基于GIS與RS的銅陵縣森林資源結(jié)構(gòu)分析

陳樂蓓　徐青云　吳開華

摘 要：該文利用GIS技術(shù)結(jié)合RS和森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)等，采集銅陵縣森林資源空間與屬性數(shù)據(jù)，建立了林地資源空間數(shù)據(jù)庫，在此基礎(chǔ)上分析了銅陵縣森林資源結(jié)構(gòu)及空間分布格局，為優(yōu)化林地結(jié)構(gòu)與空間格局，提高監(jiān)測(cè)、管理水平，規(guī)范林地使用程序等提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：GIS；RS；森林資源結(jié)構(gòu)；銅陵縣

中圖分類號(hào) S757 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2015）11-76-04

地理信息系統(tǒng)（GIS）是林業(yè)信息化建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)[1]，伴隨著數(shù)字林業(yè)的提出和“3S”技術(shù)的發(fā)展，使林業(yè)管理全面進(jìn)入了信息化時(shí)代。林業(yè)是我國最早開展GIS應(yīng)用的行業(yè)之一，GIS軟件在林業(yè)信息化建設(shè)中發(fā)揮了重要的作用[2-3]。ArcGIS作為GIS一系列操作工具中功能最強(qiáng)大的應(yīng)用軟件，應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，其強(qiáng)大的功能和空間數(shù)據(jù)處理能力深受各行業(yè)專業(yè)人士的青睞[4]。由于森林資源具有生長周期長、地域分布復(fù)雜以及特殊的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，為了更好地對(duì)森林資源進(jìn)行管理，準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)森林資源的動(dòng)態(tài)變化，就必須建立一個(gè)可持續(xù)發(fā)展的資源管理模式，以便更好地發(fā)揮森林的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。由于地理信息系統(tǒng)的強(qiáng)大的空間管理分析能力及森林資源所具有的分布的時(shí)空特征，在森林資源管理中，利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行森林資源調(diào)查、管理及其動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè)勢(shì)在必行[5]。

1 研究區(qū)概況

銅陵縣地處長江中下游南岸，位于安徽省中南部，東經(jīng)117°42′42″～118°09′41″，北緯30°45′30″～31°08′18″?？h境內(nèi)山、丘、圩、洲并存，地形兼有沿江平原和皖南山區(qū)之特點(diǎn)。地勢(shì)東南部高，為低山丘陵，西北部低，為長江沖積平原，中部崗丘起伏。低山坡度一般在25～30°，丘陵坡度在15～20°。按地貌特征，全縣可分為南部低山丘陵區(qū)、中部崗地區(qū)、北部洲圩區(qū)3大區(qū)域?？h域內(nèi)植被資源較為豐富，地帶性植被為亞熱帶常綠闊葉林，但由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及人為破壞等原因，現(xiàn)存植被多為天然次生林和人工林。天然林主要組成樹種有苦櫧（Castanopis sclerophylla（Lindl.）Schott.）、甜櫧（Castanopsis eyrei（Champ. ex Benth.）Tutch.）、青岡櫟（Cyclobalanopsis glaucoides Schotky）等。人工林主要造林樹種有杉木（Cunninghamia lanceolata（Lamb.）Hook.）、馬尾松（Pinus massoniana Lamb.）、楓香（Liquidambar formosana Hance）、毛竹（Fargesia）等。

2 研究方法

2.1 研究數(shù)據(jù) 1∶10 000地形圖、2012年5月SPOT5遙感數(shù)據(jù)，2014年銅陵縣二類調(diào)查數(shù)據(jù)及小班卡片。

2.2 遙感影像林地解譯及森林資源數(shù)據(jù)庫

2.2.1 遙感影像林地解譯 對(duì)SPOT5遙感影像投影轉(zhuǎn)換和幾何校正后，在Erdas9.2中，將SPOT5遙感影像多光譜波段重采樣成20m，通過PC算法對(duì)SPOT5全色波段與多光譜波段進(jìn)行融合，對(duì)融合之后的圖像進(jìn)行線性增強(qiáng)；結(jié)合銅陵縣二類調(diào)查數(shù)據(jù)，解譯出銅陵縣林地類型。

2.2.2 森林資源數(shù)據(jù)庫 在ArcGIS10.2中，利用ArcGIS軟件的柵格配準(zhǔn)功能，對(duì)1∶10 000小班地形圖及遙感影像圖進(jìn)行空間配置，為了保證配準(zhǔn)精度配準(zhǔn)時(shí)選取至少4個(gè)已知地物點(diǎn)坐標(biāo)作為控制點(diǎn)，為此，選擇柵格化地形圖的4個(gè)內(nèi)廓點(diǎn)為配準(zhǔn)控制點(diǎn)；然后，疊加處理過的SPOT5遙感影像和配準(zhǔn)后的地形圖（圖1）。結(jié)合銅陵縣林地遙感解譯標(biāo)志及二類調(diào)查數(shù)據(jù)，對(duì)遙感影像林地類型進(jìn)行邊界提取即林地區(qū)劃，獲得不同林地類型小班邊界矢量化數(shù)據(jù)，通過編輯、修改、質(zhì)檢等數(shù)據(jù)處理過程生成林地小班面狀拓?fù)鋽?shù)據(jù)，將區(qū)劃后的林地小班與二類小班卡片數(shù)據(jù)掛接形成銅陵縣森林資源數(shù)據(jù)庫。

2.3 森林資源結(jié)構(gòu)分析 在ArcGIS10.2中將林地區(qū)劃后的森林資源數(shù)據(jù)按照地類、林種、公益林專題地圖進(jìn)行空間疊加及統(tǒng)計(jì)分析，通過分析顯示森林資源結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

3 結(jié)果與分析

3.1 林地遙感標(biāo)志解譯 根據(jù)二類調(diào)查數(shù)據(jù)和衛(wèi)星遙感影像，以影像景幅為單位，每景選擇3～5條色調(diào)齊全且有代表性、能反映銅陵縣所有地類的勘察線路，比照衛(wèi)星影像特征與實(shí)地情況，獲得各地類與各地類在影像圖上影像的特征，記錄各地類影像的色調(diào)、紋理、大小、幾何形狀、地形地貌及地理位置等因素，然后與地面實(shí)況照片及森林資源歷史存檔資料作對(duì)比，通過野外勘察和室內(nèi)分析，建立判讀林地類型與現(xiàn)地實(shí)況的對(duì)應(yīng)關(guān)系，形成目視判讀標(biāo)志[13]。根據(jù)銅陵縣的實(shí)際情況，得到地類及主要樹種的判讀解譯標(biāo)志，具體見表1。

3.2 森林資源結(jié)構(gòu)分析

3.2.1 不同地類面積空間結(jié)構(gòu)分析 在ArcGIS軟件中對(duì)銅陵縣的森林資源按照地類分析，形成銅陵縣林地地類結(jié)構(gòu)空間分布圖（圖2）。對(duì)森林資源數(shù)據(jù)進(jìn)行空間賦值，賦予小班行政區(qū)域?qū)傩?，可以得到林地地類在銅陵縣不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)的分布情況（表2）。由表2可知，全縣林地中，有林地面積24 025.2hm2，占林地面積的81.78%；疏林地面積64.8hm2，占林地面積的0.22%；灌木林地面積1 592.7hm2，占林地面積的5.42%；未成林造林地面積1 338.4hm2，占林地面積的4.56%；無立木林地面積558.1hm2，占林地面積的1.90%；宜林地面積1 680.9hm2，占林地面積的5.72%；苗圃地面積106.6hm2，占林地面積的0.36%；輔助生產(chǎn)林地12.2hm2，占林地面積的0.04%。

3.2.2 不同林種面積空間結(jié)構(gòu)分析 按照《安徽省森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查實(shí)施細(xì)則》有林地、疏林地、灌木林地應(yīng)劃分為5大林種，即防護(hù)林、特種用途林、用材林、薪炭林和經(jīng)濟(jì)林[6]。對(duì)3類林地按照林種在全縣的分布的空間分析可以得到銅陵縣林種結(jié)構(gòu)分布圖（圖3）。在全縣林種分布，用材林所占比例最大，達(dá)到50.58%；其次為防護(hù)林，達(dá)42.31%；經(jīng)濟(jì)林、薪炭林及特用林所占比重很少，分別為6.87%、0.15%和0.10%。根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析，亞林種面積最多的是一般用材林，占50.51%，其次是水源涵養(yǎng)林和水土保持林，分別占36.67%和5.19%，具體見表3。

3.2.3 各級(jí)生態(tài)公益林空間結(jié)構(gòu)分析 根據(jù)ArcGIS軟件統(tǒng)計(jì)匯總，可以得到銅陵縣公益林空間分布圖（圖4）。全縣共有生態(tài)公益林11 171.4hm2，其中：國家級(jí)公益林5 327.4hm2，占47.69%；省級(jí)公益林4 208.8hm2，占37.67%；地方公益林1 635.2hm2，占14.64%。公益林主要分布在鐘鳴鎮(zhèn)、順安鎮(zhèn)和天門鎮(zhèn)，各統(tǒng)計(jì)單位公益林分布情況詳見表4。

4 討論

本文利用GIS技術(shù)結(jié)合RS建立林地遙感解譯標(biāo)志，并以地形遙感影影像疊加圖為底圖來對(duì)森林資源林業(yè)小班區(qū)劃，相對(duì)于傳統(tǒng)的以地形圖為工作手圖，現(xiàn)地對(duì)坡勾繪方法，工作效率和精度得到了大幅提高，在此基礎(chǔ)建立的森林資源數(shù)據(jù)庫能客觀真實(shí)地反映銅陵縣的森林資源分布狀況。

通過該研究為銅陵縣今后的遙感標(biāo)志解譯工作提供了參照，同時(shí)建立的森林資源數(shù)據(jù)庫為銅陵縣資源信息化管理提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，這為銅陵縣林業(yè)部門森林資源經(jīng)營管理及信息化建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。在實(shí)際研究中發(fā)現(xiàn)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，森林資源的動(dòng)態(tài)變化很大，因此，今后的林業(yè)管理要求我們必須建立實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的森林資源數(shù)據(jù)，以及時(shí)掌握森林資源結(jié)構(gòu)狀況，從而為林業(yè)管理人員作出正確管理決策提供依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)編：張宏民）