地理信息系統(tǒng)技術(shù)在森林資源管理中的應(yīng)用

◎陳怡斯

引言：現(xiàn)階段基層森林資源管理工作開展中，面臨著人手不足，設(shè)備落后等問題，導(dǎo)致管理效率低，營(yíng)林效益也受到了負(fù)面影響。將地理信息系統(tǒng)技術(shù)推廣開來，并且通過專項(xiàng)培訓(xùn)讓基層林業(yè)人員能夠熟練運(yùn)用這一技術(shù)手段，代替人工完成森林內(nèi)部調(diào)查、森林資源管理等各項(xiàng)工作，在減輕林業(yè)人員壓力的同時(shí)，促進(jìn)了森林經(jīng)營(yíng)管理水平的提升。

一、森林資源管理中地理信息系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.工作流程。

以林場(chǎng)或縣為單位，通過把各種林業(yè)圖表和自然地理數(shù)據(jù)數(shù)字化進(jìn)入計(jì)算機(jī)后，應(yīng)用通用的GIS 平臺(tái)或采用組件開發(fā)技術(shù)，使林業(yè)資源信息的輸入、存儲(chǔ)、顯示、處理、查詢、分析和應(yīng)用等功能得以實(shí)現(xiàn)，通過空間信息與屬性信息的結(jié)合，為林業(yè)生產(chǎn)的科學(xué)規(guī)劃及管理，林業(yè)資源屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)的管理，以及相關(guān)信息發(fā)布和輔助決策的制定提供服務(wù)。

2.應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

地理信息系統(tǒng)技術(shù)與遙感技術(shù)相結(jié)合，利用遙感衛(wèi)星可以全天候、高精度的獲取森林內(nèi)部的各項(xiàng)信息。然后將獲取的數(shù)據(jù)信息，利用地面接收站，幾乎是同步的傳輸?shù)降乩硇畔⑾到y(tǒng)中。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，完成數(shù)據(jù)的整理、分類、統(tǒng)計(jì)、計(jì)算，并輸出分析結(jié)果。整個(gè)過程可以在較短的時(shí)間內(nèi)完成。相比于以往人工勘察、人工計(jì)算的模式，地理信息系統(tǒng)技術(shù)的運(yùn)用，可以幫助林業(yè)人員實(shí)時(shí)的掌握森林內(nèi)部信息，這就為下一步制定方案、采取措施，提供了有價(jià)值的參考。除了時(shí)效快以外，地理信息系統(tǒng)技術(shù)還能夠保證數(shù)據(jù)的全面與細(xì)致。遙感衛(wèi)星可以完成高精度的數(shù)據(jù)采集，同時(shí)地理信息系統(tǒng)又可以進(jìn)行二次調(diào)整，所得結(jié)果十分精確，為林業(yè)人員更加準(zhǔn)確、全面的掌握森林信息，做出精準(zhǔn)決策也有幫助。

二、地理信息系統(tǒng)技術(shù)在森林資源管理中的具體應(yīng)用

1.在森林資源動(dòng)態(tài)監(jiān)管中的應(yīng)用。

由于森林內(nèi)部的資源狀況始終處于一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的過程，以人工為主開展森林資源調(diào)查的方式，所得信息具有明顯的滯后性。相比之下，運(yùn)用地理信息系統(tǒng)技術(shù)，建立縣級(jí)森林資源連續(xù)清查數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，可根據(jù)實(shí)際經(jīng)營(yíng)活動(dòng)情況及生長(zhǎng)模型及時(shí)更新數(shù)據(jù)，為及時(shí)準(zhǔn)確地掌握森林資源狀況和消長(zhǎng)變化動(dòng)態(tài)提供依據(jù)。這樣一來是保證了森林資源數(shù)據(jù)的全面性和豐富度；二來也能夠通過不斷的更新，保證數(shù)據(jù)具有較強(qiáng)的參考和利用價(jià)值。例如通過動(dòng)態(tài)的獲取森林面積變化、蓄積量變化，為制定更加科學(xué)的營(yíng)林計(jì)劃提供了數(shù)據(jù)支持。

2.在森林監(jiān)測(cè)與防控中的應(yīng)用。

（1）森林防火。

近年來，國(guó)內(nèi)外重大森林火災(zāi)的發(fā)生頻率有增加趨勢(shì)，森林防火工作的任務(wù)更加艱巨。特別是每到清明節(jié)等節(jié)假日，或是在春耕、秋收時(shí)節(jié)，面臨著較多的森林火災(zāi)隱患。利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)，進(jìn)行森林火災(zāi)的預(yù)防和監(jiān)測(cè)，以及在火災(zāi)發(fā)生后指導(dǎo)救援提供了積極幫助。例如，通過綜合氣候變化、樹木種類、林分結(jié)構(gòu)、林木密度等各類數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行火災(zāi)發(fā)生率的預(yù)測(cè)。根據(jù)該系統(tǒng)預(yù)測(cè)的森林火災(zāi)指數(shù)，采取相應(yīng)的防火準(zhǔn)備。另外，開發(fā)"林火輔助決策系統(tǒng)"，在森林火災(zāi)發(fā)生后，通過收集實(shí)時(shí)的林火信息，進(jìn)行火點(diǎn)定位，輔助撲救決策，在控制火勢(shì)蔓延、降低火災(zāi)損失等方面也有重要價(jià)值。

（2）森林病蟲害防治。

森林病蟲害由于具有傳播速度慢、危害面積大等特點(diǎn)，對(duì)森林資源造成的損失也十分嚴(yán)重。以往的森林資源管理中，由于無法精準(zhǔn)的掌握害蟲集中爆發(fā)時(shí)間，容易錯(cuò)過最佳的預(yù)防時(shí)機(jī)，總是等到病害、蟲害大規(guī)模爆發(fā)后再采取治理措施，不僅浪費(fèi)了人力、財(cái)力，而且也造成了森林資源的損失。相比之下，在推廣使用地理信息系統(tǒng)技術(shù)后，則能夠采取生物監(jiān)測(cè)手段和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，動(dòng)態(tài)的掌握森林內(nèi)部病害、蟲害的發(fā)生情況。這樣就可以在病害尚未進(jìn)行大規(guī)模蔓延，害蟲尚未長(zhǎng)成成蟲前，采取有效的應(yīng)對(duì)措施，將森林病蟲害的損失后果降至最低。

3.在林業(yè)專題圖編制中的應(yīng)用。

林業(yè)專題圖在生態(tài)規(guī)劃、珍惜樹種保護(hù)、水土流失檢測(cè)等各個(gè)方面發(fā)揮著重要參考價(jià)值。GIS 經(jīng)過收集整理制圖信息，利用數(shù)字化手段，建立坐標(biāo)投影和拓?fù)潢P(guān)系，建立圖形與屬性的關(guān)聯(lián)，最終完成多種林業(yè)專題圖的編制。它不僅可以為用戶輸出全要素森林資源信息圖，而且可以根據(jù)用戶需要分層輸出各種專題圖（諸如林相圖、土壤圖、植被分布圖等）。成圖之后，每隔一段時(shí)間進(jìn)行一次數(shù)據(jù)更新，保證林業(yè)專題圖的內(nèi)容始終與森林內(nèi)部實(shí)際情況保持高度一致。

4.在森林結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整中的應(yīng)用。

合理的森林結(jié)構(gòu)無論是在提高森林生態(tài)穩(wěn)定性還是發(fā)揮森林多重效益方面，都起到了促進(jìn)效果。基于地理信息系統(tǒng)的森林結(jié)構(gòu)優(yōu)化，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：其一是進(jìn)行林種布局的優(yōu)化，結(jié)合林區(qū)的地理?xiàng)l件，科學(xué)劃定防護(hù)林區(qū)、經(jīng)濟(jì)林區(qū)、特種用途林區(qū)等。在不同的林區(qū)，對(duì)不同種類的林木采取差異化的管理措施，同時(shí)滿足森林資源的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。其二是進(jìn)行樹種結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。樹木種類偏少，由于生態(tài)系統(tǒng)的單一性，有更高的概率發(fā)生火災(zāi)或遭遇病蟲害。結(jié)合地理信息系統(tǒng)技術(shù)，在充分考慮地形地貌、水土地質(zhì)等因素的基礎(chǔ)上，選擇更加豐富的樹種進(jìn)行種植，提高樹種多樣性。

三、森林資源管理中地理信息系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展前景

森林資源管理的信息化是一個(gè)必然趨勢(shì)，而地理信息系統(tǒng)作為"3S"中的核心組成之一，隨著大數(shù)據(jù)、5G 等技術(shù)的成熟，將會(huì)在森林資源管理方面有著更為廣泛和成熟的運(yùn)用。例如，目前國(guó)內(nèi)一些規(guī)模較大的林區(qū)，已經(jīng)開始運(yùn)用微型傳感器等技術(shù)，更加全面的掌握森林內(nèi)部的各類信息，包括空氣濕度、空氣溫度，生物分布密度等等。然后通過5G 網(wǎng)絡(luò)將獲取到的這些數(shù)據(jù)，同步傳輸給附近的管理辦公室，利用計(jì)算機(jī)上的GIS 軟件完成數(shù)據(jù)分析。此外，近年來無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展，也成為進(jìn)行林業(yè)資源信息采集的一種常用工具。只有獲取了足夠數(shù)量，且利用價(jià)值較高的數(shù)據(jù)信息，才能讓地理信息系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)得到進(jìn)一步的凸顯。

結(jié)語：地理信息系統(tǒng)已經(jīng)成為森林資源管理中不可或缺的重要輔助工具，基層林業(yè)管理人員應(yīng)當(dāng)熟練掌握這一技術(shù)的操作方法，才能充分發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢(shì)，為森林結(jié)構(gòu)調(diào)整、森林災(zāi)害防控以及森林地圖編制等工提供必要的幫助。