縣級林業(yè)綜合地理信息系統(tǒng)的建立和應用實踐
——以浙江省縉云縣為例

劉 足 良

（浙江省縉云縣林業(yè)局 321400）

縣級林業(yè)綜合地理信息系統(tǒng)的建立和應用實踐
——以浙江省縉云縣為例

劉 足 良

（浙江省縉云縣林業(yè)局 321400）

目前縣級主要有林權信息系統(tǒng)、二類資源信息系統(tǒng)和生態(tài)公益林管理信息系統(tǒng)，古樹名木系統(tǒng)未落實到圖，四系統(tǒng)互不兼容，使用不方便。GIS地理信息系統(tǒng)采用的核心技術歸納為地圖分層，矢量抽象，空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的劃分三個方面，以此為基礎，基于ActiveX技術的GIS平臺，GPS和RS及縉云縣森林資源信息的特點，使用面向?qū)ο蟮姆椒ǎ橄蟪隹h級林業(yè)綜合地理信息系統(tǒng)，使林權、二類資源數(shù)據(jù)、生態(tài)公益林、古樹名木四信息系統(tǒng)基于視圖與視圖配置的模型，研究開發(fā)出林業(yè)綜合地理信息系統(tǒng)軟件。實踐證明，采用這種技術能提高基層林業(yè)工作者的工作效率，減輕野外體力作業(yè)，提高工作精度。

森林資源；地理信息；建立；應用

地理信息系統(tǒng) Geographic Information System 簡稱 GIS,是在計算機軟件和硬件的支持下 ,運用系統(tǒng)工程和信息科學理論 ,科學管理和綜合分析具有空間內(nèi)涵的地理數(shù)據(jù) ,以提供對規(guī)劃、管理、決策和研究所需信息的空間信息系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)是集地球科學、信息科學、計算機科學、環(huán)境科學、管理科學于一體的邊緣科學。其最大特點在于可以把社會生活中的各種信息與反映地理位置的圖形信息有機地結合起來，從而使復雜空間問題的科學求解成為可能。它具有空間數(shù)據(jù)處理能力和空間信息分析能力，屬性數(shù)據(jù)和圖形數(shù)據(jù)并存的特點 ,可根據(jù)用戶的要求迅速地獲取滿足需要的各種信息，并能以地圖、圖形或數(shù)據(jù)的形式表示處理的結果。

1 研究區(qū)基本概況

縉云縣位于浙江省南部腹地，麗水市東北部,北緯28°25′～28°57′，東經(jīng)119°52′～120°25′。南北長60公里，東西寬54公里，東界仙居，東南臨永嘉，南連青田，西接蓮都，西北靠武義，北、東北分別與永康、磐安毗鄰。面積14.88萬公頃，其中林業(yè)用地面積11.3萬公頃，占76.l%，是一個“八山一水一分田”的林區(qū)縣。縉云縣地處括蒼山與仙霞嶺的過渡地帶。地形以山地、丘陵為主，約占全縣總面積80%以上。地勢東南高，西北低，大體以好溪為界；東南部由括蒼山的閭尾分成數(shù)支伸入，山巒起伏，一般海拔500～800米以上，主峰大洋山的海拔1500.6米，為括蒼山諸峰之冠；縉云縣山地土壤有紅壤、黃壤、巖性土3個土類，7個亞類（紅壤、黃紅壤、侵蝕型紅壤、黃壤、侵蝕型黃壤、鈣質(zhì)紫色土、玄武巖幼年土）17個土屬，26個土種，其中紅壤土類分布最廣。境內(nèi)氣候?qū)僦衼啛釒Ъ撅L氣候區(qū)，氣候溫暖濕潤，四季分明，冬夏長，春秋短。據(jù)縉云縣氣象站資料統(tǒng)計：年平均溫度17.2℃，極端最高氣溫41.7℃，極端最低氣溫－13.1℃，無霜期245天，年平均降水量1437毫米。主要植被類型有針葉林、針闊混交林、常綠闊葉林、落葉闊葉林、毛竹林和經(jīng)濟林。主要優(yōu)勢樹種有馬尾松（Pi nus massoniana Lamb）、杉木（Cunninghamia Lanceolata）、木荷（Schimasuperba et Champ）、楓香（Liquidambar formosaceHance）、毛竹（Phyllostachyshterocycla）、櫟類等。

2 縣級林業(yè)綜合地理信息系統(tǒng)建立和應用存在的問題

目前該縣化了大量的精力和物力，化了大量資金，用了三年時間分別建起了《縉云縣林權信息系統(tǒng)》、《縉云縣二類森林資源系統(tǒng)》、《縉云縣生態(tài)公益林管理系統(tǒng)》和2004年建立的古樹名木資源數(shù)據(jù)庫，但由于四個系統(tǒng)分別由三個單位承擔制作，技術參數(shù)、技術力量和制作代碼及采用地理坐標系不同等多種原因影響，致使系統(tǒng)間互不兼容，不能合并使用，給日常工作中使用帶來非常不便，經(jīng)常要帶上三張圖紙和一本古樹名木錄到現(xiàn)場實地核對，一不細心就會出現(xiàn)錯誤。

2.1 三系統(tǒng)采用地理坐標系不同

由于林權信息系統(tǒng)是采用世界級地理坐標系，即WGS84:World Geodetic System 1984地理坐標系，二類森林資源系統(tǒng)沒有確定坐標系，而生態(tài)公益林管理系統(tǒng)采用西安80地理坐標系，古樹名木信息系統(tǒng)由于建成較早而沒有矢量圖數(shù)據(jù)，不能在圖上反映出來。由于采用的坐標系統(tǒng)不同，系統(tǒng)間的地圖分層、矢量抽象、空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)就不兼容，不能正常顯示。

2.2 使用代碼不同

林權信息系統(tǒng)和二類資源系統(tǒng)采用全省統(tǒng)一的縣代碼和林業(yè)統(tǒng)一的鄉(xiāng)鎮(zhèn)村代碼，而生態(tài)公益林系統(tǒng)與以上二系統(tǒng)三級行政代碼均不同，古樹名木信息系統(tǒng)三級行政代碼又自成一派，各不相同。

2.3 制作單位提交成果的文件格式不同

林權系統(tǒng)、生態(tài)公益林和二類資源系統(tǒng)的文件格式為mxd格式，由于該格式可以用GIS地理信息系統(tǒng)軟件打開，GIS軟件功能強大，可進行第二次開發(fā)，而古樹名木信息系統(tǒng)只有“DBF”格式為數(shù)據(jù)庫，沒法在GIS中使用。

2.4 系統(tǒng)數(shù)據(jù)更新困難

由于GIS地理信息系統(tǒng)是一門新的學科，該系統(tǒng)功能強大，是一個國外開發(fā)的軟件，目前這方面的人才緊缺，GIS技術推廣應用人員幾乎是鳳毛麟角。由于林業(yè)綜合信息是一個動態(tài)數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)變化非常頻繁，給系統(tǒng)數(shù)據(jù)更新帶來很大難題。

2.5 不能與其他單位交換相關電子數(shù)據(jù)

目前，國土部門和城市建設部門，經(jīng)常需要林業(yè)部門提供相關圖表資料，他們目前均使用xian 1980 地理坐標系統(tǒng)，由于我們相關系統(tǒng)與社會流行的地理坐標系統(tǒng)不兼容，圖表數(shù)據(jù)不能交換，在征占用林地項目報批中，他們提供給我們的圖表數(shù)據(jù)，不能與我們自己的系統(tǒng)疊加，工作非常不便，并容易出錯。

2.6 單一的系統(tǒng)，成為擺設

由于這方面人才缺乏，幾乎無人有這方面的專業(yè)知識，加上原系統(tǒng)單一，使用麻煩，所以雖有三個地理信息系統(tǒng)建成，但是成為擺設，無人應用。另外，基層林業(yè)站資金缺乏，設備落后，沒有配備手提電腦，有這樣的系統(tǒng)，不能拿到野外現(xiàn)場使用，雖在辦公室配有電腦，但配置低，地理信息系統(tǒng)難以運行。

3 系統(tǒng)建立過程

3.1 利用ArcGIS平臺建立《縣林業(yè)綜合地理信息系統(tǒng)》

（1）安裝ArcGIS 10.0軟件，在有足夠空余的空間（最好10G以上）硬盤內(nèi)根目錄下（如“E:”盤），建立“縣林業(yè)綜合地理信息系統(tǒng)”文件夾，在該系統(tǒng)文件夾內(nèi)分別建立行政面、二類資源面、林權面、公益林面、古樹名木面、地形圖面等文件夾，在文件夾內(nèi)加入現(xiàn)有的可用的相應數(shù)據(jù)，待用。

（2）打開ArcMAP 10，新建空白地圖，另存為縣林業(yè)綜合地理信息系統(tǒng).mxd。保存到“縣林業(yè)綜合地理信息系統(tǒng)”文件夾中。

（3）建立投影坐標為xian 1980 投影Gauss＿Kruger ,地理坐標為GCS＿xian＿1980,基準面D＿xian＿1980。方法：在圖像欄內(nèi)單擊右鍵，彈出一個對話框，選擇數(shù)據(jù)框?qū)傩?，在彈出?shù)據(jù)框?qū)傩灾羞x擇坐標系選項，在選擇坐標系方框中選擇預定義前“+”打開，點擊Geographic Coordinate Systems 前“+”打開，點擊Asia前“+”打開，點擊Xian 1980 ，這時在數(shù)據(jù)框?qū)傩员碇械漠斍白鴺讼悼蛑性黾覩CS Xian 1980 基準面：D Xian 1980 等內(nèi)容。

單擊Projected Coordinate Systems 前“+”打開,單擊Gauss Kruger前“+”打開，單擊Xian 1980 前“+”打開，單擊Xian 1980 3 Degree GK CM120E單擊應用。

選擇數(shù)據(jù)框?qū)傩猿Ｒ?guī)選項，在顯示中選擇度分秒，參考比例選擇1：10000，單擊確定。坐標系建立完成。

3.2 建立矢量化數(shù)據(jù)庫

（1）添加行政面圖層。方法：在內(nèi)容列表欄中，選擇圖層右擊，在彈出選項框中選擇新建圖層組，選擇新建圖層組右擊，在彈出圖層組屬性框中選擇常規(guī)選項，在圖層名稱欄內(nèi)改名為行政面，選擇組合選項，單擊添按鈕，彈出添加數(shù)據(jù)文本框，在查找范圍下拉箭頭上單擊，選擇默認工作目錄——縣林業(yè)綜合地理信息系統(tǒng)，單擊行政面文件夾打開，選擇鄉(xiāng)鎮(zhèn)面.shp、村面.shp等文件，單擊添加按鈕，系統(tǒng)彈出地理坐標系警告文本框，單擊變換按鈕，彈出地理坐標系變換文本框，單擊新建按鈕，彈出新建地理（坐標）變換文本框，單擊方法名稱下拉箭頭，選擇地心變換，單擊確定，再單擊彈出新建地理（坐標）變換文本框中的確定按鈕，單擊地理坐標系警告文本框中的關閉按鈕，行政面數(shù)據(jù)添加完成，縣林業(yè)綜合地理信息系統(tǒng)中的行政面矢量化數(shù)據(jù)庫建立完成。

（2）添加二類面圖層

建立二類面，把二類小班數(shù)據(jù)信息加入到該系統(tǒng)中，方法同上，建成縣林業(yè)綜合地理信息系統(tǒng)中的二類小班資源矢量化數(shù)據(jù)庫。

（3）添加林權面圖層

建立林權面，首先利用ArcMap軟件的強大功能，把林權系統(tǒng)的GCS＿WGS＿1984大地坐標轉(zhuǎn)換為xian＿1980的投影坐標和地理坐標，信息數(shù)據(jù)，建成縣林業(yè)綜合地理信息系統(tǒng)中的林權宗地塊的矢量化數(shù)據(jù)庫，方法同上。

（4）添加公益林面

建立公益面，添加生態(tài)公益林信息數(shù)據(jù)，方法同上，建成縣林業(yè)綜合地理信息系統(tǒng)中的生態(tài)公益林矢量數(shù)據(jù)庫。

（5）添加古樹名木面

建立古樹名木面，把古樹名木的坐落地經(jīng)緯度、樹種、年齡、樹高、胸徑、坐落鄉(xiāng)鎮(zhèn)村等信息錄入到古樹名木面，建成縣林業(yè)綜合地理信息系統(tǒng)中的古樹名木矢量化數(shù)據(jù)庫。

（6）添加地形圖面

建立地形圖面，把1∶10000電子地形圖進行文件格式處理，把其轉(zhuǎn)換為“.tif”格式文件，并利用ArcMap中的影像校準和配準功能進行配準，把全縣范圍內(nèi)的地形圖添加到該圖面，完成全縣地形圖的制作，建成縣林業(yè)綜合地理信息系統(tǒng)中的地形圖數(shù)據(jù)庫。

（7）添加遙感面

建立遙感面，把經(jīng)配準的遙感影像圖添加到遙感面中，建成縣林業(yè)綜合地理信息系統(tǒng)中的遙感圖數(shù)據(jù)庫。

到此，在ArcGIS中建成如下圖面層：

A行政面：包括具有縣界線和縣屬性點的市縣面、鄉(xiāng)鎮(zhèn)界線和鄉(xiāng)鎮(zhèn)屬性點的鄉(xiāng)鎮(zhèn)面及村界線和村屬性點的村面；

B二類小班面：包括二類資源數(shù)據(jù)小班線及小班相關信息；

C林權面：包括各類性質(zhì)林地權屬的宗地塊界線及宗地塊相關信息；

D公益林面：包括公益林小班的小班界線和小班相關信息；

E地形圖面：全縣范圍內(nèi)的1∶10000地形圖；

F遙感面：全縣范圍內(nèi)的遙感影像圖。

縣林業(yè)綜合地理信息系統(tǒng)建成后，可利用ArcGIS的強大歸納統(tǒng)計和空間分析功能，可以根據(jù)不同的需要制作并輸出各類森林資源分布、林權信息、公益林分布、古樹名木分布等圖面資料。

4 信息系統(tǒng)結果檢驗

本信息系統(tǒng)的建成，在圖中可顯示鄉(xiāng)鎮(zhèn)界、村界；二類小班號、面積和優(yōu)勢樹種；林權證宗地號、面積、林權類型；公益林小班號、面積；古樹名木可顯示古樹編號、樹種等信息，顯示信息內(nèi)容可自行設定。經(jīng)實地現(xiàn)場檢驗，根據(jù)系統(tǒng)中顯示的地理位置即經(jīng)緯度和海拔高度與GPS顯示的數(shù)據(jù)相同，說明本系統(tǒng)制作方法正確切實可行，系統(tǒng)明了實用。

5 對縣林業(yè)綜合地理信息系統(tǒng)使用的建議

（1）培養(yǎng)和引進專業(yè)技術人才。目前GIS地理信息系統(tǒng)作為新的信息獲取手段已顯示出很大優(yōu)越性。GIS作為一種數(shù)據(jù)存儲管理平臺為林業(yè)數(shù)據(jù)庫的建立奠定了一定的基礎，而GIS在中國林業(yè)界應用還剛剛起步階段，國內(nèi)從事林業(yè)森林資源地理信息系統(tǒng)技術研究和應用的專業(yè)、技術隊伍相對緊缺，特別是在縣級從事GIS技術推廣應用的人才幾乎是鳳毛麟角。因此，要進一步加大人才培養(yǎng)引進的力度，建立縣級GIS地理信息系統(tǒng)專業(yè)隊伍。縣林業(yè)主管部門需要配備既熟悉林業(yè)專業(yè)知識、又具有計算機應用技術的多學科專業(yè)人才，更好地將GIS地理信息系統(tǒng)應用于林業(yè)科技生產(chǎn)中去。

（2）擴大GIS地理信息系統(tǒng)在林業(yè)生產(chǎn)管理中應用范圍。我國南方地區(qū)，多處于低山丘陵地貌，一旦發(fā)生森林火災，很難選擇一個好的地點來觀察整個火勢，影響科學地結合有利地形地勢指揮撲火，撲火指揮的效率極低，在許多情況甚至根本無法實施有效指揮，有時會貽誤最好撲火時機。只要建立縣林業(yè)綜合信息地理信息系統(tǒng)，其內(nèi)容包括:最新航拍圖、最新地形圖,道路、村莊、河流、森林資源狀況等項目。發(fā)生森林火災時，撲火隊或火情觀察員使用GPS測出隊伍位置、火點位置，并通過手機或其它通訊設備報告到指揮部。指揮部人員及時把坐標輸入電腦，通過森林資源地理信息系統(tǒng)及時定位到地形圖或航片圖，形成最新的包括火點火線、撲火隊伍、地形地貌、水文、可調(diào)配勞力、森林資源價值、通信保障等情況的現(xiàn)場態(tài)勢圖，該態(tài)勢圖可幾分鐘更新一次，有了現(xiàn)狀態(tài)勢圖，指揮員便能真正實現(xiàn)高效率的指揮。對火線走向可建立模擬動畫，利用森林資源地理信息系統(tǒng)中的遙感圖建立電子沙盤。這樣就能自如指揮，能抓住有利時機撲火，使火災損失降到最小。

（3） 樹木精確定位管理：把全縣的古樹名木的GPS點導入縣林業(yè)綜合地理信息系統(tǒng)中去，在該系統(tǒng)中建立古樹名木地理信息，即可實現(xiàn)對古樹名木到每一株的管理,可用于古樹名木、珍稀樹木保護管理及林木認養(yǎng)經(jīng)營模式。

（4）充分發(fā)揮網(wǎng)絡優(yōu)勢，實現(xiàn)資源共享。建立縣林業(yè)綜合地理信息系統(tǒng)與網(wǎng)絡完美結合，以達到林業(yè)部門專人管理系統(tǒng)，即時更新數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，讓鄉(xiāng)鎮(zhèn)林業(yè)站能及時地獲得最新森林資源數(shù)據(jù)，及時掌握轄區(qū)內(nèi)的森林資源變化情況。

（5）森林資源調(diào)查中的應用：將航片資料（RS）加載到地理信息系統(tǒng)（GIS），即可直接進行小班區(qū)劃。利用樣地調(diào)查資料建立樣地數(shù)據(jù)與航片判讀信息的對應資料進行小班因子航片判讀訓練及準確性檢驗和校正，對因樣地資料偏少無法保證可靠性的林地類型可進行補充樣地調(diào)查。在固定樣地調(diào)查的應用上，為了便于今后復查，除了存儲樣地西南角的坐標點，還應當存儲尋找樣地路線的關鍵點，比如公路與小路的叉點、林間小路的叉路口，除個別地勢險要地段的目測點，今后固定樣地的復位率應該可以達到100%。

（6）林權變更管理中的應用：林權變更管理外業(yè)、內(nèi)業(yè)是一項工作量非常大的工作，用手工方法精度難以保證，效率很低。使用縣林業(yè)綜合地理信息系統(tǒng)，可以大大提高精確度，提高工作效率，并可通過系統(tǒng)打印出精致的林權證和附圖。

這樣完成的林權信息數(shù)據(jù)，保證了面積計算的準確性及制圖質(zhì)量，林權宗地矢量化后以宗地文件的形式保存在電腦中，為后續(xù)利用提供了極大的便利。此后的林業(yè)產(chǎn)權交易、森林資源調(diào)查評估、各項規(guī)劃設計都反復用到這些資料。

（7）繼續(xù)完善和及時更新：由于森林資源是一個動態(tài)的數(shù)據(jù)庫，小班數(shù)據(jù)每年大多在變，有采伐、造林、火災或病蟲害等，需要及時更新；林權信息也經(jīng)常在變動，林地所有權有因項目征占用林地而變?yōu)榉橇值匦枰N、林地經(jīng)營權流轉(zhuǎn)而林地使用權和林木所有權、使用權發(fā)生變動、自留山繼承而林權變動等需要及時更新，公益林也因項目征占用發(fā)生一占補一而變動等需要及時更新。電腦錄入或野外調(diào)查時發(fā)生錯誤而需要及時更正完善，古樹名木每年也有枯死而采伐等變化。有了該綜合系統(tǒng)就可及時更新，確保系統(tǒng)數(shù)據(jù)正確完整。

TP311

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1004-7743（2013）01-0057-06

2012-08-16