湘西自治州林地保護(hù)利用規(guī)劃林地落界技術(shù)

姚紹鋒

(湘西自治州林業(yè)勘測設(shè)計院， 湖南 吉首 416000)

湘西自治州林地保護(hù)利用規(guī)劃林地落界技術(shù)

姚紹鋒

(湘西自治州林業(yè)勘測設(shè)計院， 湖南 吉首 416000)

根據(jù)《林地保護(hù)利用規(guī)劃林地落界技術(shù)規(guī)程》(LYT 1955-2011)和《湖南省林地保護(hù)利用規(guī)劃林地落界操作辦法》等相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，結(jié)合本地區(qū)實際對湘西自治州林地保護(hù)利用規(guī)劃林地落界的技術(shù)環(huán)節(jié)與方法作出了新的探索，促進(jìn)了本地區(qū)林地落界工作經(jīng)濟(jì)、快速、準(zhǔn)確的完成，為今后林地落界工作的進(jìn)一步完善提供參考。

林地保護(hù)；林地落界； 湘西自治州

林地落界是依據(jù)現(xiàn)有森林資源規(guī)劃設(shè)計調(diào)查和公益林區(qū)劃界定等成果，以數(shù)字正射影像圖(簡稱DOM)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過室內(nèi)判讀，結(jié)合適當(dāng)?shù)膶嵉卣{(diào)查，按照林地落界的條件和要求，落實現(xiàn)有林地和依法可用于林業(yè)發(fā)展的其他土地的邊界，掌握林地及其利用狀況，建立林地落界數(shù)據(jù)庫，是全國林地“一張圖”建設(shè)和縣級林地保護(hù)利用規(guī)劃的基礎(chǔ)[1-2]，是制定林地保護(hù)利用規(guī)劃的必要前提。

1 區(qū)域概況

湘西自治州現(xiàn)轄7縣1市，國土總面積1.55萬 km2，其中林業(yè)用地面積112萬 km2，占總面積的72.3%，森林覆蓋率62.3%，活立木蓄積量3 042.28萬 m3。湘西州位于湖南省西北部，地處湘鄂渝黔四省市交界處，云貴高原東北側(cè)與鄂西山地西南端之結(jié)合部，武陵山脈由東北向西南斜貫全境，地勢西北高、東南低，屬中國由西向東逐步降低第二階梯之東緣；湘西州在《全國主體功能區(qū)規(guī)劃》中屬于武陵山區(qū)生物多樣性及水土保持生態(tài)功能區(qū)的范圍[3]，屬于典型亞熱帶植物分布區(qū)，擁有多種珍稀瀕危物種，同時又是澧水的發(fā)源地和沅江的主要匯水區(qū)域，對減少長江泥沙具有重要作用[4]。目前土壤侵蝕較嚴(yán)重，地質(zhì)災(zāi)害較多，生物多樣性受到威脅。

2 林地保護(hù)利用規(guī)劃林地落界技術(shù)

2.1 制定技術(shù)路線

林地落界要在林業(yè)二類調(diào)查的基礎(chǔ)上綜合運用地理信息系統(tǒng)、遙感、數(shù)據(jù)庫等新技術(shù)建立林地落界數(shù)據(jù)庫，具有較高的技術(shù)要求，是一項復(fù)雜而又細(xì)致的工作，內(nèi)外業(yè)的工作量都相當(dāng)大，要完成該項工作必須有清晰的工作步驟，我州根據(jù)《林地保護(hù)利用規(guī)劃林地落界技術(shù)規(guī)程》(LYT 1955 — 2011)和《湖南省林地保護(hù)利用規(guī)劃林地落界操作辦法》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求確定其林地落界技術(shù)路線圖[7-8](見圖1)。

圖1 林地落界技術(shù)路線Fig.1 The technology flow chart of forestland boundary determination

2.2 軟硬件系統(tǒng)選用

林地落界在軟硬件系統(tǒng)的選用上對高效、準(zhǔn)確完成該項工作具有決定性的作用，軟件可以使用數(shù)碼公司專門開發(fā)的林地保護(hù)利用規(guī)劃林地落界GIS(地理信息系統(tǒng))軟件，也可以使用ArcGIS等通用GIS軟件完成，但是考慮到專用軟件的高昂費用和通用軟件自動統(tǒng)計、邏輯檢查等功能的不足，目前我們主要采用由國家林業(yè)局調(diào)查規(guī)劃設(shè)計院于2006年完成開發(fā)的已經(jīng)在湖南省森林資源數(shù)據(jù)更新方面應(yīng)用了幾年的《森林資源檔案管理系統(tǒng)》單機(jī)版進(jìn)行林地落界操作；根據(jù)采用的這個軟件，硬件上各個工作組只要使用現(xiàn)有的辦公電腦即可進(jìn)行工作，對于匯總統(tǒng)計和前期大數(shù)據(jù)處理各縣市只要采購1～2臺萬元以下的高性能電腦即可，總體上使我州在該項費用節(jié)約了上百萬元的資金。

2.3 解譯標(biāo)志庫的建立

2.3.1 衛(wèi)星遙感DOM分類 首先根據(jù)拍攝日期對衛(wèi)星遙感DOM進(jìn)行分類，湘西州各縣市可分為四類；然后在每一類DOM中根據(jù)地形地勢、植被等因素選擇有代表性的3～5張作為解譯對象，并對解譯對象選擇能覆蓋區(qū)域內(nèi)所有地類、色調(diào)齊全且有代表性的多條外業(yè)調(diào)查線路；采用這種分類建立解譯標(biāo)志庫的方法在達(dá)到了技術(shù)規(guī)定要求的同時還節(jié)約了外業(yè)調(diào)查時間和減少了工作人員數(shù)量，我州在投入常規(guī)調(diào)查1/5技術(shù)力量和財力的情況下即完成了外業(yè)解譯工作。

2.3.2 實地核查 將遙感影像特征與實地進(jìn)行對照，記錄各地類影像的大小、幾何形狀、色調(diào)、紋理、地形地貌及地理位置等因素，拍攝實況照片。

2.3.3 建立解譯標(biāo)志庫 通過綜合外業(yè)調(diào)查成果和室內(nèi)分析，對于每一類DOM均建立判讀類型與實地類型的對應(yīng)系，形成目視判讀解譯標(biāo)志庫[9-11](見圖2)。

2.4 數(shù)據(jù)檢查

在對各個工作組上交的數(shù)據(jù)進(jìn)行縣級數(shù)據(jù)合并后，根據(jù)《湖南省林地保護(hù)利用規(guī)劃林地落界操作辦法》的相關(guān)要求，需要對坐標(biāo)系統(tǒng)、行政鄰界接邊、林地圖斑(小班)界線、矢量數(shù)據(jù)拓?fù)潢P(guān)系、圖形與屬性數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性、屬性因子完整性、屬性因子準(zhǔn)確性、屬性因子邏輯關(guān)系進(jìn)行一次全面的檢查和修改，保證整體數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性。

其中對于拓?fù)潢P(guān)系、完整性和邏輯關(guān)系的檢查是確保數(shù)據(jù)庫整體上符合技術(shù)要求的的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對于矢量數(shù)據(jù)拓?fù)潢P(guān)系的檢查我州主要采用ArcGIS9.3軟件進(jìn)行，而完整性和邏輯關(guān)系的檢查是使用《森林資源檔案管理系統(tǒng)》單機(jī)版的相關(guān)功能進(jìn)行自動檢查和批量修改。

圖2 湘西州林地落界遙感影像解譯標(biāo)志庫(20090920)Fig.2 Remote sensing image interpretation signs library of forestland boudary determination in South Hunan Autonomous Prefecture

2.4.1 拓?fù)潢P(guān)系檢查 使用ArcGIS9.3的ArcCatalog組件進(jìn)行矢量數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系檢查，該項檢查主要是防止矢量小班(圖斑)之間存在縫隙和重疊等現(xiàn)象，保障數(shù)據(jù)之間的無縫連接，從根本上保障小班面積乃至總體縣域各類面積的準(zhǔn)確性，其主要步驟如下：

打開ArcCatalog組件→在左邊目錄窗口選擇相應(yīng)文件夾→右鍵點擊新建“Personal Geodatabase”數(shù)據(jù)庫→右鍵點擊數(shù)據(jù)庫新建“要素集”→右鍵點擊要素集導(dǎo)入相應(yīng)的要素類(矢量圖層)→右鍵點擊要素集新建“拓?fù)洹薄斎胪負(fù)淙菹?一般為0.001meters)→添加“不能重疊”“不能有縫隙”等規(guī)則→右鍵點擊相應(yīng)的拓?fù)溥M(jìn)行“驗證”→打開ArcGIS9.3組件ArcMap→添加前面新建通過驗證的拓?fù)鋱D層→打開編輯器使用“拓?fù)洹惫ぞ邔Πl(fā)現(xiàn)的點、線、面等拓?fù)溴e誤進(jìn)行修改[12]。

2.4.2 完整性和邏輯關(guān)系檢查 數(shù)據(jù)的完整性與邏輯性檢查是保障統(tǒng)計匯總數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的最后一步檢查措施，對于全縣幾萬到十余萬的小班屬性使用人工檢查將花費大量的人力物力，可以說是不可能完成的任務(wù)，并且準(zhǔn)確性也無法保證，對此我州使用《森林資源檔案管理系統(tǒng)》單機(jī)版設(shè)計了相應(yīng)的規(guī)則進(jìn)行自動檢查，又快又好的完成了該項工作，主要步驟如下：

(1) 數(shù)據(jù)導(dǎo)入。在進(jìn)行檢查前必須把以及通過拓?fù)潢P(guān)系等檢查矢量數(shù)據(jù)導(dǎo)入到《森林資源檔案管理系統(tǒng)》單機(jī)版中，主要使用“資源更新”菜單打開“小班變化更新”進(jìn)入“森林資源變化數(shù)據(jù)維護(hù)”窗口，通過“圖層導(dǎo)入導(dǎo)出”功能來完成，導(dǎo)入過程中要注意數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是否有差異，如果有差異要進(jìn)行字段對應(yīng)關(guān)系的映射，另外再導(dǎo)入時應(yīng)注意將屬性數(shù)據(jù)同時進(jìn)行拷貝。

(2) 完整性和邏輯關(guān)系規(guī)則的設(shè)置。完整性規(guī)則主要是用來定義當(dāng)小班的某個因子為某一值時其它的某些因子不能為空值，對小班的完整性檢查時將用到這里設(shè)置的規(guī)則，例如當(dāng)小班的“地類”字段為喬木林地時“郁閉度”和“層代號”字段均不能為空；邏輯性關(guān)系規(guī)則主要是用來定義當(dāng)小班的某個因子為某一值時其它的某些因子必須為某些值，對小班的邏輯關(guān)系檢查時將用到這里設(shè)置的規(guī)則。例如：當(dāng)小班的“層代號”為A6時，“優(yōu)勢樹種組”必須為杉木組，“郁閉度”必須大于等于0.7等。

完整性和邏輯關(guān)系規(guī)則的設(shè)置是在“系統(tǒng)管理”菜單下的“參數(shù)設(shè)置”中完成的，可以根據(jù)林地落界相關(guān)技術(shù)規(guī)定的要求進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置。

(3) 完整性和邏輯關(guān)系檢查。在完整性和邏輯關(guān)系規(guī)則設(shè)置完成后，使用系統(tǒng)“資源更新”菜單下的“小班更新審核”窗口進(jìn)行“記錄完整性檢查”和“記錄邏輯關(guān)系檢查”檢查，對小班數(shù)據(jù)進(jìn)行自動檢查，檢查完成后導(dǎo)出檢查結(jié)果，根據(jù)檢查結(jié)果可以使用系統(tǒng)對于相關(guān)錯誤進(jìn)行批量修改[13]。

2.5 自動統(tǒng)計報表設(shè)計

在進(jìn)行最后的數(shù)據(jù)統(tǒng)計匯總時，我州均使用《森林資源檔案管理系統(tǒng)》單機(jī)版的“報表管理”功能，根據(jù)林地保護(hù)利用規(guī)劃林地落界的要求設(shè)計相應(yīng)的統(tǒng)計匯總表進(jìn)行自動統(tǒng)計匯總并輸出10大統(tǒng)計表，主要步驟如下：

2.5.1 添加報表分類和報表 首先根據(jù)技術(shù)規(guī)定的要求添加報表分類如“林地保護(hù)利用規(guī)劃林地落界”，然后在報表分類下再新建“林地現(xiàn)狀統(tǒng)計表”、“林地結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀統(tǒng)計表” 、“林地質(zhì)量等級統(tǒng)計表”等10大統(tǒng)計表，表格樣式可以全新建立也可以通過系統(tǒng)中的“從Excel新建”功能進(jìn)行導(dǎo)入，在報表格式調(diào)整好以后把數(shù)據(jù)來源選擇為相應(yīng)的“林地落界二類林相圖層。

2.5.2 報表統(tǒng)計設(shè)計 報表自動統(tǒng)計就是在上述表格的基礎(chǔ)上通過系統(tǒng)“報表管理”中的“設(shè)計”功能對于某項統(tǒng)計要素設(shè)置相應(yīng)的統(tǒng)計條件進(jìn)行統(tǒng)計(如圖3)，例如要統(tǒng)計竹林地的面積，條件就設(shè)置為地類字段代碼為“113”的小班面積求和，報表中大部分統(tǒng)計要素是通過上述的條件求和來完成，少部分例如森林覆蓋率等百分比則可以直接設(shè)計為“森林面積*100/國土面積”的形式來計算。

圖3 自動統(tǒng)計匯總表設(shè)計界面Fig.3 The design iuterface of automatic statistical Summary

2.5.3 報表自動統(tǒng)計 設(shè)計完相應(yīng)的統(tǒng)計報表后即可以進(jìn)行自動統(tǒng)計，主要使用“資源更新”菜單下的“森林資源現(xiàn)狀統(tǒng)計”窗口下選擇需要統(tǒng)計的報表和統(tǒng)計級別(縣、鄉(xiāng)、村)來完成統(tǒng)計，然后通過“另存為Ecexl”功能將統(tǒng)計好的報表導(dǎo)出到Excel電子表格或者直接打印[14-15]。

3 討論

通過實踐表明，上述林地落界方法切實可行，但在工作中還有以下問題需要注意。

一是遙感影像的分辨率不夠高，存在同物異譜、同譜異物的現(xiàn)象[16]，林地與非林地、有林地和無林地的界線容易判斷，但是有林地內(nèi)部特別是樹種的判斷需要根據(jù)森林資源規(guī)劃設(shè)計調(diào)查數(shù)據(jù)庫進(jìn)行輔助；

二是遙感影像的拍攝時間過早或過晚(上午10時以前或者下午14時以后)，造成山區(qū)陰坡陰影面積過大，室內(nèi)判讀困難，加大了室外補(bǔ)充調(diào)查的工作量；

三是部分遙感影像的拍攝季節(jié)不夠理想，特別是冬季拍攝的，對于落葉樹種為主的地類準(zhǔn)確判斷具有很大的影響，需要參考森林資源規(guī)劃設(shè)計調(diào)查數(shù)據(jù)庫并結(jié)合實地調(diào)查來確定；

四是部分遙感影像拍攝年份過早，實際地類變化過大，室內(nèi)判讀與實地有較大出入，需要實地核實地類；

五是部分森林資源規(guī)劃設(shè)計調(diào)查數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性不夠，與遙感判讀有較大的出入，需要現(xiàn)地核實才能保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

針對上述影響遙感判讀，增加外業(yè)工作量與難度的因素，需要在資料收集準(zhǔn)備階段引起高度重視，以利于林地落界工作的順利開展，從根本上保障數(shù)據(jù)成果的準(zhǔn)確性、完整性。

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(文字編校：龔玉子)

ForestlandprotectionandutilizationplanningforestlandboundarydeterminationkeytechnologyareasinSouthHunanAutonomousPrefecture

YAO Shaofeng

(Forestry Survey and Design Institute of South Hunan Jishou 416000,China)

According to the 《Forestland Protection and Utilization Planning Forestland Boundary Determination Technical Rules》(LYT 1955-2011) and 《Hunan Province Forestland Protection and Utilization Planning Forestland Boundary Determination Operation Method》 and other related technical standards, and the local actual situation, to discuss the key method and flow path for Forestland Protection and Utilization Planning Forestland Boundary in South Hunan Autonomous Prefecture，and it will accelerate the work of forestland boundary determination in econernic, fast and correct way for future similar work completed provides a new way of thinking.

forestland Protection; forestland boundary determination； South Hunan Autonomous Prefecture

2014-01-19

姚紹鋒(1975-)，男，湖南省古丈縣人，工程師，主要從事林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計工作。

S 757.4

A

1003 — 5710(2014)03 — 0059 — 05

10. 3969/j. issn. 1003 — 5710. 2014. 03. 014