GIS技術(shù)在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)

李東

摘 要 在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)中應(yīng)用地理信息系統(tǒng)（Geographic Information Systems，GIS），能有效提高林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性。在探究GIS技術(shù)及其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，探討GIS技術(shù)在資源清查、數(shù)據(jù)管理、森林經(jīng)營(yíng)方案制定、林業(yè)制圖及遙感圖像處理等諸多方面的應(yīng)用，并對(duì)GIS技術(shù)未來(lái)在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)中的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞 GIS技術(shù);林業(yè)調(diào)查規(guī)劃;應(yīng)用分析;發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：S42 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2022.04.075

近年來(lái)，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，GIS技術(shù)在林業(yè)調(diào)查與規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。GIS技術(shù)作為林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)中精確化程度較高的技術(shù)手段，在掌握森林資源變化趨勢(shì)、探尋森林資源交替變化規(guī)律等諸多方面有著廣闊的應(yīng)用前景，為我國(guó)林業(yè)規(guī)劃和林業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)整打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此，分析GIS技術(shù)在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃中的應(yīng)用具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)價(jià)值。

1 GIS技術(shù)概述

GIS技術(shù)是集高效應(yīng)用、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)分析、深度挖掘及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理等為一體的重要計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)信息間的交互與共享[1]。該技術(shù)以地理信息系統(tǒng)的空間位置數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的支持下，對(duì)三維空間中的數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行深度分析與模擬，并通過(guò)地理分析模型對(duì)空間數(shù)據(jù)和地理數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律進(jìn)行探究。GIS在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃中的應(yīng)用，能有效提升林業(yè)調(diào)查規(guī)劃效率，實(shí)現(xiàn)科學(xué)的林業(yè)產(chǎn)業(yè)管理和產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)。此外，在林業(yè)產(chǎn)業(yè)管理中應(yīng)用GIS技術(shù)，還能有效降低森林資源中諸多參數(shù)的調(diào)查統(tǒng)計(jì)成本。GIS技術(shù)可快速標(biāo)注林業(yè)產(chǎn)業(yè)內(nèi)的相關(guān)工作，并對(duì)林業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)電子化作業(yè)操作，從而實(shí)現(xiàn)林業(yè)產(chǎn)業(yè)動(dòng)態(tài)化管控，使林業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)工作更加方便快捷。

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

2.1 森林資源清查與數(shù)據(jù)管理

在森林資源的清查和統(tǒng)計(jì)過(guò)程中，GIS技術(shù)主要是利用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)對(duì)森林產(chǎn)業(yè)中不同層級(jí)的各類資源進(jìn)行逐一排查和統(tǒng)計(jì)。傳統(tǒng)的森林資源的清查和數(shù)據(jù)管理，通常需要通過(guò)外部工具將排查統(tǒng)計(jì)的各種圖形進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)換后，再進(jìn)一步利用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)核算軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)運(yùn)算[2]。但利用GIS技術(shù)對(duì)森林資源進(jìn)行清查時(shí)，可直接利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和圖片制作能力，將GPS坐標(biāo)點(diǎn)和調(diào)查數(shù)據(jù)以地塊分布圖的形式展示出來(lái)，使森林的整體面貌及其位置信息直觀地展現(xiàn)出來(lái)。此外，GIS技術(shù)還能對(duì)以往時(shí)間段內(nèi)的已統(tǒng)計(jì)過(guò)的森林資源數(shù)據(jù)信息進(jìn)行重新核查，但處理得到的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)信息之間可能存在一定的誤差，因此需通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行橫縱向的綜合處理與分析，從而對(duì)該類森林資源未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行科學(xué)的判斷和預(yù)測(cè)。隨著我國(guó)GIS技術(shù)研發(fā)能力的不斷提升，GIS技術(shù)在林業(yè)資源調(diào)查和數(shù)據(jù)管理中的應(yīng)用得到了進(jìn)一步拓展，實(shí)現(xiàn)了林業(yè)資源數(shù)據(jù)的科學(xué)查詢。GIS技術(shù)通過(guò)圖形輸出的方式查詢數(shù)據(jù)，這種查詢方式可隨時(shí)了解林業(yè)資源情況，且當(dāng)林業(yè)資源地圖的圖元及屬性發(fā)生變化時(shí)，數(shù)據(jù)系統(tǒng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)也會(huì)隨之調(diào)整并重新存儲(chǔ)，從而確保為林業(yè)統(tǒng)計(jì)和調(diào)查規(guī)劃提供真實(shí)的數(shù)據(jù)。

2.2 制定森林經(jīng)營(yíng)決策方案

在林業(yè)調(diào)查與規(guī)劃設(shè)計(jì)中，GIS技術(shù)還能夠用于制定森林經(jīng)營(yíng)方案。森林經(jīng)營(yíng)管理是一項(xiàng)復(fù)雜且煩瑣的工程，如果采用GIS技術(shù)，可快速地對(duì)森林管理的類別以及問(wèn)題進(jìn)行分類分析并建立起相關(guān)的管理系統(tǒng)，從而有效提高森林管理的效率，節(jié)約管理成本，降低不合理森林管理對(duì)林業(yè)資源的破壞程度。1）通過(guò)GIS技術(shù)對(duì)某一特定地理范圍內(nèi)的森林資源進(jìn)行逐一采集分析和統(tǒng)一管理，以某一地域空間為管理對(duì)象，將該空間結(jié)構(gòu)劃分為不同單元，建立起不同單元結(jié)構(gòu)條件下的森林模型。2）對(duì)森林模型中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行量化分析、處理，不斷優(yōu)化影響森林最終經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的指標(biāo)參數(shù)，并對(duì)各參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行模擬，得到社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益較優(yōu)的森林經(jīng)營(yíng)方案。3）將得到的不同經(jīng)營(yíng)方案進(jìn)行對(duì)比，并利用技術(shù)模塊的數(shù)據(jù)分析能力將對(duì)比結(jié)果制成表格，為森林經(jīng)營(yíng)管理決策者篩選最優(yōu)的決策方案提供數(shù)據(jù)支撐，提高森林資源管理的運(yùn)行效率。

2.3 林業(yè)制圖

GIS技術(shù)在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃中的應(yīng)用，還進(jìn)一步體現(xiàn)在林業(yè)制圖上。在進(jìn)行林業(yè)制圖時(shí)，需要為其提供專業(yè)的林業(yè)空間數(shù)據(jù)符號(hào)，而傳統(tǒng)的林業(yè)制圖系統(tǒng)無(wú)法為其提供詳細(xì)的空間數(shù)據(jù)符號(hào)。但GIS技術(shù)擁有強(qiáng)大的林業(yè)專題符號(hào)庫(kù)，且當(dāng)專題符號(hào)庫(kù)中的林業(yè)符號(hào)無(wú)法滿足制圖要求時(shí)，利用GIS技術(shù)還可以直接對(duì)所需的林業(yè)專題符號(hào)進(jìn)行修改、制作。林業(yè)制圖作為林業(yè)調(diào)查工作中的重要環(huán)節(jié)，因其過(guò)于煩瑣、枯燥而遇到了較大的困難，但GIS技術(shù)的應(yīng)用能快速制作滿足多種需求的林業(yè)專題圖，對(duì)森林資源林業(yè)制圖過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)化。例如，在排列某一地域范圍內(nèi)的森林植被資源分布圖時(shí)，通過(guò)GIS技術(shù)可根據(jù)該地域范圍內(nèi)植物的種類、海拔及環(huán)境適應(yīng)特征，按照相應(yīng)的順序?qū)?duì)應(yīng)的森林資源劃分為不同層級(jí)、不同層面的待研究單元，且可通過(guò)不同研究單元的緊密聯(lián)系實(shí)現(xiàn)所有植被的快速成圖。GIS林業(yè)制圖比以往傳統(tǒng)模式下的二維制圖方法速度更快、制圖效果更佳，可完成三維林相圖的制作，有效實(shí)現(xiàn)了林業(yè)資源制圖過(guò)程的可伸縮性與可擴(kuò)展性功能，且適用于制作各種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)圖。此外，GIS技術(shù)在林業(yè)制圖中的應(yīng)用，更能有效簡(jiǎn)化林業(yè)產(chǎn)業(yè)的制圖流程和步驟，制作出更加立體的產(chǎn)業(yè)圖，便于決策者在后期進(jìn)行快速查看。

2.4 遙感圖像處理

GIS技術(shù)能夠與遙感技術(shù)、通信技術(shù)有效結(jié)合，借助遙感通信技術(shù)準(zhǔn)確度較高的優(yōu)勢(shì)，將其應(yīng)用在林業(yè)資源的調(diào)查過(guò)程中，可幫助林業(yè)資源數(shù)據(jù)信息庫(kù)完成數(shù)據(jù)的自動(dòng)化處理和更新，促進(jìn)林業(yè)資源管理數(shù)據(jù)信息化與合理化發(fā)展[3]。在遙感圖像處理過(guò)程中，林業(yè)資源管理人員能夠利用GIS技術(shù)對(duì)圖像處理過(guò)程進(jìn)行把控。通過(guò)GIS技術(shù)對(duì)林業(yè)資源狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及動(dòng)態(tài)管理，林業(yè)資源管理人員能及時(shí)獲取更加全面的信息，加強(qiáng)對(duì)轄區(qū)范圍內(nèi)林業(yè)資源的了解程度，不僅能直觀看到轄區(qū)范圍內(nèi)林業(yè)資源的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，還能夠根據(jù)森林資源變化特點(diǎn)及時(shí)構(gòu)建森林資源動(dòng)態(tài)變化管理臺(tái)賬表，減少低效率的人工環(huán)節(jié)，縮短作業(yè)時(shí)間，進(jìn)而提高林業(yè)資源管理效率，為林業(yè)資源的調(diào)查與規(guī)劃設(shè)計(jì)提供條件。

3 GIS技術(shù)在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃中的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 資源信息管理和分類經(jīng)營(yíng)管理

在過(guò)去，只能通過(guò)現(xiàn)存的檔案了解林業(yè)資源的用地情況，但近年來(lái)隨著GIS技術(shù)的不斷進(jìn)步，越來(lái)越多省市的林業(yè)調(diào)查工作加強(qiáng)了對(duì)GIS技術(shù)的應(yīng)用。各省市逐步建立了林業(yè)資源監(jiān)測(cè)點(diǎn)，通過(guò)監(jiān)測(cè)點(diǎn)能對(duì)轄區(qū)內(nèi)所有森林資源面積及森林資源內(nèi)部數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控、統(tǒng)計(jì)和分析，并將相關(guān)的數(shù)據(jù)分析結(jié)果顯示出來(lái)，從而有效提高森林資源監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度，便于省市林業(yè)局開(kāi)展林業(yè)資源調(diào)查和規(guī)劃工作[4]。在此過(guò)程中，GIS技術(shù)可對(duì)林業(yè)資源的實(shí)際使用狀態(tài)及相關(guān)參數(shù)信息動(dòng)態(tài)化變化過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而在森林資源出現(xiàn)故障問(wèn)題時(shí)，及時(shí)采取針對(duì)性的措施。以森林火災(zāi)為例，森林火災(zāi)會(huì)造成嚴(yán)重的人員、財(cái)產(chǎn)損失，所以快速地鎖定火災(zāi)位置和范圍意義重大。而GIS系統(tǒng)能根據(jù)樹(shù)木的不同特性進(jìn)行分類并制成分類圖，通過(guò)森林煙火監(jiān)測(cè)系統(tǒng)確定林區(qū)的溫度及熱量，實(shí)時(shí)定位森林火災(zāi)出現(xiàn)的地方，從而快速地鎖定火災(zāi)位置和范圍，并根據(jù)火勢(shì)大小、蔓延范圍等快速配置方案，及時(shí)撲滅火災(zāi)以保護(hù)森林資源?？傊?，GIS技術(shù)在分類經(jīng)營(yíng)管理中的應(yīng)用，有助于林業(yè)局對(duì)轄區(qū)范圍內(nèi)的所有森林資源進(jìn)行科學(xué)分類，并根據(jù)不同類別林業(yè)資源生長(zhǎng)規(guī)律制定對(duì)應(yīng)的策略，為優(yōu)化林業(yè)產(chǎn)業(yè)布局提供建議。

3.2 森林采伐管理

森林采伐管理也是GIS技術(shù)在林業(yè)調(diào)查與規(guī)劃設(shè)計(jì)中的重要應(yīng)用趨勢(shì)。GIS技術(shù)能夠通過(guò)對(duì)森林資源的統(tǒng)計(jì)分析，選擇不同類別和不同層級(jí)的樹(shù)種資源搭配使用，得到不同的種植方案，并在不同種植方案中選擇最佳方案。同時(shí)，可根據(jù)所選擇的最佳種植方案，制定更加詳細(xì)的植樹(shù)造林計(jì)劃，并對(duì)造林過(guò)程進(jìn)行科學(xué)指導(dǎo)。目前，絕大部分森林?jǐn)?shù)據(jù)管理中心會(huì)根據(jù)森林的實(shí)際生長(zhǎng)規(guī)律建立數(shù)學(xué)模型，但模型以大量的實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，人力和資金投入大，且人工采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性較差。GIS技術(shù)的出現(xiàn)，有效彌補(bǔ)了該類缺陷，其能夠?qū)爡^(qū)范圍內(nèi)森林資源的具體位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位，以此提高數(shù)學(xué)模型的質(zhì)量和效率[5]。

3.3 管理林業(yè)用地的相關(guān)信息

GIS技術(shù)在林業(yè)調(diào)查與規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，還體現(xiàn)在林業(yè)用地管理方面。林地資源在我國(guó)土地資源類別中占比較大，相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2020年全國(guó)林地面積增加到3.12億hm2，其中林地占國(guó)土面積的32.5%。林地資源的合理開(kāi)發(fā)利用，對(duì)自然環(huán)境保護(hù)及林業(yè)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要的意義。目前，我國(guó)大部分地區(qū)對(duì)林地的管理還較為粗放，通過(guò)應(yīng)用GIS技術(shù)，結(jié)合立地調(diào)查和遙感圖像建立地籍管理數(shù)據(jù)庫(kù)，能夠科學(xué)監(jiān)測(cè)林地資源的變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)林業(yè)用地的權(quán)屬、利用情況及開(kāi)發(fā)前景的動(dòng)態(tài)管理，為科學(xué)和合理地開(kāi)發(fā)、利用林地資源提供依據(jù)。通過(guò)充分利用不同類型的土地資源，能夠進(jìn)一步發(fā)揮林業(yè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)作用，提高林業(yè)在我國(guó)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的地位。

3.4 建設(shè)現(xiàn)代化檢測(cè)體系

隨著我國(guó)現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的林業(yè)管理技術(shù)已無(wú)法滿足新時(shí)期環(huán)境監(jiān)測(cè)與防治發(fā)展的需求，以GIS技術(shù)為媒介建立起科學(xué)的現(xiàn)代化林業(yè)檢測(cè)體系是我國(guó)林業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展的重點(diǎn)。由于我國(guó)的林業(yè)資源復(fù)雜多樣，使得我國(guó)的林業(yè)數(shù)據(jù)檢測(cè)工作困難重重，但是利用GIS技術(shù)構(gòu)建林業(yè)資源大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)，對(duì)這些分散的林業(yè)資源數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，可有效提高數(shù)據(jù)收集的時(shí)效性和有效性。通過(guò)建設(shè)現(xiàn)代化林業(yè)檢測(cè)體系對(duì)處理過(guò)的數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)、準(zhǔn)確的分析，從中找出存在的問(wèn)題并提出相應(yīng)的解決方案，可有效提高林業(yè)規(guī)劃的效率，從而促進(jìn)我國(guó)林業(yè)建設(shè)質(zhì)量的提高。

4 結(jié)語(yǔ)

為適應(yīng)現(xiàn)階段經(jīng)濟(jì)社會(huì)高速度發(fā)展，以及林業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，同時(shí)實(shí)現(xiàn)林業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級(jí)優(yōu)化和產(chǎn)業(yè)鏈布局的不斷完善，在林業(yè)調(diào)查與規(guī)劃實(shí)際工作中應(yīng)用GIS等先進(jìn)的信息技術(shù)是非常必要的。GIS技術(shù)的應(yīng)用，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)中專業(yè)數(shù)據(jù)、原始信息及地理數(shù)據(jù)信息的快速獲取與統(tǒng)計(jì)分析，還能夠?yàn)榻?jīng)營(yíng)方案的優(yōu)化、數(shù)據(jù)信息的快速管理、植樹(shù)造林管理和采伐管理等提供數(shù)據(jù)支撐。此外，憑借GIS技術(shù)在數(shù)據(jù)信息分析和制圖方面的突出優(yōu)勢(shì)，還可以不斷提高林業(yè)發(fā)展過(guò)程中調(diào)查規(guī)劃工作的實(shí)用性和科學(xué)性。GIS技術(shù)盡管并不能夠完全取代傳統(tǒng)的林業(yè)工作方式，但該技術(shù)的不斷增強(qiáng)和創(chuàng)新優(yōu)化，必然會(huì)在未來(lái)林業(yè)調(diào)查與規(guī)劃設(shè)計(jì)中大放異彩。

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（責(zé)任編輯：張春雨）