基于GIS的林業(yè)信息系統(tǒng)在林業(yè)管理中的應(yīng)用研究

李 惠

（太原市國(guó)土資源勘測(cè)有限公司，山西 太原 030006）

0.引言

近些年來(lái)隨著信息技術(shù)日新月異的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)技術(shù)的實(shí)力也不斷提升，在輔助各行各業(yè)的精細(xì)化管理當(dāng)中承擔(dān)了越來(lái)越重要的角色。地理信息系統(tǒng)是為處理地理環(huán)境中大量復(fù)雜數(shù)據(jù)而生的技術(shù)，它的優(yōu)勢(shì)就在于發(fā)掘“大數(shù)據(jù)”和空間信息分析。地理信息系統(tǒng)是一種特定而又十分重要的空間信息系統(tǒng)，它是以采集、存儲(chǔ)、管理、分析和描述整個(gè)或部分地球空間與地理分布有關(guān)數(shù)據(jù)的空間信息系統(tǒng)，是數(shù)字制圖技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的結(jié)合，通過(guò)對(duì)空間數(shù)據(jù)的有效管理，研究各種空間實(shí)體以及它們的相互關(guān)系[1]。

在以往的林業(yè)管理工作中，自然界中的森林實(shí)際情況非常復(fù)雜，導(dǎo)致管理方面不精細(xì)、實(shí)施方面效率低的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。而將地理信息系統(tǒng)引入日常林業(yè)管理工作中，能夠充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)，提升工作效率，實(shí)現(xiàn)事半功倍的效果。

但是，地理信息系統(tǒng)技術(shù)在林業(yè)管理工作當(dāng)中的應(yīng)用還處于初級(jí)階段，很多使用場(chǎng)景還設(shè)計(jì)得不完善，因此在日常工作中，技術(shù)人員需要熟悉林業(yè)管理的工作需求和技術(shù)流程，充分發(fā)掘地理信息系統(tǒng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，在實(shí)踐中不斷修改和優(yōu)化，以滿足管理精細(xì)化的要求。

1.技術(shù)優(yōu)勢(shì)

將地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于林業(yè)管理中，也就是基于GIS的林業(yè)管理信息系統(tǒng)，相對(duì)于常規(guī)的信息系統(tǒng)，存在明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)[2]。尤其是以下三點(diǎn)功能特性，使得基于GIS的林業(yè)管理信息系統(tǒng)可以在林業(yè)精細(xì)化管理工作當(dāng)中起到更廣泛的作用。

1.1 空間查詢分析

基于GIS的林業(yè)管理信息系統(tǒng)集成了地理信息系統(tǒng)強(qiáng)大的空間查詢分析能力，可以將空間信息和屬性表信息通過(guò)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)有機(jī)關(guān)聯(lián)起來(lái)。操作人員可以通過(guò)系統(tǒng)地圖窗口中矢量地圖點(diǎn)選林業(yè)圖斑來(lái)查詢統(tǒng)計(jì)資料，同時(shí)也可以打開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)表單，從數(shù)據(jù)報(bào)表中的屬性信息反向定位圖斑所在的具體位置。這樣在林業(yè)精細(xì)化管理當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)了管理信息的精準(zhǔn)定位和數(shù)據(jù)查詢轉(zhuǎn)換工作。

1.2 興趣點(diǎn)標(biāo)注

林業(yè)管理信息系統(tǒng)可以生成與原地圖數(shù)據(jù)和林業(yè)數(shù)據(jù)相互關(guān)聯(lián)，又不會(huì)產(chǎn)生干擾的興趣點(diǎn)標(biāo)注數(shù)據(jù)。在標(biāo)注層中，操作人員可以按需對(duì)林業(yè)圖版和地圖位置進(jìn)行符合林業(yè)制圖標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)繪，同時(shí)標(biāo)注出來(lái)的興趣點(diǎn)不僅能夠存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中形成新的林業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)，而且可以根據(jù)實(shí)際工作需求進(jìn)行整飾和繪圖，進(jìn)一步展示信息豐富的林業(yè)管理工作用圖。

1.3 輸出方式豐富

林業(yè)管理信息系統(tǒng)能夠吸收傳統(tǒng)林業(yè)手工繪圖的優(yōu)勢(shì)，并利用自身強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)地圖制圖能力和空間數(shù)據(jù)整合能力，使得林業(yè)管理信息更好地實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。一方面，它能夠?qū)傩孕畔⑸筛又庇^的可視化動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)圖表，將冰冷的表單變得鮮活起來(lái)；另一方面，基于豐富的空間地圖數(shù)據(jù)，能夠直接將林業(yè)數(shù)據(jù)和空間信息疊加出圖。這些專題業(yè)務(wù)地圖和動(dòng)態(tài)圖表數(shù)據(jù)，可以更加直觀地反映出林業(yè)分布信息，有利于領(lǐng)導(dǎo)以此制定決策，提高管理工作的效率；同時(shí)更加便于管理信息的歸檔，以及后期的分類儲(chǔ)存和搜索查詢，為后期的管理工作提供了極大便利。

2.林業(yè)管理信息系統(tǒng)的具體應(yīng)用

2.1 林業(yè)野外調(diào)查

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)移動(dòng)化趨勢(shì)發(fā)展迅速，林業(yè)管理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了由計(jì)算機(jī)操作向手機(jī)平板端的遷移。在手持終端上連接林業(yè)管理信息系統(tǒng)，就實(shí)現(xiàn)了林業(yè)野外調(diào)查工作的動(dòng)態(tài)管理。以往的工作方式中，林業(yè)野外調(diào)查人員在開(kāi)展工作時(shí)，需要攜帶紙質(zhì)地圖和衛(wèi)星遙感影像圖，外業(yè)使用紙筆記錄調(diào)查數(shù)據(jù)的同時(shí)，還得借助指南針、GPS、望遠(yuǎn)鏡和比對(duì)手冊(cè)進(jìn)行調(diào)查工作。這樣的工作方式需要消耗大量的人力、物力、財(cái)力，工作時(shí)間長(zhǎng)，效率低下，工作條件簡(jiǎn)陋，環(huán)境危險(xiǎn)，而且人工工作量大導(dǎo)致容易操作失誤產(chǎn)生調(diào)查錯(cuò)誤。

現(xiàn)在在移動(dòng)終端上安裝林業(yè)管理信息系統(tǒng)，就能極大地改變傳統(tǒng)工作方式的弊端。在野外工作時(shí)利用移動(dòng)端的導(dǎo)航定位能力，隨時(shí)確定自己所在的位置，將調(diào)查數(shù)據(jù)隨時(shí)輸入系統(tǒng)，拍照上傳后臺(tái)智能比對(duì)，將原來(lái)的復(fù)雜外業(yè)工作流程簡(jiǎn)化，提高效率。同時(shí)計(jì)算機(jī)端與移動(dòng)終端相互結(jié)合，數(shù)據(jù)及時(shí)傳輸更新，將內(nèi)外業(yè)工作結(jié)合得更加緊密。

在實(shí)際工作中，外業(yè)人員只需要攜帶一部安裝了林業(yè)管理信息系統(tǒng)的手機(jī)，就能方便快捷地開(kāi)展野外工作，輕松采集林業(yè)野外調(diào)查數(shù)據(jù)，自動(dòng)傳輸至內(nèi)業(yè)工作計(jì)算機(jī)，進(jìn)一步對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行打包整理，統(tǒng)計(jì)分類，形成調(diào)查報(bào)告。

2.2 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)管理

林業(yè)管理信息系統(tǒng)在管理內(nèi)業(yè)的工作中，能夠?yàn)榫?xì)化處理內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)提供有力的技術(shù)支撐。系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在專題數(shù)據(jù)制圖和出圖、屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，以及輔助業(yè)務(wù)領(lǐng)域劃分等3個(gè)方面。

傳統(tǒng)的林業(yè)專題圖制圖工作，首先需要收集任務(wù)區(qū)域的基本比例尺地形圖數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行全面細(xì)致的林業(yè)資源調(diào)查，然后收集該區(qū)域的林業(yè)檔案資料，將調(diào)查數(shù)據(jù)和檔案數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)整理，對(duì)數(shù)據(jù)去舊取新，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步進(jìn)行林業(yè)專題圖的繪制工作。過(guò)去這樣的工作方式，消耗大量的人力、物力、財(cái)力，繪圖用時(shí)較長(zhǎng)，更新效率低下，無(wú)法保證專題圖的長(zhǎng)期有效。

地理信息系統(tǒng)的制圖能力強(qiáng)大，數(shù)據(jù)整合的功能也比較完善[3]。林業(yè)管理信息系統(tǒng)使得內(nèi)業(yè)制圖工作過(guò)程變得十分簡(jiǎn)化：利用林業(yè)信息和地形圖的數(shù)字化處理，構(gòu)建森林圖斑和空間屬性之間的拓?fù)潢P(guān)系，進(jìn)一步按照制圖標(biāo)準(zhǔn)整飾圖面，從而得到專業(yè)的林業(yè)資源專題圖。同時(shí)關(guān)聯(lián)林業(yè)屬性數(shù)據(jù)庫(kù)，更能在此基礎(chǔ)上將生態(tài)區(qū)位、森林覆蓋、水土環(huán)境和林種分布等信息全部整合在一起，生成內(nèi)容豐富的林業(yè)資源管理用圖。

林業(yè)管理信息系統(tǒng)，能夠廣泛整合多源的森林空間信息和屬性信息，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行空間分析，進(jìn)一步通過(guò)各種關(guān)聯(lián)關(guān)系進(jìn)行索引和疊加，構(gòu)成林業(yè)資源信息網(wǎng)狀圖譜，為林業(yè)資源精細(xì)化管理提供科學(xué)的依據(jù)。

在林業(yè)資源管理和開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，林業(yè)工作會(huì)出現(xiàn)越來(lái)越多的細(xì)分領(lǐng)域，如，林業(yè)的病蟲(chóng)害防治、資源開(kāi)發(fā)利用、森林防火防災(zāi)和退耕還林還草等工作。在林業(yè)管理信息系統(tǒng)中，可以對(duì)這些業(yè)務(wù)領(lǐng)域按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行詳細(xì)劃分，并進(jìn)一步開(kāi)發(fā)建設(shè)子系統(tǒng)或功能模塊，在具體的業(yè)務(wù)工作流程中進(jìn)行有效的規(guī)范管理，從而提高細(xì)分業(yè)務(wù)工作的流程化與標(biāo)準(zhǔn)化。

2.3 數(shù)據(jù)互聯(lián)共享

WebGIS（網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)）是指工作在網(wǎng)絡(luò)上的地理信息系統(tǒng)。是傳統(tǒng)的地理信息系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)上的延伸和發(fā)展，它可以實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的檢索、查詢、制圖輸出、編輯等基本功能，同時(shí)也是在網(wǎng)絡(luò)上地理信息發(fā)布、共享和交流協(xié)作的基礎(chǔ)[4]。

林業(yè)管理信息系統(tǒng)能夠利用WebGIS產(chǎn)生技術(shù)創(chuàng)新，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)林業(yè)資源各類型數(shù)據(jù)的互聯(lián)共享。以往的信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)格式難以統(tǒng)一，數(shù)據(jù)整合疊加時(shí)存在較大的困難。林業(yè)管理信息系統(tǒng)能夠構(gòu)建統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)接口，以空間位置信息為基準(zhǔn)，打破各類信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)整合邊界，實(shí)現(xiàn)多源數(shù)據(jù)的聯(lián)通交互。對(duì)于林業(yè)資源來(lái)說(shuō)，坐標(biāo)也就是空間位置是相對(duì)穩(wěn)定的，以坐標(biāo)信息和空間位置編碼為基準(zhǔn)，就能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資料和業(yè)務(wù)信息流的交互傳遞，構(gòu)建出林業(yè)精細(xì)化管理的空間信息網(wǎng)絡(luò)。

2.4 促進(jìn)林業(yè)管理現(xiàn)代化

使用林業(yè)管理信息系統(tǒng)時(shí)，工作人員不僅需要全面收集森林資源的信息資料，將資料數(shù)字化后統(tǒng)一入庫(kù)，做好數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)工作，還得關(guān)注相關(guān)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，形成標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口，為數(shù)據(jù)資源共享提供便利，構(gòu)建高標(biāo)準(zhǔn)的林業(yè)信息互聯(lián)共享機(jī)制。現(xiàn)代科技的發(fā)展，使得網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)與地理信息系統(tǒng)產(chǎn)生技術(shù)融合，相比于傳統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景單一的辦公信息系統(tǒng)技術(shù)，以現(xiàn)代WebGIS為首的地理信息系統(tǒng)行業(yè)新業(yè)態(tài)的特點(diǎn)更加鮮明，動(dòng)態(tài)交互、實(shí)時(shí)鏈接，實(shí)現(xiàn)了不同終端與系統(tǒng)主題資源的互聯(lián)互通。隨時(shí)隨地用計(jì)算機(jī)或者移動(dòng)終端登錄系統(tǒng)就能保證林業(yè)管理工作的順利進(jìn)行。

3.系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 需求分析

林業(yè)管理信息系統(tǒng)應(yīng)用于林業(yè)，就要求對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行針對(duì)性的設(shè)計(jì)。經(jīng)分析可知，林業(yè)管理工作需要滿足以下幾點(diǎn)要求：要有全面而強(qiáng)大的地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)中要有地理空間數(shù)據(jù)、生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)、動(dòng)植物分布數(shù)據(jù)；林業(yè)信息的屬性表單和圖斑要能夠?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)更新。

3.2 數(shù)據(jù)建庫(kù)

林業(yè)管理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)包括業(yè)務(wù)檔案數(shù)據(jù)庫(kù)和空間信息數(shù)據(jù)庫(kù)兩大部分。

業(yè)務(wù)檔案數(shù)據(jù)庫(kù)是林業(yè)管理工作能夠在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，其中需要包括林業(yè)資源數(shù)據(jù)庫(kù)、土壤水系數(shù)據(jù)庫(kù)、動(dòng)植物多樣性分布數(shù)據(jù)庫(kù)、生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)以及歷史檔案數(shù)據(jù)庫(kù)。林業(yè)資源數(shù)據(jù)庫(kù)主要用來(lái)進(jìn)行林業(yè)資源的資產(chǎn)管理記錄，包括森林的位置、覆蓋面積、林種以及利用方式等。土壤水系數(shù)據(jù)庫(kù)主要用來(lái)記錄森林所處位置的水源覆蓋信息和土壤土質(zhì)信息，水土流失情況和保養(yǎng)恢復(fù)情況也要記錄其中。動(dòng)植物多樣性分布數(shù)據(jù)庫(kù)主要用來(lái)記錄林區(qū)中的動(dòng)植物基本信息、物種分布、動(dòng)植物保護(hù)情況等數(shù)據(jù)。生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)記錄林區(qū)所處地區(qū)的自然生態(tài)和環(huán)境保護(hù)情況。歷史檔案數(shù)據(jù)庫(kù)主要將歷史檔案數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化后錄入，用于林業(yè)資源發(fā)生變化時(shí)進(jìn)行對(duì)比分析。

空間信息數(shù)據(jù)庫(kù)包括了地形數(shù)據(jù)和遙感影像數(shù)據(jù)，以及其他行業(yè)相關(guān)專題數(shù)據(jù)，例如，地形圖、遙感影像圖、導(dǎo)航電子地圖、行政區(qū)劃圖等。其中衛(wèi)星遙感影像圖作為最直觀的地圖數(shù)據(jù)，具有更新快、信息真實(shí)的特點(diǎn)，作為林業(yè)管理信息系統(tǒng)的工作底圖來(lái)參照使用。

3.3 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)的整體架構(gòu)分為數(shù)據(jù)查詢展示模塊、調(diào)查數(shù)據(jù)編輯模塊、管理監(jiān)控模塊和應(yīng)用示范子系統(tǒng)模塊4部分。數(shù)據(jù)查詢展示模塊面向林場(chǎng)管理者，用來(lái)對(duì)森林資源數(shù)據(jù)進(jìn)行分析匯總；調(diào)查數(shù)據(jù)編輯模塊面向林業(yè)資源調(diào)查的工作人員使用，以滿足外業(yè)調(diào)查和內(nèi)業(yè)處理工作的需求；管理監(jiān)控模塊面向信息系統(tǒng)指揮部的領(lǐng)導(dǎo)，用來(lái)進(jìn)行林場(chǎng)的日常管理和處置突發(fā)情況；應(yīng)用示范子系統(tǒng)模塊用于與新增業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接關(guān)聯(lián)。

4.結(jié)束語(yǔ)

林業(yè)管理信息系統(tǒng)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)飛速發(fā)展的先進(jìn)科學(xué)技術(shù)成果，能夠在林業(yè)管理精細(xì)化進(jìn)程中起到關(guān)鍵的技術(shù)支撐作用。但是，此類系統(tǒng)在實(shí)際工作中的應(yīng)用還處于初級(jí)階段，很多使用場(chǎng)景還設(shè)計(jì)得不完善，因此在日常工作中，技術(shù)人員需要熟悉林業(yè)管理的工作需求和技術(shù)流程，充分發(fā)掘地理信息系統(tǒng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，在實(shí)踐中不斷修改和優(yōu)化，逐步設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出更多急需的功能，以滿足林業(yè)資源管理精細(xì)化、智能化、現(xiàn)代化的要求。