北斗林草综合应用服务平台建设与应用

北斗林草综合应用服务平台建设与应用

白淑清

内蒙古自治区鄂尔多斯市达旗特旗林业与草原工作站 内蒙古自治区鄂尔多斯市  014300

摘要：北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星导航系统，是重要的时空信息基础设施。林草业是北斗系统应用较早的行业之一，早在2001年就开始了北斗在森林防火中的技术应用研究，2002年完成了森林防火中人员、车辆、飞机的终端设备应用试验，2003年应用于森林防火实战，对及早扑灭火灾、减少火灾损失发挥了重要作用。2014年国家发展改革委支持开展了森林资源调查、管护、林火和林业有害生物野外调查数据集中管理的应用示范。通过这些项目的实施，有力推动了卫星导航技术在林草业的深入应用，但信息孤岛、数据资源割据、共享困难、效能低下、重复建设等问题依然没得到缓解，亟须建立综合应用平台，提供公共服务，共享即时数据资源，充分发挥北斗系统对各项林草业务的支撑和融合能力。

关键词：北斗林草；综合应用；服务平台建设

引言

中国第二代卫星导航系统重大专项科研项目———“林业生态建设与保护北斗示范应用系统工程”建设了国家级北斗林草综合应用服务平台(以下简称北斗平台),支撑了多个北斗林草业务应用系统(以下简称业务系统)。北斗平台实现了北斗卫星导航技术与林草业务管理的融合,集监测、管理、服务、共享、应用于一体,推进了林草数据资源的网格化、精细化管理,为提升林草治理体系和治理能力的现代化以及推动林草事业高质量发展提供了重要技术支撑。业务系统建设的过程中需要用到大量、丰富的北斗林草数据资源,包括影像数据、行政区划数据、天地图数据和森林资源“一张图”数据等。同时各业务系统之间也需要互相调用巡护位置数据、巡护事件数据、扑救指挥数据等,所以必须体系化规划数据共享,以避免数据的重复采集、硬件资源的消耗浪费和信息孤岛的出现。

1林草北斗终端的内涵

终端设备广义是指经由通信设施向计算机输入程序和数据或接收计算机输出处理结果的设备。终端设备通常设置在能利用通信设施与远处计算机联接工作的场所，它主要由通信接口控制装置与专用或选定的输入输出装置组合而成。北斗终端是指集成了我国研发的自主可控北斗卫星导航芯片、模块、天线、板卡等基础产品的终端设备。言外之意是能够接收北斗信号并不意味是北斗终端，因为我国北斗系统中的公开服务信号可服务于全球，故国外生产的定位芯片等基础产品完全可以免费使用我国北斗公开信号。北斗卫星导航系统作为我国自主建设、独立运行的卫星导航系统，已经成为给全球用户提供定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施，它是我国几代北斗人艰苦奋斗的结晶，是大国担当的见证。特别是2020年7月31日“北斗三号”系统开通后，提高北斗产业支撑能力、扩大北斗应用普及率已成为促进北斗产业发展、保障国家安全的重要任务。林草业作为位置服务的重要应用行业，也是导航卫星技术服务的挑战领域，即茂密森林的树冠、特殊的地形条件都会对卫星导航信号产生巨大影响，对其服务能力带来重大考验。好在我国的北斗系统由于其特殊的多轨道星座设计，中国及其周边区域可以享用到特殊的高质量服务，即：1）区域短报文服务：最大单次报文长度14000bit，约1000个汉字，2022年底具有区域短报文功能的智能手机将进入市场；2）精密单点定位服务：通过3颗GEO卫星播发精密单点定位信号，定位精度实测水平方向优于20cm，高程优于35cm；3）星基增强服务：支持单频及双频多星座2种增强服务模式，满足国际民航组织技术验证要求，且已经向民航、海事、铁路等高完好性用户提供运行服务。总之，伴随着互联网、大数据、云计算、物联网等技术的发展，北斗基础产品的嵌入式、融合性应用逐步加强，产生了显著的融合效益。林草业的野外（监管）数据采集离不开北斗的导航、定位、授时和短报文等服务功能的支持，一定是推动北斗规模应用市场化、产业化，提高北斗产业链、供应链现代化水平的重要力量。

2北斗林草综合应用服务平台建设

2.1数据资源管理需求

北斗平台管理的公共数据资源主要有3个来源,分别是由北斗平台收集并发布的数据资源、接入的第三方数据资源和业务系统发布的数据资源,具有门类多、来源广、形式不一、结构复杂等特点,需要强化注册、授权、使用、监管等环节。

2.2三北防护林体系工程管理服务应用

2019年，基于北斗林草平台，以三北工程管理与动态评估需求为目标，运用高分遥感、卫星导航、移动互联网等信息技术，整合三北防护林生态修复相关信息资源，构建了统一的三北防护林生态修复综合数据库与工程管理服务系统，实现了三北防护林体系建设的在线协同管理、宏观监测评估与综合分析，提高了工程建设科学决策能力，为推进新时期三北工程建设和提升三北防护林工程建设信息化服务水平发挥了重要技术支撑作用。

2.3林火扑救调度系统

该系统实现对森林防火专题数据、物资储备库、森林防火指挥中心、扑救力量、基础地理信息等多种数据的管理，根据平台推送的火情信息本系统能够提供科学的扑火依据、丰富的信息查询、准确的决策部署、专业的林火标绘、灵活的战术计算和先进的损失评估，实现对森林火灾扑救的可视化指挥、准确化决策、智能化调度、实时化管理。可为各级指挥员，特别是前指领导提供指挥所需的全部技术保障。

2.4权限管理

权限管理主要是对用户的访问权限进行控制，包括页面资源访问权限和数据访问权限，超级管理员为国家级用户和各省管理员分配权限，各级管理员负责维护下属用户的角色、权限。根据认证系统的定位，用户访问权限和应用权限的配置管理进行统筹管理，即“单点授权，单点清权”。1）菜单授权：对北斗平台中各业务系统注册菜单的权限管理，针对不同的角色进行授权。2）整合各系统功能授权：实现对各业务系统中的功能进行授权管理，针对不同的角色进行授权。3）整合各业务系统管辖范围授权：业务管辖范围授权，实现了不同角色的用户具有不同的业务管理范围，例如：资源查看范围，资源使用范围，资源管理范围，该授权就是对角色进行授权。

2.5技术融合，协同发展

林业和草原各业务部门应用分散，导致目前林业卫星导航应用数量快速增加的同时应用广度与深度滞后，难于适应林业大量业务对卫星导航技术的迫切应用要求。通过充分利用北斗系统的位置服务信息，与现有林业草原行业中成熟应用的遥感、地理信息技术等深度融合，鼓励多种技术的集成创新，培育新型应用技术体系，拓展应用服务模式，促进各种技术协同发展，共同服务林业草原业务应用。通过与其他行业合作，利用其他行业已有的基准站、参考站等设施，提高北斗系统在林业草原行业的应用精度。针对部分地区偏僻和信息传输不畅等状况，借鉴其他行业成熟的北斗应用经验，共同开发关键技术，提高林业草原行业定位导航数据的连续性和准确性。建立行业内各领域基于北斗系统的位置数据共享机制，打破各部门间的数据隔阂，促进生态保护修复、林业草原改革发展等各项工作对位置数据的共建共用。

结语

北斗林草综合应用服务平台的数据共享服务已经上线运行一年有余,极大的方便了业务系统的建设与维护,成功保障了基础数据的快速更新和升级,有利促进了北斗林草业各项示范工作的顺利实施。

参考文献

[1]蒋岳新.北斗卫星导航通信系统在森林防火中的应用前景展望[J].卫星应用,2008,(12):42-45.

[2]胡鸿,杨雪清,黄静华,等.北斗卫星导航在林业中的应用模式研究[J].林业资源管理,2017,(3):120-127.