基于GIS的香口林場(chǎng)森林資源分析

許義龍

摘? 要：以東至縣香口林場(chǎng)為研究對(duì)象，利用ArcGIS對(duì)香口林場(chǎng)森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯處理，結(jié)合地形DEM數(shù)據(jù)對(duì)香口林場(chǎng)的森林資源進(jìn)行分析，以期為香口林場(chǎng)的森林資源的經(jīng)營管理提供技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：GIS;森林資源;DEM;分析

中圖分類號(hào) S757文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2019）012-0057-3

Absrtact：Taking Xiangkou Forest Farm in Dongzhi County as the research object， this paper uses ArcGIS to edit and process the forest inventory data of Xiangkou Forest Farm， and the forest resources of Xiangkou Forest Farm were analyzed based on topographic DEM data，providing technical support for the management of forest resources of Xiangkou Forest Farm.

Key words： GIS;Forest resources;DEM;Analysis

對(duì)森林資源合理的利用，需要準(zhǔn)確掌握森林資源的數(shù)量及分布。傳統(tǒng)林業(yè)調(diào)查成果數(shù)據(jù)的編制一般都是手工繪圖分析，需要大量的時(shí)間和人力，其成果數(shù)據(jù)單一，而且圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)分離，給林業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營造成不便[1]。利用ArcGIS豐富的編輯分析工具及強(qiáng)大的圖形圖像及數(shù)據(jù)處理功能，能夠很好地解決上述問題，提高現(xiàn)有數(shù)據(jù)利用率。

1 研究地概況

東至縣香口林場(chǎng)地處長(zhǎng)江中下游，位于東至縣香隅鎮(zhèn)西部，距東至縣城30.0km，地處116°45′～116°50′E，30°3′～30°6′N，經(jīng)營面積833.89hm2，是典型的低山丘陵地貌，屬于北亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，年均氣溫16.1℃，降雨量1600mm，空氣濕度80%左右，極端最低溫度-16℃，最高溫度41℃，全年大于10℃的活動(dòng)積溫5600℃，無霜期220d，氣候溫暖，雨水充足，坡度18～35°，土壤為山地黃棕壤，厚度60～100cm，偏酸性，pH值4.2～6.5。

2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)輸入

2.1 空間數(shù)據(jù)數(shù)字化 將森林二類調(diào)查獲得的外業(yè)空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可接受文字的過程稱為空間數(shù)據(jù)數(shù)字化。通常空間數(shù)據(jù)化有數(shù)字化儀輸入、掃描矢量化輸入、GPS輸入以及其它數(shù)據(jù)源的直接轉(zhuǎn)換。林業(yè)二類外業(yè)調(diào)查過程中，調(diào)查人員利用1∶10000地形圖對(duì)林業(yè)小班進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勾繪，故本文中矢量數(shù)據(jù)的獲取采取地圖掃描數(shù)字化。

外業(yè)調(diào)查勾繪的小班地形圖掃描加載到ArcGIS。選擇坐標(biāo)投影，依據(jù)地形圖上公里坐標(biāo)點(diǎn)、經(jīng)緯度點(diǎn)、或同名地物點(diǎn)均勻的選取4個(gè)以上控制點(diǎn)，點(diǎn)擊添加控制點(diǎn)，輸入它們的實(shí)際坐標(biāo)，進(jìn)行配準(zhǔn)校正，獲取地圖真實(shí)坐標(biāo)。

2.2 屬性數(shù)據(jù)輸入 林業(yè)用途中較常用的屬性是小班面的單元屬性，包括該小班所屬的林班號(hào)、小班號(hào)、地類、林種、面積、郁閉度、優(yōu)勢(shì)樹種及各類林分因子等。考慮到小班屬性因子多，在ArcGIS空間屬性表中直接輸入的方法工作量大，且易于出錯(cuò)，屬性數(shù)據(jù)輸入在Excel表中完成，通過連接的方法將其屬性連接到小班空間數(shù)據(jù)的屬性表中。

2.3 空間數(shù)據(jù)編輯 打開ArcMap，在ArcMap工具欄內(nèi)點(diǎn)擊ArcCatalog，在ArcCatalog窗口中選擇要建立圖層的路徑，新建“香口林場(chǎng)小班”的面層，在要素類型中選擇面polygon[2]。

（1）在新建shapefile對(duì)話中點(diǎn)擊“編輯”，打開空間參考屬性對(duì)話框，再點(diǎn)擊“選擇-Projected Coordinate System”（投影坐標(biāo)系統(tǒng)），定義新建圖層坐標(biāo)系。

（2）關(guān)閉ArcCatalog，導(dǎo)入已經(jīng)配準(zhǔn)完整的地形圖數(shù)據(jù)，同時(shí)添加已經(jīng)建好的“香口林場(chǎng)小班”圖層。

（3）在“編輯器”工具欄，執(zhí)行“開始編輯”命令，編輯器工具欄中：任務(wù)為-創(chuàng)建要素，在構(gòu)造工具選擇面工具，則可以在“香口林場(chǎng)小班”內(nèi)開始畫圖。當(dāng)2小班存在共邊時(shí)，則在畫第2個(gè)小班時(shí)，在“構(gòu)造工具”選擇“自動(dòng)面”，從已畫的第1個(gè)小班內(nèi)出發(fā)，到第1個(gè)小班內(nèi)雙擊結(jié)束。

（4）完成空間數(shù)據(jù)輸入后，要對(duì)其點(diǎn)、線、面元素進(jìn)行數(shù)據(jù)檢查，包括數(shù)據(jù)的完整性檢查、正確性檢查，拓?fù)溴e(cuò)誤檢查及單個(gè)及相鄰圖層屬性檢查。

2.4 空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的掛接 主要是指空間數(shù)據(jù)與外部數(shù)據(jù)庫表或ArcGIS表文件根據(jù)指定的連接關(guān)鍵字段或按序號(hào)連接起來并將所選的屬性字段寫進(jìn)ArcGIS圖形數(shù)據(jù)屬性中[3]。右鍵單擊想要關(guān)聯(lián)的圖層，指向連接和關(guān)聯(lián)，然后單擊“連接”，選擇該圖層中要用作連接依據(jù)的字段，林業(yè)上一般用林班號(hào)和小班號(hào)組成1個(gè)唯一的地籍號(hào)作為連接字段，從磁盤加載前期錄入的小班Excel屬性表。

選擇掛接表中要作為連接基礎(chǔ)的字段，選擇連接的名稱，將使用該名稱來訪問連接的數(shù)據(jù)，單擊“確定”，在2個(gè)表之間建立連接。在“內(nèi)容列表”中右鍵單擊圖層，導(dǎo)出數(shù)據(jù)，創(chuàng)建1個(gè)具有所有屬性（包含連接字段）的新要素類。

3 結(jié)果與分析

3.1 森林資源分布 在ArcGIS軟件中對(duì)香口林場(chǎng)的森林資源按照地類分析，形成香口林場(chǎng)森林資源空間分布圖（圖1）。分析可以得出，喬木林地面積711.6002hm2，占林地面積的85.34%;竹林地面積37.5260hm2，占林地面積的4.50%;特殊灌木林地面積41.2615hm2，占林地面積的4.95%;苗圃地面積9.1983hm2，占林地面積的1.10%;未成林造林地面積1.3831hm2，占林地面積的0.17%;宜林地面積28.7690hm2，占林地面積的3.45%;輔助生產(chǎn)林地4.1511hm2，占林地面積的0.50%。對(duì)森林資源數(shù)據(jù)進(jìn)行空間賦值，賦予林場(chǎng)作業(yè)工區(qū)屬性，可以得到林地在不同工區(qū)的分布，具體見表1。

3.2 森林資源與坡向 GIS與DEM數(shù)字模型結(jié)合，通過柵格數(shù)據(jù)融合、再分類和矢量圖的疊加分析操作，分析清林分、樹種、林種、蓄積等因子的空間分布。利用這些技術(shù)，研究森林資源在一定范圍內(nèi)的空間分布現(xiàn)狀與形式，從而對(duì)現(xiàn)有資源實(shí)行科學(xué)規(guī)劃，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，確定空間利用能力，提高森林價(jià)值[4]。

在ArcGIS中對(duì)DEM數(shù)據(jù)坡向分析，獲得香口林場(chǎng)地形坡向分布圖（圖2），將坡向分為9類[5]，分別為平坦、北（0°～22.5°，337.5°～360°）、東北（22.5°～67.5°）、東（67.5°～112.5°）、東南（112.5°～157.5°）、南（157.5°～202。5°）、西南（202.5°～247.5°）、西（247.5°～292.5°）、西北（292.5°～337.5°）。對(duì)坡向分布圖重分類，并將其柵格矢量化，與森林資源圖疊加分析，可以得出香口林場(chǎng)森林資源在不同坡向上的分布（表2）。從坡向分布表可以看出，香口林場(chǎng)處于光照較低的北、東北、西北坡森林資源面積為410.2504hm2，占林地面積的49.20%;處于光照較高的南、東南、西南坡森林資源面積為306.0053hm2，占林地面積的36.70%。

4 討論

通過ArcGIS對(duì)香口林場(chǎng)森林資源的分析，確定了香口林場(chǎng)森林資源的空間分布格局;結(jié)合DEM數(shù)據(jù)對(duì)森林資源坡向分布分析，結(jié)果表明，香口林場(chǎng)在森林經(jīng)營過程中，應(yīng)該根據(jù)不同坡向光照強(qiáng)度強(qiáng)弱選擇適宜的樹種經(jīng)營。香口林場(chǎng)坡度和海拔相對(duì)變動(dòng)較小，坡度及海拔的變動(dòng)不會(huì)對(duì)森林資源的經(jīng)營管理帶來影響，本文在研究的過程中未做分析，但在其他地方，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，將森林資源結(jié)合坡度、海拔及坡向同時(shí)分析。

在林業(yè)森林資源調(diào)查中利用ArcGIS對(duì)森林資源進(jìn)行分析，極大地提高林業(yè)技術(shù)人員的工作效率，同時(shí)也豐富了林業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)的利用。現(xiàn)代林業(yè)的發(fā)展要求林業(yè)要加快信息化，地理空間信息技術(shù)是林業(yè)信息化的核心技術(shù)之一，今后，在GIS的應(yīng)用中，還應(yīng)進(jìn)一步利用它的可視化功能，為森林的經(jīng)營管理提供更有效的服務(wù)，為林業(yè)信息化提供有力的技術(shù)支撐。

參考文獻(xiàn)

[1]張丹華，石軍南，陳傳松.基于GIS的林業(yè)專題制圖方法優(yōu)化[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，32（10）：173-178.

[2]宋小冬，鈕心毅.地理信息系統(tǒng)實(shí)習(xí)教程（第三版）[M].北京：科學(xué)出版社，2013

[3]馬旭東，閆利，史玉龍，等.利用地圖圖形數(shù)據(jù)建立ArcGIS數(shù)據(jù)庫的方法研究[J].測(cè)繪通報(bào)，2008（6）：65-68.

[4]吳浩，鄧杰，帥艷林.GIS在森林資源管理中的應(yīng)用[J].林業(yè)調(diào)查規(guī)劃，2005，30（3）：4-7.

[5]唐雪海，黃慶豐，袁進(jìn)軍，等.基于DEM的紫蓬山地形及森林資源空間分布關(guān)聯(lián)分析[J].林業(yè)調(diào)查規(guī)劃，2009，34（4）：12-18.

（責(zé)編：王慧晴）