基于RS與GIS的屯溪區(qū)林地保護(hù)利用規(guī)劃研究

方秀峰 鞏永芳

摘要以安徽省屯溪區(qū)2009年SPOT5遙感影像為數(shù)據(jù)源，以ArcGIS10.0為數(shù)據(jù)加工與分析平臺，建立不同林地類型遙感影像解析標(biāo)志，進(jìn)行林地小班界矢量化數(shù)據(jù)采集，生成.Shp格式小班圖形數(shù)據(jù)，與小班屬性數(shù)據(jù)鏈接，形成屯溪區(qū)林地小班圖形與屬性數(shù)據(jù)庫，并對林地結(jié)構(gòu)、林地保護(hù)等級、林地功能分區(qū)及林地保護(hù)利用方向進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：屯溪區(qū)林地面積5 364.35 hm2，其中：有林地面積4 451.43 hm2，疏林地面積13.86 hm2，灌木林地面積536.44 hm2，未成林地面積327.88 hm2，苗圃地面積10.93 hm2，宜林地面積19.14 hm2，其他林業(yè)輔助生產(chǎn)用地4.67 hm2，以有林地居多，占林地面積的82.98%；林地保護(hù)等級共有3級，各等級林地面積由大到小依次是Ⅳ級林地面積>Ⅲ級林地面積>Ⅱ級林地面積；全區(qū)林地分為4個(gè)主體功能區(qū)，包括北部生態(tài)公益林區(qū)、西部與南部休閑游憩觀光風(fēng)景林區(qū)、東部重點(diǎn)旅游風(fēng)景林區(qū)和東南部城郊防護(hù)林區(qū)。該研究為制定屯溪區(qū)林地1張圖、實(shí)現(xiàn)林地資源數(shù)字化管理奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞遙感；地理信息系統(tǒng)；林地落界；林地保護(hù)等級；林地功能分區(qū)

中圖分類號S127文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號0517-6611（2014）23-07873-04

作者簡介方秀峰（1969- ），女，江西婺源人，工程師，從事森林資源管理工作。

收稿日期20140513森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)重要的組成部分，而林地是森林生長的載體，不僅為國家提供重要物質(zhì)資源，也為野生動植物棲息繁衍和生物多樣性保護(hù)提供環(huán)境基礎(chǔ)。采用遙感（RS）與地理信息系統(tǒng)（GIS）相結(jié)合的手段進(jìn)行林地保護(hù)利用規(guī)劃，確定林地的保護(hù)等級和主導(dǎo)功能區(qū)劃分，改進(jìn)了傳統(tǒng)的森林區(qū)劃調(diào)查手段，有效提高了森林區(qū)劃的精度[1-3]。該文以安徽省屯溪區(qū)森林資源為研究對象，在RS與GIS 技術(shù)的支持下，按照《縣級林地保護(hù)利用規(guī)劃林地落界技術(shù)規(guī)程》的要求，探討林地空間數(shù)據(jù)采集的方法、數(shù)據(jù)編輯處理的流程、空間數(shù)據(jù)庫建立等內(nèi)容，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行林地保護(hù)等級的劃分，分析屯溪區(qū)林地資源現(xiàn)狀，為合理利用林地資源、促進(jìn)林業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供依據(jù)。

1研究地概況

屯溪區(qū)位于安徽省黃山山脈南端，轄區(qū)內(nèi)大部分為低山丘陵地區(qū)。地處118°11′15″～118°24′1″E，29°39′34″～29°47′22″N，國土總面積13 940 hm2。東西長20.7 km，南北寬14.4 km。東部與歙縣交界，北與徽州區(qū)接壤，西南與休寧縣毗鄰。屯溪區(qū)屬揚(yáng)子江地層江南地層分區(qū)，處在黃山余脈與白際山脈之間，四周多為低山丘陵，中間為平坦盆谷平原，海拔在50～387 m之間。年均氣溫16.3 ℃，年極端最高氣溫41 ℃，年極端最低氣溫-14 ℃，年降水量1 670.1 mm，無霜期237 d。土壤類型為紫色土和紅壤，平畈區(qū)為河流沖積水稻土。主要樹種有馬尾松、杉、石櫟、樟、木荷、楓香、黃檀、烏柏、油茶等。

2研究方法

2.1數(shù)據(jù)源與軟件環(huán)境以屯溪區(qū)1∶1萬小班地形圖、2009年SPOT5高分辨率遙感影像為主要數(shù)據(jù)源，前期森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)為輔助材料，以ERDAS 9.2和ArcGis10.0軟件平臺進(jìn)行遙感圖像處理和空間數(shù)據(jù)采集，對屯溪區(qū)林地資源空間數(shù)據(jù)及其屬性進(jìn)行采集、編輯、質(zhì)檢等，最終建立林地資源空間數(shù)據(jù)庫。

2.2林地落界林地落界是指依據(jù)現(xiàn)有森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查、公益林區(qū)劃界定等成果，以DOM（數(shù)字正射影像圖）為基礎(chǔ)，通過遙感影像判斷核實(shí)，輔以適當(dāng)?shù)默F(xiàn)地調(diào)查，按照林地落界基本條件和精度要求，落實(shí)現(xiàn)有林地和依法可用于林業(yè)發(fā)展的其他土地的邊界和小班[4]。

2.2.1圖形數(shù)據(jù)采集。

2.2.1.1地形圖和遙感影像的預(yù)處理。用ERDAS 9.2軟件對SPOT5遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像融合、切邊等處理，得到色彩層次分明、紋理清晰、明暗適當(dāng)、地物識別性好的DOM，空間參考信息為1980年西安坐標(biāo)系、1985國家高程基準(zhǔn)和高斯-克呂格3度投影[5]。對1∶1萬地形圖進(jìn)行配準(zhǔn)，空間參考與DOM一致。

2.2.1.2空間數(shù)據(jù)采集。在ArcGis10.0軟件環(huán)境下，疊加上述“2.2.1.1”中處理后的地形圖和遙感影像，并調(diào)節(jié)地形圖透明度，使得地形圖和遙感影像能同時(shí)顯現(xiàn)出來。建立與地形圖和遙感影像具有相同坐標(biāo)系和投影的點(diǎn)、線、面等圖層，根據(jù)屯溪區(qū)林地類型遙感解譯標(biāo)志，判讀不同林地類型，并依據(jù)現(xiàn)有森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查成果，結(jié)合森林資源檔案等資料，根據(jù)地類、土地權(quán)屬、森林類別、林種、起源等不同條件[6-7]，以明顯地形地物界線勾繪林地邊界，劃分林地小班，形成相應(yīng)的行政駐地（區(qū)-鄉(xiāng)-村）、小班、行政界線（區(qū)-鄉(xiāng)-村）等圖形數(shù)據(jù)，行政界線主要用于行政區(qū)劃單位面積的統(tǒng)計(jì)和權(quán)責(zé)的明細(xì)。

2.2.1.3拓?fù)錂z查。在小班等基本圖形數(shù)據(jù)采集完成之后，在ArcGis 10.0中進(jìn)行林地小班的拓?fù)錂z查，主要檢查線與線、面與面之間是否存在相交，面與面之間是否存在間隙等，檢查完成之后，所有圖斑不允許存在拓?fù)溴e(cuò)誤。地形圖與遙感影像疊加.2.2屬性數(shù)據(jù)庫的建立。屬性數(shù)據(jù)庫是空間數(shù)據(jù)庫的重要組成部分，為了使采集的數(shù)據(jù)具有良好的結(jié)構(gòu)，以減少數(shù)據(jù)冗余和加快操作速度，對采集的相關(guān)數(shù)據(jù)要進(jìn)行規(guī)范化處理，將大量分散的數(shù)據(jù)組織成系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的各個(gè)數(shù)據(jù)表。

2.2.3圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的鏈接。圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)經(jīng)過輸入和編輯之后，建立鏈接，完成數(shù)據(jù)庫建設(shè)。屬性數(shù)據(jù)是以文本的形式來表示研究對象的屬性特征，圖形數(shù)據(jù)表示了研究對象的幾何特征。屬性數(shù)據(jù)庫和圖形數(shù)據(jù)庫是通過關(guān)鍵字聯(lián)系在一起的。因此，采取在圖形數(shù)據(jù)的屬性表中添加一個(gè)關(guān)鍵字段，該字段內(nèi)容為連接數(shù)據(jù)的標(biāo)識符，通過識別該字段來完成屬性數(shù)據(jù)與圖形數(shù)據(jù)鏈接，即完成小班屬性表與之前建立的小班柵格數(shù)據(jù)圖層之間的鏈接。

2.3林地保護(hù)等級與主導(dǎo)功能區(qū)區(qū)劃

2.3.1林地保護(hù)等級。根據(jù)生態(tài)脆弱性、生態(tài)區(qū)位重要性以及林地生產(chǎn)力等指標(biāo)，將屯溪區(qū)林地保護(hù)等級劃定為Ⅱ級、Ⅲ級和Ⅳ級，各等級具體評定指標(biāo)見。

2.3.2林地功能分區(qū)。根據(jù)全國和安徽省主體功能區(qū)區(qū)劃和林業(yè)發(fā)展區(qū)劃，結(jié)合屯溪區(qū)地形地貌、生態(tài)區(qū)位、經(jīng)濟(jì)發(fā)展中心布局等不同，參考各類調(diào)查統(tǒng)計(jì)資料，并結(jié)合必要的補(bǔ)充調(diào)查，分析區(qū)域間的差異性和區(qū)域內(nèi)的一致性；綜合考慮林地生產(chǎn)力現(xiàn)狀、林業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模以及區(qū)域優(yōu)勢和發(fā)展?jié)摿Γ凑罩鲗?dǎo)功能和利用方向，將林地劃分為地域上連片、主導(dǎo)功能相對一致的若干個(gè)功能區(qū)，提出林地保護(hù)利用的方向和途徑。

2.4技術(shù)路線技術(shù)路線見。

技術(shù)路線3結(jié)果與分析

3.1林地解譯標(biāo)志與落界以影像景幅為單位，每景選擇若干條色調(diào)齊全且有代表性并能反映該調(diào)查區(qū)域內(nèi)所有地類的勘察線路，將衛(wèi)星影像特征與實(shí)地進(jìn)行對照，記錄各地類影像的色調(diào)、紋理、大小、幾何形狀、地形地貌及地理位置等因素，拍攝地面實(shí)況照片，通過野外勘察和室內(nèi)分析，建立判讀林地類型與現(xiàn)地實(shí)況的對應(yīng)關(guān)系，形成目視判讀標(biāo)志[8]。根據(jù)屯溪區(qū)的實(shí)際情況，得到幾種林地及地形地物的判讀解譯標(biāo)志，具體見。

3.2林地結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀分析在ArcGis10.0軟件環(huán)境下，根據(jù)行政邊界圖層和林地斑塊（小班）圖層，統(tǒng)計(jì)各類行政區(qū)域和林地斑塊面積，其結(jié)果如。由該表可知，屯溪區(qū)林地總面積5 364.35 hm2，林地中有林地面積4 451.43 hm2，占林地總面積的82.98%，其中喬木有林地4 187.74 hm2，占有林地面積的94.08%，竹林263.69 hm2，占有林地面積的5.92%；疏林地面積13.86 hm2，占林地總面積的0.26%；灌木林地面積536.44 hm2，占林地總面積的10.00%，其中國家特別規(guī)定的灌木林地面積531.79 hm2，占灌木林地面積的99.13%，一般灌木林地面積4.65 hm2，占灌木林地面積的0.87%；未成林造林地327.88 hm2，占林地總面積的6.11%；苗圃地面積10.93 hm2，占林地總面積的0.20%；宜林地面積19.14 hm2，占林地總面積的0.36%；林業(yè)輔助生產(chǎn)用地4.67 hm2，占林地總面積的0.09%。

幾種地類及地形地物的判讀解譯標(biāo)志

類型標(biāo)志描述色彩形態(tài)結(jié)構(gòu)相關(guān)分布地域分布典型影像有林地暗紅色不規(guī)則顆粒片狀山坡疏林地淡棕色不規(guī)則顆粒片狀山坡灌木林地黃綠色不規(guī)則均勻片狀山頂未成林地藍(lán)白色規(guī)則均勻片狀山坡苗圃地淺紅色不規(guī)則均勻片狀平地宜林地紅白色不規(guī)則不均勻片狀山坡高速公路淺藍(lán)黑規(guī)則均勻帶狀山地或平原水域藍(lán)色不規(guī)則均勻片狀或帶狀平原或洼地村莊或城鎮(zhèn)白加淺藍(lán)色不規(guī)則顆粒片狀平地未利用地灰白加淺藍(lán)色不規(guī)則不均勻片狀平地

42卷23期方秀峰等基于RS與GIS的屯溪區(qū)林地保護(hù)利用規(guī)劃研究屯溪區(qū)林地面積結(jié)構(gòu)

林地類型面積∥hm2占林地比例∥%合計(jì)5 364.35100有林地4 451.4382.98疏林地13.860.26灌木林地536.4410.00未成林地327.886.11苗圃地10.930.20宜林地19.140.36林業(yè)輔助生產(chǎn)用地4.670.09

3.3林地保護(hù)等級劃分在屯溪區(qū)林地落界的基礎(chǔ)上，利用ArcGis中Data Management Tools—Dissolve工具，依據(jù)林地保護(hù)等級標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行相同保護(hù)等級小班融合，得到林地保護(hù)等級柵格數(shù)據(jù)層，不同林地保護(hù)等級面積統(tǒng)計(jì)結(jié)果如。由和可以看出，屯溪區(qū)林地保護(hù)等級共有3級，各級林地面積由大到小依次是Ⅳ級林地面積>Ⅲ級林地面積>Ⅱ級林地面積，分別占林地總面積的50.15%、24.99%和24.86%。

林地保護(hù)等級面積與比例

林地保護(hù)等級面積∥hm2占林地比例∥%合計(jì)5 364.35100Ⅱ級1 333.3924.86Ⅲ級1 340.8024.99Ⅳ級2 690.1650.15

與傳統(tǒng)方法只能對小班的林地保護(hù)等級進(jìn)行定性不同的是，利用RS與GIS相結(jié)合的手段進(jìn)行林地落界所確定的林地保護(hù)等級在具有屬性信息的同時(shí)，也具有空間地理位置信息，能夠進(jìn)行分類顯示，達(dá)到林地保護(hù)等級的可視化，在很大程度上為規(guī)范林地管理、加強(qiáng)林地的保護(hù)和利用提供保障。

3.4林地功能分區(qū)劃分屯溪區(qū)在安徽省林業(yè)發(fā)展區(qū)劃布局中為皖南山區(qū)林木培育風(fēng)景林區(qū)（Ⅳ.06-02）。在全國林業(yè)發(fā)展區(qū)劃一級區(qū)中屬于南方亞熱帶常綠闊葉林針闊混交林重點(diǎn)開發(fā)區(qū)，在二級區(qū)屬于華東華中低山丘陵用材經(jīng)濟(jì)林區(qū)。根據(jù)全國和安徽省林業(yè)區(qū)劃，將屯溪區(qū)分為北部生態(tài)公益林區(qū)、西部與南部休閑游憩觀光風(fēng)景林區(qū)、東部重點(diǎn)旅游風(fēng)景林區(qū)和東南部城郊防護(hù)林區(qū)。

北部生態(tài)公益林區(qū)以生態(tài)公益林建設(shè)為重點(diǎn)，著力體現(xiàn)森林的水源涵養(yǎng)、凈化空氣等功能，為新安江提供涵養(yǎng)水源功能、為屯溪區(qū)提供氧氣來源；西部與南部休閑游憩觀光風(fēng)景林區(qū)以風(fēng)景林為建設(shè)重點(diǎn)，以苗木花卉、特色經(jīng)濟(jì)林建設(shè)為輔，旅游改善與特色綠化苗木培育相結(jié)合，對一些公園、旅游景點(diǎn)、綠色長廊等重要的居民和游客活動場所進(jìn)行綠色質(zhì)量提升，便于開展精神文化活動、緩解城市居民的緊張工作狀態(tài)，滿足居民的精神需求；東部重點(diǎn)旅游風(fēng)景林區(qū)以國家4A級旅游景區(qū)——花山謎窟及其周邊旅游風(fēng)景林建設(shè)為重點(diǎn)，著力打造屯溪區(qū)的旅游品牌，加強(qiáng)對現(xiàn)有針葉風(fēng)景林的景觀改造，退耕還林、控制林地使用規(guī)模，有效保護(hù)花山謎窟景區(qū)風(fēng)景林景觀完整性；東南部城郊防護(hù)林區(qū)以城郊防護(hù)林建設(shè)為重點(diǎn)，兼顧用材林和特色經(jīng)濟(jì)林建設(shè)，加強(qiáng)現(xiàn)有林森林經(jīng)營工作，提高林分質(zhì)量和林地生產(chǎn)力水平；退耕還林、嚴(yán)格控制林地轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地。

利用ArcGIS中DataManagementTools—Dissolve工具將林地主導(dǎo)功能分區(qū)可視化，得到林地功能分區(qū)的柵格數(shù)據(jù)層，并計(jì)算各功能分區(qū)面積與比例。 由、5可知，北部生態(tài)公益林區(qū)面積為2 168.94 hm2，占林地總面積的40.43%；西部與南部休閑游憩觀光風(fēng)景林區(qū)面積為1 367.66 hm2，占林地總面積的25.50%；東部重點(diǎn)旅游風(fēng)景林區(qū)面積為1 097.59 hm2，占林地總面積的20.46%；東南部城郊防護(hù)林區(qū)面積為730.16 hm2，占林地總面積的13.61%。

安徽省屯溪區(qū)林地保護(hù)利用規(guī)劃林地保護(hù)等級分布（2010-2020年）安徽省屯溪區(qū)林地保護(hù)利用規(guī)劃林地功能分區(qū)分布（2010-2020年）林地功能分區(qū)面積與比例4結(jié)論與討論

4.1結(jié)論

（1）疊加1∶1萬小班地形圖與處理過的SPOT 5高分辨率遙感影像，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)假彩色合成影像的判讀標(biāo)志進(jìn)行目視解譯，能夠準(zhǔn)確區(qū)分有林地、疏林地、灌木林地等七大林地類型小班邊界。

（2）屯溪區(qū)林地面積5 364.35 hm2。其中，有林地面積4 451.43 hm2，占林地總面積的82.98%；疏林地13.86 hm2，占林地總面積的0.26%；灌木林地面積536.44 hm2，占林地總面積的10.00%；未成林造林地327.88 hm2，占林地總面積的6.11 %；苗圃地面積10.93 hm2，占林地總面積的0.20%；宜林地面積19.14 hm2，占林地總面積的0.36%；林業(yè)輔助生產(chǎn)用地4.67 hm2，占林地總面積的0.09%。

（3）屯溪區(qū)林地保護(hù)等級共有3級，各級林地面積由大到小依次是Ⅳ級林地面積>Ⅲ級林地面積>Ⅱ級林地面積，分別占林地總面積的50.15%、24.99%和24.86%。

（4）全區(qū)分為4個(gè)林地主體功能區(qū)，即北部生態(tài)公益林區(qū)，面積為2 168.94 hm2，占林地總面積的40.43%；西部與南部休閑游憩觀光風(fēng)景林區(qū)，面積為1 367.66 hm2，占林地總面積的25.50%；東部重點(diǎn)旅游風(fēng)景林區(qū)，面積為1 097.59 hm2，占林地總面積的20.46%；東南部城郊防護(hù)林區(qū)面積為730.16 hm2，占林地總面積的13.61%。