GIS技術(shù)在森林資源管理中的運(yùn)用研究

梁德 陽繼武

【摘要】：森林資源的管理是林業(yè)管理體系中的重要內(nèi)容，隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的提升及人們生活質(zhì)量的提高，對(duì)林業(yè)現(xiàn)代化的要求越來越嚴(yán)格了，這就需要我們?cè)诮窈蟮纳仲Y源管理中不斷加大技術(shù)的投入力度，促進(jìn)管理體系的建設(shè)。本文介紹了地理信息技術(shù)在森林資源管理應(yīng)用中的應(yīng)用與發(fā)展，同時(shí)探討了GIS技術(shù)的優(yōu)勢，希望能在森林資源管理中發(fā)揮更重要的作用。

【關(guān)鍵詞】：GIS；森林資源管理；運(yùn)用研究；可持續(xù)發(fā)展；

地理信息技術(shù)即"3S"技術(shù)，包括——地理信息系統(tǒng)（GIS）、遙感（RS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）和數(shù)字地球技術(shù)[1]。森林資源信息管理是森林資源理論與信息技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、信息管理與信息系統(tǒng)、林學(xué)等專業(yè)的特色課程。森林資源信息管理是與森林資源管理活動(dòng)有關(guān)的經(jīng)過加工的能反映資源現(xiàn)狀，動(dòng)態(tài)及管理指令，效果，效益等管理活動(dòng)的一切數(shù)據(jù)，它們是管理的基礎(chǔ)。森林資源無論是從提供生物量的角度還是在生態(tài)環(huán)境的保護(hù)方面作用都是舉足輕重的，森林資源的可持續(xù)發(fā)展需要現(xiàn)代信息技術(shù)來支撐。

1 GIS的基本概念

1.1 GIS的物理外殼

GIS的物理外殼是計(jì)算機(jī)化的技術(shù)系統(tǒng)，它又由若干個(gè)相互關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)構(gòu)成，如數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理和分析子系統(tǒng)、圖像處理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)產(chǎn)品輸出子系統(tǒng)等等，這些子系統(tǒng)的優(yōu)劣、結(jié)構(gòu)都會(huì)直接影響著GIS的硬件平臺(tái)、功能、效率、數(shù)據(jù)處理的方式和產(chǎn)品輸出的類型[2]。

1.2 GIS的操作對(duì)象

GIS的操作對(duì)象是空間數(shù)據(jù)，即點(diǎn)、線、面、體這類有三維要素的地理實(shí)體?？臻g數(shù)據(jù)的最根本特點(diǎn)是每一個(gè)數(shù)據(jù)都按統(tǒng)一的地理坐標(biāo)進(jìn)行編碼，實(shí)現(xiàn)對(duì)其定位、定性和定量的描述，這是GIS區(qū)別于其它類型信息系統(tǒng)的根本標(biāo)志，也是其技術(shù)難點(diǎn)所在[3]。GIS的技術(shù)優(yōu)勢在于它的數(shù)據(jù)綜合、模擬與分析評(píng)價(jià)能力，可以得到常規(guī)方法或普通信息系統(tǒng)難以得到的重要信息，實(shí)現(xiàn)地理空間過程演化的模擬和預(yù)測。

1.3 GIS與測繪學(xué)和地理學(xué)的關(guān)系。

GIS與測繪學(xué)和地理學(xué)有著密切的關(guān)系。大地測量、工程測量、礦山測量、地籍測量、航空攝影測量和遙感技術(shù)為GIS中的空間實(shí)體提供各種不同比例尺和精度的定位數(shù)；電子速測儀、GPS全球定位技術(shù)、解析或數(shù)字?jǐn)z影測量工作站、遙感圖像處理系統(tǒng)等現(xiàn)代測繪技術(shù)的使用，可直接、快速和自動(dòng)地獲取空間目標(biāo)的數(shù)字信息產(chǎn)品，為GIS提供豐富和更為實(shí)時(shí)的信息源，并促使GIS向更高層次發(fā)展。地理學(xué)是GIS的理論依托。有的學(xué)者斷言，“地理信息系統(tǒng)和信息地理學(xué)是地理科學(xué)第二次革命的主要工具和手段[4]。如果說GIS的興起和發(fā)展是地理科學(xué)信息革命的一把鑰匙，那么，信息地理學(xué)的興起和發(fā)展將是打開地理科學(xué)信息革命的一扇大門，必將為地理科學(xué)的發(fā)展和提高開辟一個(gè)嶄新的天地”。GIS被譽(yù)為地學(xué)的第三代語言——用數(shù)字形式來描述空間實(shí)體。

2 GIS技術(shù)在森林資源管理中的應(yīng)用

2.1森林資源管理的應(yīng)用

第一點(diǎn)就是植樹造林，我們可以利用GIS技術(shù)進(jìn)行分析和檢驗(yàn)適合這片土地進(jìn)行耕種的樹種，然后在這些樹種中挑選出生存能力強(qiáng)的樹種，樹種的問題解決完畢之后，就需要對(duì)種植地進(jìn)行考察了，計(jì)算出適合種植的區(qū)域[5]，森林的類型做成圖表后，就是按照坡面、坡向的分析，并結(jié)合坡向、坡度的數(shù)據(jù)來規(guī)劃樹種和植樹面積；第二點(diǎn)就是封山育林，通過GIS對(duì)當(dāng)?shù)氐乩憝h(huán)境，人文因素，經(jīng)濟(jì)條件、地貌特征等的綜合分析，進(jìn)而劃分出適合封山育林的區(qū)域；第三就是限定采伐的數(shù)量和范圍，利用GIS技術(shù)做詳細(xì)的砍伐計(jì)劃，將砍伐的地點(diǎn)，時(shí)間、目的和方法進(jìn)行具體的規(guī)劃，并安排好重新栽種的計(jì)劃。第四就是借助地理信息技術(shù)，優(yōu)化森林的監(jiān)管防護(hù)工作，提高檢測的準(zhǔn)確性和可靠性的同時(shí)，可以進(jìn)一步的保證森力資源管理的質(zhì)量。

2.2資源結(jié)構(gòu)調(diào)整

第一，對(duì)樹木的年齡進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)整和改進(jìn)，利用GIS技術(shù)結(jié)合當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)情況以及地形地貌條件對(duì)森林樹木的年齡構(gòu)成進(jìn)行合理的規(guī)劃；第二，調(diào)整樹木的種類和結(jié)構(gòu)，我們可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐漠a(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)需求以及當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件特征，結(jié)合GIS技術(shù)對(duì)森林樹種的分布進(jìn)行規(guī)劃分析，這里所講的樹種主要是指森林所產(chǎn)生的作用劃分的，主要分為生態(tài)防護(hù)林、速生林、經(jīng)濟(jì)林、水分涵養(yǎng)林等，將這些樹木的栽種形成林區(qū)的防火隔離帶，河岸的護(hù)岸林等；第三，利用GIS技術(shù)對(duì)森林進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整，將每個(gè)地塊的森林結(jié)構(gòu)都做好相應(yīng)的規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)森林資源的最大效能的發(fā)揮[6]。

2.3森林資源調(diào)查

GIS技術(shù)可以利用圖形的輸出，生成資源統(tǒng)計(jì)表，繪制各種類型的林業(yè)專題圖，通過對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的分析與計(jì)算，建立相應(yīng)的坐標(biāo)投影和拓?fù)潢P(guān)系，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)多產(chǎn)出、一次投入的林業(yè)專題圖，這樣就可以結(jié)合用戶的需求，制定出分層圖壤圖，林相圖以及植被分布圖等，既有利于用戶的查詢，也方便了森林資源的調(diào)查管理，提升森林管理人員的工作效率。

2.4森林資源的管理與保護(hù)

對(duì)森林資源的管理和防護(hù)，其實(shí)主要來講還是對(duì)森林整體情況的監(jiān)督，以及對(duì)管理人員是否履行了相應(yīng)的崗位職責(zé)。移動(dòng)巡航系統(tǒng)，解放了防護(hù)人員的在森林大面積的奔波，考察，同時(shí)也節(jié)省了他們的資金投入，對(duì)管理人員來講是很人性化和實(shí)用化的，另一方面來講這個(gè)巡航系統(tǒng)也可以監(jiān)督管理人員的行為，主要是通過在巡護(hù)人員的身上安裝追蹤器的方式，向后臺(tái)管理系統(tǒng)報(bào)告和發(fā)送巡護(hù)人員的具體位置信息，以便監(jiān)督他們的行為，這樣一來，一旦有巡護(hù)人員擅離職守就可以一目了然的發(fā)現(xiàn)了，有了證據(jù)就可以對(duì)其采取相應(yīng)的懲罰措施，整頓人員管理制度。

2.5森林災(zāi)害的預(yù)防

森林火災(zāi)的后果是非常令人傷痛的，這不僅僅涉及的是資源的浪費(fèi)，更重要的是很可能會(huì)造成巨大的人員和財(cái)產(chǎn)損失，同樣值得我們關(guān)注的還有病蟲害對(duì)樹木的侵蝕，針對(duì)這一情況就需要利用GIS技術(shù)對(duì)森林資源進(jìn)行保護(hù)和管理工作了。具體來講，我們可以利用GIS技術(shù)建立火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，能夠?qū)ι只馂?zāi)進(jìn)行提前的預(yù)報(bào)，對(duì)發(fā)生火災(zāi)的地點(diǎn)進(jìn)行定位，實(shí)時(shí)公布火災(zāi)的進(jìn)度，這樣就可以方便工作人員，在出現(xiàn)火災(zāi)時(shí)，第一時(shí)間到達(dá)現(xiàn)場，并攜帶與火場現(xiàn)狀相適應(yīng)的滅火設(shè)備，將損失控制在最小的范圍內(nèi)。

我們同樣不能忽略掉病蟲害的侵蝕作用，它的破壞不僅僅會(huì)造成森林資源的損失，更重要的是對(duì)整個(gè)生態(tài)環(huán)境來說都是一種傷害，也很可能攜帶病毒，傳播傳染病，這對(duì)人類的生存來講都是災(zāi)難性的，長期以來我們都受到病蟲害的折磨，它所涵蓋的面積是巨大的，而且不具有確定性，對(duì)他的控制也需要很長的時(shí)間，在發(fā)現(xiàn)災(zāi)情時(shí)往往已經(jīng)是災(zāi)害的最嚴(yán)重時(shí)期了，不好控制，也不好進(jìn)行治理。現(xiàn)在我們利用GIS技術(shù)就可以對(duì)森林的病蟲害進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，一旦發(fā)生情況，立馬做出選擇判斷，給研制防治病蟲害的藥物提供了時(shí)間，能很好的對(duì)病蟲害進(jìn)行分析，進(jìn)而完成對(duì)森林病蟲害的防護(hù)工作。

3森林資源管理應(yīng)用GIS技術(shù)的意義

3.1節(jié)省經(jīng)費(fèi)

通過對(duì)原有的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和比對(duì)，得到現(xiàn)在所需要的關(guān)系結(jié)構(gòu)，節(jié)省了再次進(jìn)行勘查所需要的費(fèi)用，同時(shí)，對(duì)專題圖的設(shè)計(jì)更加方便，利用原有的林相圖和數(shù)據(jù)就可以進(jìn)行繪制，減少了砍伐區(qū)域的設(shè)計(jì)費(fèi)用，以及外出調(diào)查所需要的費(fèi)用，這樣得到的數(shù)據(jù)也更加合理和可靠[2]。

3.2提高工作效率

利用GIS技術(shù)不僅提高了繪圖的速度和時(shí)間，而且繪制的結(jié)果也更加準(zhǔn)確，方便我們進(jìn)行決策的處理。

3.3促進(jìn)管理的科學(xué)性

GIS技術(shù)是對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析的基礎(chǔ)上才得出的結(jié)果，這樣的結(jié)果也更加合理，具有更大的現(xiàn)實(shí)意義。同時(shí)GIS技術(shù)是對(duì)森林狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)控，不會(huì)發(fā)生滯后性，可以及時(shí)更新數(shù)據(jù)，調(diào)整決策方案?？梢詫?duì)不同種類的專題做分析決策方案圖表，保證經(jīng)營方案的準(zhǔn)確性。

結(jié)語

森林資源信息管理具有明顯地理信息的特征：將地理位置信息與數(shù)據(jù)聯(lián)系在一起，具有一定的社會(huì)經(jīng)濟(jì)屬性；它具有多為結(jié)構(gòu)特征：能在空間信息上將各種信息進(jìn)行有效的關(guān)聯(lián)分析；它具有明顯的時(shí)間特征：各種空間信息都會(huì)隨著時(shí)間的不斷推進(jìn)而發(fā)生不同程度的變化，對(duì)森林資源的認(rèn)識(shí)就需要掌握其具體發(fā)生發(fā)展的規(guī)律，然后根據(jù)不同的規(guī)律特征進(jìn)行方法策略的選擇。實(shí)現(xiàn)資源的動(dòng)態(tài)管理與可持續(xù)發(fā)展的運(yùn)用。

GIS技術(shù)的發(fā)展，極大的提高了森林資源管理的工作效率，改善了資源的管理模式，讓林業(yè)部門能夠更清晰的了解森林資源管理的現(xiàn)實(shí)狀況，方便決策的制定，通過對(duì)各種信息的模擬和經(jīng)營比較，可以選擇出一個(gè)最佳的經(jīng)營方案，隨著GIS技術(shù)的日漸成熟，它對(duì)實(shí)時(shí)信息的獲取能力和信息處理的能力也在不斷的提高，為林業(yè)發(fā)展提供了新的生機(jī)與活力，對(duì)今后林業(yè)發(fā)展事業(yè)的決策具有更現(xiàn)實(shí)的意義。

【參考文獻(xiàn)】：

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作者簡介：梁德（1974.08-），男，漢族，廣西永福人，中專，助理工程師，主要從事林業(yè)技術(shù)工作。