地理信息系統(tǒng)在森林資源管理與監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用探究

熊 劍

（云南省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院營(yíng)林分院，云南 昆明 650021）

森林資源是林地以及森林有機(jī)體的總稱(chēng)，以林木資源為主，森林資源監(jiān)測(cè)是對(duì)森林資源的分布情況、數(shù)量、利用情況等進(jìn)行監(jiān)控，充分掌握當(dāng)前我國(guó)森林資源的種類(lèi)、結(jié)構(gòu)以及其生態(tài)變換情況，是自然資源調(diào)查工作的基礎(chǔ)性工作，為我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)以及林業(yè)經(jīng)營(yíng)管理提供科學(xué)依據(jù)。地理信息系統(tǒng)結(jié)合了地理學(xué)與地圖學(xué)，具備十分強(qiáng)大的功能，指的是在計(jì)算機(jī)硬件與軟件系統(tǒng)的幫助下，對(duì)空間中有關(guān)地理數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、查詢、管理、分析與顯示地理數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是一種十分重要的空間信息系統(tǒng)技術(shù)。傳統(tǒng)森林資源管理過(guò)程中，需要耗費(fèi)大量的人力、物力、財(cái)力來(lái)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，隨著地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠快速分析大批量森林資源管理數(shù)據(jù)，并從分析過(guò)程中為相關(guān)人員提供解決與管理思路，有效提升我國(guó)森林資源管理與監(jiān)測(cè)水平。

1.森林資源管理與監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀

1.1 缺乏森林資源管理與監(jiān)測(cè)意識(shí)

在我國(guó)林業(yè)建設(shè)過(guò)程中，缺乏對(duì)于森林資源管理與監(jiān)測(cè)的重要性認(rèn)識(shí)，導(dǎo)致林業(yè)建設(shè)管理方向不夠準(zhǔn)確，目標(biāo)不夠清晰，同時(shí)部分工作人員為能夠掌握地理信息系統(tǒng)，其工作理念以及方式已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，造成森林資源管理與監(jiān)測(cè)工作開(kāi)展十分困難。另外部分群眾也缺乏對(duì)于森林資源的保護(hù)意識(shí)，如2022年3月15日，云南省大理白族自治州大理市太和街道荷花村金甲山發(fā)生森林火災(zāi)，經(jīng)2390余人奮力撲救，3架直升機(jī)實(shí)施吊桶滅火，明火于3月17日才被撲滅，起因竟然是某一群眾使用打火機(jī)點(diǎn)燃雜草引發(fā)。這是一起嚴(yán)重缺乏森林資源管理意識(shí)所引發(fā)的火災(zāi)事故，肇事者未能意識(shí)到點(diǎn)燃雜草對(duì)于森林資源管理問(wèn)題的嚴(yán)重性，造成21.8公頃森林資源損失。

1.2 森林資源監(jiān)測(cè)管理發(fā)展滯后

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，各個(gè)行業(yè)的發(fā)展均得到顯著提升，林業(yè)建設(shè)亦然。目前部分森林資源監(jiān)測(cè)中心發(fā)展存在滯后性，無(wú)法滿足當(dāng)前森林資源管理與監(jiān)測(cè)的需要。森林資源監(jiān)測(cè)工作具有一定危險(xiǎn)性，導(dǎo)致大量人員外流是發(fā)展滯后的一大原因，而其中最為重要的原因是未能掌握地理信息系統(tǒng)，無(wú)法將當(dāng)前科技應(yīng)用于森林資源管理與監(jiān)測(cè)之中，導(dǎo)致森林資源管理工作需要大量的人力、物力與財(cái)力的投入，制約其發(fā)展壯大。同時(shí)森林資源管理經(jīng)費(fèi)不足也是制約森林資源監(jiān)測(cè)管理發(fā)展的一大因素。我國(guó)經(jīng)濟(jì)正處于高速發(fā)展之中，各個(gè)行業(yè)均需要資金的投入，部分地方政府只重視經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)森林資源管理方面并未投入過(guò)多經(jīng)費(fèi)，導(dǎo)致人才、技術(shù)、設(shè)備均無(wú)法跟上森林資源發(fā)展管理工作的要求，嚴(yán)重影響森林資源工作的順利開(kāi)展。

2.地理信息系統(tǒng)概述

地理信息系統(tǒng)是介于空間科學(xué)、信息科學(xué)、地球科學(xué)之間的交叉學(xué)科，能夠有效幫助我國(guó)森林資源管理與監(jiān)測(cè)工作水平更上一層樓。森林資源分布具有一定的空間性、再生性，傳統(tǒng)的人工監(jiān)測(cè)效率低下且無(wú)法滿足我國(guó)對(duì)于森林資源管理的現(xiàn)實(shí)要求，因此森林資源管理與監(jiān)測(cè)需要對(duì)地圖矢量、空間數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)信息進(jìn)行采集、分析與整理，通過(guò)基礎(chǔ)信息變化來(lái)分析出森林資源變化情況，從而達(dá)到高效管理與有效監(jiān)測(cè)的作用。由此可見(jiàn)地理信息系統(tǒng)對(duì)于森林資源管理與監(jiān)測(cè)十分重要，是我國(guó)森林資源保護(hù)與發(fā)展的必經(jīng)之路，其主要具備以下幾個(gè)方面的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

2.1 功能強(qiáng)大。地理信息系統(tǒng)具有強(qiáng)大的技術(shù)系平臺(tái)支持，能夠有效地處理所采集到的數(shù)據(jù)，并加以分析，最終滿足當(dāng)前我國(guó)對(duì)于森林資源管理與監(jiān)測(cè)工作的要求。地理信息系統(tǒng)主要具有數(shù)據(jù)采集與編輯、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理、數(shù)據(jù)處理與變換、空間分析與統(tǒng)計(jì)、產(chǎn)品制作與演示、二次開(kāi)發(fā)和編程的功能，在資源管理中需要進(jìn)行開(kāi)發(fā)管理規(guī)劃，地理信息系統(tǒng)能夠?yàn)橄嚓P(guān)決策提供有力支持，同時(shí)還能夠用于森林火災(zāi)的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、土地動(dòng)態(tài)變化分析之中。

2.2 縮減成本。在以往森林資源管理與監(jiān)測(cè)之中，由于需要連續(xù)記錄森林資源變化情況，需要大量的人工投入以及時(shí)間投入，管理與分析數(shù)據(jù)更是需要耗費(fèi)大量的人力成本與時(shí)間成本。而地理信息系統(tǒng)具有存儲(chǔ)、查詢功能，能夠?qū)λ盏降臄?shù)據(jù)進(jìn)行分門(mén)別類(lèi)地整理，當(dāng)需要時(shí)也能夠在極短的時(shí)間內(nèi)查詢到所需要的信息，直接縮減數(shù)據(jù)管理成本。同時(shí)地理信息系統(tǒng)還能夠?qū)λ钄?shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的分析，為森林資源管理提供相關(guān)措施方案，大大降低成本。

2.3 數(shù)據(jù)豐富。地理信息系統(tǒng)除了具備地理空間數(shù)據(jù)之外，還帶有影像等數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)資源十分豐富。同時(shí)還能夠用于分析與繪圖，以及地理信息系統(tǒng)中相關(guān)軟件產(chǎn)品使得森林資源管理工作更加簡(jiǎn)單化與多元化。

3.地理信息系統(tǒng)在森林資源管理中的應(yīng)用

3.1 在森林資源檔案管理中的應(yīng)用

森林資源檔案管理是森林資源管理工作中最為基礎(chǔ)的一部分，但其重要性不容忽視。在傳統(tǒng)的森林資源管理工作中，主要采用圖紙與表格的形式，數(shù)據(jù)管理效率低下，嚴(yán)重影響我國(guó)森林資源管理水平更上一層樓，同時(shí)也無(wú)法通過(guò)各個(gè)紙質(zhì)文檔反映出森林資源動(dòng)態(tài)變化，且容易出現(xiàn)統(tǒng)計(jì)錯(cuò)誤。地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用，建立森林資源信息數(shù)據(jù)庫(kù)，并保障森林資源數(shù)據(jù)信息的連續(xù)性與準(zhǔn)確性，保障資料與實(shí)際情況的統(tǒng)一性。地理信息系統(tǒng)有效促進(jìn)森林資源檔案的集成化管理，使得檔案資料整合、查詢、存儲(chǔ)變得更加高效便捷，能夠幫助森林資源管理人員及時(shí)了解森林資源的變化情況。另外地理信息系統(tǒng)能夠同時(shí)保存森林資源的文字資料與圖形資料，自動(dòng)存儲(chǔ)空間數(shù)據(jù)分析結(jié)果并將結(jié)果以地圖等方便查閱的形式顯示出來(lái)，有效提升森林資源管理效率，實(shí)現(xiàn)森林資源的動(dòng)態(tài)管理，幫助管理人員更加直觀的把控森林資源真實(shí)變化情況。

3.1.1 地理信息系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)森林資源數(shù)據(jù)一體化查詢功能。森林資源信息包括森林面積、蓄積情況、林木類(lèi)型與分布情況、地理信息系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)森林資源的屬性與空間信息的同時(shí)查詢，例如能夠單一查詢某一地理位置森林資源種類(lèi)，包括林木種類(lèi)、土壤情況等，也可以查詢某一森林資源分布在當(dāng)前森林中的具體地理位置，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位。

3.1.2 地理信息系統(tǒng)促進(jìn)森林資源空間圖形與屬性的同步更新。在地理信息系統(tǒng)中，空間圖形與空間屬性具有一定的關(guān)聯(lián)性，其中一項(xiàng)數(shù)據(jù)的變化將會(huì)引起另一數(shù)據(jù)的變化。例如森林圖斑面積將會(huì)隨著森林資源圖斑的修改而變化，并不需要人工單獨(dú)修改圖斑面積，即修改地圖圖元屬性數(shù)據(jù)時(shí)，地理信息系統(tǒng)會(huì)根據(jù)更新的數(shù)據(jù)及時(shí)更新圖形信息，大大提升工作效率。

3.1.3 地理信息系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)森林資源統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表格與圖形的同步輸出。地理信息系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)林相圖、森林資源分布圖，同時(shí)還能夠?qū)⑾鄬?duì)專(zhuān)業(yè)的圖形簡(jiǎn)單化，快速轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表格，方面森林資源管理人員查詢并利用相關(guān)數(shù)據(jù)，提升森林資源管理工作效率。

3.1.4 地理信息系統(tǒng)能夠建立森林資源數(shù)據(jù)庫(kù)，包括相應(yīng)的圖形、屬性等數(shù)據(jù)，方便后續(xù)查詢與管理。

3.2 在森林資源結(jié)構(gòu)調(diào)整管理中的應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)是一項(xiàng)綜合性的科學(xué)管理系統(tǒng)，能夠幫助森林資源效益最大化，并為管理提供科學(xué)一句。為了保障區(qū)域內(nèi)森林資源成熟度，減少土地荒廢面積，促進(jìn)森林內(nèi)林木資源茁壯成長(zhǎng)，森林資源結(jié)構(gòu)調(diào)整管理十分重要。

3.2.1 調(diào)整林種與樹(shù)種。為了進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)林業(yè)的發(fā)展，優(yōu)化森林資源配置，需要對(duì)森林樹(shù)種進(jìn)行結(jié)構(gòu)化調(diào)整，促進(jìn)森林資源分布更加合理。地理信息系統(tǒng)能夠?qū)ι仲Y源中的保護(hù)區(qū)、防火隔離帶等進(jìn)行合理規(guī)劃，主要是根據(jù)當(dāng)前森林資源分布情況，以及當(dāng)前區(qū)域的林木需求來(lái)進(jìn)行分類(lèi)，如涵養(yǎng)水源的植物、經(jīng)濟(jì)林木、生態(tài)林等進(jìn)行合理布局，保障林木分布均勻，并將最終結(jié)果采用圖形的方式呈現(xiàn)給相關(guān)管理人員，更加直觀且方面利用。

3.2.2 林木年齡調(diào)整。地理信息系統(tǒng)能夠有效考察當(dāng)前森林資源管理區(qū)域中的地形地質(zhì)以及生態(tài)環(huán)境，并分析當(dāng)前區(qū)域內(nèi)各林木年齡結(jié)構(gòu)，并將結(jié)果反饋給相關(guān)人員。根據(jù)反饋結(jié)果可根據(jù)當(dāng)前土壤環(huán)境所需要的林木種類(lèi)進(jìn)行人工造林工作，增加森林面積，對(duì)于已經(jīng)枯死的樹(shù)木進(jìn)行清理并補(bǔ)種，避免存在荒廢土地，促進(jìn)整個(gè)林地林木年齡結(jié)構(gòu)合理化，使生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益最大化。

3.3 在森林資源經(jīng)營(yíng)管理中的應(yīng)用

森林資源經(jīng)營(yíng)管理是對(duì)森林資源進(jìn)行規(guī)劃、調(diào)查、分析、森林的經(jīng)營(yíng)決策與等工作的總稱(chēng)，旨在實(shí)現(xiàn)森林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)，維護(hù)我國(guó)生態(tài)安全，主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行。

3.3.1 采伐限制。森林資源經(jīng)營(yíng)管理的一大重點(diǎn)為林木采伐，但并不是無(wú)節(jié)制地采伐，而是需要根據(jù)地理信息系統(tǒng)規(guī)劃勘測(cè)具體采伐地點(diǎn)以及樹(shù)種，避免過(guò)度采伐現(xiàn)象出現(xiàn)，同時(shí)有節(jié)制有計(jì)劃的伐木工作，還能夠進(jìn)一步規(guī)劃森林資源。

3.3.2 規(guī)劃造林。地理信息系統(tǒng)能夠查看當(dāng)前森林資源保護(hù)區(qū)樹(shù)木種類(lèi)分布，以及地質(zhì)條件等，可根據(jù)地理信息系統(tǒng)所反饋的信息選擇合適的樹(shù)種種植，保障整個(gè)森林資源管理區(qū)域樹(shù)種的合理性，同時(shí)還能夠保障地址、地形適宜樹(shù)木的生長(zhǎng)。

3.3.3 封山育林。封山育林是利用森林的可再生性，選擇自然條件適宜的山區(qū)禁止亂砍濫伐等破壞活動(dòng)，能夠有效幫助森林資源休養(yǎng)生息，保障林木能夠健康地生長(zhǎng)。自然條件適宜的山區(qū)選擇離不開(kāi)地理信息系統(tǒng)的支持，明確篩選出當(dāng)前區(qū)域森林覆蓋情況，并選擇適宜的區(qū)域劃分為封山育林區(qū)域。

4.地理信息系統(tǒng)在森林資監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

4.1 在森林資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

為了促進(jìn)我國(guó)森林資源的進(jìn)一步發(fā)展，需要對(duì)森林中林木種類(lèi)、結(jié)構(gòu)以及森林資源規(guī)模進(jìn)行全方位的監(jiān)測(cè)與規(guī)劃。在傳統(tǒng)的森林資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)之中，需要將所有監(jiān)測(cè)信息歸檔處理，并從檔案中提取相關(guān)資料數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，人工處理效率較低，具有一定的滯后性。而地理信息系統(tǒng)能夠直觀反映出森林資源分布的時(shí)間以及空間規(guī)律，且能夠在第一時(shí)間處理好相關(guān)信息，及時(shí)更新、維護(hù)森林資源數(shù)據(jù)庫(kù)，保障相關(guān)管理人員能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)森林資源，并查找其中動(dòng)態(tài)規(guī)律，促進(jìn)我國(guó)森林資源管理工作現(xiàn)代化。地理信息系統(tǒng)監(jiān)測(cè)森林資源林地變化情況能夠直觀顯示當(dāng)前區(qū)域林地類(lèi)型以及面積。并通過(guò)地理信息系統(tǒng)所顯示的數(shù)據(jù)變化情況，查看當(dāng)前區(qū)域森林資源變化情況，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行森林規(guī)劃。

4.2 在森林資源防火監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

森林火災(zāi)一旦發(fā)生，將把多年生長(zhǎng)的森林毀于一旦，嚴(yán)重阻礙森林資源的發(fā)展，因此森林防火十分重要。在傳統(tǒng)的森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)工作中，主要依賴人工排查，效率極低且容易出現(xiàn)遺漏，而地理信息系統(tǒng)則能夠通過(guò)遙感技術(shù)，形成預(yù)警、救火系統(tǒng)，提升火災(zāi)預(yù)警準(zhǔn)確性與實(shí)效性，并幫助相關(guān)人員及時(shí)撲滅火災(zāi)，為森林資源發(fā)展提供了重要保障。以云南曲靖市為例，部分地區(qū)經(jīng)濟(jì)條件不佳且交通不便，一旦發(fā)生火災(zāi)將會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)厣仲Y源造成不可挽回的損失，當(dāng)?shù)貏t采用地理信息系統(tǒng)監(jiān)理相關(guān)森林火災(zāi)管理決策支持系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)防火監(jiān)測(cè)主要是將相關(guān)滅火資料存儲(chǔ)與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)之中，并建立相應(yīng)的可燃物分布圖、交通圖、林相圖等，并在火災(zāi)發(fā)生時(shí)提供相應(yīng)幫助，并使相關(guān)人員能夠在最短的時(shí)間內(nèi)預(yù)測(cè)本次火災(zāi)發(fā)展方向與變化，及時(shí)撲滅大火，避免造成更大的損失。

4.3 在森林病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

病蟲(chóng)害與火災(zāi)一樣，一旦脫離管制將會(huì)對(duì)整個(gè)森林造成嚴(yán)重破壞，脫離控制還可能影響到整個(gè)森林，甚至給森林中林木造成不可挽回的損失，因此應(yīng)用地理信息系統(tǒng)監(jiān)測(cè)森林病蟲(chóng)害。地理信息系統(tǒng)能夠根據(jù)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)分析以往病蟲(chóng)害發(fā)生的規(guī)律，如季節(jié)不同以及林木種類(lèi)不同對(duì)于森林病蟲(chóng)害種類(lèi)的影響，以及土壤類(lèi)型、水域情況等，根據(jù)所預(yù)測(cè)的病蟲(chóng)害種類(lèi)以及發(fā)生時(shí)間提前進(jìn)行防治工作，避免森林資源遭受更大的損失。同時(shí)地理信息系統(tǒng)具有電子地圖與基本信息管理功能，有效查看森林病蟲(chóng)害區(qū)域與范圍，即根據(jù)病蟲(chóng)害發(fā)生時(shí)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算出病蟲(chóng)害發(fā)生的具體范圍，并針對(duì)性地解決，另外還能夠根據(jù)已經(jīng)發(fā)生的森林病蟲(chóng)害，計(jì)算預(yù)判出損失。

5.結(jié)語(yǔ)

地理信息系統(tǒng)作為先進(jìn)的技術(shù)，在我國(guó)森林資源管理與監(jiān)測(cè)中起到十分重要的作用，將森林資源信息數(shù)據(jù)化，便于相關(guān)管理人員實(shí)時(shí)掌握森林資源變化情況，并為管理工作決策提供科學(xué)依據(jù)。雖然我國(guó)地理信息系統(tǒng)使用起步較晚，未能完全挖掘掌握其具體功能，且我國(guó)地域遼闊，各個(gè)地區(qū)森林資源存在一定差異，并不能夠適用所有區(qū)域。但是只要相關(guān)人員重視地理信息系統(tǒng)并加以合理地運(yùn)用，便能夠幫助我國(guó)森林資源管理與監(jiān)測(cè)工作提升效率，促進(jìn)我國(guó)林業(yè)可持續(xù)發(fā)展。