1 绪论
1.1 选题背景及研究意义
1.1.1 选题背景
在党的十九大报告中，习近平总书记将“坚持人与自然和谐共生”归进了新时代坚持发展中国特色社会主义的基本方略，并将生态文明建设作为中华民族永续发展的千年大计，提出务必贯彻落实“绿水青山就是金山银山”的两山理念。我国林业承担着修复、保护森林资源和维护生态多样性的重要职能，同时也肩负着生态产品产出和林产品供给保障的多重任务，既是生态文明建设的主体，也是两山理论落地实践的主要阵地。以两山理论为指导，加快推进林业现代化建设，把森林资源转变为资产，在保护的基础上发挥更大的作用，才能真正实现人与自然的和谐与共生。
经过多年的不懈努力，我国的林业现代化建设取得了显著成效，各项改革不断深化，信息化建设不断推进，生态状况明显改善，林业产业快速发展。但在取得成就的同时，仍然面临着诸多挑战，任务依旧繁重。其中，林业信息化是实现林业向规范化、科学化转变的重要手段，能有效赋能林业现代化建设的各个模块，大力推动林业现代化的建设进程。2013 年发布的《中国智慧林业发展指导意见》对信息化建设做了总体部署，在此之前我国的林业信息化处于数字林业阶段，着力获取和应用数字信息，在此之后便过渡到智慧林业阶段。“智慧林业”指的是通过感知化、智能化和协同化的手段，共享各类型林业数据库和业务系统，并通过数据挖掘和深度计算实现数据的智能处理和智慧决策，从而达到人与林、林与林之间的透彻感知，其技术基础是云计算、大数据和物联网等最新一代的信息技术（李世东，2014）。
国有林区是我国林业重要的森林资源培育战略基地，在大规模造林绿化和森林资源经营管理工作中取得了巨大的成就，在生态文明建设和经济社会发展中发挥着不可替代的重要作用。因此，推进国有林业局的信息化建设是我国林业信息化的重要内容。国有林业局经过多年的数字林业建设，各个业务模块大多应用了管理软件，且积累了大量的林业数据，具备了一定的信息化基础，但是总体信息化发展水平不平衡，信息化管理水平不高，普遍存在“信息孤岛”和“建设分层”的问题。“信息孤岛”指的是各个业务系统诸如森林资源管理系统、财务管理系统、病虫害防治系统等系统由不同的项目组开发设计，使用不同的数据库和编程语言等，系统之间独立运行，数据信息无法共享，分散脱节，甚至难以保证数据一致性。
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1.2 文献综述
1.2.1 林业信息化
林业信息化是国家信息化建设的一部分，由于国外发达国家总体信息化建设起步较早、发展迅速，总体水平也较高，相应的林业信息化发展水平也较高。目前国外信息化已经进入系统化发展阶段，着力集成融合先进的、且高度分化的各系统功能模块。林业信息化发展居于前列的国家依托基础数据，将基本的数据处理系统与高级的决策信息系统进行融合，特别是基于强大地理信息技术的深度融合。以典型的加拿大为例，研究者高效利用遥感等信息技术，依托地理信息技术和先进的分析工具获取精密的空间数据，并以系统数据为基础建立国家森林资源数据库（赵怡康，2014）。
20 世纪 80 年代初以来，我国林业信息化建设经历了初步探索、扩大应用和全面加快发展三个主要阶段（李世东，2014）。从林业信息技术应用层级上看，我国的林业信息化大致走过了数字林业、智慧林业和泛在林业 3 个阶段。数字林业是指“信息技术+林业”，以实现电子林业和数字林业工作为重点，主要以计算机技术、网络技术、可视化技术等为基础，获取和应用数字信息，促进林业发展。智能林业指的是在前一阶段的基础之上，通过感知、智能、协作等手段，共享各类林业数据库和业务系统数据，并通过数据挖掘和深度计算实现数据的智能处理和智慧决策，从而达到人与林、林与林之间的透彻感知，其技术基础是云计算、大数据和物联网等最新一代信息技术。泛在林业是林业信息化的高级阶段，涵盖了数字林业和智慧林业，也是智慧林业的扩展和延伸。在泛在林业阶段，高度发达的信息技术将融入林业的各个方面，实时应用、主客体集成和整体共生是这一阶段的核心特征（左家哺，2014）。
我国目前林业信息化的研究主要集中在两个方面，一是将最新的信息技术手段引入林业中，侧重于技术手段的实现；二是从林业经营管理的某个环节出发探究信息技术对林业某个具体业务的支持。在最新信息技术手段引入方面，吴鑫等（2016）在 GPS、GIS、3G 和 RFID 等技术的基础上，利用无线传感器网络和移动互联网作为传输介质，研建了一个森林资源数据更新系统，同时设计了适用于复杂通信环境的森林资源数据收集、传送和更新的小班信息通信器，整套系统基于物联网技术的标准。白栩翔（2016）为进一步加快农林企业获取信息的效率，在智慧林业建设的背景下，综合分析对比了三种移动推送技术的主要实现方式，将移动推送技术引入林业信息管理中。
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2 理论基础与关键技术支撑
2.1 理论基础
2.1.1 软件工程学
软件工程学是指导软件开发和维护的工程科学，它在计算机科学理论和其他相关科学理论的指导下，将相关的管理和技术方法相结合，致力于以更低的成本获得更高质量软件（王晓霞，2018）。计算机软件产品和其他产品一样，必须经历从构思到诞生、成长、成熟，最后衰落的全过程，在软件工程学中，此过程被称为“软件生命周期”（孔晓，2017）。
计算机软件产品的生命周期大致可以分成为五个阶段：可行性和必要性研究、需求分析、总体设计、详细设计以及系统应用研究。软件生命周期将应用软件的开发划分为不同阶段，每一阶段都有明确具体的开发任务，这一阶段的开发内容是下一个或多个阶段开发任务的基础和必要准备，按照每个阶段的主要任务进行开发实现，将大大降低软件产品的开发难度和开发风险，用最低的成本获取更高质量的软件产品。可行性和必要性研究指的是确定软件产品是否可以在可用的资源和可承受的成本范围之内找到行得通的方法实现软件产品以及软件产品是否可以为企业带来信息化效率和管理效益的提升（闫勇韬，2020）。需求分析是利用科学的分析技术和方法，例如问卷调查法、访谈法和建立模型等准确全面地获取用户的真实需求，并用文档的形式将需求确定下来，它是软件开发的重要基础。总体设计指的是从宏观上确定系统的实施方向和实施方法，合理确定软件的全局和整体架构，将开发项目分割成若干模块并确定各个模块之间的关系。详细设计是在总体设计的基础上，细化系统每个模块的实现方式。系统应用研究是对软件的应用效果进行阐述，具体而言包括软件产品对企业信息化效率和管理效益的提升带来的帮助等。
在本文的研究过程当中，软件工程学是重要的支撑理论之一，林业企业商务智能系统的研建同样遵循了软件生命周期理论。软件工程学贯穿了本文研究的始终。
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2.2 关键技术
2.2.1 云计算云计算（Cloud Computing）是指在传统计算机计算（分布式计算、并行计算和网格计算）的基础上利用现代互联网技术发展而来的新型商业计算模型。2007 年，Google 公司首先提出云计算的概念后，众多 IT 公司如 Amazon，Microsoft，Oracle，IBM 以及阿里、腾讯、百度、京东等均大力发展云计算业务。
云计算是一种服务的交付和按使用量付费的模式，能够按需为用户提供便捷、可配置的计算资源池（包括服务器、数据存储、应用软件和服务等）和可用快速的网络访问。云计算提出了一种高可靠性、高扩张性、软件服务化、资源虚拟化、系统透明化、按需服务且价格便宜的全新商业计算服务模式（谢杨，2015）。云计算的服务模式不断进化，目前普遍接受的是按照服务的提供方式进行划分，分成基础设施即服务（Infrastructure as a Service，简称 IaaS）、平台即服务（Platform as a Service，简称 PaaS）以及软件即服务（Software as a Service，简称 SaaS）。
（1）基础设施即服务（IaaS）能够提供所有的计算机基础设施，包括 IT 硬件资源和操作系统等。用户按需选择，云计算供应商拥有所有权，并提供相应的运行和维护服务。
（2）平台即服务（PaaS）为用户提供软件开发所需的平台，一般指中间件平台，用户可在供应商提供的程序运行环境下，自主开发应用程序并发布至云端架构，可有效降低软件的开发成本。
（3）软件即服务（SaaS）为用户提供的是应用软件方面的服务。云计算供应商将应用软件统一部署在云端架构中，并提供应用软件的一系列服务，包括实施、运行和维护。用户只需根据自己的个性化需求订购所需的应用软件服务。
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3.1 林口林业局有限公司概况 ..................... 17
3.1.1 基本情况 ................................. 17
3.1.2 信息化建设现状 ............................. 17
4 林业企业商务智能系统设计 ......................... 26
4.1 商务智能平台选择 ................................ 26
4.1.1 开源产品与商业产品 ............................ 26
4.1.2 主流开源商务智能产品 ....................... 27
5 林业企业商务智能系统实现 ................................ 50
5.1 开发环境 ................................. 50
5.2 ETL 实现 ............................ 50
6 林业企业商务智能系统应用分析
6.1 提升林业企业业务洞察能力
商务智能系统是业务、技术和资源三合一的产物，业务驱动并由此产生价值（或变现）是商务智能系统的本质特征，这也就决定了系统的研建来源于业务，同时也服务于业务。在林业企业商务智能系统的研建过程中，业务需求的分析至关重要，本文在需求分析部分也做了较为详实的阐述，可以看出业务需求来源于多个方面，包括现有研究成果的梳理和实地调研的结果，但主要以实地调研的结果为主，力求以解决实际问题为导向，切合林业企业的经营管理实际，为用户提供精准的业务洞察视角。
通过回访林口林业局的实际用户，包括业务人员和管理工作者，从试运行反馈中本文得出林口林业局商务智能系统的应用有效提升了企业的业务洞察能力，具体体现在以下两个方面。
（1）报表展示功能的使用让用户可以随时查看自己权限范围内的历史和即时报表。在林口林业局过去的日常工作中，业务人员和管理者若有回看报表的需求，大多是通过翻阅纸质报表的方式进行。这是由于管理者必须频繁跳转登录多个业务系统才能查询到不同业务的数据信息，同时各个业务系统中的报表功能更多关注报表数据的准备填报和向上传送，查询功能的设计并不友好。这种不友好主要体现在两方面：一是操作繁琐无形中提高了使用门槛，二是由于报表查询不作为其主要功能导致业务系统中往往只存储近三年的报表数据，更长时候之前的历史数据查询仍需要靠翻阅纸质报表。正是由于各个业务管理系统对于查询功能的不友好设计，用户需要了解和查询历史的饿和多类别报表数据时，只能翻阅纸质报表。但在实际工作中，使用翻阅纸质报表的方式进行查询的精力和时间成本相对于直接登录系统点击来说更高，在这种更高的查询成本面前，许多用户往往选择放弃，这就无形中降低了用户对企业实际业务的了解和洞察。此外，管理者在查看报表时还存在只能查看需要下级单位上报上来的综合性报表数据，更为原始和细化的报表数据管理者往往无法溯源。
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7 结论与展望
7.1 研究结论
在我国大力推进生态文明建设和林业现代化建设的背景之下，针对国有林业局信息化建设中的“信息孤岛”和“建设分层”等一系列问题，本文对解决这一困境的商务智能系统进行了详细研究，以黑龙江省林口林业局有限公司为例研建了一套林业企业商务智能解决方案，并对系统的需求分析、设计和开发实现等一系列软件开发全过程进行了详细阐述，并对系统的应用价值做出了分析，希望能为之后的研究抛砖引玉。本文构建的林业企业商务智能系统从林口林业局现有的各业务系统中抽取需要的数据，通过数据的 ETL 处理和计算分析，将分析结果即发现的有用知识通过前端信息门户呈现给用户，辅助业务人员和管理者的日常工作与管理决策。本文的主要研究成果集中在以下五个方面：
（1）在系统的需求分析上，本文从业务需求和系统需求两方面进行了梳理。在业务需求部分，以森林可持续经营理论为主要指导，结合林口林业局实际数据的可得性和具体指标的有效性，建立了一套森林可持续经营评价指标体系，并将此指标体系作为商务智能系统构建的主要抓手。系统需求方面则从功能需求、数据需求和性能需求三方面进行分类梳理，最大程度地覆盖林业企业对于商务智能系统的全方位需求。
（2）设计了林业企业商务智能系统的四层架构设计方案，包括数据获取层、数据集成层、数据处理层和数据应用层。
（3）设计并实现了“基础数据库-数据仓库”的双层数据库模型，详细阐述了数据库设计的三个阶段，分别是概念模型、逻辑模型和物理模型设计。在数据仓库中分别建立了服务于指标展示的数据集市和服务于数据多维分析的数据立方体。其中数据立方体采用的是星型模型，根据林口林业局的实际业务需求分析出四个方面 16 个管理主题构建维度表和事实表。
（4）详细梳理了系统的数据流程，并按照所设计的 ETL 过程模型利用 Kettle 工具高效实现了数据的抽取、转换和加载，完成了操作性数据向业务性数据的转变。
（5）选用开源商务智能产品 Pentaho 实现了林业企业商务智能系统的构建，完成了三大主体功能，分别是报表展示、指标展示和数据多维分析。利用 Report Designer实现报表展示和指标展示，基于 Schema Workbench 构建 OLAP Schema 文件实现数据多维分析。
参考文献（略）