阿勒泰地區(qū)森林資源管理中地理信息系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用研究

劉 建

(新疆維吾爾自治區(qū)阿爾泰山國(guó)有林管理局阿勒泰分局，新疆 阿勒泰 836500)

1 引言

自黨的“十八大”以來(lái)，以習(xí)近平總書(shū)記為核心的黨中央始終注重森林資源的保護(hù)管理，彰顯了發(fā)展保護(hù)森林資源的重要性，也為阿勒泰國(guó)有林管理分局強(qiáng)化森林資源保護(hù)管理提供了根本指導(dǎo)原則。阿勒泰國(guó)有林管理分局大力推進(jìn)森林資源管理工作的開(kāi)展，使得森林資源從傳統(tǒng)的被動(dòng)式發(fā)現(xiàn)和運(yùn)動(dòng)式查處的局面得到了良好的改觀，使森林資源管理走向了主動(dòng)式發(fā)現(xiàn)和常態(tài)化執(zhí)法的新動(dòng)態(tài)。在這樣的背景下，地理信息系統(tǒng)技術(shù)在森林資源管理中得到了廣泛的應(yīng)用。以下結(jié)合該局實(shí)踐，就地理信息系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用總結(jié)幾點(diǎn)心得體會(huì)。

2 基于森林資源管理下的地理信息系統(tǒng)技術(shù)分析

地理信息系統(tǒng)技術(shù)是以地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System，簡(jiǎn)稱GIS)為載體，屬于特定的一種空間信息系統(tǒng)，以計(jì)算機(jī)軟硬件為載體，對(duì)地理分布數(shù)據(jù)予以采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示、描述的技術(shù)系統(tǒng)。在森林資源管理中，主要是以森林資源為對(duì)象，就森林資源分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示、描述。在森林資源管理中加強(qiáng)GIS技術(shù)的應(yīng)用，能更好地分析和處理森林資源的空間信息，從而為森林資源的管理提供決策和依據(jù)，在土地利用和森林資源決策中有著不可或缺的作用。這主要得益于GIS技術(shù)可以進(jìn)行空間數(shù)據(jù)的搜集、整合、分析，并實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)森林資源，尤其是在森林資源管理監(jiān)測(cè)信息繪圖方面，極大的提升了信息化管理手段，阿勒泰國(guó)有林管理分局高度重視GIS系統(tǒng)在阿勒泰地區(qū)森林資源管理中的應(yīng)用，并取得了良好的輔助效果[1]。

3 阿勒泰地區(qū)森林資源管理中地理信息系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用

3.1 利用GIS構(gòu)建阿勒泰森林資源的大數(shù)據(jù)庫(kù)

阿勒泰國(guó)有林管理分局為了加強(qiáng)森林資源的管理，近年來(lái)，在GIS技術(shù)方面的應(yīng)用得到了前所未有的發(fā)展，也取得了良好的成效。這主要得益于GIS技術(shù)在阿勒泰森林資源大數(shù)據(jù)庫(kù)建立中發(fā)揮了諸多優(yōu)勢(shì)。該局對(duì)所轄的森林資源全部納入大數(shù)據(jù)庫(kù)之中，并以GIS技術(shù)為載體，對(duì)每個(gè)營(yíng)林區(qū)中的森林資源情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和動(dòng)態(tài)更新，這就給數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與管理保護(hù)提供了巨大的幫助。首先，將阿勒泰森林資源分為山地森林和平原林區(qū)，在分別按照氣候類(lèi)型、地質(zhì)結(jié)構(gòu)和植被類(lèi)型與數(shù)量、有機(jī)物類(lèi)型和含量等，切實(shí)強(qiáng)化數(shù)據(jù)分類(lèi)，對(duì)每個(gè)營(yíng)林區(qū)中的每個(gè)類(lèi)別都采取代碼替代的方式，任何一個(gè)區(qū)塊的森林資源都能在大數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢，并嚴(yán)格梳理數(shù)據(jù)庫(kù)的指標(biāo)與因素，并按照下圖所示的方式進(jìn)行大數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)(圖1)。

這樣在建立大數(shù)據(jù)之后，利用衛(wèi)星遙感技術(shù)拍攝遙感圖片，每個(gè)營(yíng)林區(qū)都會(huì)在遙感圖中顯示出來(lái)，利用衛(wèi)星反饋的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，能信息的掌握森林的變化情況，利用衛(wèi)生圖片與GIS數(shù)據(jù)庫(kù)，能有效的對(duì)用林規(guī)劃、護(hù)林防火、營(yíng)林護(hù)林等提供支持。

3.2 利用GIS技術(shù)加強(qiáng)森林資源災(zāi)害的防治

因?yàn)镚IS技術(shù)的定位性能具有較強(qiáng)的精密性，同時(shí)又能以數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)模型為基礎(chǔ)上，在高空進(jìn)行衛(wèi)星立體畫(huà)面遙感拍攝、光感監(jiān)測(cè)、熱感監(jiān)測(cè)，這樣就能在森林資源災(zāi)害防治中，可以利用遙感監(jiān)測(cè)的內(nèi)容得到的數(shù)據(jù)反饋，及時(shí)地對(duì)森林資源火災(zāi)防治和初期火災(zāi)救治提供指導(dǎo)。比如利用GIS衛(wèi)星在高空進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并利用地面火災(zāi)觀測(cè)點(diǎn)設(shè)置的視頻監(jiān)控，能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)森林火災(zāi)的情況，這樣只要發(fā)現(xiàn)災(zāi)情，就能及時(shí)地通知最近的管理機(jī)構(gòu)在第一時(shí)間趕赴災(zāi)區(qū)進(jìn)行災(zāi)情定位和處理與撲救初期火災(zāi)。與此同時(shí)，數(shù)據(jù)能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)更新，就能對(duì)森林資源中的有機(jī)生物的種群與數(shù)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。目前，利用這一技術(shù)，阿勒泰國(guó)有林管理分局自2014年以來(lái)，遏制了14場(chǎng)火災(zāi)的發(fā)生，發(fā)現(xiàn)森林資源中的新生物種群3類(lèi)，北山羊、鵝喉羚等原本稀少的野生動(dòng)物的數(shù)量在逐漸增多。同時(shí)加強(qiáng)與阿勒泰森林公安分局的聯(lián)防聯(lián)控，在數(shù)據(jù)資源上注重分享，在經(jīng)驗(yàn)上相互學(xué)習(xí)和交流，使得GIS技術(shù)的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮日益明顯。

圖1 阿勒泰地區(qū)森林資源GIS大數(shù)據(jù)庫(kù)

3.3 利用GIS技術(shù)加強(qiáng)森林資源結(jié)構(gòu)的調(diào)整和優(yōu)化

由于阿勒泰國(guó)有林管理分局所管轄的范圍廣泛，境內(nèi)的森林資源十分豐富，阿爾泰山的森林植被是第四紀(jì)形成的產(chǎn)物，境內(nèi)植被垂直帶譜明顯，自下而上，其帶為荒漠草原，海拔1000 m以下為半荒漠草原帶，1000～1600 m為山地草原帶，1600～2400 m為森林草原帶，2400～3000 m為亞高山草甸草原，3000 m以上為高山石礫帶。森林資源以西伯利亞落葉松占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，有林地面積139.81萬(wàn)畝。按林組劃分為：幼齡林0.83萬(wàn)畝；中齡林8.26萬(wàn)畝；近熟林25.36萬(wàn)畝；成過(guò)熟林105.35萬(wàn)畝。這些森林資源的管理難度較大，加上境內(nèi)還有很多水和冰川資源、旅游資源、野生動(dòng)植物資源和礦產(chǎn)資源，為了更好地強(qiáng)化資源管理，該局始終注重GIS技術(shù)優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮，以GIS平臺(tái)為載體開(kāi)發(fā)的森林資源管理子系統(tǒng)，通過(guò)以下順序獲取森林資源信息：一是矢量化；二是地圖投影；三是確定屬性。

在矢量化處理過(guò)程中，主要是把阿勒泰森林地形與森林地圖采用掃描儀進(jìn)行數(shù)字化掃描，并且對(duì)森林資源、水和冰川資源、旅游資源、野生動(dòng)植物資源和礦產(chǎn)資源進(jìn)行區(qū)別性的掃描，再將其歸類(lèi)到各自的子數(shù)據(jù)庫(kù)之中。

在地圖投影過(guò)程中，主要是結(jié)合GIS衛(wèi)星發(fā)回的地圖，從中對(duì)每個(gè)營(yíng)林區(qū)的地理位置與地理關(guān)系進(jìn)行梳理的基礎(chǔ)上，再將每種資源在每個(gè)營(yíng)林區(qū)中的分布情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

在確定屬性的過(guò)程中，主要是對(duì)森林資源GIS系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)庫(kù)的屬性進(jìn)行確定，并利用相關(guān)軟件構(gòu)建立體化的空間數(shù)據(jù)庫(kù)，從而以3D模型的方式，將每個(gè)營(yíng)林區(qū)中的資源分布情況顯示出來(lái)。

在獲取森林資源信息數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，為強(qiáng)化森林資源的管理，就需要利用GIS系統(tǒng)提取森林資源信息，掌握每個(gè)營(yíng)林區(qū)中的樹(shù)種年齡、森林分類(lèi)、土地類(lèi)型分布和資源分布等，從而成為森林資源結(jié)構(gòu)的雛形，這樣就能明確的掌握森林資源結(jié)構(gòu)，并在空間分布和資源結(jié)構(gòu)優(yōu)化等方面的決策提供技術(shù)上的支持。

最后，緊密結(jié)合森林資源GIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)分析以及信息搜索與制圖等功能，快速而又準(zhǔn)確搜索森林資源信息，從而結(jié)合不同營(yíng)林區(qū)的森林資源現(xiàn)狀，針對(duì)性地加強(qiáng)對(duì)其的改進(jìn)和優(yōu)化，使得森林資源管理水平得到有效的提升[2]。

3.4 利用GIS加強(qiáng)森林資源檔案管理工作的開(kāi)展

在森林資源管理工作中，檔案管理也是十分重要的內(nèi)容，為適應(yīng)新形勢(shì)下的森林資源管理的需要，在注重上述工作開(kāi)展的同時(shí)，阿勒泰國(guó)有林管理分局切實(shí)發(fā)揮GIS的優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)森林資源檔案系統(tǒng)的建設(shè)，使得阿勒泰森林資源管理從傳統(tǒng)的粗放化管理逐漸朝著精細(xì)化和信息化的管理。目前，阿勒泰國(guó)有林管理分局天保二期工程區(qū)土地總面積769.91萬(wàn)畝，林地面積387.87萬(wàn)畝。其中：納入天保管護(hù)面積249.67萬(wàn)畝，納入中央森林生態(tài)效益補(bǔ)償基金面積80.07萬(wàn)畝。共區(qū)劃為10個(gè)森林資源管護(hù)所，25個(gè)管護(hù)站。共涉及阿勒泰國(guó)有林管理分局蘇木代爾格營(yíng)林區(qū)、卡拉依里克營(yíng)林區(qū)、太達(dá)雷克營(yíng)林區(qū)、喬阿提營(yíng)林區(qū)、大克蘭營(yíng)林區(qū)、小克蘭營(yíng)林區(qū)。阿勒泰分局不僅根據(jù)森林資源的分布情況及地理?xiàng)l件，從有利于國(guó)有林管理局天然林資源保護(hù)的責(zé)任落實(shí)，便于組織森林資源的管護(hù)等諸多因素，落實(shí)管護(hù)所站建設(shè)地點(diǎn)，而且在檔案信息化管理方面的力度也得到大力重視。阿勒泰分局在森林資源檔案信息系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中，依托GIS技術(shù)和森林調(diào)查簿，切實(shí)加強(qiáng)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)和小班數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，采取總體設(shè)計(jì)、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)研究、系統(tǒng)實(shí)施和系統(tǒng)運(yùn)行的布局與思路，以遙感圖片為基礎(chǔ)上，切實(shí)加強(qiáng)圖片掃描和糾正，并準(zhǔn)確分配地理坐標(biāo)，再轉(zhuǎn)繪小班線。而在地形和林相圖方面，主要是對(duì)其進(jìn)行掃描的基礎(chǔ)上，準(zhǔn)確分配地理坐標(biāo)，并強(qiáng)化其的圖層設(shè)計(jì)和DLG設(shè)計(jì)，所建成的森林資源檔案更新成圖系統(tǒng)，主要包含了資源建檔、查詢統(tǒng)計(jì)、小班更新、查看信息、數(shù)據(jù)輸出、系統(tǒng)參數(shù)等模塊，能結(jié)合實(shí)際需要針對(duì)性的進(jìn)行查詢和更新，為森林資源的管理提供更加詳實(shí)的數(shù)據(jù)支撐。例如在查詢統(tǒng)計(jì)時(shí)，可以按照以下屬性進(jìn)行查詢：權(quán)屬、地類(lèi)、工程類(lèi)別、森林類(lèi)別、林種、優(yōu)勢(shì)樹(shù)種、齡組、起源、樹(shù)種、坡向、坡度、坡位、SQL，也能得出統(tǒng)計(jì)圖和進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，為森林資源的管理提供了強(qiáng)大的信息化支撐[3]。

4 結(jié)語(yǔ)

在阿勒泰地區(qū)森林資源管理中，加強(qiáng)地理信息系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，主要是利用GIS的優(yōu)勢(shì)，切實(shí)加強(qiáng)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)，注重資源結(jié)構(gòu)優(yōu)化，強(qiáng)化自然災(zāi)害處理，優(yōu)化檔案管理，使得森林資源的管理水平得到提升。