機(jī)能夠處理的形式，對(duì)流程相關(guān)屬性進(jìn)行定義，包括流程名、流程變量等相關(guān)屬性。其定義包含所有使流程能夠被工作流引擎執(zhí)行所需的信息。本研究采用第三方流程定義工具來對(duì)對(duì)整個(gè)流程進(jìn)行設(shè)計(jì)，并將給流程嵌入系統(tǒng)中得以實(shí)現(xiàn)（圖9）。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e# 4．2數(shù)據(jù)控制 對(duì)于各區(qū)縣采用了區(qū)域控制來獲取顯示數(shù)據(jù)和控制邊界操作（圖10）。對(duì)于昌平區(qū)用戶登錄只能從市級(jí)中心數(shù)據(jù)庫(kù)獲取本地區(qū)數(shù)據(jù)，并不能對(duì)區(qū)邊界進(jìn)行編輯。 4．3權(quán)限管理 在市級(jí)中心數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)全市各相關(guān)部門進(jìn)行權(quán)限定義，分配數(shù)據(jù)、功能訪問權(quán)限（圖11）。 5結(jié)論與討論 森林與綠地是大都市生態(tài)系統(tǒng)的主要建設(shè)內(nèi)容，是大都市發(fā)展的重要的基礎(chǔ)設(shè)施，兩者互相借鑒、互相影響、互相融合，取長(zhǎng)補(bǔ)短，不但可以改善環(huán)境，提高城市居民的生活質(zhì)量，同時(shí)也能促進(jìn)大都市可持續(xù)發(fā)展。本文以協(xié)同學(xué)為基礎(chǔ)，綜合森林經(jīng)營(yíng)管理、城市綠地規(guī)劃設(shè)計(jì)、信息科學(xué)等理論，針對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)大都市存在的森林及綠地資源管理分離、區(qū)劃技術(shù)體系不統(tǒng)一、森林及綠地資源數(shù)據(jù)不能全面反映生態(tài)環(huán)境狀況的問題，從理論、技術(shù)方法和實(shí)踐三個(gè)方面對(duì)森林及綠地資源區(qū)劃信息協(xié)同進(jìn)行了研究和探討。提出了大都市森林及綠地資源區(qū)劃信息協(xié)同框架，并進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。協(xié)同區(qū)劃的實(shí)現(xiàn)為森林及綠地資源監(jiān)測(cè)協(xié)同奠定了基礎(chǔ)，在北京市第一次森林及綠地資源調(diào)查中解決了區(qū)劃重疊等問題，提高了工作效率和數(shù)據(jù)質(zhì)量。區(qū)劃只是森林及綠地資源監(jiān)測(cè)的其中一個(gè)環(huán)節(jié)，下一步還將應(yīng)用信息協(xié)同技術(shù)從森林及綠地資源監(jiān)測(cè)的各個(gè)方面來探討協(xié)同，最終達(dá)到森林及綠地資源監(jiān)測(cè)的協(xié)同。
