地理信息系統(tǒng)在林業(yè)上的應(yīng)用

陸顯興

摘 要：地理信息系統(tǒng)（GIS）在林業(yè)上應(yīng)用的重要性及廣泛的前景。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；GIS；林業(yè)；應(yīng)用

一、地理信息系統(tǒng)的基本發(fā)展概況

地理信息系統(tǒng)簡稱GIS，是20世紀(jì)60年代開始逐漸發(fā)展起來的一門綜合性的空間數(shù)據(jù)處理技術(shù)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、空間技術(shù)、無線電傳輸?shù)燃夹g(shù)的快速發(fā)展，GIS技術(shù)近年來發(fā)展十分迅速，已成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。

二、GIS在林業(yè)上的應(yīng)用功能

由于林業(yè)自身有諸如森林生長的長期性、森林資源分布的地域遼闊性、森林資源的再生性、森林成熟的不確定性等特點(diǎn)。因而森林資源信息具以下幾個(gè)顯著特點(diǎn)：森林資源信息具有區(qū)域分布性，森林資源在區(qū)域上表現(xiàn)為分布式特點(diǎn)，其屬性表現(xiàn)為多層次；森林資源數(shù)據(jù)量大，森林資源信息既有空間定位特征，又有屬性特征（各種調(diào)查因子），森林的生長又是隨時(shí)間的變化而發(fā)生變化，森林資源信息在時(shí)間維上也是變化多樣的（多期的調(diào)查數(shù)據(jù)）；展現(xiàn)森林資源信息載體的多樣性，有描述森林資源信息的文字、數(shù)字、地圖、林相圖和影像等符號(hào)信息載體以及紙質(zhì)、光盤等物理介質(zhì)載體。用傳統(tǒng)的手段來管理和展現(xiàn)森林資源信息并以此來指導(dǎo)林業(yè)生產(chǎn)已日益暴露其嚴(yán)重的弊端。因此，采用新技術(shù)（如GIS技術(shù)）使特定區(qū)域內(nèi)林業(yè)經(jīng)營管理進(jìn)入到數(shù)字化、集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化已成為必然趨勢，為林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支撐，為林業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)提供新的管理手段。

三、GIS在林業(yè)上的應(yīng)用

近年來，我縣林業(yè)工作者廣泛應(yīng)用GIS技術(shù)在林業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用非?；钴S和普及，主要有這幾個(gè)方面。

1.森林資源信息管理分析和評價(jià)。森林資源信息管理地理信息系統(tǒng)的建設(shè)工作目前正在開展。越來越多的林業(yè)工作者目光投向GIS技術(shù)與森林資源管理有機(jī)結(jié)合的研究：森林資源檔案管理、林業(yè)土地利用變化監(jiān)測、森林資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測與管理、林權(quán)管理等方面，為林業(yè)主管部門的森林資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測和經(jīng)營管理分析和評價(jià)提供了一種更有效的工具。

2.森林分類經(jīng)營區(qū)劃。應(yīng)用GIS技術(shù)，可以將研究區(qū)域的森林進(jìn)行功能區(qū)分，并能把森林區(qū)劃分類經(jīng)營的成果以可視化的方式展現(xiàn)，區(qū)劃的成果可保存，能夠一次輸入，多次調(diào)用。改變了以往的林業(yè)區(qū)域布局帶有較強(qiáng)主觀傾向性的弱點(diǎn)，依賴GIS空間分析功能更加有效地發(fā)揮森林的主導(dǎo)功能，實(shí)現(xiàn)森林分類經(jīng)營區(qū)劃的自動(dòng)化、可視化及圖形化 。

3.森林抽樣設(shè)計(jì)。森林資源調(diào)查中樣點(diǎn)的布設(shè)是森林抽樣調(diào)查中基本工作，在森林資源調(diào)查中得到廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的樣點(diǎn)布設(shè)方法是借助隨機(jī)數(shù)表在地形圖、航片（影像）、林業(yè)專題圖上標(biāo)出，然后用測量的方法根據(jù)樣點(diǎn)的圖上坐標(biāo)放樣到實(shí)地相應(yīng)位置。GIS系統(tǒng)中林業(yè)專業(yè)抽樣設(shè)計(jì)功能進(jìn)行了擴(kuò)充，從而實(shí)現(xiàn)了森林抽樣樣點(diǎn)的可視化布設(shè)，并能任意查詢和打印樣點(diǎn)分布圖及樣點(diǎn)的詳細(xì)位置圖。

4.林業(yè)專題制圖。制圖是一項(xiàng)技藝性強(qiáng)且工作量極大的工作，但 GIS提供的制圖功能使制圖工作變得輕松自如。在制作植被分布圖時(shí)，GIS把地圖的信息源依海拔、坡向、坡位、坡度、土壤類型、年降雨量等分成不同的“層 ”，使每一層與一定立地上的植被相聯(lián)系，從而簡化、連貫了植被成圖工作。ArcGIS9.3將地圖分為點(diǎn)狀圖、線狀圖、面狀圖、等值線圖四大類 ，利用其圖形作模塊，通過圖形的組合、疊加、復(fù)合 ，實(shí)現(xiàn)地圖的拼接、 剪裁、縮放等各種功能，從而制 作用戶所需的各種復(fù)雜的專題圖。

5.森林采伐設(shè)計(jì)管理。應(yīng)用GIS技術(shù)可以把下達(dá)采伐限額指標(biāo)與其數(shù)字化圖面材料結(jié)合起來。對于森林采伐量的空間直觀分析就是將采伐預(yù)定量落實(shí)到小班，應(yīng)用GIS技術(shù)直觀地反映到具體地域空間，反映出各種不同的采伐方式（主伐、生長伐、低改）和采伐量（蓄積）的地理空間分布。借助GIS分析其相關(guān)的地理屬性之間的相互關(guān)系，從而分析采伐量決策在空間上的合理性，分析采伐進(jìn)程和空間配置方案與保護(hù)生物多樣性的影響。

6.營造林規(guī)劃設(shè)計(jì)。GIS應(yīng)用于營造林規(guī)劃設(shè)計(jì)，能更準(zhǔn)確地了解林業(yè)資源及生物多樣性，更有效地進(jìn)行生產(chǎn)經(jīng)營方案的決策。應(yīng)用GIS管理營造林規(guī)劃檔案，動(dòng)態(tài)生成本地區(qū)的可造林地情況分布圖，為更好地實(shí)現(xiàn)適地適樹提供可視化手段。這為造林工程管理、生態(tài)環(huán)境建設(shè)起積極作用。利用GIS的空間分析功能把坡度、坡向、土壤類型、海拔高度等因子作為適地適樹分析的主要立地因子進(jìn)行立地分析和造林樹種的選擇，提高適地適樹分析的可視化程度。

7.GIS在林火管理中的應(yīng)用。森林火災(zāi)時(shí)有發(fā)生，對人類的生命財(cái)產(chǎn)、地球資源及生態(tài)環(huán)境造成了巨大的危害，是造成森林大量毀壞的重要原因之一。近年來，隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和“3S”等技術(shù)的不斷發(fā)展及其因公的日趨廣泛，森林防火技術(shù)的研究手段和方法發(fā)生了深刻的變化。在森林防火決策支持系統(tǒng)領(lǐng)域開展了諸如大區(qū)域系統(tǒng)的建立、自適應(yīng)顯示分辨率的處理、圖形圖像的有關(guān)處理技術(shù)、基于Web的信息發(fā)布、“3S”與DSS技術(shù)的應(yīng)用等研究。其中，利用GIS技術(shù)進(jìn)行林區(qū)信息管理，防火點(diǎn)建設(shè)規(guī) 劃，提供林火撲救輔助決策，較大程度提高了滅火的效率，減少經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)比較準(zhǔn)確評估由火災(zāi)造成的經(jīng)濟(jì)損失。

8. GIS在森林病蟲害防治中的應(yīng)用。利用GIS的數(shù)據(jù)庫功能管理森林病蟲害有關(guān)的海量空間數(shù)據(jù)顯得十分必要。森林病蟲害的發(fā)生具明顯的空間位置特征，傳統(tǒng)的方法不能進(jìn)行相關(guān)的空間分析；同時(shí)病蟲害的預(yù)測預(yù)報(bào)、監(jiān)測評估以及決策支持，都需要大量的空間數(shù)據(jù)，以及進(jìn)行大量的空間數(shù)據(jù)的操作。利用GIS的空間分析技術(shù)進(jìn)行預(yù)測預(yù)報(bào)是森林病蟲防治新的研究熱點(diǎn)。根據(jù)病蟲害的發(fā)生發(fā)展規(guī)律，以及與環(huán)境生態(tài)因子的關(guān)系，并結(jié)合病蟲害專家的知識(shí)建立病蟲害預(yù)測預(yù)報(bào)模型。利用GIS也可對森林病蟲害災(zāi)情進(jìn)行評估形成損失報(bào)告和損失分布圖?；贕IS進(jìn)行決策支持主要是制定病蟲害治理措施及確定到達(dá)災(zāi)區(qū)的最佳路徑，使森林災(zāi)情防治和評估更加科學(xué)、準(zhǔn)確，這將有更加廣泛的應(yīng)用前景。

9.林權(quán)地理信息系統(tǒng)。集體林地是國家重要的土地資源，是林業(yè)重要的生產(chǎn)要素，是農(nóng)民重要的生活保障，而集體林權(quán)制度改革就是盤活林地資源、挖掘林地潛力、解放林業(yè) 生產(chǎn)力的一種有效手段和途徑。為了搞好林權(quán)制度改革，深入貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，大力實(shí)施以生態(tài)建設(shè)為主的林業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，進(jìn)一步加快林業(yè)信息化的進(jìn)程，開發(fā)針對林權(quán)制度改革的系統(tǒng)信息平臺(tái)勢在必行。

四、結(jié)語

林業(yè)的數(shù)字化建設(shè)是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程，它將整合各種林業(yè)資源信息庫，并建立一個(gè)強(qiáng)大的軟硬件及網(wǎng)絡(luò)支撐平臺(tái)?，F(xiàn)代自然科學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，正在改變著傳統(tǒng)的林業(yè)經(jīng)營管理模式，GIS作為一種嶄新的管理工具和高新技術(shù)正滲透到林業(yè)經(jīng)營管理的各個(gè)領(lǐng)域，它不僅可以解決用傳統(tǒng)方法無法解決的許多問題，而且可應(yīng)用它來探索新的規(guī)律。因此，GIS技術(shù)在林業(yè)中的應(yīng)用將更為廣闊，為數(shù)字林業(yè)的建設(shè)打下良好的基礎(chǔ)，使林業(yè)更好地滿足當(dāng)前社會(huì)對林業(yè)生態(tài)效益的迫切需要。

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