地理信息系統(tǒng)在森林資源管理中的應(yīng)用探究

趙元一

（東營天正不動產(chǎn)房地產(chǎn)資產(chǎn)評估測繪有限公司，山東 東營 257300）

前言

森林資源各項管理工作，長期以來均屬于林業(yè)及相關(guān)部門的重點工作內(nèi)容，伴隨社會持續(xù)進(jìn)步發(fā)展，各行業(yè)領(lǐng)域?qū)ι仲Y源實際開發(fā)利用層面需求持續(xù)增加，但因此項管理工作復(fù)雜性突出，對技術(shù)要求相對較高，若想更好地開發(fā)利用及保護(hù)管理森林資源，做好森林資源實際管理當(dāng)中地理信息綜合系統(tǒng)應(yīng)用情況的綜合分析，有著一定的現(xiàn)實意義和價值。

一、簡述地理信息系統(tǒng)

（一）基本概念

地理信息系統(tǒng)，其屬于空間信息現(xiàn)代化系統(tǒng)，以網(wǎng)絡(luò)、計算機相關(guān)技術(shù)為支撐，對于地球表層包含著大氣層在內(nèi)空間當(dāng)中地理分布相關(guān)信息數(shù)據(jù)實施智能化的收集整理及運算分析的數(shù)據(jù)系統(tǒng)。伴隨國內(nèi)地理信息系統(tǒng)持續(xù)進(jìn)步發(fā)展，其所涉及技術(shù)也逐步增多，現(xiàn)代化程度持續(xù)提升。森林資源實際管理當(dāng)中，地理信息綜合系統(tǒng)實際應(yīng)用成熟度也顯著提升，可圍繞森林資源實際管理當(dāng)中空間性及地域性實施實時化、信息化及動態(tài)化監(jiān)測，精度高、靈活度高，可實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)高低壓整合優(yōu)化及運用，對森林資源實際變化情況予以實時掌握[1]。

（二）優(yōu)越性

一是，時效性。借助地理信息綜合系統(tǒng)，可實現(xiàn)全面實施森林資源具體分布情況實現(xiàn)動態(tài)化的采集，實際操作期間，技術(shù)員可經(jīng)繪制地理信息數(shù)據(jù)，核對所獲取測繪信息數(shù)據(jù)，更為直觀地查看自身所需信息內(nèi)容，實時化糾正處理數(shù)據(jù)信息所出現(xiàn)變化內(nèi)容，為數(shù)據(jù)信息精準(zhǔn)度提供保證，故可以說地理信息綜合系統(tǒng)實際應(yīng)用期間有著突出的時效性這一項優(yōu)勢；二是，高效性。借助地理信息綜合系統(tǒng)，可確保工作效率穩(wěn)步提升，達(dá)到森林資源高水準(zhǔn)的管理效果。地理信息綜合系統(tǒng)，它是以計算機科學(xué)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，快速采集及處理相關(guān)森林資源數(shù)據(jù)信息，數(shù)據(jù)具備精準(zhǔn)度和全面性，技術(shù)保障性強，工作量少，借助大數(shù)據(jù)所建立的信息數(shù)據(jù)庫，可全面細(xì)致的分析和處理地理信息數(shù)據(jù)，以極短時間將森林資源相關(guān)區(qū)域分布及動態(tài)變化情況的實時化分析完成，森林資源相關(guān)數(shù)據(jù)資源采集及管理工作的復(fù)雜程度得以簡化，實際的工作必然大幅度提升；三是，低偏差。地理信息綜合系統(tǒng)借助計算機基礎(chǔ)模型來處理相關(guān)數(shù)據(jù)信息，相比較人工計算手段，可有效防止數(shù)據(jù)偏差產(chǎn)生，雖難以控制到零偏差，但最終結(jié)果及質(zhì)量卻可以保證，數(shù)據(jù)精度相對較高。

（三）關(guān)鍵性技術(shù)類型

一是，信息采集技術(shù)。借助地理信息綜合系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)基本途徑是：有效結(jié)合聚酯薄膜的地圖及數(shù)據(jù)視線，經(jīng)掃描后獲取到數(shù)字信息，借助全球化定位系統(tǒng)來確認(rèn)坐標(biāo)位置，將信息系統(tǒng)內(nèi)部傳遞操作完成；借助遙感技術(shù)采集數(shù)據(jù)，實操期間，地理信息化系統(tǒng)平臺內(nèi)部需配備現(xiàn)代化傳感儀器，如激光雷達(dá)、數(shù)字化掃描儀器、攝像機等等，借助這些現(xiàn)代化設(shè)備準(zhǔn)確獲取相應(yīng)地理信息；在地理信息整個系統(tǒng)內(nèi)部，傳輸裝置及平臺裝置密切關(guān)聯(lián)，如結(jié)合航空裝置與衛(wèi)星裝置，可通過航空裝置獲取圖片，借助三維技術(shù)采集數(shù)據(jù)，及時把數(shù)據(jù)傳輸至系統(tǒng)內(nèi)部，以便于獲取最具真實可靠性測繪信息，并將其匯總至大數(shù)據(jù)庫內(nèi)，便于實時化調(diào)用[2]；二是，空間分析科學(xué)技術(shù)。借助預(yù)處理信息數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)計算及分析工作高效化實施，針對所描述空間物體實施空間定位，此項功能屬于地理信息綜合系統(tǒng)核心部分，包含著區(qū)域?qū)W、經(jīng)濟(jì)學(xué)和心理學(xué)等，經(jīng)空間分析后，可模擬及預(yù)測森林資源的空間分布動態(tài)變化過程；三是，低空航測科學(xué)技術(shù)。無人飛艇，是借助比空氣還輕的一種氣體為上升力，因飛行高度受限，比較適合低空航測。無人飛艇和其余飛行器內(nèi)部結(jié)構(gòu)有差異性存在，可攜帶著大量測量裝置實施測繪工作。無人飛艇內(nèi)設(shè)自動航測的系統(tǒng)，有高清攝像系統(tǒng)功能，可滿足于畫面的清晰度相關(guān)要求，為所獲取信息精度和可靠性提供保證；四是，虛擬現(xiàn)實科學(xué)技術(shù)。虛擬現(xiàn)實科學(xué)技術(shù)，屬于地理信息綜合系統(tǒng)當(dāng)中一項最具先進(jìn)性的技術(shù)，借助虛擬模擬形式呈現(xiàn)空間三維，模擬人的聽覺、視覺及觸覺，準(zhǔn)確判斷事物現(xiàn)狀，實際應(yīng)用期間，需結(jié)合數(shù)據(jù)、三維地圖等來建設(shè)基礎(chǔ)模型。現(xiàn)階段，虛擬現(xiàn)實科學(xué)技術(shù)被逐步應(yīng)用至相關(guān)領(lǐng)域應(yīng)急演練方面，高仿真性模擬虛擬的情境，將應(yīng)急演練實訓(xùn)投入減少，可以把救援者實際所處位置有效標(biāo)志于虛擬的情境當(dāng)中，為救援方案的制定提供指導(dǎo)。

二、有效應(yīng)用情況

（一）在結(jié)構(gòu)調(diào)整層面

一是，在樹種結(jié)構(gòu)層面。地理信息綜合系統(tǒng)內(nèi)含高頻影像系統(tǒng)功能，可對樹種植被具體生長情況、種類不同樹木實際分布區(qū)域、地表地貌具體分布情況等予以科學(xué)分辨，最終通過3D 圖像予以展示，協(xié)助森林資源相關(guān)管理者對地質(zhì)地貌相關(guān)分布信息予以實時掌握。整合影像資料及相關(guān)數(shù)據(jù)資源，科學(xué)評價森林樹種具體分布，為森林結(jié)構(gòu)科學(xué)優(yōu)化奠定基礎(chǔ)[3]；二是，在年齡結(jié)構(gòu)層面。借助地理信息綜合系統(tǒng)，結(jié)合森林當(dāng)中各種樹種或植被立地、生長相關(guān)信息，估算分析今后發(fā)展生態(tài)效益。借助地理信息綜合系統(tǒng)當(dāng)中分析功能，實施林木實際年齡結(jié)構(gòu)有效分析，為后期管理工作有效實施提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，對林木實際齡組結(jié)構(gòu)予以科學(xué)調(diào)整，確?？茖W(xué)育林這一目的得以實現(xiàn)，增強林地整體生產(chǎn)能力；三是，在林種結(jié)構(gòu)層面。借助地理信息綜合系統(tǒng)，科學(xué)調(diào)整林種現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)化分析林地內(nèi)部緩沖的防護(hù)林具體結(jié)構(gòu)情況，確立自然保護(hù)區(qū)相應(yīng)保護(hù)機制及防火隔離區(qū)防火機制，將防護(hù)林區(qū)實際有效確定下來。結(jié)合林地資源具體分布情況以及其經(jīng)濟(jì)效能，對林地布局的科學(xué)合理性予以判斷分析。

（二）在經(jīng)營管理層面

為防止亂砍濫伐，借助地理信息綜合系統(tǒng)對森林林區(qū)整體年齡結(jié)構(gòu)予以充分了解，科學(xué)規(guī)劃年齡較老一些樹木，予以逐步砍伐，謹(jǐn)防盲目砍伐；定期實施植樹造林，需將植樹造林詳細(xì)計劃制定出來，因地制宜選定選樹木物種，需結(jié)合森林資源具體情況，確保封山育林相關(guān)計劃定期執(zhí)行，封山育林期間，積極宣傳及現(xiàn)場巡查，借助地理信息系統(tǒng)當(dāng)中無人機實施航測工作；日常強化管理，謹(jǐn)防偷盜者潛入至森林區(qū)域砍伐樹木[4]。借助物聯(lián)網(wǎng)傳感裝置及無人機相關(guān)設(shè)施設(shè)備及其配套軟件，有效保護(hù)區(qū)域范圍內(nèi)的森林資源，實行全天候24h 的自動化監(jiān)控，險情一旦出現(xiàn)及時引發(fā)警報，系統(tǒng)也能及時拍攝到相關(guān)影像，便于后期取證，高效落實森林資源整體經(jīng)營管理具體工作。

（三）在動態(tài)監(jiān)測層面

借助地理信息系統(tǒng)，有效監(jiān)控森林當(dāng)中動態(tài)資源，通過衛(wèi)星、傳感裝置、無人機相關(guān)設(shè)施設(shè)備，實施森林信息有效采集操作。針對部分大型山區(qū)，因群山眾多，整體上地勢十分險要，區(qū)域范圍內(nèi)森林覆蓋率大，人工實地開展統(tǒng)計工作往往工作量大，危險系數(shù)高。故地理信息系統(tǒng)之下，可通過無人機還有衛(wèi)星實施有效監(jiān)測操作，以多種方式科學(xué)統(tǒng)計分析現(xiàn)有的森林資源，為管理者提供更為精準(zhǔn)性的動態(tài)化監(jiān)測信息數(shù)據(jù)參考。

（四）在防火管理層面

地理信息綜合系統(tǒng)是以地理空間、計算機系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，并配合決策支持、GPS、遙感、低空航測、虛擬現(xiàn)實各項技術(shù)，有效運用至對森林火災(zāi)實施監(jiān)測層面，便于對實際情況予以及時了解、掌握，對火災(zāi)大小情況及其所造成影響予以估測，全程控制消防活動，對森林防火層面管理技術(shù)予以綜合改進(jìn)、優(yōu)化。以地理信息綜合系統(tǒng)為基礎(chǔ)，信息依據(jù)更具精準(zhǔn)可靠，尤其通過地理信息綜合系統(tǒng)當(dāng)中最具先進(jìn)性的虛擬現(xiàn)實科學(xué)運用，能夠更好地落實應(yīng)急森林防火演練實訓(xùn)，高仿真性模擬虛擬的森林火災(zāi)及防火處理情境，便于對防火預(yù)警各項措施加以優(yōu)化、完善，不僅可對森林防火各項管理工作可起到良好輔助作用，且對火災(zāi)救援相關(guān)方案的制定優(yōu)化可起到一定指導(dǎo)作用[5]。

（五）在改進(jìn)管理資源信息層面

改進(jìn)管理資源信息，側(cè)重于對森林資源的管理調(diào)查及查詢結(jié)果、統(tǒng)計調(diào)查、統(tǒng)計數(shù)據(jù)及專題圖編制等層面研究及存儲管理，亦或者是把森林資源各項信息統(tǒng)計報告相應(yīng)森林系統(tǒng)及其余相關(guān)部門等一項工作。以調(diào)查結(jié)果為基本的評價基礎(chǔ)，結(jié)合森林資源各項數(shù)據(jù)，完成對于森林資源各項信息的細(xì)致分析及研究，確保結(jié)果更具可靠真實性。分析資源信息，對政策研究及資源監(jiān)測均較為有利，更便于改進(jìn)管理現(xiàn)有的森林資源。

（六）在數(shù)據(jù)信息庫層面

以地理信息綜合系統(tǒng)為基礎(chǔ)，借助數(shù)字化儀器把圖形全部錄入至系統(tǒng)內(nèi)部，以關(guān)鍵詞段連接好，將森林資源相關(guān)信息數(shù)據(jù)庫有效構(gòu)建起來。先確定待輸入的圖形范圍，將圖廓4 個點確下來，數(shù)字儀器板面固定，輸入圖形。固定于數(shù)字儀器板面上地塊圖、地形圖、遙感衛(wèi)星的影像圖、森林資源利用總體現(xiàn)狀圖，均借助數(shù)字儀器鼠標(biāo)予以輸入系統(tǒng)內(nèi)部，借助地理信息綜合系統(tǒng)當(dāng)中的圖形輸入系統(tǒng)功能，圍繞所輸入圖形實施編輯、修改、圖形拼接、幾何變換、生成拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)各項操作。底層放置遙感衛(wèi)星的影像圖，對森林資源利用的現(xiàn)狀圖實際準(zhǔn)確性實施校核。以區(qū)域內(nèi)部森林字眼利用總體現(xiàn)狀圖為底圖地塊單元，而地塊號用作圖形及屬性的數(shù)據(jù)庫相互關(guān)聯(lián)關(guān)鍵字段。針對森林資源相關(guān)規(guī)劃信息數(shù)據(jù)，通過構(gòu)建ArcCatalog 地理信息的數(shù)據(jù)庫，結(jié)合需要，在該數(shù)據(jù)庫內(nèi)部將所需要素的數(shù)據(jù)庫確立起來。綜合規(guī)劃當(dāng)中，將分圖層化顯示所需處理數(shù)據(jù)，結(jié)合衛(wèi)星最新影像圖，實施森林資源的利用現(xiàn)狀圖、地形圖的對比分析，并與現(xiàn)場實地勘測調(diào)查的情況相結(jié)合，修正森林資源的規(guī)劃利用現(xiàn)狀圖及其地形圖，確保獲取更具準(zhǔn)確性森林資源綜合信息數(shù)據(jù)，并予以永久存儲至信息數(shù)據(jù)庫內(nèi)。

（七）在綠化發(fā)展層面

在地理信息綜合系統(tǒng)之下，可對特定的森林區(qū)域?qū)嵤┚C合數(shù)據(jù)的科學(xué)采集，對森林資源總體結(jié)及其生長情況予以有效分析，重點發(fā)展最適宜當(dāng)?shù)厣絽^(qū)相應(yīng)樹種?，F(xiàn)階段需選定生長發(fā)育良好狀況、速度快且有著高經(jīng)濟(jì)效益、強生態(tài)功能相關(guān)樹種，經(jīng)地理信息綜合系統(tǒng)之下無人機相關(guān)航測技術(shù)，實施土壤、坡度位置及其方向、溫濕度相關(guān)信息數(shù)據(jù)的有效采集等信息，結(jié)合地理特征，對地形予以合理劃分。結(jié)合地形不同特點，合理選定類型不同種植樹種及其種植結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)森林綠化大規(guī)模的發(fā)展，將生態(tài)保護(hù)區(qū)有效建立起來。

三、結(jié)語

綜上所述，地理信息綜合系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)勢較為突出，時效性、低偏差等優(yōu)勢，現(xiàn)階段其所包含科學(xué)技術(shù)逐步增多，實際應(yīng)用的成熟度也得以提升，如信息采集、低空航測、空間分析、虛擬現(xiàn)實等各項技術(shù)均可被應(yīng)用至森林資源實際管理當(dāng)中，用于結(jié)構(gòu)調(diào)整、經(jīng)營管理、動態(tài)監(jiān)測、防火管理、改進(jìn)管理資源信息、數(shù)據(jù)信息庫、綠化發(fā)展等各個層面效果均相對突出，對森林資源綜合管理工作的高效落實可起到強大的輔助作用。