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隨著經濟社會的高速發展，我國已經邁入城市化加速發展時期，城市化水平不斷提高［1］。一些城市，如北京、上海等，已經成為了具有相當大的人口規模、很強的經濟實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、工業集中、交通擁擠、環境污染等問題更加突出［3－5］，對周邊地區的政治、經濟和社會影響與關聯更加密切。大都市的生態環境建設需要不僅涉及城區的綠地，還包括周邊的森林，將森林作為大都市生態環境系統的組成部分，以緩解日益緊迫的資源與生態環境壓力，為大都市發展提供生態支撐，為居民提供一個安全、綠色和健康的生活環境。   長期以來，森林與城市綠地資源監測也是由不同的部門自行獨立開展、缺乏橫向溝通聯系，沒有一套行之有效的協同監測技術體系。近年，北京、上海等大都市對林業和園林管理部門進行了整合，對長期處于分治的森林及綠地資源的一體化管理進行了有益的嘗試，也對森林及綠地資源的監測、調查等方面的協同管理方面的探索提出了要求［6－7］。區劃是森林及綠地資源監測的重要基礎，區劃信息協同是森林及綠地資源協同管理的前提。本文在分析森林與綠地區劃協同分析的基礎上，以協同學理論為基礎，構建了大都市森林及綠地區劃信息協同的框架，探討了信息協同的相關技術，實現了區劃信息協同的相關功能，為森林及綠地資源監測協同奠定了基礎。   1森林及綠地區劃協同分析   1．1森林區劃與綠地區劃現狀分析   森林區劃是為了便于經營管理，調查、統計和分析森林資源的數量和質量，根據自然地理條件，森林資源以及社會經濟條件不同，將區域范圍內林地區劃為若干不同的單位。對于大都市來說，森林區劃的范圍是近郊及遠郊，區劃系統為：縣－鄉－村－林班－小班。綠地區劃是為了便于經營管理，對城市中心區的綠地按照綠地分類與歸屬，劃分的相對固定的綠地單元。一般與行政界線保持一致。綠地區劃的范圍一般是綠地分布的都市中心區，綠地經營管理區劃系統一般按行政區劃進行劃分：縣（區）－鄉鎮（街道辦事處）－社區（居委會或村）－小班（單位）。   1．1．1業務部門   森林資源區劃涉及的業務實施部門，就大都市來說，可分為市級、區縣級、鄉級三級，其中還包括自然保護區和國有林場（圖1）。各級部門分別執行不同范圍的區劃任務，協作完成區劃工作。綠地資源區劃業務實施部門涉及的部門較為復雜，根據管理單位的不同，涉及了園林綠化部門、城市建設部門、市政管理部門。但基本由園林部門為主導進行區劃工作。可分為市園林局或園林處、區縣園林局、街道辦事處三級進行區劃。   1．1．2業務流程   區劃是森林及綠地資源調查的基礎工作，始終貫穿于調查工作中，對于森林資源區劃來說，其業務過程主要分為內業和外業兩部分。首先由市級林業部門下達區劃任務，縣級進行數據組織，并進行內業區劃，內業區劃完成后，鄉級進行外業調查并進行區劃調整，直至外業結束各縣匯總鄉級區劃成果并上交至市級，市級匯總各縣成果后，形成最終的區劃成果（圖2）。綠地區劃的業務過程與森林資源區劃過程類似，但沒有森林資源區劃規范，其上下級以及綠地各產權單位的合作沒有林業部門的緊密。   1．2森林區劃與綠地區劃協同存在的問題   1．2．1業務協同問題   從兩個區劃體系來看，由于大都市森林資源與綠地資源管理的分離，區劃各自進行，從而造成區劃范圍的重疊或縫隙。區劃單位只負責自己區域范圍的區劃，不考慮與相鄰區劃單位的銜接，這樣造成相鄰區域的調查數據的錯誤，給形成完整的市域范圍的區劃數據造成了很大的困難。   1．2．2部門及人員協同問題   森林及綠地資源區劃涉及多個部門，同時需要大量的人員參與。各部門及人員在區劃業務中都承擔一定的任務，需要相互配合才能完成。目前區劃業務在協作成員與整體業務以及協作成員之間沒有一個信息交換的機制，同時也沒有對協作行為進行控制，這樣往往會造成協作不暢或協作沖突。例如，區劃處理過程中，業務人員A對數據進行了修改，B在隨后進行的修改中覆蓋了A的數據，造成了數據的丟失和錯誤。   1．2．3數據協同問題   森林及綠地資源區劃是一個以數據為核心的業務過程。其業務的開展需要大量數據的支撐，同時區劃的結果會產生大量的數據。保證數據的完整性和正確性，是區劃業務追求的目標。但是區劃過程中，往往由于業務銜接，參與人員或部門自身資源、知識和能力的限制，造成了數據不一致、沖突、重疊等問題，目前沒有一個集中控制的機制來協同解決這些問題。例如在區劃過程中，森林區劃和綠地區劃單位未使用同一來源的本底數據，從而造成兩個單位區劃數據的不一致。以上這些問題的存在直接影響了森林及綠地資源區劃數據的質量。因此需要建立一套業務協同、部門及人員協同、數據協同的機制來解決協作沖突、控制協作行為，統一區劃數據。   1．3森林區劃與綠地區劃信息協同內涵   協同學的創立者，是前聯邦德國斯圖加特大學教授、著名物理學家郝爾曼•哈肯，1971年他提出協同的概念。哈肯的協同論認為，千差萬別的系統，盡管其屬性不同，但在整個環境中，各個系統間存在著相互影響而又相互合作的關系［8］。信息協同是以信息集成為手段，建立相應的協同機制，實現信息的組織管理，使相關多元化的信息有機的融合并優化使用［9］。協同是信息化發展的趨勢，通過不同的組織和個人之間保持協作，各種資源和信息的共享和流轉，從而實現各自的工作目標。森林及綠地資源區劃信息協同，是協調大都市森林資源區劃和綠地資源區劃這兩個對象，以信息集成為手段，建立相應的協同機制，協同一致的完成城市綠化資源區劃這一目標的過程。利用森林及綠地資源區劃信息協同把區劃過程中的業務、事務、事件等信息在單位、部門組群、個人之間進行及時高效、有序可控、全程共享的溝通和處理。森林及綠地資源區劃信息協同的目的，是整合原本割裂開的城市森林資源區劃和城市綠地資源區劃，從維護城市生態系統的高度去協調森林和綠地，通過信息集成的手段將二者協同起來，建立信息協調機制，促進兩者在技術、方法、資源等上的優勢互補，信息共享。#p#分頁標題#e#   2森林及綠地區劃信息協同框架   森林及綠地資源區劃信息協同是針對大都市森林及綠地的生態特點，根據自然地理條件及相關影響因子的不同，對整個地域范圍的森林及綠地進行統一的劃分。針對森林區劃與綠地區劃之間存在的管理、尺度、精度問題，通過協同機制，將兩者統一在一個體系下進行區劃，達到區劃協同的目標。其最終目的是便于調查，統計和分析森林及綠地資源的數量和質量，提高森林及綠地資源經營利用水平，調整森林及綠地布局，為大都市生態系統建設服務。   2．1協同模式   森林及綠地資源區劃是一個群體協作的在時間維度和空間維度上都頻繁變化的動態復雜過程。其協作模式是集中控制下的分布式異步模式，通過一個集中控制方來協調其他各成員間在不同時間、不同地點進行任務目標相同的工作［10］（圖3）。   2．2協同結構   森林及綠地資源調查的協同結構是集中協同結構與遞階協同結構的組合［11］（圖4）。對于大都市來說，集中控制中心為林業及園林的市級監測中心，層級依次為縣監測中心，鄉監測站、調查小組。   2．3協同框架   森林區劃和綠地區劃是以區劃協同為目標，通過遵循區劃協同共享與約束機制，使業務涉及的數據、人員、流程達到協同，從而實現區劃協同（圖5）。實現區劃的協同，需要遵循以下的共享與約束   2．3．1共享機制   森林區劃與綠地區劃之間的問題，歸結起來就是信息不對稱造成的。因此要建立一個共享機制，使信息得以流通。包括數據共享、技術手段共享以及其他資源的共享。   2．3．2約束機制   空間約束：經過協商，劃定區劃區域，并約束各自區域的外界；數據約束：在各自的區劃范圍內進行區劃，并共享區劃成果。   3森林及綠地區劃信息協同技術   區劃數據是森林和綠地資源監測的主要成果之一，區劃數據一般說來應該覆蓋整個調查區域，不能有遺漏和重復，維護區劃數據一致性和完整性。通常，確保區劃數據的完整性的主要是依靠技術規范和規程，而很少從有可行的技術手段，本文通過探討流程協同、數據協同、人員組織協同等技術，來實現森林及綠地區劃信息協同。   3．1流程協同技術   森林與綠地區劃的信息協同，首先就是工作流程的協同，數據協同與人員組織協同貫穿于流程協同中。本研究采用Petri網來對森林及綠地區劃流程協同中區劃業務活動之間的相互關系進行描述。Petri網作為一種圖形化的流程建模工具，可對工作流進行建模和分析［12］。區劃流程協同是在共享數據、技術手段及其他資源的基礎上，遵循區劃約束機制，達到區劃信息協同。其過程可分為數據組織（DC）、區劃（至村級）（MS），區劃邊界協商（BC），小班區劃（分綠地和森林）（SD），區劃合并（MB），區劃成果輸出（BE）六個部分。區劃協同過程的Petri網模型如圖6。森林及綠地區劃協同（FGMS）是在統一框架下進行區劃，其協同過程：數據組織（DC）；統一進行區劃至村級單位（MS）；區劃邊界協商（BC），并輸出參數Bij給綠地小班區劃作為輸入；進行森林小班區劃（FSD）和綠地小班區劃（GSD），綠地小班區劃輸出參數GBij；將GBij作為輸入，并合并森林小班區劃和綠地小班區劃；區劃成果輸出。區劃信息協同過程是以區劃數據為中心的協同，人員、資源都圍繞數據來進行協同，最終達到協同目標。   3．2數據協同技術   在流程協同中，首先是要進行統一的數據組織，這就需要建立共享數據庫來支撐。為了達到區劃過程中的信息共享與區劃邊界控制，建立集中式的共享數據庫，使用基于數據庫的信息共享方式來實現數據協同（圖6）。市級部署了數據庫服務器，存儲森林資源數據、園林綠化數據、協同管理數據、協同模型以及其他一些數據及資源。各級區劃根據權限訪問市級數據庫，獲得或上傳區劃數據；同時對各區域數據進行版本和邊界的控制［13］，保證數據的一致性。   3．3人員組織協同技術   森林及綠地資源區劃業務流轉中涉及了多級多部門的人員，為保證區劃數據的完整性和安全性，需要建立一種訪問控制機制來保障數據的安全。本研究采用基于角色的訪問控制來保障數據資源的安全性?；诮巧脑L問控制是指：在應用環境中，通過對合法的訪問者進行角色認證來確定訪問者在系統中對哪類信息由什么樣的訪問權限?；诮巧脑L問控制引入角色將用戶和訪問權限在邏輯上分開，一個用戶可以賦予多個角色，同時一個角色也可以包含多個用戶。系統把對數據和資源的訪問權限授予角色，而不依賴于具體的用戶身份［12］。森林及綠地資源監測信息協同系統中，用戶眾多，數據復雜，因此根據監測信息協同訪問控制模型，在系統中建立了用戶和權限管理模塊。實現了用戶－＞角色－＞權限的多對多關系。用戶和權限管理模塊共分為4個對象集：用戶，角色，系統資源，數據表記錄資源，其中，用戶和角色間是多對多的關系；角色和系統資源之間是一對多的關系；角色和數據表記錄資源之間是一對多的關系（圖8）。   4森林及綠地區劃信息協同功能實現   森林及綠地區劃信息協同技術在北京進行了實現。主要包含幾個功能：1）流程定義；2）數據控制（訪問控制、邊界控制）；3）權限管理。區劃以上功能的實現，保證了森林及綠地區劃的協同。   4．1流程定義   流程定義用于把petri網模型表示成計算機能夠處理的形式，對流程相關屬性進行定義，包括流程名、流程變量等相關屬性。其定義包含所有使流程能夠被工作流引擎執行所需的信息。本研究采用第三方流程定義工具來對對整個流程進行設計，并將給流程嵌入系統中得以實現（圖9）。#p#分頁標題#e#   4．2數據控制   對于各區縣采用了區域控制來獲取顯示數據和控制邊界操作（圖10）。對于昌平區用戶登錄只能從市級中心數據庫獲取本地區數據，并不能對區邊界進行編輯。   4．3權限管理   在市級中心數據庫對全市各相關部門進行權限定義，分配數據、功能訪問權限（圖11）。   5結論與討論   森林與綠地是大都市生態系統的主要建設內容，是大都市發展的重要的基礎設施，兩者互相借鑒、互相影響、互相融合，取長補短，不但可以改善環境，提高城市居民的生活質量，同時也能促進大都市可持續發展。本文以協同學為基礎，綜合森林經營管理、城市綠地規劃設計、信息科學等理論，針對當前國內大都市存在的森林及綠地資源管理分離、區劃技術體系不統一、森林及綠地資源數據不能全面反映生態環境狀況的問題，從理論、技術方法和實踐三個方面對森林及綠地資源區劃信息協同進行了研究和探討。提出了大都市森林及綠地資源區劃信息協同框架，并進行了實現。協同區劃的實現為森林及綠地資源監測協同奠定了基礎，在北京市第一次森林及綠地資源調查中解決了區劃重疊等問題，提高了工作效率和數據質量。區劃只是森林及綠地資源監測的其中一個環節，下一步還將應用信息協同技術從森林及綠地資源監測的各個方面來探討協同，最終達到森林及綠地資源監測的協同。