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全面推進現(xiàn)代林業(yè)建設(shè)是落實科學(xué)發(fā)展觀的基本要求，信息化建設(shè)是現(xiàn)代林業(yè)建設(shè)的重要突破口，而實現(xiàn)林業(yè)信息共享則是充分開發(fā)和利用林業(yè)信息資源的有效途徑，是林業(yè)信息化的核心戰(zhàn)略［1］。一些發(fā)達國家的林業(yè)科學(xué)數(shù)據(jù)庫的建立與共享，對其國家科技進步與創(chuàng)新、社會發(fā)展、經(jīng)濟增長起到了重要作用［2］。然而，在信息技術(shù)飛速發(fā)展的時代，充分運用現(xiàn)代信息技術(shù)手段實現(xiàn)林業(yè)信息共享已成為必然趨勢?！霸?a href="http://www.eimio.cn/lunwen/linyelunwen/lyjjlw/201207/535651.html" target="_blank">計算”(CloudComputing)作為一種新興的信息技術(shù)，它的出現(xiàn)給林業(yè)信息共享建設(shè)帶來了契機。它將突破傳統(tǒng)信息共享理念，最大限度地解決林業(yè)信息用戶關(guān)于計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)等資源的束縛［3］。在林業(yè)信息共享建設(shè)中引入云計算共享模式，可以擴大林業(yè)信息共享的服務(wù)內(nèi)容和范圍，也必會大大推進林業(yè)信息化進展。

1林業(yè)信息共享現(xiàn)狀

隨著信息社會的不斷發(fā)展，信息共享已經(jīng)成為建設(shè)信息化社會的重要內(nèi)容。我國林業(yè)信息化建設(shè)跟其他行業(yè)相比起步較晚，以往林業(yè)信息利用多局限于單向、單方面、靜態(tài)層次上，林業(yè)信息系統(tǒng)的應(yīng)用多停留在單機處理階段，這些問題都給林業(yè)信息共享造成了困難。當(dāng)前林業(yè)信息共享中存在以下主要問題。(1)林業(yè)信息數(shù)據(jù)間關(guān)系復(fù)雜、形式多樣、數(shù)據(jù)量龐大，信息共享難度較大。(2)林業(yè)信息的來源渠道多而混雜，信息獲取方式不明確，入口不統(tǒng)一?？v向上層次關(guān)系復(fù)雜，橫向上數(shù)據(jù)不一致，原始數(shù)據(jù)多，增生信息少，林業(yè)信息共享水平低，信息資源重復(fù)建設(shè)，無法最優(yōu)化利用［4］。(3)林業(yè)信息共享基本都是采用“分布式存儲、分布式訪問”的模式，用戶要訪問不同數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容需要檢索不同的數(shù)據(jù)庫。不同數(shù)據(jù)庫之間沒有集成統(tǒng)一管理，林業(yè)信息共享效率不高，信息共享范圍受到局限。(4)當(dāng)前林業(yè)信息共享應(yīng)用多停留在服務(wù)器管理端向客戶端單向提供服務(wù)的層次上，缺少林業(yè)信息共享的交互服務(wù)和個性化服務(wù)訂制功能?；谀壳傲謽I(yè)信息共享存在的諸多問題，“云計算”的出現(xiàn)給林業(yè)信息共享提出了新的模式。“云計算”能提供動態(tài)資源池、虛擬化和高可用性的下一代計算平臺的核心技術(shù)。它以用戶為中心，提供安全、快速、便捷的數(shù)據(jù)存儲和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，使互聯(lián)網(wǎng)成為每一個用戶的數(shù)據(jù)中心和計算中心，使用戶使用各種應(yīng)用的平臺從桌面轉(zhuǎn)向Web［5］。

2林業(yè)信息共享需求

2.1數(shù)據(jù)共享需求

林業(yè)信息是指反映林業(yè)生產(chǎn)、管理和林業(yè)經(jīng)營對象的特征、狀況、內(nèi)在聯(lián)系及規(guī)律等的數(shù)據(jù)［6］，包括空間信息和屬性信息。空間信息包括林業(yè)資源空間地理分布結(jié)構(gòu)及其規(guī)律的一切數(shù)據(jù)，屬性信息是指空間信息的屬性表，具體表現(xiàn)形式有數(shù)字、文字、各種不同比例尺的圖片和遙感影像，如森林分布圖、林相圖、林火監(jiān)測影像等［7］。林業(yè)信息的最大化共享應(yīng)支持大容量、多種類的數(shù)據(jù)共享需求，實現(xiàn)不同方式的數(shù)據(jù)共享服務(wù)。林業(yè)信息的主要共享數(shù)據(jù)(見圖1)分2類:①基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)，包括全要素的數(shù)字化地形圖、數(shù)字遙感影像以及數(shù)字高程模型等基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù);②林業(yè)專題數(shù)據(jù)，包括森林資源數(shù)據(jù)和園林綠化數(shù)據(jù)、林政數(shù)據(jù)、生態(tài)公益林?jǐn)?shù)據(jù)、營造林?jǐn)?shù)據(jù)、森林火災(zāi)數(shù)據(jù)、林業(yè)有害生物數(shù)據(jù)、野生動植物數(shù)據(jù)等。林業(yè)信息共享的內(nèi)容根據(jù)用戶級別權(quán)限的不同，選擇性地共享部分或全部林業(yè)信息數(shù)據(jù)。基于林業(yè)信息數(shù)據(jù)的保密性和安全性，有些數(shù)據(jù)只供部分用戶享用。

2.2用戶需求

林業(yè)信息的最大化共享應(yīng)滿足不同用戶的共享需求，并對不同類型用戶設(shè)置不同級別的權(quán)限。林業(yè)信息共享用戶根據(jù)業(yè)務(wù)需求的不同劃分為以下5類:林業(yè)相關(guān)部門用戶、管理員、林業(yè)部門業(yè)務(wù)人員、公眾用戶以及其他政府相關(guān)部門等。管理員根據(jù)權(quán)限的不同分為高級管理員和一般管理員。管理員可以對林業(yè)信息共享數(shù)據(jù)進行規(guī)范化管理，將林業(yè)信息封裝成服務(wù)進行定制和，同時還可以分配用戶權(quán)限。林業(yè)相關(guān)部門用戶可以通過林業(yè)信息共享服務(wù)內(nèi)網(wǎng)調(diào)用和查看不同的林業(yè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，也可上傳林業(yè)信息數(shù)據(jù)等。林業(yè)部門業(yè)務(wù)人員可以對林業(yè)數(shù)據(jù)進行編輯、管理和更新等工作。

2.3功能需求

林業(yè)信息共享應(yīng)提供最全面、快捷的共享服務(wù)，主要包括對各類數(shù)據(jù)的高效管理更新、公共服務(wù)應(yīng)用功能、信息查詢分析、服務(wù)定制等。滿足不同用戶的功能需求，各取所需。

3云計算定義與服務(wù)模式

3.1云計算的定義

自從“云計算”被提出，許多專家、研究組織以及相關(guān)廠家從不同的研究視角給出了“云計算”的定義，目前關(guān)于“云計算”的定義已有上百種［8］。廣義的云計算是一種服務(wù)的交付和使用模式，指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴展的方式獲得所需的服務(wù)。我們綜合各種定義認(rèn)為:利用非本地或遠程服務(wù)器集群的分布式計算機為互聯(lián)網(wǎng)用戶提供計算、存儲、軟硬件等服務(wù)，以獲得超級計算機的計算和存儲等功能，有效提高軟硬件設(shè)備資源的利用效率，真正實現(xiàn)按需計算、隨時獲取、按需使用、隨時擴展，以實現(xiàn)低成本、高效率的信息共享服務(wù)。

3.2云計算的服務(wù)模式

當(dāng)前比較典型的商業(yè)化云平臺主要有Amazon公司的AmazonEC2(即Amazon彈性計算云)、Google公司的GoogleAppEngine、微軟公司的WindowsAzure云平臺和IBM推出的藍云(BlueCloud)計算平臺［9］。歸納起來，云的服務(wù)模式主要有以下3種。(1)軟件即服務(wù)(Softwareasaservice，SaaS)。它是專為網(wǎng)絡(luò)交付而設(shè)計，通過網(wǎng)頁瀏覽器把程序和功能上傳，便于用戶通過Internet托管、部署及接入，實現(xiàn)按需求定購所需的服務(wù)，如ArcGISOnlineSharing。(2)平臺即服務(wù)(Platformasaservice，PaaS)。它把開發(fā)環(huán)境作為一種服務(wù)來提供。允許開發(fā)者進行創(chuàng)建、測試和部署應(yīng)用，即使用中間商的設(shè)備來開發(fā)自己的程序并通過互聯(lián)網(wǎng)和其服務(wù)器傳到用戶手中，如GoogleAppEngine、WindowsAzure。(3)基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(Infrastructureasaservice，IaaS)。它是將大量的計算、存儲等資源利用虛擬化技術(shù)實現(xiàn)了分割、動態(tài)調(diào)整資源的功能，并作為服務(wù)為用戶提供，如AmazonEC2。

4林業(yè)信息“云”的架構(gòu)

4.1林業(yè)信息“云”的架構(gòu)思路

架構(gòu)林業(yè)信息“云”的主要目的就是實現(xiàn)林業(yè)信息最大范圍和最便捷的服務(wù)共享。鑒于目前云計算的應(yīng)用還處于起步階段，結(jié)合林業(yè)信息共享的實際需求和云計算的應(yīng)用特點，林業(yè)信息“云”架構(gòu)應(yīng)遵從系統(tǒng)工程和平臺架構(gòu)的思路進行。依據(jù)云計算提供的云服務(wù)模式，結(jié)合林業(yè)信息共享的需求，選取數(shù)據(jù)即服務(wù)(DaaS)和平臺即服務(wù)(Paas)的模式構(gòu)建林業(yè)信息“云”，其架構(gòu)思路如下。(1)林業(yè)共享信息的封裝規(guī)范化處理。由于當(dāng)前林業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，形式復(fù)雜多樣，這些都給林業(yè)信息共享“云”的構(gòu)建造成了障礙，為此在架構(gòu)林業(yè)信息“云”的過程中，首先應(yīng)該對現(xiàn)有的林業(yè)信息進行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范化的封裝處理，形成規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的林業(yè)信息共享數(shù)據(jù)庫。(2)搭建服務(wù)集群，有效提高計算、存儲等能力，形成計算、存儲和數(shù)據(jù)資源池。(3)運用SOA架構(gòu)，采用相關(guān)的平臺開發(fā)軟件(MicrosoftVisualStudio10+.net)開發(fā)林業(yè)信息共享服務(wù)平臺，將林業(yè)信息以服務(wù)的方式進行，實現(xiàn)信息共享。(4)搭建林業(yè)信息共享的“云”接入平臺(如WindowsAure平臺)，將林業(yè)信息共享服務(wù)平臺部署至云端。

4.2林業(yè)信息“云”的體系架構(gòu)

根據(jù)云計算的體系結(jié)構(gòu)特點，結(jié)合林業(yè)信息共享的需求分析，林業(yè)信息“云”的體系架構(gòu)分為資源層、平臺層和應(yīng)用層3層，如圖2所示。圖2林業(yè)信息“云”體系架構(gòu)圖Fig.2Thearchitectureoftheforestryinformationcloud(1)資源層。該層是為資源層和平臺層提供計算、數(shù)據(jù)、存儲和網(wǎng)絡(luò)資源的。在該層通過虛擬化技術(shù)、負(fù)載均衡技術(shù)和集群技術(shù)，對底層的硬件設(shè)備(包括服務(wù)器、存儲器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備)和林業(yè)信息數(shù)據(jù)庫實行集中管理。構(gòu)建了服務(wù)器集群，并向上層提供計算資源池、存儲資源池和數(shù)據(jù)資源池。(2)平臺層。該層是林業(yè)信息“云”的核心層。該層主要是利用net技術(shù)和WebService以及Memcached緩存技術(shù)等，通過Server服務(wù)的方式林業(yè)服務(wù)信息，實現(xiàn)林業(yè)信息的共享。該層主要包括服務(wù)查詢、服務(wù)注冊、服務(wù)認(rèn)證、服務(wù)、服務(wù)刪除、服務(wù)拆分、服務(wù)聚合、服務(wù)監(jiān)控等一條龍的林業(yè)信息共享服務(wù)。同時還擁有用戶管理、權(quán)限管理、系統(tǒng)管理、服務(wù)日志管理等功能。(3)應(yīng)用層。該層構(gòu)建在平臺層之上，通過平臺層的應(yīng)用接口，集成與林業(yè)信息共享服務(wù)相關(guān)的應(yīng)用系統(tǒng)，包括林政管理信息系統(tǒng)、森林資源管理信息系統(tǒng)、森林病蟲害管理信息系統(tǒng)、森林防火信息系統(tǒng)、野生動植物管理信息系統(tǒng)、營造林管理信息系統(tǒng)等。應(yīng)用系統(tǒng)的集成可按需隨時擴展。

4.3林業(yè)信息“云”實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)

(1)虛擬化技術(shù)。虛擬化技術(shù)將離散的硬件資源統(tǒng)一起來以創(chuàng)建共享動態(tài)平臺，同時為應(yīng)用程序提供可用性、安全性和可擴展性高的平臺服務(wù)。通過虛擬化技術(shù)，單個服務(wù)器可以支持多個虛擬機應(yīng)用并運行多個操作系統(tǒng)，從而大大提高服務(wù)器的利用率;通過虛擬化為應(yīng)用提供了靈活可變、可擴展的平臺服務(wù)［10］。林業(yè)信息共享“云”的構(gòu)建利用虛擬化技術(shù)實現(xiàn)服務(wù)器虛擬化、存儲虛擬化和網(wǎng)絡(luò)資源虛擬化，并以此達到負(fù)載均衡。(2)緩存技術(shù)。林業(yè)信息共享“云”主要是空間信息的共享，它的一個顯著特點是數(shù)據(jù)量大，因此，如何實現(xiàn)高并發(fā)服務(wù)響應(yīng)顯得尤為重要。在林業(yè)信息共享“云”的構(gòu)建中采用Memcached緩存技術(shù)可以大大提高數(shù)據(jù)共享服務(wù)的響應(yīng)速度，避免了數(shù)據(jù)量大和訪問量大造成的系統(tǒng)滯慢。(3)SOA技術(shù)。SOA技術(shù)是一種服務(wù)架構(gòu)技術(shù)。采用SOA技術(shù)可以方便地調(diào)用和服務(wù)，實現(xiàn)信息共享。在林業(yè)信息共享“云”中，同樣也可以采用SOA服務(wù)架構(gòu)技術(shù)，利用RESTFUL服務(wù)接口來調(diào)用服務(wù)，接受服務(wù)方可以通過XML傳遞必要的參數(shù)到服務(wù)器端，就象調(diào)用本地接口一樣實現(xiàn)與自身業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的無縫集成。在SOA架構(gòu)下的云服務(wù)可以部署在各種分布式平臺上，也可以通過網(wǎng)絡(luò)訪問各種服務(wù)。

4.4林業(yè)信息“云”的數(shù)據(jù)共享模式

根據(jù)林業(yè)信息“云”的體系結(jié)構(gòu)，可以利用云計算中的PaaS(平臺即服務(wù))云服務(wù)模式搭建林業(yè)信息共享服務(wù)平臺，將林業(yè)信息共享平臺封裝成服務(wù)供用戶使用。在林業(yè)信息共享服務(wù)平臺中，用戶可以按需定制和自己的服務(wù)，查詢和調(diào)用自己所需的信息，其數(shù)據(jù)共享服務(wù)模式如圖3所示。

4.5林業(yè)信息“云”的運行模式

根據(jù)林業(yè)信息“云”的架構(gòu)思路，設(shè)計其運行模式如圖4所示。林業(yè)信息“云”支持各種用戶(包括個人、部門單位和手持終端等)在任意位置、使用各種終端獲取林業(yè)信息共享服務(wù)，擴大了林業(yè)信息共享范圍。在該運行模式中，不同的用戶通過不同級別的權(quán)限受理與認(rèn)證，通過接入林業(yè)信息云平臺，可以登錄到林業(yè)信息“云”中，按需獲取自己所要的信息服務(wù)，同時也可以自己定制和林業(yè)信息相關(guān)服務(wù)。在林業(yè)信息“云”服務(wù)的共享模式中運行，可大大降低客戶端的要求。在該運行模式中，用戶可以只需一臺筆記本或一個PDA，就可以隨時隨地通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)來獲取林業(yè)信息“云”中提供的各種服務(wù)。由于林業(yè)信息“云”是由多節(jié)點集群集成部署的，林業(yè)信息資源分布在“云”中的服務(wù)器集群中，林業(yè)信息“云”擁有大量服務(wù)器，包括縣、市、省等級林業(yè)管理部門的服務(wù)器。這些服務(wù)器通過云計算的虛擬機技術(shù)虛擬化成一個資源池，且這些服務(wù)器的資源都是互通共享，可以隨時分配和調(diào)用的。通過虛擬服務(wù)集群的方式，大大降低了以往各個地區(qū)林業(yè)部門硬件和軟件資源的重復(fù)建設(shè)，減少了資源浪費，達到了資源利用的最大化。如圖4所示，林業(yè)信息“云”由各省、市級區(qū)域云組成，省、市級的區(qū)域“云”由各個地方林業(yè)部門的私有“云”組成。各地方林業(yè)部門的私有“云”可以是對該部門林業(yè)信息數(shù)據(jù)中心進行整合擴充形成，由各個林業(yè)部門自行管理。各省、市地區(qū)的區(qū)域林業(yè)信息都是可以互通共享的，林業(yè)共享信息由統(tǒng)一的云管理機構(gòu)進行協(xié)調(diào)管理和分配。

5討論

云計算技術(shù)應(yīng)用于林業(yè)信息共享管理中具備理論和實踐的可行性，可以做進一步的研究和實踐，將云計算應(yīng)用于林業(yè)信息共享研究中，在思維方式上是一種創(chuàng)新，但由于云計算技術(shù)暫不成熟，在云平臺的接入和實現(xiàn)問題上還有待深入研究和探索。云計算作為一種新興的服務(wù)共享模式，將其應(yīng)用到我國林業(yè)信息共享研究中，必將是我國林業(yè)信息化建設(shè)中的一個重大進展，隨著云計算技術(shù)在我國的迅猛發(fā)展，也必將有更光明的未來。