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Construction and Techniques of the Digital Forest Long-term Ecological Research Station

数字化森林生态站构建技术研究


简述林业数字化的国内外研究现状,提出“数字化森林生态站”的概念,并将多种技术融合在一起,寻求和挖掘将15个生态站海量长期定位观测数据与信息进行数字化采集、传输、存储和管理的手段,实现生态站信息的规范化、系统化、可视化、网络化、智能化管理和共享服务,从而更好地为我国森林生态系统长期定位研究服务。对数字化森林生态站的构建框架、技术原则、研究内容及实现功能与方法进行探讨,同时指出其建设的必要性和紧迫性。数字化森林生态站建设是衡量我国森林生态系统长期定位观测研究基础建设水平的重要标志,并将成为我国“数字林业”建设的重要组成部分。

Review and introduce the research of the “digital forest" in the world at first. The concept of “digital forest long-term ecological research station" is introduced. Various techniques are fused to construct digital forest long-term ecological research station,such as GIS, RS, computerization, artificial intelligence and visualized. Digital forest long-term ecological research station can mine the fifteen forest stations‘ mass data and information of long-term position surveying, and realize the digital, networking, visual, intellectual management and utilization of information, and transmit these information to people quickly, accurately, conveniently and intuitively via Internet, and achieve the sharing of data and information, and better service for the long-term relational research of forestry ecosystem. The new concept of “digital forest long-term ecological research station" is brought out and defined for the first time, and the framework, technique fundamental, content of research and realization method are discussed, and the necessary of digital forest long-term ecological fesearch station construction is pointed out. At last, some issues would be concerned in the work of digital forest long-term ecological research station. The construction of digital forest long-term ecological research station is an important symbol of the foundation construction level in the chinese forest ecosystem research, and will be an important step to “digital forestry".


全 文 :第 wu卷 第 t期
u s s y年 t 月
林 业 科 学
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¤±qou s s y
数字化森林生态站构建技术研究
王 兵 李少宁
k中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所 北京 tsss|tl
摘 要 } 简述林业数字化的国内外研究现状 o提出/数字化森林生态站0的概念 o并将多种技术融合在一起 o寻求
和挖掘将 tx个生态站海量长期定位观测数据与信息进行数字化采集 !传输 !存储和管理的手段 o实现生态站信息
的规范化 !系统化 !可视化 !网络化 !智能化管理和共享服务 o从而更好地为我国森林生态系统长期定位研究服务 ∀
对数字化森林生态站的构建框架 !技术原则 !研究内容及实现功能与方法进行探讨 o同时指出其建设的必要性和紧
迫性 ∀数字化森林生态站建设是衡量我国森林生态系统长期定位观测研究基础建设水平的重要标志 o并将成为我
国/数字林业0建设的重要组成部分 ∀
关键词 } 数字化 ~森林生态站 ~信息系统 ~构建
中图分类号 }≥zt{1xx 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kussylst p stty p sy
收稿日期 }ussw p tu p vs ∀
基金项目 }国家科技部基础性公益资助项目kussu⁄∞„ussusl ~国家科技部基础性公益资助项目kusst⁄∞„vsswsl ∀
Χονστρυχτιον ανδ Τεχηνιθυεσ οφ τηε ∆ιγιταλ Φορεστ Λονγ2τερµ
Εχολογιχαλ Ρεσεαρχη Στατιον
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k Ρεσεαρχη Ινστιτυτιον οφ Φορεστ Εχολογψo Ενϖιρονµεντ ανδ Προτεχτιον o ΧΑΦ Βειϕινγ tsss|tl
Αβστραχτ } • √¨¬¨º ¤±§¬±·µ²§∏¦¨ ·«¨ µ¨¶¨¤µ¦«²©·«¨ / §¬ª¬·¤¯ ©²µ¨¶·0 ¬±·«¨ º²µ¯§¤·©¬µ¶·q׫¨ ¦²±¦¨³·²© / §¬ª¬·¤¯ ©²µ¨¶·¯²±ª2
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长期生态定位观测研究是目前国际上通用的研究 !揭示生态系统结构与功能变化规律的重要手段 ∀中
国森林生态系统定位研究网络k≤ƒ∞• ‘l起步于 us世纪 xs年代末 ys年代初 o是原国家林业部直接领导和管
辖的大型生态学研究网络 ∀至今它包含 tx个分布于不同气候带的森林生态站 o其中国家级生态站 {个 ∀
≤ƒ∞• ‘的总目标是从个体 !种群 !群落和系统 w个水平上同步对森林生态系统结构和功能进行长期 !全面的
观测 o深入研究 !揭示中国森林生态系统的组成 !结构 !功能以及与气候环境变化之间相互反馈的内在机理 ∀
经过多年的长期定位观测 o≤ƒ∞• ‘的各个生态站已经积累了几十亿个观测数据 ∀多年来 o研究人员主
要利用手工收集 !记录 !存储和分析了定位观测站的海量数据 o并取得了丰硕的成果 o但受数据采集 !管理和
分析手段的限制 o大量数据资源中蕴含的有用信息尚未揭示出来 o许多数据和信息都没能很好地实现共享
k佘济云等 oussvl ∀因此建设数字化森林生态站 o对野外基础数据进行数字化采集和管理 o使生态系统定位
研究的数据规范化 !数字化 o最终实现基于 • ¥¨ŠŒ≥和 Œ±·¨µ±¨·网络合理应用与共享 o进而实现整个森林生态
系统的信息网络化 o这将促进我国森林生态网络建设与世界生态定位研究网络的接轨 o对于加快我国的长期
定位研究 !林业可持续发展 !国家的生态环境建设和科技创新都有着十分重要的意义 ∀
t 林业数字化的国内外研究现状
111 /数字化0的现有基础
/数字地球0 k§¬ª¬·¤¯ ¤¨µ·«l的概念是 t||{年 t月由美国副总统戈尔提出的kŠ²µ¨ ot||{l o希望将地球上所
有的信息数字化 o让地球上各种事物无缝地链接 o各层面的用户各得其所 ∀具体来说 o/数字地球0有利于各
级政府规划 !决策 !控制区域经济和资源可持续发展 ~有利于专业用户快速 !准确地收集数据 o降低成本 o缩短
周期 ~普通用户可以随时得到发生在世界各地的热点信息 o并可身临其境地享受世界各地的风光民情等 ∀
/数字地球0是信息化的地球 o是地球的虚拟对照体 o它提供了一种地球信息模型和信息再现机制 ∀这种
模型和机制把地球上每一个角落的各种信息加以收集 !整理 !归纳和管理 o通过统一的全球地理坐标组织起
来 o任何用户通过 Œ±·¨µ±¨ ·网络都可以快速 !完整 !形象地了解地球在各种尺度下的各种信息 ∀正因如此 o/数
字地球0建设很快得到了各国的积极响应和重视 o世界各国开展了如/数字城市0 !/数字商务0 !/数字农业0 !
/数字图书馆0等数字化建设 o并取得了飞速发展k王宗明等 oussw ~李维生 ot|||l ∀
t|||年 o中国相继召开了由多名院士主持 !参加的有关/数字地球0的讨论会 o并在北京召开了首届/数
字地球0国际研讨会 o从中央到地方对/数字地球0逐步形成了共识 ∀随后中国在总结各行业原有 Œ≥ oŠŒ≥和
’„基础上也提出了/数字0的理念 o如/数字农业0 !/数字北京0 !/数字中国0等等k徐冠华 ot||| ~杨凯 ot||| ~
孙枢 ot||| ~李永树等 ousssl ∀
112 目前我国森林生态站的数字化进展情况
国家林业局提出了/数字林业0的构想 o并已将/数字林业0建设提升到/推动林业管理革命0的高度k王静
等 oussul ∀目前 o我国林业部门陆续建立了涉及森林资源 !林业遥感 !森林生态与环境保护 !野生动植物 !荒
漠化和林业生态工程等多方面的林业信息数据库k莫申国等 oussv ~李小平等 oussv ~刘新胜等 oussul ∀但存
在缺乏统一规范 !可视化手段单一 !缺乏模拟与仿真 !数据更新手段落后以及共享能力弱等缺陷 ∀
目前 o我国加入 ≤ƒ∞• ‘网络的 tx个生态站基本覆盖了中国的主要林区 o选定的生态站北起大兴安岭 o
南至海南岛 o东起小兴安岭 o西至新疆天山及青藏高原 o基本具备了由北向南以热量驱动和由东向西以水分
驱动的生态梯度十字网状结构 ∀几十年来 o各个生态站采集了大量的数据 o但由于采集 !传输和数据管理手
段落后 o绝大部分数据没能充分合理地管理和利用起来 otx个生态站之间不能实现资源与信息的共享 ∀
湖南会同森林生态站研制的/会同生态定位研究站科研信息管理系统0是单个生态站信息化的很好尝试
k郭学兵等 oussvl ~我国也正着手建立国家和省级/数字化林业信息共享系统0 o中国科学院正在建立生态环
境长期定位观测信息管理系统 o力求最终实现中国生态系统研究网络k≤∞• ‘l的数字化 ~张军等kussul及陆
守一等kusssl提出了网络化森林资源信息管理集成系统解决方案 o但这方面的研究还不成熟 ∀
u ≤ƒ∞• ‘/数字化森林生态站0的构建
211 /数字化森林生态站0概念提出的必要性与科学意义
随着我国经济的飞速发展 o生态环境建设日趋重要 o我们不能再走发达国家那种先破坏再治理的弯路 ∀
而林业建设是国家生态环境建设的重要组成部分 o/数字林业0的提出需要有大量的 !长期的基础数据做支
撑 o经过多年的长期定位观测 o≤ƒ∞• ‘的各个生态站已经积累了几十亿个观测数据 o但受数据采集 !管理和
分析手段的限制 o大量数据资源中蕴含的有用信息尚未揭示出来 o许多数据和信息都没能很好地实现共享
k佘济云等 oussvl o很难在大尺度上对全国的生态环境状况进行研究与评估 o因此建设数字化的森林生态站 o
最终实现基于 • ¥¨ŠŒ≥和 Œ±·¨µ±¨ ·网络合理应用与共享 o实现整个森林生态系统的信息网络化 o实现不分时空
的数据共享分析 o必将大大促进我国森林生态系统长期定位研究的飞速发展 o也将促进我国的森林生态系统
定位研究网络与世界生态定位研究网络的接轨 o对于加快我国的林业可持续发展 !国家的生态环境建设和科
技创新都有着十分重要的意义 ∀若不尽早地进行数字化森林生态站建设 o将会制约我国森林生态系统长期
定位研究的发展 ∀
ztt 第 t期 王 兵等 }数字化森林生态站构建技术研究
212 /数字化森林生态站0概念的提出
综上分析 o我们有必要提出/数字化森林生态站0的概念 o具体的说/数字化森林生态站0是指在/数字林
业0框架指导下 o将 v≥技术 !计算机技术 !数字化技术 !网络技术 !智能技术和可视化技术等融合在一起 o对生
态站长期定位观测数据进行数字化采集与传输 o将信息资源进行标准化 !规范化等综合分析处理 o构建数字
化信息平台 o并通过 Œ±·¨µ±¨·网络快速 !准确 !完整 !便捷 !直观地传递给人们 o实现生态站各种科学数据与信
息充分共享 o及更好地为森林生态系统长期定位研究服务 ∀系统总体结构框架图如图 t所示 ∀
213 总体设计原则
数字化生态站应该具有完备的数字化采集 !传输 !分析 !管理 !查询和输出等功能 ~具有符合国家林业 !测
绘等行业标准的数据类型 !编码和图形符号 ~建立基于 ŠŒ≥的数字化信息平台和基于 Œ±·¨µ±¨·的网络共享平
台 o并使系统成为一个有机的整体 o开发的数据库具有可兼容性 o利于数据的交换 !共享 !转平台处理等 ~具有
较高的实用性 o要能满足生态站以外用户的多种需求 o提供多种服务 ∀
214 数字化采集与传输系统(数据基础平台)构建
u1w1t 数字化采集 根据国家对大型实验基地以及生态环境科学观测网络建设的需要和目前我国森林生
态系统研究网络的现状 o进行生态站仪器设备的配置 o目标为在现有森林生态系统研究网络实体的基础上 o
利用先进的数字化仪器和设备 o更方便快捷地进行数字化采集 !传输 !存储等 ~完善各站观测设备同工作站或
数据综合中心服务器实时对接 o以有线和无线方式逐步提高站内数据采集的数字化程度 ∀在 tx个森林生态
站原有仪器设备的基础上安装数字化采集设备k存储模块 !存储卡 !Š≥ 卡等l o以及配置先进的数字化观测
仪器 o使之达到数字化数据采集 !传输和存储的要求 o主要仪器设备有 }≤¤°³¥¨¯¯ 自动气象站 !⁄¨ ·¯¤p ×自动气
象站 !⁄¬√¬±¨ µusss土壤水分测定仪 ~植物茎流水势仪 !Œ≤× p usss×∞树干液流与环境同步测定系统 !• Šu p 
自动记录雨量计 ~≥• u p t自计水位计 !≥≤Œ透测雨量计以及坡面径流仪 !涡动协方差系统k碳通量观测l !星
源通掌上森林资源调查仪等 o分别对生态站内气象k温度 !湿度 !地表温度 !地下 s ∗ us ¦°温度 !降水 !蒸发 !
日照 !风速 !风向等l !水文k坡面径流 !地下径流 !树干茎流 !水质变化等l !土壤k土壤含水量 !含水率 !渗透压 !
重金属含量等l !地形 !生物量等指标进行数字化记录 !采集和存储 ∀
u1w1u 数字化传输 通过多种途径对观测数据进行数字化采集并传输到工作站 o主要途径有 }通过 ≥w{x
一点对多点网络设备 !⁄|多点通讯设备 !• ƒ系列无线电台等直接传输到工作站 ~通过观测仪器上配置的
Š≥ 卡 o及中国移动通讯信号将数据传到工作站或直接上传到 ≤ƒ∞• ‘数据综合中心 ∀对数据量很大的仪
器 o如开闭路涡动协方差系统k碳通量观测l的原始数据每天可达几十兆字节 o可以在仪器 !设备上安装存储
模块或存储卡 o拷贝 °≤Œ≤„卡与定时下载相结合 o但此类数据不适合远程收集 ∀
u1w1v 需要人工采集的数据 植被 !生物量 !生物多样性 !病虫害等不能通过数字化仪器直接采集的数据指
标仍需人工作业 o经过人工整理 !统计 !分析等处理后 o按照一定规范录入计算机 o上传到工作站 ∀
u1w1w 空间数据信息 利用星源通掌上森林资源调查仪 !Š°≥定位系统等先进仪器采集或购买生态站的地
形图 !遥感图 !航片等 o进行数字化处理 o生成相应的拓扑关系 o建立空间信息数据库和属性数据库 o并按照一
定规范录入计算机 o达到了通用信息管理系统如 ⁄…ƒ和 ŠŒ≥的数据规范要求k夏朝宗等 oussvl ∀
采集和传输系统的建设是整个数字化系统的基础数据平台 o在各工作站对采集的海量数据进行分类 !整
理 !对比 !分析和研究 o寻求各类数据之间的关系 o建立不同数据模型 o以便制作成各种基础数据库和专题图
库等 ∀将工作站数据通过 Œ±·¨µ±¨·网络上传到 ≤ƒ∞• ‘数据综合中心 o有些数据也可以通过各站野外仪器上
的数字化采集设备k如 Š≥ 卡l直接传送到 ≤ƒ∞• ‘数据综合中心 ∀
215 ≤ƒ∞• ‘数据综合中心建设
u1x1t 数据综合中心的功能 实现数据综合中心对各生态站上传数据的数字化接收 !存储 !处理和共享服
务 ~指导和协调全国各森林生态系统定位研究站工作的顺利开展 o同时研制大尺度空间数据库系统和分析平
台 o在区域尺度上对台站的观测数据进行综合分析 o制作数据信息管理系统和实现共享服务 o并定期发布森
林生态预警 ∀
u1x1u 数据综合中心的软硬件配置 硬件设备 }网络服务器 !网络交换机kv≤’l !计算机k≤°˜ p ¶wxs以
上 !主频不低于 tu{  ‹½!硬盘不小于 us Š… !显示内存 w …以上 !≥¬≥显示卡等l !∞³¶²± ≤²¯²µ{ss打印机 !方
正扫描仪 !数字化仪等 ∀
{tt 林 业 科 学 wu卷
|tt 第 t期 王 兵等 }数字化森林生态站构建技术研究
软件设备 }服务器软件 !网络管理系统 ≥·∏§¬²q±¨ ·z1s !•¬±§²º¶usssk或 ÷°l中文版 !数据分析和处理软件
≥¼¶·¤·!∞¬¦¨¯!„¦¦¨¶¶!地理信息系统软件 „µ¦ŠŒ≥|1s !°«²·²¶«²³y1s !∂¬¶∏¤¯ ≤ n n y1s编译语言 ∀
216 基础数据信息管理系统构建
数据综合中心接收各生态站传送过来的数据k通过安装在仪器设备上的 Š≥ 卡 !Œ±·¨µ±¨ ·网络等途径l o
利用 ≥¼¶·¤·软件进行深入精确地分类 !分析 !统计处理和综合数据管理 o使数据更加规范化 !标准化 o并导入
网络中心信息数据库系统 o达到满足通用信息管理系统如 ⁄…ƒ和 ŠŒ≥的数据规范 ∀主要数据库有 }
生态站森林资源清查数据检索系统 }包括森林资源概况 !林业用地各类土地利用情况 !各类森林资源面
积 !蓄积 !森林资源权属统计 !人工林资源等数据和图表 ∀
生态站数据信息库 }形象地展示了生态站各个观测点的长期观测数据 o如地面温度表k曲线l !地下温度
表k曲线l !水区昼夜梯度变化表 !大气温k湿l度日变化曲线及天气变化表k曲线l等常规气象指标 ~降雨实测
数据 !降雨强度表 !日常降雨蒸发表 !降雨平衡表 !降雪量 !蒸发量年变化曲线k表l等水文指标 ~土壤组成 !微
量元素含量 !³‹值等土壤指标 ~动植物组成 !动态分布等 ∀
碳循环数据库 }包括碳通量观测数据 !凋落物数据 !固定标准地调查表 !地被物调查表以及标准木根 !茎 !
枝 !叶和果的生物量等 ∀
生态站动态信息分析库 }包括年k月l均温变化曲线图 !湿度变化曲线图k或直方图l !年k月l光照强度变
化曲线图 !多年降雨变化图 !多年径流变化曲线图等 ∀
最后制作元数据和数据库数据字典查询系统 ∀
217 空间数据信息管理系统构建
u1z1t 生态站地形图的数字化处理 将各个生态站tΒt万的基本地形图利用地理信息系统制图软件
„µ¦ŠŒ≥|进行数字化处理 o并矢量化生成拓扑关系 o按一定标准k林班或小班等l进行区划做为本底图 o以便在
此基础上制作相应的专题图k钟秋平等 ousstl ∀
u1z1u 空间数据信息系统平台建设 以 ∂¬¶∏¤¯ ≤ n n语言 !地理信息系统软件 „µ¦ŠŒ≥|和数据库管理软件
≥¼¶·¤·等作为研发工具 o开发基于 ŠŒ≥的生态站空间信息系统平台 ∀在图形输入的基础上 o对生态站海量数
据进行分类 !整理 !对比 !分析和研究 o录入与地理信息系统相应的属性信息 o根据地理信息系统的要求 o对数
据进行取舍 !代码转换后生成属性数据库 o然后将该属性数据库与地理信息系统数据链接 o实现数据图形的
输入 !编辑 !查询及输出功能k李土生等 oussu ~袁鹏飞 ousstl o结合基础数据信息库制作和建立空间数据库 !
属性数据库和专题数据库 o以数字地图方式表达生态站区域生态系统主要观测指标的地理信息和时空动态
变化过程k冯仲科等 ousstl ∀
u1z1v 空间分析功能 应用系统提供的模型构建功能 o将各种基础数据库与属性数据库通过标识码建立联
接 o把空间数据和属性数据统一起来 o利用地理信息处理软件 „µ¦ŠŒ≥|可以方便地建立不同数据动态模型
k⁄∞ 模型l o如集水区水文模型 !土壤侵蚀模型 !站区热量空间分布模型等 ∀并在此基础上进行立体叠加生
成各种专题图 }生态站土地利用区划 !土壤类型分布 !森林资源分布 !林相图 !植被组成等专题图 o利用专题图
实现数据显示 !空间分析和查询等功能k蒋有绪 ot||v ~王兵等 oussul ∀以三维地理空间和时间序列来形象直
观地反映生态系统的数字化动态变化过程 o如森林对小气候影响的变化情况等 o有利于深入了解森林生态系
统的内在机理 ∀
218 /数字化森林生态站0系统的网络化共享
将/数字化森林生态站0 系统进行网络化kŒ±·¨µ±¨·ΠŒ±·µ¤±¨·l处理 o进行共享系统界面的设计和美化 o整个
界面要简洁 !直观 !易于操作k苏文等 oussul ∀其基本功能包括 }多用户简便 !直观 !快捷地浏览 !查询 !显示输
出和打印输出k文件 !表格 !图形l等 o对空间数据信息系统还应实现基于 • ¥¨ŠŒ≥的网络信息共享服务功能 o
如放大 !缩小 !漫游 !查询以及制作专题图等k俞信等 ousss ~肖必武 oussv ~陆守一等 ousssl ∀
系统的网络化可以使各森林生态站通过网络进行远程数据的上传和下载 o实现各站海量数据信息的多
用户充分共享服务功能 o同时也可为国家的生态预警和环境决策提供重要的技术支持 ∀
219 系统的二次开发
系统应在数据组织 !功能结构设计方面考虑到今后的扩充 o其应用功能 !数据库内容以及数据分类管理
应可以方便的维护 !更新和扩充 o当生态站数据信息变动时 o只需在属性数据管理系统中更新数据信息即可
sut 林 业 科 学 wu卷
k王宗明等 ousswl ∀同时可以在数据库和模型库的基础上进行原始数据的二次开发集成k李维生 ot||| ~温雪
岩等 oussvl o利用多媒体虚拟现实技术 o完善基于 ŠŒ≥平台的森林生态站信息时空动态过程的查询 !显示和
输出界面等的建设 o使之具有智能化 !可视化的决策支持服务功能 ∀
v 讨论与思考
/数字化森林生态站构建0是区域数字化时空表达的很好尝试 o对未来中国森林生态系统时空尺度平滑
转换 !深入了解森林生态系统内在机理 !国家生态预警和环境决策等都提供了重要技术支撑 ~野外观测数据
的数字化采集与传输系统 !数据综合中心建设 !基础信息数据库 !空间数据库 !网络共享平台等构成的信息体
系是数字化森林生态站建设的基础和核心部分 ~生态站数据的处理应达到规范化 !系统化 !可视化 !网络化 o
并实现智能化管理和共享服务 o从而更好地为我国森林生态系统长期定位研究服务 ∀
数字化森林生态站的构建是一项长期和重要的基础工作 o实施过程中会有许多技术性 !操作性的难点需
要解决 o同时需要国家相应的政策法规 !各项管理机制的制定和健全 o以及各个部门之间的密切合作 o这些都
是制约数字化森林生态站发展的因素 ∀但随着国家信息化整体进程的发展 o诸多问题将会逐渐得到解决 o这
是时代和林业发展的需要 ∀完善的数字化森林生态站系统的建设是一个漫长的过程 o但它必将促进我国森
林生态系统长期定位研究事业的蓬勃发展 o也必将推动/数字林业0 的发展进程 ∀
参 考 文 献
冯仲科 o游晓斌 o任谊群 qusst1 基于 v≥技术的森林资源与环境监测系统构想 q北京林业大学学报 ouvkwl }|s p |u
郭学兵 o苏 文 o于贵瑞 qussv1 生态环境长期定位监测信息化管理研究 q资源科学 ouxktl }xw p x{
蒋有绪 qt||v1 森林生态系统定位观测提纲及其数据库设计 q北京 }科学出版社
李土生 o翁卫松 qussu1 森林资源地理信息系统设计的关键技术 q南京林业大学学报 }自然科学版 ouykxl }xv p xy
李维生 qt|||1 数字化图书馆及其建设初探 q情报杂志 ot{kxl }us p ut
李小平 o杨双宝 qussv1 小陇山数字林业建设思考 q甘肃科技 ot|ktsl }txx p txy
李永树 o刘文熙 o韩丽萍 qusss1/数字地球0及其事实策略的探讨 q四川测绘 ouvkul }xt p xw
刘新胜 o韩朝新 o罗 刚 qussu1 湖北数字林业体系建设途径探讨 q湖北林业科技 okwl }tv p tz
陆守一 o唐小明 o王国胜 qusss1 地理信息系统实用教程 q北京 }中国林业出版社
莫申国 o张百平 o姚永慧 o等 qussv1 贵州林业数据处理及实现技术 q地球信息科学 okvl }ty p ut
佘济云 o田大伦 o沈翠新 o等 qussv1 会同生态定位研究站科研信息管理系统的研制 q中南林学院学报 ouvktl }ws p ww
苏 文 o郭学兵 qussu1 ≤∞• ‘生态站动态监测数据库管理系统研究进展 q资源科学 ouwktl }|w p |x
孙 枢 qt|||1 地球科学数据共享与/数字地球0 q科学周刊 oktl }ux p u|
王 兵 o崔向慧 o李海静 qussu1 大岗山森林生态站区气象要素分析 q林业科学研究 otx kyl }y|v p y||
王 静 o张百顺 qussu1/数字林业0建设的现状与思考 q长春大学学报 otvkul }ux p u{
王宗明 o张 柏 o李晓燕 o等 qussw1/数字小流域0构建的理论与方法 q内蒙古大学学报 }自然科学版 ovxkvl }vtz p vvut
温雪岩 o吴士波 o刘 欣 o等 qussv1 ∂¬¶∏¤¯ …¤¶¬¦在数字林业系统中二次开发地理信息系统 q林业劳动安全 otyktl }u| p vv
夏朝宗 o熊利亚 o杨为民 o等 qussv1 地理信息系统技术在森林资源管理中的应用研究 q计算机工程与应用 oktstl }w p y
肖必武 qussv1 用 ≥°构建动态网站 q现在电子技术 otv }tu p tz
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k责任编辑 于静娴 张君颖l
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