淺析建立重點生態(tài)公益林監(jiān)測地理信息系統(tǒng)

黃偉

【摘要】：改變傳統(tǒng)的監(jiān)測模式，建立監(jiān)測地理信息系統(tǒng)是重點生態(tài)公益林經(jīng)營管理發(fā)展的必然趨勢，它是利用3S技術對傳統(tǒng)林業(yè)監(jiān)測手段實行革新。文章簡介重點生態(tài)公益林監(jiān)測地理信息系統(tǒng)主要功能、標準和規(guī)范要求及組織管理。

【關鍵詞】：重點生態(tài)公益林； 監(jiān)測； 地理信息系統(tǒng)

為了使重點生態(tài)公益林監(jiān)測工作實現(xiàn)跨越式發(fā)展，改變傳統(tǒng)的監(jiān)測模式，建立監(jiān)測地理信息系統(tǒng)是重點生態(tài)公益林經(jīng)營管理發(fā)展的必然趨勢，它是利用3S技術對傳統(tǒng)林業(yè)監(jiān)測手段實行革新，實現(xiàn)信息化、數(shù)字化，為林業(yè)主管部門提供一個更直觀了解林業(yè)真實狀況的有效途徑，將森林植被、森林動物、森林病蟲害等納入系統(tǒng)進行統(tǒng)一監(jiān)測預報管理，建立起重點生態(tài)公益林監(jiān)測評價體系，使資源監(jiān)測評價實現(xiàn)標準化、定量化、科學化，全面提高決策過程的及時性和決策依據(jù)的科學性。

1、主要功能

1.1實現(xiàn)空間信息的查詢、數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計分析、制圖制表等功能，提高勞動效率，保障重點生態(tài)公益林監(jiān)測工作的順利實施；

1.2與相關專業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)相融合，建立森林資源綜合評價體系。與分類經(jīng)營、二類調(diào)查等原有數(shù)據(jù)有機結合，更客觀地反映自然、社會經(jīng)濟條件，進行綜合分析和評價森林資源與經(jīng)營管理的現(xiàn)狀，提出對森林資源培育、保護與利用的意見，為森林資源監(jiān)控提供了更詳實數(shù)據(jù)；

1.3建立數(shù)學模型，保證復查間隔期內(nèi)的數(shù)據(jù)年度更新，，發(fā)揮信息潛能，在使成果產(chǎn)出上更加多樣化；

1.4制作專題圖，森林資源分布圖、植被分布圖、土壤分布圖、樣地檢尺樣木樹種分布圖等，使重點生態(tài)公益林監(jiān)測工作可視化、動態(tài)化，結束長期以來只有數(shù)據(jù)沒有專題圖的歷史；

1.5樣地野外數(shù)據(jù)采集傳輸全部為掌上電腦；

1.6與遙感數(shù)據(jù)疊加判讀，進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。是利用數(shù)學雙重比估計方法將森林資源監(jiān)測體系與現(xiàn)代遙感技術有機結合，以達到提高各地類面積估計精度目的，求得各地類面積的估計精度。

2、標準和規(guī)范要求

為實現(xiàn)建設的標準化、規(guī)范化，使得庫存數(shù)據(jù)的共享性、通用性、一致性，以及數(shù)據(jù)接口的標準化、規(guī)范化得以約束和保障，需要制定和規(guī)范相關各方面的主要標準、規(guī)范。

2.1建庫的參考標準：（1）《全國森林資源連續(xù)清查技術規(guī)定》（2）《森林資源規(guī)劃設計調(diào)查主要技術規(guī)定》（3）《中華人民共和國行政區(qū)代碼》（4）省級森林資源一類清查操作細則（5）省級森林資源二類調(diào)查操作細則（6）《國家重點生態(tài)公益林補償工程監(jiān)測操作細則》

2.2數(shù)據(jù)庫建設的規(guī)范標準：（1）數(shù)據(jù)分類編碼和命名標準，主要有森林資源信息分類；地理單元代碼結構和編碼方法；屬性代碼結構和編碼方法；森林資源信息地理單元代碼表；森林資源信息屬性代碼表等。所有數(shù)據(jù)庫都必須按照相應的信息分類標準及編碼系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)分類、編碼和命名，表明地理要素空間特征的字段要嚴格按照地理信息標準與規(guī)范進行分類與編碼命名。（2）數(shù)據(jù)集合、表結構和字段定義標準。所有數(shù)據(jù)庫都必須按照相應的信息分類標準進行分類，按照數(shù)字林業(yè)數(shù)據(jù)庫的結構體系，遵循制定的標準建立各專項數(shù)據(jù)集合和表，定義表結構和字段，并確定其間的邏輯和關聯(lián)關系及關鍵字段。（3）地理信息基礎標準。地理信息數(shù)據(jù)表示格式與規(guī)范的是數(shù)據(jù)庫建設的重要組成部分，統(tǒng)一的空間定位框架是為各種數(shù)據(jù)信息輸入、輸出和匹配處理提供共同的地理空間數(shù)據(jù)坐標基礎。采用的比例尺、投影方式、數(shù)據(jù)精度等必須統(tǒng)一到同一種坐標體系中，以便在同一基礎上作進一步工作。（4）數(shù)據(jù)格式標準；建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換標準（包括矢量數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)、統(tǒng)計數(shù)據(jù)等的標準格式）和規(guī)范進行數(shù)據(jù)處理、分析與應用。制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準格式，開發(fā)相應的轉(zhuǎn)換軟件，各數(shù)據(jù)庫在對數(shù)據(jù)進行改造時利用轉(zhuǎn)換工具把所有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標準格式。

3、數(shù)據(jù)采集

3.1空間數(shù)據(jù)采集：本工藝采用軟件的原則是：效率優(yōu)先、操作簡單、管理方便、出圖美觀。空間數(shù)據(jù)采集繪制基本圖，通過掃描儀進入計算機或野外GPS數(shù)據(jù)直接傳入計算機成圖?；緢D是地理信息系統(tǒng)制圖的關鍵，一旦掃描進入計算機矢量化后，再修改就非常困難，所以基本圖成圖的要求和傳統(tǒng)的基本圖成圖要求相似，主要強調(diào)了空間信息的準確性，對空間特征的描述性信息要求較高。界線清晰是基本圖最起碼的要求，場界、林班界、小班界清楚；起始點、終止點必須明確，不能產(chǎn)生異議；鄰接的地區(qū)必須標注清楚。作為林班界、小班界的單線河流、道路的要求：在計算機中對基本圖矢量化時，圖像都轉(zhuǎn)化為灰度圖像，單線河、道路與小班線相似，易混淆，必須標出。地理信息系統(tǒng)中的地圖通常是按照實際的地球坐標存儲的，地圖上地理特征的坐標與真正的地理位置相對應，這也是地理信息系統(tǒng)真正意義所在。在基本圖掃描進入計算機之前，必須標記好控制點，用以圖像配準和矢量文件坐標變換。布設控制點的原則是：布設在公里網(wǎng)交叉處，分布均勻覆蓋整個圖幅，至少布設四個，在實踐中布設九個控制點基本滿足要求?？刂泣c以十字表示，并注上地理坐標。

3.2屬性數(shù)據(jù)采集：屬性數(shù)據(jù)庫建立：每個小班卡片為數(shù)據(jù)庫中的一個記錄，經(jīng)輸入、檢查、修改，建成小班調(diào)查因子數(shù)據(jù)庫。在數(shù)據(jù)庫中每項調(diào)查因子為實現(xiàn)屬性庫與圖形庫的聯(lián)結及對應于圖形庫中的關鍵字，在小班數(shù)據(jù)庫中增加了一個數(shù)據(jù)項ID；文件以鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）或林場名稱命名。

3.3空間數(shù)據(jù)的輸入：地圖整理和空間數(shù)據(jù)庫的建立：自然資源地圖，森林分布圖、地形林相圖、土壤分布圖、森林資源產(chǎn)量、質(zhì)量分布圖、野生動植物分布圖等。自然地理圖： 如地形圖、地貌圖（往往用于大范圍的森林資源管理） 、水系、流域分布圖等。社會經(jīng)濟地圖： 如交通分布圖、人口分布圖、資源消耗分布圖、居民點分布圖、木材加工利用分布圖等。森林經(jīng)營地圖： 如林業(yè)區(qū)劃圖、造林規(guī)劃圖、資源預測圖、調(diào)查樣地分布圖等。樹木種源規(guī)劃圖、森林資源評價圖、自然保護區(qū)規(guī)劃圖、森林公園規(guī)劃圖、環(huán)境保護規(guī)劃圖、土地利用圖等。森林資源管理的某些專題應用領域的信息管理往往只需要一部分圖件作為其信息源。以上列出的所有地圖有些是最初的原始材料，有些可以利用地理信息系統(tǒng)的空間、屬性數(shù)據(jù)分析處理功能制作出來。

3.4空間數(shù)據(jù)庫與屬性數(shù)據(jù)的連接：自動著色和注記程序其功能是把小班因子庫轉(zhuǎn)換成圖中小班的屬性庫，從而我們可以按小班的不同屬性進行自動著色，自動注記。本程序包括小班著色、小班地類符號注記、小班注記和林班注記四部分。

4、軟件開發(fā)

隨著軟件的開發(fā)，重點生態(tài)公益林監(jiān)測管理在地理信息系統(tǒng)等學科領域的發(fā)展與應用，實現(xiàn)了革命性的飛躍，加速了重點生態(tài)公益林監(jiān)測管理由粗放型向集約型方向的轉(zhuǎn)移，使林業(yè)信息技術逐步向世界先進水平靠攏。

5、森林資源分析評價

5.1林業(yè)土地利用變化監(jiān)測林業(yè)土地變化包括林地類型和林地面積兩個方面。借助于地面調(diào)查遙感圖像數(shù)據(jù)， 實現(xiàn)了地籍管理， 將資源變化情況落實到山頭地塊， 利用強大的空間分析功能， 及時對森林資源時空序列、空間分布規(guī)律和動態(tài)變化過程作出反映，為科學地監(jiān)測林地資源的變化、林地增減原因、掌握征占林地的用途和林地資源消長提供了依據(jù)。

5.2快速編制各種林業(yè)專題圖件：以往林業(yè)制圖人工勞務介入量大， 地形圖成了編制其它圖件的基本圖， 使得林業(yè)專題圖的編制費時費力， 在一些無地形圖的地區(qū)更是無法進行。利用3S技術可以不受時間、地域的影響， 利用其獲取的直接地學編碼圖像， 直接輸出包括地形在內(nèi)的各種專業(yè)圖件， 編制時間大大縮短， 也提高了精度。

5.3有利于與GPS、RS 技術相結合，從而建立現(xiàn)代化的重點公益林監(jiān)測體系，隨著我國經(jīng)濟發(fā)展及社會環(huán)境意識的增強，傳統(tǒng)的森林資源監(jiān)測體系已不能完全適應社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的需要。利用GIS 技術與GPS、RS 技術相結合， 建立動態(tài)的重點公益林監(jiān)測體系，從而克服傳統(tǒng)監(jiān)測體系的缺陷。