基于GIS 在營林管理信息系統(tǒng)中的應用研究

周清先

（汪清縣林業(yè)局，吉林 延邊 133200）

科技就是生產力，通過GIS進行林業(yè)制圖和數據監(jiān)管，利用空間分析規(guī)劃、圖像遙感、實時地理信息系統(tǒng)、智能的3D可視化，強大的收集處理數據，使繁重枯燥的營林生產工作變得智能輕松魔術化了。加強對營林生產工作成效的實時監(jiān)測和動態(tài)管理，為管理人員提供科學性的規(guī)劃設計數據支撐，以此來促進汪清縣林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

在開展營林管理的時候，管理人員需要按照國家落地上圖平臺結合營林信息管理系統(tǒng)，要求通過林務通外業(yè)調查，借助ArcGIS功能特色利用計算機技術，建立營林管理數據庫；構建 B/S 模式管理體系，整合采集的林業(yè)地理信息資源，通過監(jiān)管圖形和遙感數據，了解營林的實際發(fā)展狀況。為了擴大森林面積，會采取人工形式進行營林管理，造林設計、造林分區(qū)、造林作業(yè)、造林地生境保護、造林成效評價及檔案管理，在進行管理的過程中就需要使用GIS方法，根據收集的信息去統(tǒng)計營林林木的分布情況，以此來評價營林管理活動的水平，能夠通過衛(wèi)星和無人機進行高空監(jiān)測，開展遠程管理，以此來提高營林管理的工作效率。

一、設計方案產生背景

汪清縣具有廣闊的森林資源，森林資源對于人類的生存和發(fā)展來說具有重要的意義，如何有效地管理和經營林場森林資源，提高營林的資源穩(wěn)定增長已經成為當前主要管理工作的重點之一[1]。林業(yè)有范圍大、林木生長周期長、森林結構復雜、資源多元化的特點，在進行營林管理的過程中，由于森林立地條件不同及地形險惡陡峭問題，無法通過人工進行實地勘察，只有借助GIS技術，通過衛(wèi)星遙感，進行數據的采集和傳輸，以此來為營林的生產和經營提供戰(zhàn)略決策，并且還可以提供數據支撐作為規(guī)劃設計實施工作的重要前提。隨著社會經濟的發(fā)展，科學技術的進步，更多定位和衛(wèi)星地圖識別軟件的興起，Mapinfo、AutoCAD、CADGIS、EXCEL四種軟件在林業(yè)制圖中的組合應用已經給現代的林業(yè)資源管理工作帶來了極大的便捷性。和傳統(tǒng)的管理工作模式不同，GIS的強大的空間分析和制圖功能實時地理信息系統(tǒng)特色，在營林管理信息系統(tǒng)中可以實時更新最新的監(jiān)測信息，能夠實現各個部門、各個環(huán)節(jié)之間的同步，還可以進行信息資源共享，確保信息的實效性和價值意義。營林管理信息系統(tǒng)的數據庫中可以儲備和上傳海量的林業(yè)地理信息，通過計算機實現一體化的管理。包括了錄入數據、編輯數據以及分析數據等，根據分析的數據結果制作各種可視圖表，以此來建立全方位的數據庫，便于地圖的制作和處理。并且營林管理信息系統(tǒng)具有綜合分析空間的優(yōu)勢，可以根據屬性數據提供各種功能，在營林管理信息系統(tǒng)中已經引入了GIS技術，可以迅速地進行林業(yè)采集，有效的幫助管理人員通過現實狀況去制定營林管理策略，有助于平衡林業(yè)的生態(tài)系統(tǒng)，分析潛在的自然災害可能會對于人類造成的危害程度，綜合所有的因素進行空間上的考慮。營林是一項比較復雜的系統(tǒng)性工作，人工營林的經營和管理主要是為了擴大森林的面積，保護森林資源，進行多樣化的治理和運營，提高林業(yè)的經濟效益等。營林管理信息系統(tǒng)能夠幫助管理人員進行方案的規(guī)劃和設計，對于當前林業(yè)的現狀有所了解，可以及時地調整作業(yè)的模式和類型?，F階段的營林管理活動包括了建立詳細的林業(yè)生產檔案，營林管理方案設計，實時更新林業(yè)狀態(tài)等，工作范圍以及工作性質都有一數據管理系統(tǒng)定的難度，并且涵蓋的數據種類繁多，變換性比較強，是一項長期的高難度工作，為了減緩工作難度，也是為了實現精準化的管理和控制，所以需要引入GIS技術，將數據庫進行統(tǒng)一的管理，不僅可以分析和檢索營林的基礎信息，還可以避免人工操作存在的弊端，實現全自動化、半自動化的作業(yè)模式，有效的提高對于圖形處理的速度，降低在營林管理中的生產成本，提供營地管理的工作效率。

二、信息管理目標

營林管理系統(tǒng)主要是為了通過林木資源信息的分析和總結，做出有利于營林管理的最佳決策，通過管理和運營，擴大森林的面積，維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡。營林管理信息系統(tǒng)可以對于林木資源信息進行管理和控制，利用互聯(lián)網做到實時的信息更新，方便林業(yè)管理部門以及政府部門的管理，統(tǒng)一各個級別林業(yè)管理的內容。還可以利用 GIS 技術進行圖件的收集，將數據和國土三調整合為“林草資源圖”，促成管理信息的一體化?！?】管理人員可以利用營林管理信息系統(tǒng)進行信息的輸入、查閱、整理、匯編，系統(tǒng)的菜單中有對應的不同功能，可以實現各種基礎操作，簡化了空間屬性信息處理的過程，甚至在傳統(tǒng)的營林管理中，需要使用人力進行數據的計算和分析，還需要進行參數設置，但是營林管理信息系統(tǒng)可以利用自動化系統(tǒng)進行計算，最終的數據結果準確程度要遠遠超出人工計算，從相關的數值中建立高儲備的數據庫，以此來繪制各種地理圖形。借助GIS可以有效地進行數據分析和數據采集，這些基礎性工作可以節(jié)省人力資源和物力資源的成本投入，從根本目的上降低成產成本，提高營林管理的經濟效益。森林資源作為全球的寶貴資源之一，可以提供生物的多樣性，不僅有許多木材，還可以為人類的生存和發(fā)展提供豐富的資源。在人類的生產活動中離不開對于木材的開發(fā)和利用，許多木質結構、木質家具、辦公設備、文具等都離不開對于木質資源的依賴，森林中的植物以及果實都可以作為人類的食物。并且作為地球的“潤肺系統(tǒng)”濕地可以調節(jié)全球的氣候，森林的根系可以有效地防止水土流失造成的自然災害，減輕土地荒漠化，避免旱澇、沙塵暴、冰雹、霧霾等氣象災害，具有改善人類生存空間的重要價值，還可以維護生物系統(tǒng)的多樣性。森林不能作為人類生存的附屬品，很多珍貴的樹木以及野生動物是難以復制和重現的，所以要正確面對森林資源面臨的困境和難題，依照人類的方式去改造和保護森林資源，當前所進行的造林項目就是以人工的干預，利用自然，改造自然修復生態(tài)，營造森林，擴大森林資源的面積，發(fā)揮出森林資源的價值，在進行利用的同時，注重生態(tài)的保護。借助營林管理信息系統(tǒng)，對于營林的地理信息進行建檔，全面統(tǒng)籌營林中的自然資源，使用數據庫、圖形庫將基礎的地理信息進行分類整理，區(qū)分地理基本要素，進行專題圖形的繪制等，將空間和屬性數據進行有機融合，建立更加迅速、反應更加靈敏、分析更加職能化的綜合性信息系統(tǒng)。

三、系統(tǒng)具體設計方式

1.GIS 設計的營林管理系統(tǒng)

基于 GIS 設計的營林管理系統(tǒng)，涵蓋了許多方面，有針對營林信息的調查管理、數據分析管理、審查核實管理、信息調查、生產流程管理以及驗收管理等不同的管理模塊。這些模塊分布包含了很多基礎性的信息數據，經過幾大模塊的綜合分析，實現營林信息的計劃、檢驗和審查的目的。營林管理信息系統(tǒng)中的各個環(huán)節(jié)可以分工協(xié)作，互不干擾，但是在進行數據整合的時候可以實現全面的協(xié)調，每個階段可以有效地銜接業(yè)務操作，為營林管理工作提供戰(zhàn)略決策中的數據支撐。調查管理主要是為了分析影響營林生產和運營的各種因素，對于所有產生影響的因素進行考察和研究，以此數據作為基礎，制定后續(xù)的管理計劃；數據分析管理就是針對遙感技術采集的信息，進行分類整理，然后連接計算機終端進行數據的分析，能夠通過一定的數值，明確營林的管理狀況；審查管理是為了針對管理中的活動提交各種審批信息，為營林的活動做好前期的準備工作，屬于文書一類的范圍；生產管理是對對于審批后的設計規(guī)劃，落實到生產活動中，將規(guī)劃設計進行打印和明示，對于營林的整個管理進程進行實時跟進；驗收管理主要是進行數據的核算，從地理信息的錄入開始，到分類數據的數據，然后可以進行信息資源的查閱，有需要的前提下能夠打印功能表格，進行統(tǒng)一管理。營林管理信息系統(tǒng)可以利用GIS 的地理信息板塊，對于不同類型的信息進行保護，保證輸入時的準確性，還可以輸出相關報表、圖形等[2]。

2.根據需要選取圖層屬性數據

營林信息資源中還有一個模塊屬于圖形的專門管理，可以直觀的展示營林當地的自然氣候、水源分布、生態(tài)環(huán)境等特點，管理人員可以隨時根據圖形進行信息的查閱，還可以根據記錄進行操作。營林管理信息系統(tǒng)最基本的功能包括了電子文檔、三維顯示、縮放、繪測以及電子地圖的打印和信息傳送，管理人員可以在對應的位置進行點擊，對應的信息數據就會顯示在屏幕中，可以根據不同的需求，選取圖層中的屬性數據，利用數值代表的地理屬性，可以定位不同的地理物體，還可以進行屬性數值的匹配，進行定位以后，所有需要的地理要素都可以顯示在電子屏幕的圖形中。根據這一功能，管理人員還可以瀏覽林木的位置分布，以及生長情況，GIS技術可以實時測量林木的蓄積含量，營林的面積、水源的分布走向等。相關的數據都可以作為評價營林水平的標準，能夠設定對應的參數，進行營林管理活動的風險評定，系統(tǒng)可以依據需要生成不同的表格和圖形，也可以隨時進行打印和傳輸，實時進行查閱，有助于管理人員通過營林信息進行空間和屬性的數據分析，并且針對當前的情況，及時進行數值的調整和修正。根據營林管理信息系統(tǒng)設計的要求來說，需要滿足現代化林業(yè)的空間認知，建設適宜的營林目標進度管理，滿足數據管理和生產質量變動情況分析的需求，提供用戶權限管理等功能，可以進行數據信息的導入和導出，完善其修正功能，可以根據實際情況作出調整，進行增刪和編輯。營林管理信息系統(tǒng)最主要的一點就是會根據實際的生產和運行的需求，考慮到當地營林的實際情況，使用 MIS和 GIS 技術進行開發(fā)系統(tǒng)的開發(fā)和設計，并且要遵循實用性原則、針對性原則、擴充性原則、先進性原則、標準性原則等，借助計算機的硬件支持，完成信息的采集、整理、分析、對比、匯錄、生成等功能，對于營林信息數據可以使用多種形式輸出，所有關于營林地理信息的相關內容都可以通過輸出表格、圖形的形式進行展示。

3.實時更新營林信息

營林管理信息系統(tǒng)主要指為了營林的生產和管理，可以有效地提高管理工作效率，隨著營林生產和管理工作的重要性凸顯，很多環(huán)保部門、林業(yè)管理部門以及當地政府對于營林生產管理工作越來越重視。在2004年盧衛(wèi)峰創(chuàng)立了基于遙感RS技術和地理信息系統(tǒng)，并且建立了林業(yè)立地的信息管理系統(tǒng)，主要是為了營林的規(guī)劃和設計，為營林的生產活動提供詳細的措施管理，用于生產實踐中。20世紀80年代的美國VPL公司創(chuàng)建人拉尼爾提出的VR技術，可以利用計算機圖形系統(tǒng)和各種現實及控制等接口設備，可以在計算機上面生成的三維環(huán)境沉浸技術。

無人機這種高科技產品的興起，解決了許多因為位置受限的問題，在林業(yè)管理過程中，傳統(tǒng)的營林巡檢方面需要耗費大量的人力和物力進行生態(tài)監(jiān)測，如果是一些偏遠地區(qū)，就難以進行定期的檢查工作，這種情況就可以利用無人機進行航空測繪。無人機測繪涉及的知識包括了航空方面、電子方面和圖像處理等方面，而圖像處理就是根據數據進行分析和整理，可以結合數據進行測繪線路的狀況分析，有利于提高數據的應用性和有效性。進行無人機航空測繪工作之前，就需要對于無人機進行充分的設備檢查，對于無人機的高倍率電池續(xù)航時間進行檢查，避免電量過低無法返航的現象出現，還需要對無線電遙控設備以及連接無人機的程序控制裝置進行操作檢查，確保信號可以正常接收，還需要根據營林地區(qū)的實際情況，去選擇合適的機型進行巡檢工作。對于巡檢地區(qū)的高度以及位置要有詳細的調查，以此來選擇，超低空無人機，低空無人機，中空無人機等，還可以按照巡檢任務的范圍，去選擇，超近程無人機，近程無人機，短程無人機。營林管理地理監(jiān)測中大多使用的是搭載自動駕駛儀和攝像儀的小型無人機，測繪的高度會設置在500米以下，能夠進行數字正射影像圖的拍攝，生成二維平面正射投影圖，操作非常靈敏，可以實施遠程監(jiān)測，詳細的勘察地理信息，預防各種地質災害，進行植物生態(tài)的保護，地理信息的監(jiān)測等。并且無人機在進行航空測繪作業(yè)的時候，能夠實時更新營林信息，方便管理人員直觀的瀏覽當下的地理信息。

結語

綜上所述，我們可以得知，營林管理信息系統(tǒng)要根據營林資源經營的實際需要，考慮到當前營林管理中的特點，利用GIS 技術進行設計和開發(fā)，進行營林管理方案的制定，借助信息技術進行數據的采集、整理和儲存，通過分析和總結，完善營林管理信息體系，結合林業(yè)發(fā)展的實際狀況，設計高效率的管理模式，確認制定的營林方案具有實用價值和現實價值。森林樹木生長的周期性和不可逆轉性，都會給造林設計工作帶來一定的困擾，但是在營林管理信息系統(tǒng)的應用下，能夠高效的規(guī)劃營林的生產和經營。