地理信息系統(tǒng)在森林資源管理中的應(yīng)用

羅小飛

（深圳市勘察研究院有限公司，廣東深圳 518026）

經(jīng)濟(jì)發(fā)展伴隨著資源的開(kāi)采和使用，我國(guó)的森林資源在各行各業(yè)的發(fā)展中被過(guò)度消耗，加強(qiáng)森林資源的管理是目前必須開(kāi)展的重要舉措。依托科學(xué)技術(shù)，地理信息系統(tǒng)的功能在森林資源管理中能夠起到良好的輔助作用，使管理過(guò)程具有較強(qiáng)的科學(xué)性和實(shí)效性。

1 地理信息系統(tǒng)概述

地理信息系統(tǒng)（GIS）又稱(chēng)“地學(xué)信息系統(tǒng)”，是一種先進(jìn)的空間信息系統(tǒng)，是基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)支撐，對(duì)地球表層包括大氣層等空間中的相關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行智能收集、整理、分析、運(yùn)算等的信息化數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。將地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于森林資源管理中，能夠提高森林資源管理的測(cè)量值實(shí)效性。地理信息系統(tǒng)具有極強(qiáng)的空間查詢(xún)功能，對(duì)森林資源管理的地域性與空間性能夠進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)。

地理信息系統(tǒng)在一定程度上解決了森林資源管理中的地圖矢量和空間數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度問(wèn)題，使相關(guān)部門(mén)能夠通過(guò)對(duì)相關(guān)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，及時(shí)發(fā)現(xiàn)森林資源的變化[1]。

2 森林資源管理的重要意義

森林資源是林業(yè)生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，森林資源狀況是衡量林業(yè)工作成效最重要的標(biāo)志。森林在社會(huì)發(fā)展過(guò)程中受人為經(jīng)營(yíng)活動(dòng)和自然因素的影響，資源始終處于不斷地動(dòng)態(tài)變化的狀態(tài)下，受當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市建設(shè)以及物質(zhì)需求影響，森林資源被大量開(kāi)采。因此必須加強(qiáng)對(duì)森林資源的管理與監(jiān)督，建立科學(xué)有效的管理體系。森林資源管理針對(duì)我國(guó)森林資源保護(hù)、培育、更新、利用等任務(wù)，決策性組織進(jìn)行調(diào)查、規(guī)劃、控制、調(diào)節(jié)、檢查及監(jiān)督等活動(dòng)，從根本上了解我國(guó)的森林資源現(xiàn)狀，并在管理過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)森林資源的保護(hù)，使我國(guó)的森林資源實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展[2]。

3 地理信息系統(tǒng)在森林資源管理中的具體應(yīng)用

3.1 在火災(zāi)防范等自然災(zāi)害中的應(yīng)用

火災(zāi)作為一種常見(jiàn)的森林災(zāi)害，是日常的森林管理工作中不得忽視的重點(diǎn)之一。隨著地理信息系統(tǒng)的發(fā)展，其在火災(zāi)防范中發(fā)揮出的優(yōu)勢(shì)作用更明顯。地理信息系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)所采集信息數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)存在火災(zāi)異動(dòng)時(shí)立即發(fā)出指令，通過(guò)警報(bào)裝置傳遞給消防人員。結(jié)合地理信息系統(tǒng)中的遙感技術(shù)，及時(shí)找到存在火災(zāi)隱患的部位，在第一時(shí)間進(jìn)行響應(yīng)，采取相應(yīng)的滅火措施[3]。

3.2 在資源檔案管理中的應(yīng)用

由于森林檔案系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)資料較為龐大，應(yīng)以小班為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)單位，建立完善的檔案管理庫(kù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行定期更新，實(shí)現(xiàn)資源實(shí)時(shí)管控的目的。雖然一定程度上提升了管理的效率，但也存在一定的局限性[4]，森林檔案系統(tǒng)僅能針對(duì)數(shù)據(jù)部分進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)于一些圖片內(nèi)容需要通過(guò)人工手繪的方式完成，給數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)造成一定阻礙，圖片無(wú)法與數(shù)據(jù)相互匹配。通過(guò)應(yīng)用地理信息系統(tǒng)（GIS）可以提升統(tǒng)計(jì)效率，將數(shù)據(jù)和圖片統(tǒng)計(jì)在一起，最大限度地提升森林資源檔案管理水平。

3.3 在森林結(jié)構(gòu)調(diào)整中的應(yīng)用

（1）樹(shù)種結(jié)構(gòu)。

地理信息系統(tǒng)（GIS）具有高頻影像功能，能夠分辨樹(shù)種植被的生長(zhǎng)情況、地表地貌的分布情況以及不同種類(lèi)的樹(shù)木所分布區(qū)域的差異，并最終以3D圖像的形式展示出來(lái)，幫助森林資源管理者及時(shí)掌握地質(zhì)和地貌分布信息。對(duì)影像資料和數(shù)據(jù)庫(kù)資源內(nèi)容進(jìn)行整合，形成對(duì)森林樹(shù)種分布的科學(xué)評(píng)價(jià)，為下一步優(yōu)化森林結(jié)構(gòu)提供參考。

（2）年齡結(jié)構(gòu)。

地理信息系統(tǒng)（GIS）可以根據(jù)森林中各類(lèi)植被或者樹(shù)種立地的信息、生長(zhǎng)信息以及其在未來(lái)發(fā)展中所能到來(lái)的生態(tài)效益相關(guān)內(nèi)容。通過(guò)地理信息系統(tǒng)的系統(tǒng)分析功能，得出所分析林木的年齡結(jié)構(gòu)，為下一步的管理工作開(kāi)展建立科學(xué)的依據(jù)，根據(jù)信息調(diào)整林木的齡組結(jié)構(gòu)，達(dá)到科學(xué)育林的目的，為林地的生產(chǎn)能力提升提供方向[5]。

（3）森林林種結(jié)構(gòu)。

地理信息系統(tǒng)（GIS）具備較強(qiáng)的林種結(jié)構(gòu)的調(diào)整能力，通過(guò)對(duì)林地中緩沖防護(hù)林的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)自然保護(hù)區(qū)域內(nèi)的保護(hù)機(jī)制的建立以及對(duì)防火隔離區(qū)域內(nèi)的防火機(jī)制建立，確定防護(hù)林的范圍區(qū)域。地理信息系統(tǒng)（GIS）可以依照所在林地資源的分布情況以及帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效能，判斷林地布局是否具備科學(xué)性。

4 地理信息系統(tǒng)在森林資源管理中的應(yīng)用意義

4.1 建立完善的森林資源檔案

在地理信息系統(tǒng)的幫助下，建立完善的森林資源檔案時(shí)可應(yīng)用地理信息系統(tǒng)對(duì)森林的所有資源進(jìn)行數(shù)據(jù)化處理。通過(guò)地理信息系統(tǒng)對(duì)森林內(nèi)部地形地貌，地理結(jié)構(gòu)分布等情況進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，將收集的資料輸入計(jì)算機(jī)，根據(jù)過(guò)去的基礎(chǔ)信息對(duì)比新收集的數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行分析，確保數(shù)據(jù)的真實(shí)有效，分析森林資源的變化態(tài)勢(shì)。結(jié)合實(shí)地勘測(cè)，對(duì)地理信息系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行核查，應(yīng)用當(dāng)前先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集儀器和傳感器設(shè)備，記錄各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)所測(cè)出的情況，并在森林中設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，將監(jiān)測(cè)點(diǎn)均勻分布，收集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，通過(guò)人工讀表記錄。

例如在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析管理時(shí)，針對(duì)不同的數(shù)據(jù)來(lái)源、不同的數(shù)據(jù)形式進(jìn)行分類(lèi)處理，并輸入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，存檔保留。在數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)建立相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)分析和模型運(yùn)算功能，應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、分類(lèi)[6]。進(jìn)行森林資源監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)定時(shí)，應(yīng)根據(jù)森林中的環(huán)境變化和地理?xiàng)l件不同，設(shè)定監(jiān)測(cè)點(diǎn)，部分環(huán)境較為干燥，動(dòng)物喜歡棲息，部分環(huán)境潮濕存在較多菌類(lèi)，樹(shù)種和物種的分布也不同，監(jiān)測(cè)點(diǎn)在設(shè)定時(shí)要根據(jù)地點(diǎn)環(huán)境的不同均勻分布，確保監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)種類(lèi)全面，以此保證森林資源檔案的完善。

4.2 優(yōu)化森林資源管理

當(dāng)前森林資源管理理念已不符合現(xiàn)代社會(huì)的實(shí)際情況，在進(jìn)行優(yōu)化的過(guò)程中，根據(jù)地理信息系統(tǒng)，進(jìn)行森林資源管理設(shè)計(jì)。以地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)采集分析出的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過(guò)計(jì)算機(jī)建模系統(tǒng)對(duì)森林資源情況進(jìn)行模擬，將當(dāng)前存在的實(shí)際問(wèn)題逐一排查，并記錄運(yùn)行數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)建模過(guò)程中對(duì)存在的問(wèn)題進(jìn)行整改并建模運(yùn)行，反復(fù)試驗(yàn)，記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比，分析出最佳的森林資源管理方案。

以地理信息系統(tǒng)（GIS）作為林業(yè)管理的方式時(shí)，可以先制定預(yù)期的林業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃，對(duì)現(xiàn)有森林審批計(jì)劃進(jìn)行查驗(yàn)。我國(guó)目前所制定的關(guān)于森林資源的管理要求中，林地的采伐工作需要先向上級(jí)申報(bào)，得到上級(jí)部門(mén)的批準(zhǔn)后，才可以進(jìn)行相應(yīng)的作業(yè)活動(dòng)。

地理信息系統(tǒng)（GIS）特有的數(shù)據(jù)分析能力，可以針對(duì)相應(yīng)政策法規(guī)的要求，選擇科學(xué)的管理采伐時(shí)間和采伐間隔。該系統(tǒng)具備良好的數(shù)據(jù)計(jì)算能力和超強(qiáng)的模擬能力，幫助林地的管理者及時(shí)發(fā)現(xiàn)當(dāng)前管理的林地范圍中，存在的關(guān)于生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理等方面相關(guān)問(wèn)題，根據(jù)分析的結(jié)果制定整改方案，對(duì)相關(guān)法規(guī)的制定者也能提供科學(xué)政策的制定依據(jù)。在地理信息系統(tǒng)的運(yùn)用過(guò)程中，其內(nèi)部的圖形和屬性數(shù)據(jù)可以根據(jù)用戶的使用需求，進(jìn)行個(gè)性化制定和更改。隨著技術(shù)方式的革新，將會(huì)有更多的圖形和屬性數(shù)據(jù)等資料內(nèi)容進(jìn)入該系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)應(yīng)用的科學(xué)化發(fā)展。

如在模擬森林資源變化的過(guò)程中，會(huì)發(fā)現(xiàn)由于人們的采摘導(dǎo)致森林中的一些珍貴菌種日益減少，存在滅絕危險(xiǎn)。在建模過(guò)程中，管理人員可以對(duì)每一類(lèi)菌種都依據(jù)其特點(diǎn)進(jìn)行劃分，分為多個(gè)子項(xiàng)目，為子項(xiàng)目設(shè)定監(jiān)測(cè)人員，由管理人員將工作細(xì)化到每個(gè)監(jiān)測(cè)人員進(jìn)行統(tǒng)一管理。在模擬過(guò)程中加強(qiáng)人工保護(hù)菌絲力度和森林內(nèi)部環(huán)境維護(hù)，由檢測(cè)人員對(duì)數(shù)據(jù)變化進(jìn)行記錄，根據(jù)其模擬效果以及造價(jià)情況選出合適的解決方案。在建模過(guò)程中，還應(yīng)依靠信息化建模系統(tǒng)對(duì)森林資源今后的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果，規(guī)避可能發(fā)生的問(wèn)題，優(yōu)化森林資源管理，實(shí)現(xiàn)我國(guó)森林資源的可持續(xù)發(fā)展。

4.3 提高森林資源管理的實(shí)效性

在以往的森林資源管理過(guò)程中，森林資源管理工作的耗時(shí)較長(zhǎng)，經(jīng)常不能按照預(yù)期時(shí)間完成管理工作，對(duì)于下一步的工作有較大影響。將地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于森林資源管理當(dāng)中，利用其空間專(zhuān)業(yè)形式進(jìn)行數(shù)據(jù)管理。通過(guò)衛(wèi)星進(jìn)行實(shí)際地表的勘測(cè)，能夠快速準(zhǔn)確地對(duì)當(dāng)前的森林資源情況進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并直接將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)。工作中需要一些綜合性信息時(shí)，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)輸入指令，可以利用系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和分析，得出所需結(jié)果，節(jié)省了人工計(jì)算分析的時(shí)間，大幅度加強(qiáng)了森林資源管理工作的時(shí)效性。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，將地理信息系統(tǒng)應(yīng)用在森林資源管理中，能夠有效提高森林資源的采集，加強(qiáng)森林資源的管理，提高精準(zhǔn)度，對(duì)林地防火性能的提高以及對(duì)林地結(jié)合的調(diào)整起到關(guān)鍵性的作用，使森林資源能夠更好地服務(wù)于人民。