GIS技術(shù)在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃中的應(yīng)用分析

張 煜

(云南省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，云南 昆明 650051)

引言

為了適應(yīng)林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展以及生態(tài)文明建設(shè)，現(xiàn)在國(guó)家越來(lái)越重視森林資源的發(fā)展以及林業(yè)的發(fā)展思路，為了能夠構(gòu)建新的林業(yè)生產(chǎn)布局，需要制定適宜的適應(yīng)新時(shí)代的林業(yè)政策。傳統(tǒng)調(diào)查方式需要在紙質(zhì)圖紙上使用區(qū)劃筆在上面區(qū)劃，底圖的比例尺和筆的粗細(xì)都會(huì)導(dǎo)致小班邊緣不精確。如果使用鉛筆來(lái)區(qū)劃，不易保存，需要整理后及時(shí)使用中性筆再繪制一遍，增加了工作量，而直接使用中性筆區(qū)劃的話(huà)，一旦劃錯(cuò)，修改不易。如果現(xiàn)地填寫(xiě)調(diào)查卡片的話(huà)，需要隨身攜帶大量的卡片，非常不方便，而記錄在筆記本或者圖紙上的話(huà)，如果未及時(shí)整理，會(huì)導(dǎo)致記憶模糊、數(shù)據(jù)對(duì)不上等情況。外業(yè)調(diào)查結(jié)束后，還需要在內(nèi)業(yè)階段根據(jù)圖紙?jiān)陔娔X上區(qū)劃小班、錄入小班因子。而使用移動(dòng)端GIS軟件的話(huà)，現(xiàn)地直接填寫(xiě)因子，數(shù)據(jù)同時(shí)保存，并與小班一一對(duì)應(yīng)，如果使用代碼錄入，速度優(yōu)于手寫(xiě)。同時(shí)外業(yè)結(jié)束后內(nèi)業(yè)也就結(jié)束，直接把移動(dòng)端的數(shù)據(jù)導(dǎo)出可以進(jìn)行下一步工作。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，將GIS技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際的森林資源監(jiān)控系統(tǒng)中可以準(zhǔn)確地獲取森林面積以及相應(yīng)的海拔等相關(guān)信息，對(duì)保護(hù)森林資源具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。將GIS技術(shù)應(yīng)用于手機(jī)移動(dòng)端對(duì)于林業(yè)調(diào)查外業(yè)具有十分重要的工程價(jià)值。

1 GIS技術(shù)概述

GIS技術(shù)就是地理信息技術(shù)，地理信息系統(tǒng)運(yùn)用于林業(yè)調(diào)查工作中，可以調(diào)查涉及空間的海拔、區(qū)位等實(shí)時(shí)的地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和存儲(chǔ)，為后期的林業(yè)調(diào)查工作提供技術(shù)支持。自從1962年加拿大建立起世界上第一個(gè)地理信息系統(tǒng)以來(lái)，世界各國(guó)都開(kāi)始關(guān)于地理信息方面的研究。1972年我國(guó)首次開(kāi)始研究相關(guān)的制圖自動(dòng)化系統(tǒng)，在1974年的時(shí)候引進(jìn)了美國(guó)的地球資源系統(tǒng)，但是受限于當(dāng)時(shí)的科學(xué)技術(shù)水平，很多的工作都不能開(kāi)展，只能進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù)采集工作。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)的地理信息系統(tǒng)研究與開(kāi)發(fā)慢慢步入正軌，我國(guó)的地理信息系統(tǒng)起步比較晚，但是發(fā)展比較迅速，逐漸地已經(jīng)將地理信息系統(tǒng)和相關(guān)的專(zhuān)業(yè)軟件應(yīng)用于各大行業(yè)中，地理信息系統(tǒng)和數(shù)字化產(chǎn)品在全國(guó)普及，取得的成果逐漸被社會(huì)各界認(rèn)可，現(xiàn)在已經(jīng)將地理信息系統(tǒng)廣泛地應(yīng)用于林業(yè)、農(nóng)業(yè)、水利等各大行業(yè)中。GIS技術(shù)的主要功能如表1。

表1 GIS技術(shù)的主要功能Tab.1 Main Functions of GIS Technology

2 GIS 技術(shù)在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃中的發(fā)展現(xiàn)狀

1)隨著智能手機(jī)、平板電腦等技術(shù)的發(fā)展，GIS在移動(dòng)終端上的應(yīng)用得到了普及，并且逐步取代了傳統(tǒng)的外業(yè)調(diào)查方式，使林業(yè)調(diào)查工作更加便利、高效、準(zhǔn)確。傳統(tǒng)的林業(yè)調(diào)查外業(yè)方式調(diào)查圖紙為紙質(zhì)地形圖或者衛(wèi)星影像，攜帶不方便，遇水會(huì)掉色，如果數(shù)量太多保管不慎還會(huì)造成遺失泄密，而使用移動(dòng)設(shè)備可以直接把底圖存儲(chǔ)在設(shè)備中，隨身攜帶，只要設(shè)備不壞，基礎(chǔ)地圖就永遠(yuǎn)存在。紙質(zhì)圖紙打印的時(shí)候比例尺已經(jīng)是固定的，如果打印比例尺小了，地圖細(xì)節(jié)缺失，在調(diào)查區(qū)劃中將造成精度不夠。如果比例尺大了，需要攜帶的圖紙數(shù)量將增加，成本也會(huì)增加，而移動(dòng)端完全可以規(guī)避這些弊端。在GIS軟件中加載地圖后，可以根據(jù)需要自由放大縮小。

2)移動(dòng)終端中的GIS技術(shù)是以調(diào)查分析的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)調(diào)查的數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃處理的一項(xiàng)系統(tǒng)性的工作。從目前國(guó)內(nèi)林業(yè)GIS技術(shù)的發(fā)展來(lái)看，主要有三方面的作用：首先是GIS技術(shù)可以用作森林資源的相關(guān)管理以及對(duì)于林業(yè)調(diào)查的一種重要工具，通過(guò)系統(tǒng)的建立地理位置信息并將這些系統(tǒng)信息在地圖上顯示，同時(shí)將獲得的各種數(shù)據(jù)生成一張動(dòng)態(tài)的合格規(guī)劃表，可以方便實(shí)時(shí)的了解林業(yè)資源的變化情況；其次GIS技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中可以作為林業(yè)資源分析的一種工具，該技術(shù)不僅是簡(jiǎn)單的做成一張表，而是基于現(xiàn)在的圖形和數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)將數(shù)據(jù)進(jìn)行二次分析，生成一種動(dòng)態(tài)的監(jiān)管數(shù)據(jù)，方便動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)林業(yè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)變化；第三，GIS技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際的林業(yè)規(guī)劃管理其建立的數(shù)據(jù)資源就可以擬定相關(guān)的經(jīng)營(yíng)實(shí)施方案，以方便GIS技術(shù)可以直接應(yīng)用于林業(yè)管理宏觀(guān)層面上的分析，對(duì)林業(yè)管理者制定相關(guān)的決策產(chǎn)生重要的影響。

3 GIS技術(shù)在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃中的應(yīng)用分析

3.1 創(chuàng)建林業(yè)資源地理信息庫(kù)

手機(jī)移動(dòng)終端的GIS技術(shù)中應(yīng)用的數(shù)據(jù)庫(kù)主要有兩種，即屬性數(shù)據(jù)庫(kù)和相應(yīng)的空間數(shù)據(jù)庫(kù)。創(chuàng)建林業(yè)資源地理信息庫(kù)的主要?jiǎng)?chuàng)建方法如下：

1)需要?jiǎng)?chuàng)建林業(yè)的屬性數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)于林業(yè)的屬性數(shù)據(jù)庫(kù)需要檢查并糾正資料數(shù)據(jù)代碼的編寫(xiě)錯(cuò)誤以及實(shí)行實(shí)碼之間的相關(guān)轉(zhuǎn)換，最終在軟件中生成相應(yīng)的林業(yè)數(shù)據(jù)資料，主要包括有林業(yè)片區(qū)位置的鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村名等主要信息，小班號(hào)等多項(xiàng)主要信息，并將得到的信息數(shù)據(jù)輸入屬性數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行保存，從而得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)屬性信息。

2)進(jìn)行空間數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，一般選擇的地形圖的信息源的比例尺是1∶10000，每一個(gè)市根據(jù)其面積的大小進(jìn)行比例尺的實(shí)際確定從而可以得到地形圖的圖幅總計(jì)，將地形圖經(jīng)過(guò)掃描儀掃描成電子版的圖形，最終將每一個(gè)圖形轉(zhuǎn)換矢量圖的形式，對(duì)每一個(gè)圖形的數(shù)據(jù)進(jìn)行賦值，最終生成數(shù)字化的高程模型。一般在選擇信息源的比例尺后需要在一個(gè)小班上對(duì)調(diào)查區(qū)域進(jìn)行繪圖，在一個(gè)個(gè)完成矢量處理后的小班區(qū)域上畫(huà)圖從而可以檢查懸掛點(diǎn)，懸掛線(xiàn)，從而可以確定相應(yīng)的拓?fù)潢P(guān)系，最后可以生成不同圖層的空間數(shù)據(jù)庫(kù)。創(chuàng)建林業(yè)資源地理信息庫(kù)的流程如圖1所示。

圖1 創(chuàng)建林業(yè)資源地理信息庫(kù)的流程圖Fig.1 Flow Chart of Creating Forest Resources Geographic Information Base

3)手機(jī)終端中應(yīng)用GIS技術(shù)能夠提供直接得到調(diào)查現(xiàn)場(chǎng)的高程數(shù)據(jù)、將調(diào)研的相關(guān)數(shù)據(jù)直接輸入到手機(jī)移動(dòng)端，提高了整個(gè)調(diào)研的作業(yè)效率，同時(shí)利用手機(jī)智能終端能夠直接直接獲取調(diào)研地區(qū)的相關(guān)資料，方便快捷。

3.2 GIS技術(shù)在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1)GIS在移動(dòng)端的應(yīng)用為林業(yè)調(diào)查調(diào)來(lái)了極大的便利性。GIS在手機(jī)移動(dòng)端可以快速的獲取林業(yè)資源的相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料，在外業(yè)調(diào)查中可以根據(jù)路徑確定林區(qū)的面積，將外業(yè)作業(yè)過(guò)程中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)輸入到林業(yè)調(diào)查系統(tǒng)中，從而對(duì)數(shù)據(jù)間的實(shí)際應(yīng)用以及空間分析提供可靠保障，同時(shí)利用手機(jī)移動(dòng)端的GIS技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)林地的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和管理，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)林業(yè)資源的數(shù)量以及質(zhì)量的變化。

2)GIS提供了相關(guān)的前期數(shù)據(jù)匯總以及數(shù)據(jù)分析，為后期的的數(shù)據(jù)處理提供了非常大的數(shù)據(jù)處理功能。在小班的數(shù)據(jù)處理完成后，要做好所有小班的調(diào)查因子的完整記錄，這樣就可以利用GIS軟件對(duì)相應(yīng)的林業(yè)涉及區(qū)域的面積進(jìn)行完整全面的計(jì)算，以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等相關(guān)工作，然后針對(duì)小班因子中的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析和統(tǒng)計(jì)，根據(jù)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)整理分析。

3)現(xiàn)代的GIS技術(shù)能夠根據(jù)不同區(qū)域的數(shù)據(jù)進(jìn)行涂上不同的顏色以便可以進(jìn)行很好的區(qū)分，從而可以在行政區(qū)域圖上生成不同顏色的區(qū)劃圖。根據(jù)不同區(qū)域的目標(biāo)差異可以制作出森林資源的規(guī)劃圖，從而可以更好的分析不同專(zhuān)題地圖，在進(jìn)行不同區(qū)域規(guī)劃的林業(yè)調(diào)查中可以使該林業(yè)規(guī)劃更好的推進(jìn)。

3.3 GIS技術(shù)在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃管理中的應(yīng)用

將GIS技術(shù)應(yīng)用于手機(jī)的移動(dòng)終端不但可以方便的輸出林業(yè)資源的相關(guān)信息圖，還能夠按照用戶(hù)的需求編制不同的土壤圖、林相圖等不同專(zhuān)題圖，在管理森林資源中得到廣泛應(yīng)用。將GIS技術(shù)應(yīng)用于林業(yè)調(diào)查的外業(yè)管理中可以實(shí)現(xiàn)資源的實(shí)時(shí)共享，檢測(cè)和查詢(xún)?cè)摿值匾郧暗南嚓P(guān)資料，同時(shí)將外業(yè)作業(yè)過(guò)程中采集的數(shù)據(jù)與以前的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)對(duì)比分析，有利于提高工作的科學(xué)性和合理性。

1)GIS技術(shù)應(yīng)用在林業(yè)調(diào)查中可以更好地方便林業(yè)資源信息的查詢(xún)，在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃管理中，林業(yè)信息資源的查詢(xún)是調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)的主要基礎(chǔ)功能之一，通過(guò)GIS軟件，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)屬性數(shù)據(jù)庫(kù)以及相應(yīng)的空間數(shù)據(jù)庫(kù)的管理，從而能夠方便相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息查詢(xún)。一般信息查詢(xún)系統(tǒng)中提供了逐級(jí)查詢(xún)、對(duì)應(yīng)地區(qū)的數(shù)據(jù)圖形等信息。通過(guò)數(shù)字高程模型等相關(guān)數(shù)據(jù)信息以及坐標(biāo)等信息可以實(shí)現(xiàn)林業(yè)調(diào)查規(guī)劃相關(guān)的信息查詢(xún)。

2)將GIS技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際的林業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)對(duì)林業(yè)資源信息的更新和預(yù)測(cè)具有十分重要的作用。隨著時(shí)間的不斷推移，林地中的植被也在不斷地進(jìn)行更替，森林資源的規(guī)模也在不斷地進(jìn)行著變化。在這種情況下需要?jiǎng)?chuàng)建新型的森林成長(zhǎng)模式，同時(shí)需要定期地對(duì)小班資源進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)和更新，這樣就可以保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新和準(zhǔn)確。因此在林業(yè)系統(tǒng)中將GIS技術(shù)應(yīng)用于其中不僅能夠?qū)崟r(shí)地了解到林業(yè)資源相關(guān)信息變化規(guī)律，還能夠在系統(tǒng)中自動(dòng)的生成變化圖，實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)森林資源的變化規(guī)律，從而能夠更好對(duì)森林資源進(jìn)行很好的預(yù)測(cè)。

4 GIS技術(shù)在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃中應(yīng)用的意義

4.1 提高工作效率

根據(jù)筆者在實(shí)際工作中利用手機(jī)終端進(jìn)行林業(yè)調(diào)查的經(jīng)驗(yàn)，可以發(fā)現(xiàn)將GIS技術(shù)應(yīng)用于手機(jī)移動(dòng)端在實(shí)際的林業(yè)調(diào)查規(guī)劃中可以大大地降低調(diào)查者的工作量，同時(shí)也提高了林業(yè)制圖的工作效率。與傳統(tǒng)的林業(yè)制圖相比較，縮短了制圖的時(shí)間，比如繪制一個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的林業(yè)繪圖，傳統(tǒng)的繪圖技術(shù)需要花費(fèi)1個(gè)月左右的時(shí)間，而利用現(xiàn)代的GIS技術(shù)繪圖只需要花費(fèi)3天左右，縮短的時(shí)間尤為明顯。除此之外，將GIS利用在林業(yè)調(diào)查中可以縮短相關(guān)林業(yè)數(shù)據(jù)采集的時(shí)間，縮短數(shù)據(jù)收集和分析的時(shí)間，使林業(yè)調(diào)查的工作更加的高效。

4.2 降低成本

將GIS技術(shù)應(yīng)用于手機(jī)移動(dòng)端在實(shí)際的林業(yè)調(diào)查規(guī)劃中，可以實(shí)現(xiàn)林業(yè)調(diào)查的電子化轉(zhuǎn)變，在進(jìn)行實(shí)際的考察和清樣數(shù)據(jù)分析過(guò)程中，可以減少相應(yīng)的人力資源投入，這在一定程度上減少了相應(yīng)的資源投入。例如在云南的一鎮(zhèn)上進(jìn)行林業(yè)規(guī)劃過(guò)程中，借助GIS系統(tǒng)可以處理分析相關(guān)的圖像，共計(jì)才花費(fèi)經(jīng)費(fèi)30526元，但是如果采用傳統(tǒng)的制圖處理技術(shù)，全部靠人力進(jìn)行繪圖，費(fèi)用支出大概在10萬(wàn)元左右，所以這明顯體現(xiàn)出了GIS技術(shù)可以節(jié)約相關(guān)經(jīng)費(fèi)和人力，對(duì)林業(yè)的調(diào)查規(guī)劃具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

4.3 實(shí)現(xiàn)科學(xué)化管理

將GIS技術(shù)應(yīng)用于手機(jī)移動(dòng)端能夠?qū)⒊Ｒ?guī)數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)有機(jī)的結(jié)合，使調(diào)查作業(yè)的數(shù)據(jù)更加全面和真實(shí)。在原來(lái)的林業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，收集的相關(guān)林業(yè)資源是十分有限的，而且比較單一化。在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃管理中應(yīng)用GIS系統(tǒng)能夠全面綜合的分析林業(yè)調(diào)查情況，對(duì)于空間數(shù)據(jù)的管理也具有十分重要的意義。

5 結(jié)論

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，將GIS技術(shù)應(yīng)用于手機(jī)移動(dòng)端在實(shí)際的林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)中可以提高林業(yè)設(shè)計(jì)的工作效率，減少相關(guān)的經(jīng)費(fèi)支出和人力投入。將GIS應(yīng)用于實(shí)際的林業(yè)調(diào)查中，提高了林業(yè)調(diào)查的方便，使實(shí)時(shí)調(diào)查的數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X系統(tǒng)中，將調(diào)查的結(jié)果進(jìn)行動(dòng)態(tài)的更新，同時(shí)對(duì)森林資源系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控和管理，提高了資源的利用效率。在未來(lái)的林業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)中GIS技術(shù)將會(huì)以更加集成化和專(zhuān)業(yè)化的方向發(fā)展，使林業(yè)調(diào)查規(guī)劃技術(shù)更加高效快捷，對(duì)促進(jìn)我國(guó)的林業(yè)調(diào)查工作的科學(xué)化和全面發(fā)展具有十分重要的應(yīng)用價(jià)值。