基于GIS技術(shù)森林資源數(shù)據(jù)更新與管理探討

唐 霄，羅力嘉，楊 良，伍曉川

(1.涼山州林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計院，四川 西昌 615000；2.四川省森林資源管理總站，四川 成都 610081)

基于GIS技術(shù)森林資源數(shù)據(jù)更新與管理探討

唐 霄1，羅力嘉2，楊 良1，伍曉川1

(1.涼山州林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計院，四川 西昌 615000；2.四川省森林資源管理總站，四川 成都 610081)

分析現(xiàn)行的森林資源數(shù)據(jù)更新和管理上存在問題，根據(jù)現(xiàn)行方法提出森林資源數(shù)據(jù)更新思路和管理方法。對林業(yè)各部門各類數(shù)據(jù)，基于GIS平臺進行整合，實現(xiàn)數(shù)據(jù)多規(guī)合一，在此基礎(chǔ)上進行年度更新和管理。

森林資源數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)更新；管理；GIS

目前，我國現(xiàn)行的森林資源數(shù)據(jù)更新途徑主要包括國家級連續(xù)清查(一清)、森林資源規(guī)劃設(shè)計調(diào)查(二調(diào))以及其他專題的資源數(shù)據(jù)更新(如公益林更新、林業(yè)重點工程效益監(jiān)測等)。但是，由于調(diào)查數(shù)據(jù)的目的和方式方法的不同，使得各種數(shù)據(jù)相互沖突，資源數(shù)據(jù)管理混亂。為適應(yīng)新時期林業(yè)建設(shè)的需要，需要優(yōu)化整合現(xiàn)有資源數(shù)據(jù)，多規(guī)合一，綜合管理。

1 森林資源調(diào)查現(xiàn)狀

一是國家森林資源連續(xù)清查，簡稱一類清查。以省(區(qū)、市)為單位進行，以抽樣調(diào)查為基礎(chǔ)，采用設(shè)置固定樣地定期實測的方法，在統(tǒng)一時間內(nèi)，按統(tǒng)一的要求查清全國森林資源宏觀現(xiàn)狀及其消長變化規(guī)律，其成果是評價全國和各省(區(qū)、市)林業(yè)和生態(tài)建設(shè)的重要依據(jù)。從1977年開始，在各省先后建立了每5年復(fù)查一次的森林資源連續(xù)清查體系[1]。

二是森林資源規(guī)劃設(shè)計調(diào)查，簡稱二類調(diào)查。二類調(diào)查以國有林業(yè)局(場)、自然保護區(qū)、森林公園等森林經(jīng)營單位或縣級行政范圍為單位，以滿足森林經(jīng)營管理、編制森林經(jīng)營方案、總體設(shè)計、林業(yè)區(qū)劃與規(guī)劃設(shè)計等需要，按山頭地塊進行的一種森林資源清查方式，其成果是科學(xué)經(jīng)營管理森林資源的重要依據(jù)。二類調(diào)查是經(jīng)營性調(diào)查，一般每10年進行一次。隨著各地對二類調(diào)查工作的重視以及遙感技術(shù)的發(fā)展和進步，利用高分辨率遙感圖像(如SPOT5)結(jié)合地面調(diào)查的方式開展二類調(diào)查，不僅極大地減少了外業(yè)調(diào)查的工作量，也提高了調(diào)查成果的質(zhì)量和精度[2]。

三是作業(yè)設(shè)計調(diào)查，簡稱三類調(diào)查。三類調(diào)查是以某一特定范圍或作業(yè)地段為單位進行的作業(yè)性調(diào)查，一般采用實測或抽樣調(diào)查方法，對每個作業(yè)地段的森林資源、立地條件及更新狀況等進行詳細調(diào)查，目的是滿足林業(yè)基層生產(chǎn)單位安排具體生產(chǎn)作業(yè)(如主伐、撫育伐、更新造林等)需要而進行的一種調(diào)查，一般在生產(chǎn)作業(yè)開展的前一年進行。

四是其他規(guī)劃類調(diào)查。主要是指以一定的森林資源經(jīng)營管理為目的，同時借鑒已有的森林資源調(diào)查數(shù)據(jù)，采用遙感影像、補充調(diào)查等技術(shù)手段完成的規(guī)劃設(shè)計調(diào)查成果。例如2008年完成的森林分類區(qū)劃界定工作、2013年完成的縣級林地保護利用規(guī)劃和林地“一張圖”[3]、林地變更[4]等。

2 存在問題

不同的森林資源調(diào)查方式由于目的和采用的技術(shù)方法不同，形成的數(shù)據(jù)結(jié)果也不相同。由此導(dǎo)致各種數(shù)據(jù)相互沖突，在資源數(shù)據(jù)的更新和管理上，存在較大問題[5-7]。

2.1 時效問題

一類清查5年一次(統(tǒng)一時間段內(nèi))，二類調(diào)查10年一次(且各單位開展時間差異較大)，三類調(diào)查和其他專項規(guī)劃類調(diào)查則是根據(jù)需要隨時在開展。因此數(shù)據(jù)時間基點有較大差異，無法匯總到統(tǒng)一的時間基準點上。

2.2 范圍問題

一類清查調(diào)查體系是在全國范圍內(nèi)設(shè)置固定樣地，通過樣地數(shù)據(jù)推算全國范圍的森林資源數(shù)據(jù)。二類調(diào)查在森林經(jīng)營單位或縣級行政范圍內(nèi)，通過全面調(diào)查，以小班為單位將調(diào)查范圍內(nèi)資源數(shù)據(jù)落實到山頭地塊。三類調(diào)查是根據(jù)作業(yè)設(shè)計對象，局部進行資源詳細調(diào)查，將資源數(shù)據(jù)調(diào)查至山頭地塊。數(shù)據(jù)落實和使用范圍上差異較大。

2.3 精度問題

一類清查調(diào)查體系中，固定樣地的調(diào)查精度要求很高，由此來推算區(qū)域的資源數(shù)據(jù)符合數(shù)學(xué)抽樣理論，具有一定的代表性。但是由于固定樣地推算出來的區(qū)域數(shù)據(jù)沒有落實到山頭地塊，而且不排除有人為特殊對待的固定樣地，很難應(yīng)用于實際生產(chǎn)中。

二類調(diào)查在過去受技術(shù)手段的限制，精度相對較低?，F(xiàn)在，在二類調(diào)查中引入3S技術(shù)，大大提高了調(diào)查效率和精度。特別是各地類面積的調(diào)查較為準確，蓄積還是只能采用目測方式，然后進行抽樣控制。但是，二調(diào)工作由于10年一次，各項指標對各級政府考核有一定壓力，致使數(shù)據(jù)會出現(xiàn)偏差。

三類調(diào)查是局部區(qū)域的作業(yè)設(shè)計，直接指導(dǎo)生產(chǎn)作業(yè)，精度較高。

其他規(guī)劃類調(diào)查數(shù)據(jù)，一般借鑒過去數(shù)據(jù)，結(jié)合現(xiàn)地復(fù)核。但是，這類調(diào)查時間短，任務(wù)重，且受各類客觀或主觀因素影響較大，數(shù)據(jù)的精度相對不高。

2.4 數(shù)據(jù)銜接問題

不同的森林資源調(diào)查方式，即便是同一時間開展完成的，也會由于采用的技術(shù)方法不同，精度要求不同等，出現(xiàn)數(shù)據(jù)上有較大的差異，甚至是一些硬性指標如林地面積、森林覆蓋率等都沒有統(tǒng)一的口徑。

3 思路及建議

3.1 總體思路

鑒于以上存在的問題，需要將各類數(shù)據(jù)歸口到一套體系中。分析各類森林資源調(diào)查方式的特點，需要一套較為完善的數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，再補充各類數(shù)據(jù)進行修正。詳見圖1數(shù)據(jù)整合路線圖

圖1 數(shù)據(jù)整合路線圖

3.2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源

3.2.1 二調(diào)數(shù)據(jù)

由專業(yè)隊伍高質(zhì)量的完成二類調(diào)查工作。工作中充分運用3S技術(shù)，利用高分辨率遙感數(shù)據(jù)進行區(qū)劃判讀，然后現(xiàn)地對小班逐個核實其各項因子，按照森林資源規(guī)劃設(shè)計調(diào)查相關(guān)要求，建立二調(diào)地理信息系統(tǒng)[8]。要求對遙感數(shù)據(jù)最大程度地與地形圖匹配，以保障后期數(shù)據(jù)更新時，空間位置的準確性。

3.2.2 一清數(shù)據(jù)應(yīng)用

將一清數(shù)據(jù)疊加到二調(diào)成果上，再次對一清樣地覆蓋區(qū)域小班各項因子進行修正完善。

3.2.3 林地“一張圖”

現(xiàn)行應(yīng)用的林地“一張圖”的基礎(chǔ)是林地落界成果，由于該項工作時間緊、任務(wù)重，在現(xiàn)階段運用中存在很多問題。需要運用二調(diào)成果對林地“一張圖”進行修改完善，形成帶有完整屬性因子的矢量圖層，作為數(shù)據(jù)更新的基礎(chǔ)GIS數(shù)據(jù)庫，見圖2。

3.3 年度修改完善及更新

3.3.1 數(shù)據(jù)修正

在作業(yè)設(shè)計以及經(jīng)營管理過程中，若發(fā)現(xiàn)林地一張圖有誤，登記后統(tǒng)一進行現(xiàn)地核實，并修改完善林地一張圖GIS數(shù)據(jù)庫。

由于二類調(diào)查工作側(cè)重點不同，可能導(dǎo)致一些因子不是很完善。年度工作可能存在一些專項的調(diào)查工作，可應(yīng)用專項調(diào)查數(shù)據(jù)來完善林地一張圖GIS數(shù)據(jù)庫。

每年可進行一張圖GIS數(shù)據(jù)庫的修改完善更新，編制報告說明，會同GIS數(shù)據(jù)庫一同上報。

通過一定時間的修正完善，各單位就會有一套較為完善統(tǒng)一的數(shù)據(jù)，每年的各項工程設(shè)計和指標統(tǒng)計，都有較為統(tǒng)一的基礎(chǔ)，為林業(yè)的可持發(fā)展提供基礎(chǔ)保障。

3.3.2 數(shù)據(jù)更新和管理

有了較為準確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)后，可在次年對于年度的林業(yè)經(jīng)營活動進行統(tǒng)計核實，并對數(shù)據(jù)進行更新。更新時，盡量保證原有小班號不發(fā)生變化，需要分割的小班用細班來編號，方便以后有需要時對小班變化過程的查詢。

如圖3，8號小班左側(cè)部分已進行采伐，可在對小班進行分割，但是小班號保持不變，重新編細班號，進行區(qū)分，然后可對采伐小班的各項因子進行更新以符合現(xiàn)狀。同時，也可以看出，采伐小班是8號小班的一部分，采伐前的林分因子也可以查詢到。

圖3 小班劃分為細班過程

在管理中，可在各單位成立專門的林業(yè)監(jiān)測部門或由森林資源管理部門牽頭，負責森林資源監(jiān)測，并協(xié)調(diào)好造林、野保、天保、退耕、防火、檢疫等部門，及時對數(shù)據(jù)進行更新管理。同時，完整的數(shù)據(jù)也可為各部門管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)保障。

4 展望

通過有力的協(xié)調(diào)組織，

行業(yè)內(nèi)管理部門和專業(yè)技術(shù)隊伍的共同努力，以上討論的方向是可以實現(xiàn)的，但是也會暴露出許多難以預(yù)知的問題，需要逐步消化和解決。

以上討論均只是林業(yè)行業(yè)內(nèi)部的數(shù)據(jù)整合，要實現(xiàn)行業(yè)數(shù)據(jù)在空間上的統(tǒng)一，還需要更多深入的研究和探討，才能真正做到多規(guī)合一。

[1] 四川省森林資源連續(xù)清查第六次復(fù)查細則[S].四川省林業(yè)廳，2012.

[2] 四川省森林資源規(guī)劃設(shè)計調(diào)查技術(shù)細則[S].四川省林業(yè)廳，2013.

[3] 四川省林地保護利用規(guī)劃林地落界技術(shù)細則[S].四川省林業(yè)廳，2011.

[4] 四川省林地變更調(diào)查操作細則[S].四川省林業(yè)廳，2011.

[5] 溫金奎,羅傳文.基于GIS的森林資源管理信息系統(tǒng)研究與開發(fā)[J].森林工程,2015,31(2):31～36+41.

[6] 鄧兆.“3S”技術(shù)與平板電腦在森林資源連續(xù)清查中的應(yīng)用[J].森林工程,2016,32(3):27～31.

[7] 林樹才，張波，韓利軍.森林資源調(diào)查數(shù)據(jù)管理與更新探討[J].防護林科技，2006，2(4):104～105.

[8] 謝浩.淺析“3S”技術(shù)在森林資源調(diào)查規(guī)劃中的應(yīng)用分析[J].林業(yè)科技情報，2015，47(2)：37～39.

Discussion on Updating and Management of Forest Resource Data Based on GIS

TANG Xiao1LUO Li-jia2YANG Liang1WU Xiao-chuan1

(1．Liangshan Forest Inventory and Planning Institute，Xichang 615000，China；2．Sichuan Forest Resource Management Station，Chengdu 610081，China)

In this paper,analysis was made of the problems of the existing updating method of forest resource data and management. According to the current method of forest resources,data updating ideas and management methods were put forward. For various kinds of data of forestry departments,based on integrating GIS platform,and implementing the data more than one gauge,the annual update and management should be conducted.

Forest resource data,Updating,Management,GIS

10.16779/j.cnki.1003-5508.2017.01.024

2016-09-28

唐霄(1981-)，主要從事林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計調(diào)查工作，E-mail:378169715@qq.com。

S757.2

A

1003-5508(2017)01-0092-03