GIS技術(shù)在中藥資源領(lǐng)域的應(yīng)用

陳梓賢 施明毅 劉曉芬

【摘 要】 GIS技術(shù)不斷發(fā)展，已在中藥資源領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。通過查閱文獻(xiàn)，綜述近年來GIS技術(shù)的發(fā)展以及其在中藥資源研究領(lǐng)域包括中藥資源調(diào)查和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、中藥區(qū)劃研究、信息化建設(shè)和管理等方面的應(yīng)用情況，總結(jié)出GIS技術(shù)在中藥資源領(lǐng)域應(yīng)用的意義，以期為中藥資源的現(xiàn)代化研究提供新的思路和方向。

【關(guān)鍵詞】 GIS技術(shù)；中藥資源；應(yīng)用

【中圖分類號(hào)】R282.23 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】 A【文章編號(hào)】1007-8517（2018）15-0063-03

Abstract：With the development of GIS technology，GIS has been widely applied to the field of traditional Chinese medicine resources. Through literature review， this paper introduces the development of GIS technology in recent years and its application in the field of Chinese medicine resources research， including the investigation of traditional Chinese medicine resources and dynamic monitoring， suitable distribution area of traditional Chinese medicine， information construction and management， and puts forward the significance of the application of GIS technology in the field of traditional Chinese medicine resources. In order to provide new ideas and directions for the modernization of traditional Chinese medicine resources.

Keywords：GIS Technology； Traditional Chinese Medicine Resources； Application

中藥資源是我國(guó)傳統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)資源，也是中醫(yī)藥事業(yè)和中藥產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，其可持續(xù)利用和發(fā)展對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)影響巨大。中藥形成了以野生中藥資源管理、栽培中藥材種植、產(chǎn)地加工、專業(yè)市場(chǎng)和中藥材生產(chǎn)等環(huán)節(jié)的產(chǎn)業(yè)鏈。目前在中藥資源領(lǐng)域面臨著過度開發(fā)和利用、環(huán)境和原產(chǎn)地破壞等問題，亟待對(duì)中藥資源進(jìn)行科學(xué)化、合理化的管理，特別是利用當(dāng)今先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段展開研究，以增強(qiáng)中藥產(chǎn)業(yè)的規(guī)范化、規(guī)?；彤a(chǎn)業(yè)化。

隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)和通信信息技術(shù)的變革，信息化成為新的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)力和新的發(fā)展方向。地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）技術(shù)作為目前空間信息管理和分析的最強(qiáng)大的工具，依據(jù)其在信息獲取、處理和應(yīng)用的特殊優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于國(guó)土資源、交通運(yùn)輸、氣象、農(nóng)林業(yè)等領(lǐng)域，并在資源和環(huán)境的監(jiān)測(cè)與保護(hù)呈現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)與潛力[1]。中藥資源的研究和管理與地理環(huán)境和空間位置息息相關(guān)，其分布具有明顯的地域性，GIS技術(shù)已在中藥資源調(diào)查、中藥資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、道地藥材、中藥區(qū)劃、中藥生產(chǎn)和管理等研究工作中取得了十足的進(jìn)展。本文通過文獻(xiàn)查閱，對(duì)近年來GIS技術(shù)在中藥資源領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行綜述，旨在為中藥資源領(lǐng)域的研究提供新的方法和思路。

1 GIS技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

GIS技術(shù)是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)，采集、存儲(chǔ)、分析和管理地理空間分布數(shù)據(jù)的新型綜合空間信息通用技術(shù)[2]，可通過軟件開發(fā)和數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建實(shí)現(xiàn)對(duì)空間分布數(shù)據(jù)依照地理坐標(biāo)和空間信息進(jìn)行分析處理，同時(shí)把使空間地理信息多維化，提升安全性和時(shí)效性，為后續(xù)的數(shù)據(jù)處理與分析奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。GIS技術(shù)的發(fā)展一種伴隨計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展，也在不斷改變使用方式和水平，其最初構(gòu)建的基礎(chǔ)是地理學(xué)和測(cè)繪學(xué)，已發(fā)展出單機(jī)終端式GIS、網(wǎng)絡(luò)GIS系統(tǒng)平臺(tái)、移動(dòng)GIS技術(shù)服務(wù)平臺(tái)等多種系統(tǒng)平臺(tái)模式，一定程度上增強(qiáng)了地理服務(wù)系統(tǒng)的適應(yīng)性。特別是移動(dòng)GIS技術(shù)，具備移動(dòng)性、分布式、實(shí)時(shí)性處理移動(dòng)地理信息，使得GIS技術(shù)的大眾化應(yīng)用得到快速發(fā)展[3]?？傊?，GIS技術(shù)已成為空間信息處理和集成、數(shù)據(jù)可視化和多維化的強(qiáng)大工具，其極大的推動(dòng)了空間信息技術(shù)在各領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用。

2 GIS技術(shù)在中藥資源領(lǐng)域的應(yīng)用

2.1 GIS技術(shù)在中藥資源調(diào)查與動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的應(yīng)用 我國(guó)的中藥資源蘊(yùn)藏豐富，種類繁多，具有不同的生態(tài)環(huán)境、生長(zhǎng)習(xí)性和地理特征。中藥材主要以藥用植物為主，其分為栽培中藥材和野生中藥材兩大類，野生中藥資源又可分為野生稀有中藥、野生廣布中藥和特殊生境中藥等[4]。GIS技術(shù)應(yīng)用于中藥資源的調(diào)查與動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，可對(duì)不同生境因子和空間信息進(jìn)行提取，實(shí)現(xiàn)信息和時(shí)空數(shù)據(jù)的高效管理。

中藥資源調(diào)查集中在資源分布、蘊(yùn)藏量和產(chǎn)量估算等方面，結(jié)合傳統(tǒng)的中藥資源調(diào)查方法和空間信息技術(shù)可有效改善傳統(tǒng)調(diào)查方式費(fèi)事、周期長(zhǎng)等弊端，提高中藥資源調(diào)查的效率和精度，避免人為因素的干擾。如劉金欣等[5]利用GIS 技術(shù)可集合網(wǎng)格提取、數(shù)字嵌套和疊加技術(shù)使不規(guī)則自然因子匹配至規(guī)則網(wǎng)格，通過對(duì)不同生境條件將目標(biāo)區(qū)分層和隨機(jī)抽樣，可構(gòu)建特定生境類型黃芩儲(chǔ)量計(jì)算模型，實(shí)現(xiàn)野生資源的蘊(yùn)藏量和產(chǎn)量的估算。江源等[6]基于GIS與群落調(diào)查統(tǒng)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)對(duì)北京市野生北柴胡資源蘊(yùn)藏量測(cè)算。孫宇章等[7]通過采集影響蒼術(shù)生物量的生境因子，利用GIS技術(shù)進(jìn)行茅山地區(qū)蒼術(shù)資源分布分析。

中藥資源的種類、分布、蘊(yùn)藏量和產(chǎn)量處于動(dòng)態(tài)變化中，GIS技術(shù)常結(jié)合遙感技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)中藥資源的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，如孫宇章等[8]利用RS和GIS聯(lián)合技術(shù)并結(jié)合實(shí)地調(diào)查數(shù)據(jù)獲取邳州市銀杏空間分布及多年動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。

2.2 GIS技術(shù)在中藥區(qū)劃中的應(yīng)用 中藥資源分布具有明顯的空間特性，如氣候、土壤、海拔、地形等生態(tài)和地理環(huán)境會(huì)直接影響中藥材的生長(zhǎng)和品質(zhì)，區(qū)劃可實(shí)現(xiàn)空間屬性最直觀的分類和管理。中藥區(qū)劃是研究中藥資源的空間分異規(guī)律，并依據(jù)其空間差異和規(guī)律進(jìn)行區(qū)域劃分，其是中藥資源的稟賦特征。根據(jù)研究對(duì)象、目的和方法的不同，單味藥區(qū)劃類型可分為分布區(qū)劃、生長(zhǎng)區(qū)劃、品質(zhì)區(qū)劃和生產(chǎn)區(qū)劃等[9]。GIS技術(shù)以其強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)分析和管理在中藥區(qū)劃的應(yīng)用顯現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢(shì)。

如孫成忠等[10]根據(jù)物種引種生態(tài)環(huán)境相似性原則，利用地理信息、氣候因子、土壤等數(shù)據(jù)庫(kù)，基于GIS技術(shù)構(gòu)建中藥材適宜性分析系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)中藥材適宜性數(shù)值區(qū)劃。李英等[11]對(duì)河北省北柴胡43個(gè)產(chǎn)地的海拔、坡度、坡向等不同地形因子進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，根據(jù)北柴胡有效成分柴胡皂苷類含量與地形因子之間的關(guān)系，利用GIS技術(shù)進(jìn)行基于地形因子生態(tài)適宜性區(qū)劃。嚴(yán)輝等[12]通過分析影響當(dāng)歸適宜性分布主要生態(tài)因子，如海拔、土壤亞類、5月份降水量和最暖月最高溫等4個(gè)生態(tài)因子，利用GIS技術(shù)和最大信息熵模型分析當(dāng)歸適宜性分布和品質(zhì)區(qū)劃。

目前應(yīng)用GIS技術(shù)中藥區(qū)劃研究的有人參、三七、薄荷、肉蓯蓉、獨(dú)一味、羌活、川木通、豬苓、甘草、黃連、川牛膝、附子等近30余種中藥材[10、13]。GIS的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和模型構(gòu)建為中藥區(qū)劃實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)客觀化、分析快速化提供了可行的思路。同時(shí)，以GIS為核心的“3S”技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息及時(shí)更新，進(jìn)一步提高區(qū)劃結(jié)果的應(yīng)用價(jià)值。

2.3 GIS技術(shù)在中藥資源信息化和管理中的應(yīng)用 中藥資源信息化是指通過GIS、數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，獲取、整合和深度挖掘中藥資源分布信息，并服務(wù)于中藥資源規(guī)劃、管理和可持續(xù)利用的綜合信息化平臺(tái)。如趙玉洋等[14]集合環(huán)境因子數(shù)據(jù)、中藥資源數(shù)據(jù)、國(guó)家基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)等，通過GIS應(yīng)用平臺(tái)，開發(fā)中藥資源信息空間數(shù)據(jù)庫(kù)，并以甘草為例模擬數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)中藥資源生態(tài)環(huán)境的信息疊加。張?zhí)竦萚15]基于GIS技術(shù)設(shè)計(jì)中藥資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)填報(bào)系統(tǒng)，根據(jù)業(yè)務(wù)需要設(shè)計(jì)12個(gè)表單，98項(xiàng)采集指標(biāo)，可實(shí)現(xiàn)中藥材的種植、生產(chǎn)、銷售等數(shù)據(jù)的日常填報(bào)，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)包括中藥材種植地、集散地、市場(chǎng)、企業(yè)等外業(yè)環(huán)境和信息收集。

GIS技術(shù)對(duì)于地理信息的采集、管理、分析和輸出，可實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的多維化，提高數(shù)據(jù)的安全性、實(shí)用性和規(guī)范性，推動(dòng)中藥資源的信息化建設(shè)和科學(xué)化管理。同時(shí)為中藥材資源政策制定提供數(shù)據(jù)參考具有顯著的優(yōu)勢(shì)。

3 結(jié)語

現(xiàn)階段我國(guó)中藥資源的保護(hù)和可持續(xù)利用面臨著諸多問題，如過度開發(fā)野生中藥資源，野生稀有種中藥瀕臨絕種，無序種植栽培中藥材，道地藥材隨意引種等。GIS技術(shù)作為空間信息技術(shù)的核心，在中藥資源領(lǐng)域的應(yīng)用具有巨大的潛力。針對(duì)中藥資源領(lǐng)域的應(yīng)用僅局限于藥用植物的調(diào)查、監(jiān)測(cè)和區(qū)劃，可探索融合交叉信息處理技術(shù)研究藥用動(dòng)物生境和種群分布。

目前GIS技術(shù)多與其他信息處理技術(shù)相集合，如3S技術(shù)（GIS、RS與GPS集成系統(tǒng)）、GIS與專家信息系統(tǒng)（EIS）、GIS與決策支持系統(tǒng)（DSS）等，不斷擴(kuò)展GIS技術(shù)在中藥資源領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景。將以GIS技術(shù)為核心的交叉融合技術(shù)應(yīng)用于中藥資源調(diào)查、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和中藥區(qū)劃，構(gòu)建覆蓋全國(guó)的中藥資源與空間信息關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫(kù)和信息化管理平臺(tái)，可進(jìn)一步加強(qiáng)信息化建設(shè)和管理，為主管部門提供政策制定依據(jù)，提高企業(yè)的市場(chǎng)承載力，為指導(dǎo)中藥材的栽培和生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

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