GIS技術(shù)在我國林業(yè)中的應(yīng)用實(shí)踐探究

李 琳 馬欠遜

（1．青島市勘察測繪研究院 青島市海陸地理信息集成與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266033；2．青島市西海岸基礎(chǔ)地理信息中心有限公司 青島市海陸地理信息集成與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266000）

1 地理信息系統(tǒng)概述

1.1 地理信息系統(tǒng)的定義

GIS的全稱是地理信息系統(tǒng)，是一種重要的空間信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)屬于信息技術(shù)的范疇。從狹義上來理解，該技術(shù)是一種具備多種功能的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，也就是以計(jì)算機(jī)技術(shù)作為支撐，以統(tǒng)一地理坐標(biāo)為基礎(chǔ)，利用地學(xué)模型對包括大氣層在內(nèi)的空間地理數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、存儲、分析和管理等。主要可利用GIS技術(shù)進(jìn)行地理空間環(huán)境以及資源的動態(tài)預(yù)測，為各部門，尤其是經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展和國防軍事服務(wù)。從廣義上來看，GIS是一種描述地球表面空間事物地理數(shù)據(jù)的軟件，又是一種可以輸入、存儲和處理、輸出的地理信息數(shù)據(jù)硬件，比如各工作站、微型計(jì)算機(jī)、掃描儀等設(shè)備。

1.2 GIS技術(shù)的特點(diǎn)和組成

GIS技術(shù)的顯著特點(diǎn)包括環(huán)境的開放性、技術(shù)的先進(jìn)性以及實(shí)用性強(qiáng)。首先，環(huán)境的開放性指的是該技術(shù)環(huán)境開放，可以擴(kuò)充和連接的其他技術(shù)或設(shè)備眾多，且能支持多種形式的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)以及操作系統(tǒng)平臺，可以通過接口格式的不同轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)來源的轉(zhuǎn)換。其次，GIS技術(shù)將數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及圖形處理技術(shù)等結(jié)合起來，提高了數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的可操作性，保證高效運(yùn)行的同時(shí)，還采用了特殊的技術(shù)組合，使系統(tǒng)得到升級和維護(hù)。此外，GIS技術(shù)的實(shí)用性較強(qiáng)，采用了人性化的設(shè)計(jì)方式使人們的操作更加方便，降低了工作人員的工作量，同時(shí)還降低了管理成本。

在林業(yè)建設(shè)發(fā)展領(lǐng)域，如果使用常規(guī)的GIS技術(shù)將無法滿足林業(yè)發(fā)展的需求，所以為了實(shí)現(xiàn)林業(yè)方面特殊的業(yè)務(wù)處理，一般會進(jìn)行GIS組件庫的設(shè)計(jì)，使該技術(shù)完全體現(xiàn)林業(yè)的特點(diǎn)，使其能支撐林業(yè)發(fā)展信息系統(tǒng)。從林業(yè)發(fā)展需求出發(fā)的GIS組件庫由基礎(chǔ)函數(shù)庫、基礎(chǔ)組件庫以及林業(yè)特色GIS組件庫。其中，基礎(chǔ)函數(shù)庫包含COM組件庫和可視化控件，基礎(chǔ)組件庫包括多種計(jì)算機(jī)軟件，支持COM組件開發(fā)環(huán)境，林業(yè)特色組件庫能實(shí)現(xiàn)以上兩個(gè)數(shù)據(jù)庫的集成。該GIS組件庫總的來說可以提高林業(yè)開發(fā)和發(fā)展的效率，同時(shí)也促進(jìn)了林業(yè)管理的信息化建設(shè)。

2 GIS在林業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用

GIS在林業(yè)上的應(yīng)用主要可分成三個(gè)階段，第一個(gè)階段是對森林資源進(jìn)行調(diào)查，然后以此為依據(jù)建立地理信息庫。這時(shí)GIS技術(shù)的主要作用是繪制森林分布圖，是一種簡單的繪圖和具備簡單查詢功能的技術(shù)。第二階段是作為對各類資源進(jìn)行分析的工具，這時(shí)除了繪圖和查詢功能，還具備了圖形以及數(shù)據(jù)分析的特點(diǎn)，可以對各種目標(biāo)進(jìn)行分析并推導(dǎo)出新的信息。第三個(gè)階段是森林資源經(jīng)營管理的工具。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，GIS和其他技術(shù)結(jié)合起來，通過動態(tài)模型的建立，可實(shí)現(xiàn)對森林資源的動態(tài)管理，所獲得的數(shù)據(jù)更加全面、準(zhǔn)確和及時(shí)，這些數(shù)據(jù)可以直接作為經(jīng)營決策的依據(jù)。

2.1 調(diào)查森林資源，做好數(shù)據(jù)管理

GIS技術(shù)最初被應(yīng)用在林業(yè)管理上時(shí)，主要是對各類森林資源進(jìn)行處理，然后繪制森林資源分布圖，通過該系統(tǒng)可以進(jìn)行簡單的查詢作業(yè)，也可以根據(jù)繪制的森林分布圖進(jìn)行森林資源的調(diào)查工作。一般做法是利用數(shù)字轉(zhuǎn)換表使森林圖數(shù)字化，并將這些數(shù)據(jù)保存在信息系統(tǒng)上，然后再開展面積等方面的計(jì)算，并將這些數(shù)據(jù)通過計(jì)算機(jī)呈現(xiàn)出來。

2.2 制定森林經(jīng)營決策方案

GIS技術(shù)本身具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)管理的優(yōu)勢，在該技術(shù)被應(yīng)用在森林資源管理中時(shí)，可以憑借數(shù)據(jù)庫中龐大的數(shù)據(jù)內(nèi)容實(shí)現(xiàn)對森林資源的經(jīng)營管理。比如可通過各類數(shù)據(jù)的分析建立經(jīng)營決策模型，并通過各類經(jīng)營活動過程的模擬和比較，最終選出適合的經(jīng)營方案，形成的決策報(bào)告可成為經(jīng)營者最終決策的參考依據(jù)。

2.3 林業(yè)制圖

在林業(yè)的經(jīng)營管理中，為全方面了解森林資源情況，每隔一段時(shí)間便會對管理所在區(qū)域范圍內(nèi)的森林資源分布進(jìn)行繪制，但是因?yàn)樯仲Y源遍布范圍廣，采用人工方式很顯然是一項(xiàng)工作量大且技術(shù)復(fù)雜的工作。在GIS技術(shù)應(yīng)用在林業(yè)管理中以后，該技術(shù)可不僅實(shí)現(xiàn)了高效率的林業(yè)繪圖，而且能更清楚更詳細(xì)地將海拔、坡度、坡向以及土壤類型和年降雨量等情況繪制出來，并且和植被聯(lián)系起來，形成簡潔明了的植被圖。同時(shí)可以各類圖形操作模塊相結(jié)合，利用圖形的組合、疊加等功能實(shí)現(xiàn)每一小塊地圖的拼接或剪輯、放大或縮小，最終形成滿足各種使用需求的森林專題圖。

2.4 遙感圖像的處理

將遙感技術(shù)和GIS技術(shù)結(jié)合以后，一方面可解決遙感圖形計(jì)算機(jī)自動識別的問題，另一方面能夠?qū)崿F(xiàn)GIS數(shù)據(jù)庫的自動化更新和自動化繪圖，將資源和環(huán)境分析進(jìn)行自動化，不僅可提高森林資源的管理效率，而且還推動了遙感技術(shù)在森林資源調(diào)查以及林業(yè)災(zāi)害監(jiān)測中的應(yīng)用，也為林業(yè)經(jīng)營決策提供了更多更詳細(xì)的參考依據(jù)。

2.5 林業(yè)管理

GIS技術(shù)林業(yè)管理包括日常信息管理、應(yīng)急管理兩個(gè)方面。首先在日常信息管理時(shí)，該技術(shù)可根據(jù)林業(yè)的分布形式以及不同區(qū)域的自然條件，以圖形和圖像作為數(shù)據(jù)源，輸出的結(jié)果多樣，為林業(yè)管理提供方便。此外，GIS技術(shù)可提前預(yù)測和控制突發(fā)事件，避免如森林火災(zāi)等對林木生長造成損害。同時(shí)GIS具有防災(zāi)路徑和災(zāi)后評估自救的功能，使森林災(zāi)害的防范控制力度得到加強(qiáng)。

2.6 森林生態(tài)環(huán)保

為了促進(jìn)林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，必須加強(qiáng)森林的生態(tài)環(huán)保工作。采用傳統(tǒng)的護(hù)林模式無法保證大量數(shù)據(jù)源的準(zhǔn)確和完整，也不能實(shí)現(xiàn)圖形和數(shù)據(jù)的完美結(jié)合。為滿足林業(yè)生態(tài)環(huán)保和資源動態(tài)管理需求，采用GIS技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對地球信息系統(tǒng)的空間和時(shí)間資源的充分利用。

3 GIS在林業(yè)上的應(yīng)用發(fā)展

GIS在林業(yè)管理上的應(yīng)用發(fā)展，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，可實(shí)現(xiàn)森林資源的信息化管理。這是因?yàn)樵谛畔⒓夹g(shù)的不斷發(fā)展下，推動了森林資源檔案數(shù)據(jù)管理的發(fā)展。可以通過地理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對森林面積、森林類型以及分布等情況的資源收集，同時(shí)在了解森林資源的情況下實(shí)現(xiàn)動態(tài)實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測，獲得更全面、更及時(shí)和更直觀的森林資料。第二，利用GIS技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對林場、林班、林業(yè)局等單位的分類經(jīng)營管理，使分類更為科學(xué)真實(shí)，并為各級部門和領(lǐng)導(dǎo)提供操作性強(qiáng)的森林分類經(jīng)營方案和相關(guān)依據(jù)。第三，可推動天然林保護(hù)工程的管理，實(shí)現(xiàn)對劃分地塊的動態(tài)化管理。在過去關(guān)于天然林的保護(hù)工程一直難以有效實(shí)施，而GIS技術(shù)在林業(yè)的應(yīng)用發(fā)展以后，可實(shí)現(xiàn)科學(xué)的經(jīng)營管理，從而將各項(xiàng)和天然林保護(hù)相關(guān)的工作執(zhí)行到位。第四，GIS還可以被應(yīng)用在森林限額采伐管理上，確定各小班森林經(jīng)營目標(biāo)，以林班為單位進(jìn)行動態(tài)管理，通過信息系統(tǒng)的建立實(shí)現(xiàn)對各種樹種的評估工作，從而選出適合的樹種和相對應(yīng)的土壤、種植方式等，制定更加完善的造林計(jì)劃，并對造林提供科學(xué)的指導(dǎo)。

4 結(jié)語

綜上所述，GIS技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。在林業(yè)發(fā)展建設(shè)上，GIS技術(shù)和各種現(xiàn)代信息技術(shù)的結(jié)合促進(jìn)了數(shù)字林業(yè)的發(fā)展。但是我國關(guān)于GIS技術(shù)在林業(yè)發(fā)展上的應(yīng)用研究還在發(fā)展階段，關(guān)于GIS技術(shù)的數(shù)據(jù)精度和開發(fā)類型等還需要不斷改進(jìn)完善。