基于GIS的實驗林場林權管理應用研究

李曉迪,范曉龍,馬國強

(山西林業(yè)職業(yè)技術學院，山西 太原 030009)

森林在我國經(jīng)濟、生態(tài)和社會可持續(xù)發(fā)展中具有不可替代的作用。明確林地的權屬、四至界限、面積、林種或株數(shù)等準確信息是保護森林資源的基本前提。但山西省多數(shù)縣市在林權管理中，使用較原始粗糙的方式存儲、管理、維護和更新林地數(shù)據(jù)，存在林權數(shù)據(jù)獲取工作量大、數(shù)據(jù)精度低且更新不及時、存儲及管理方式落后等問題，與實現(xiàn)林業(yè)的數(shù)字化、信息化和智慧化管理不相適應。

近年來，隨著林業(yè)信息化技術的迅猛發(fā)展，林權管理信息系統(tǒng)不斷完善。2001年，中南林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設計院首次開發(fā)了DBF單機版林權證管理數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)了對對林權信息的簡單錄入和查詢統(tǒng)計等。2008年，鄧忠堅等研發(fā)了林權證附圖制作系統(tǒng)，實現(xiàn)了對林權邊界線的勾繪和林權證的打印等。2017年，李記等設計出了服務于浙江省的國有林權管理信息系統(tǒng)，實現(xiàn)了對國有林權的地圖管理和報表管理等。這些研究為林權管理信息系統(tǒng)的建設奠定了良好的基礎，但在系統(tǒng)兼容性、數(shù)據(jù)共享性和管理全面性方面仍存在技術限制。將信息化手段用于林權管理和林權登記換發(fā)證過程中，建立空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫，既可以更精確地求算林權宗地面積，又可以更快速地查詢登記信息。為此，本研究以山西林業(yè)職業(yè)技術學院實驗林場(簡稱“實驗林場”)的林地為例，借助ArcGIS軟件分析基于二類調(diào)查和林權證臺賬中記錄的林地資料建立的數(shù)據(jù)庫中的林地信息，研究結果可為我省科學高效地管理林權和合理地評估森林資源資產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于太原市區(qū)以東(東經(jīng)112°41′15″～112°48′45″，北緯37°51′00″～38°00′10″)，南與晉中市烏金山國家森林公園接壤，北與陽曲縣侯村鄉(xiāng)交界，東與壽陽縣罕山林場毗鄰。林區(qū)位于太行山中段，由東北向西南延伸，東北高，西南低，海拔介于1 200 m～1 710 m之間。地質由中度切割的土石山組成，土壤質地以褐土為主。林場經(jīng)營范圍涉及太原市迎澤區(qū)、杏花嶺區(qū)和陽曲縣，屬暖溫帶大陸性季風氣候區(qū)，有喬灌木130余種，草本350余種，主要樹種有油松、側柏、山楊、沙棘、黃刺玫和虎榛子等。棲息野生動物30余種，主要有野豬、野兔、狍子、蛇、山雞、布谷鳥、喜鵲等。

1.2 林權管理數(shù)據(jù)庫的建立

1.2.1 資料準備

1) 實驗林場衛(wèi)星影像圖、1∶10 000地形圖等圖件資料；

2) 二類調(diào)查成果矢量數(shù)據(jù)、林權證、林權登記臺賬等統(tǒng)計資料。

1.2.2 地理配準

首先，將地形圖、基本圖和林權圖等相關圖件掃描為柵格數(shù)據(jù)文件；其次，在ArcMap支持下加載一幅柵格圖像，從圖中選取均勻分布的控制點(7個以上)，輸入控制點實際的坐標位置，檢查控制點的殘差和RMS，刪除殘差特別大的控制點并重新選取控制點；最后，統(tǒng)一選擇高斯-克呂格投影坐標系。依此方法，完成所有圖件的地理配準，使其均具有正確的地理屬性。

1.2.3 圖像矢量化

1) 空間數(shù)據(jù)庫。首先，在ArcCatalog中創(chuàng)建點、線、面矢量圖層；其次，在ArcMap中加載配準好的底圖和所有圖層；最后，在目標矢量圖層上根據(jù)所需內(nèi)容沿著相應的柵格圖形手動跟蹤描繪。通過矢量化紙質林地圖建立行政界線、道路、小班等背景圖層；將國家林業(yè)和草原局發(fā)放的實驗林場林權圖中的各宗地數(shù)字化，接邊成林權范圍圖層。在二者基礎上，將林地圖層與林權宗地圖層疊加，建成空間數(shù)據(jù)庫。

2) 屬性數(shù)據(jù)庫。在各個目標圖層的屬性表中添加字段，在其每個字段相應名稱下填寫相應資料，使每一行代表一個地圖要素，每一列代表該地圖要素的性質與特征。對應空間數(shù)據(jù)輸入實驗林場林地現(xiàn)狀調(diào)查表中記錄的林地基本信息，小班的屬性數(shù)據(jù)包括與森林資源有關的自然地理環(huán)境因素、生態(tài)因子和森林經(jīng)營情況等。為滿足今后林權管理的需要，還應對每一林權宗地建立屬性信息，輸入需要的林權管理要素。

1.2.4 拓撲檢查

首先，選擇參與創(chuàng)建拓撲的要素；其次，給參與拓撲的要素添加拓撲規(guī)則，如，不能重疊、不能有空隙等，建立拓撲檢查圖層；最后，在ArcMap中反復多次進行拓撲錯誤糾正、檢查、驗證。最終使每一圖層的小班形成閉合多邊形，保障數(shù)據(jù)統(tǒng)計的準確。

1.2.5 建立超鏈接

首先，在ArcMap的內(nèi)容列表中選擇需建立超鏈接關系的“林權宗地”圖層，并打開其屬性表；其次，在屬性表窗口添加字段“超鏈接”，字段值設為要添加的超鏈接路徑；最后，在“圖層屬性”對話框設置支持該要素的超鏈接功能。最終實現(xiàn)點擊設置了超鏈接的每一塊矢量化林權宗地，便能打開相應的林權證等電子文檔，可快速進行林權信息查詢。

1.2.6 專題圖制作

在布局視圖窗口，根據(jù)實際工作要求填充要素顏色；設置比例尺、頁面和圖框大??；添加圖名、圖例、指北針、比例尺和方里格網(wǎng)等一系列輔助要素；最后將制作好的專題圖輸出打印。

1.3 外業(yè)核實

借助思行林地變更外業(yè)調(diào)查系統(tǒng)，結合高分辨率衛(wèi)星遙感影像，通過外業(yè)抽樣核查的方式，實地測試實驗林場林權管理數(shù)據(jù)庫工作質量，校正參數(shù)并驗證數(shù)據(jù)結果，同時對林地變更實施全過程的跟蹤管理。

2 結果與討論

實驗林場林地面積為7 033.71 hm2(第13頁表1).其中，迎澤區(qū)為2 129.56 hm2，占整個林場林地總面積的30.28%；杏花嶺區(qū)為1 664.85 hm2，占整個林場林地總面積的23.67%；陽曲縣為3 239.29 hm2，占整個林場林地總面積的46.05%.根據(jù)有關規(guī)定，對森林、林木和林地確權并發(fā)放證書后，實驗林場林權宗地面積為4 769.34 hm2.其中，迎澤區(qū)為438.30 hm2，占整個林場林權宗地總面積的9.19%；杏花嶺區(qū)為779.73 hm2，占整個林場林權宗地總面積的16.35%；陽曲縣為2 885.80 hm2，占整個林場林權宗地總面積的60.51%.位于林場東北部的界外地區(qū)有665.50 hm2林地也發(fā)放了林權證，主要是由于原來林權證上登記的邊界與現(xiàn)在壽陽縣的行政界線不一致的原因。由此可見，整個實驗林場(除界外地區(qū)外)已確權的林地占比高達58.35%.其中，迎澤區(qū)、杏花嶺區(qū)和陽曲縣已確權的林地占比分別達6.23%，11.09%和41.03%，而其各自的確權面積完成率達20.58%，46.83%和89.09%，應進一步解決確權工作不同步、發(fā)證主體多元化、部門單位銜接不夠等問題。

表1 不同地區(qū)林地面積和林權宗地面積統(tǒng)計 hm2

從土地分類角度來看，實驗林場各地類林地面積在0.67 hm2～2 719.48 hm2之間，多為有林地和其它灌木林地，占比達70%以上(表2)。其中，由于近年來人工造林，以油松、側柏、楊樹和沙棘等為主的有林地面積最大，占整個林場林地總面積的38.66%；次之是其它灌木林地，林地面積為2 410.23 hm2，占整個林場林地總面積的34.27%，主要與林場大力開展天然林保護工程有關；人工造林未成林地的面積也近1 000 hm2，占整個林場林地總面積的14.07%.實驗林場各地類林權宗地面積在0.49 hm2～2 052.98 hm2之間，70%以上為有林地和其它灌木林地。其中，有林地的林權宗地面積最大，占整個林場林權宗地總面積的43.05%；其它灌木林地的林權宗地面積為1 514.15 hm2，占整個林場林權宗地總面積的31.75%；界外地區(qū)的665.50 hm2確權林地均尚未明確其屬何種林地類型。由此可見，整個實驗林場(除界外地區(qū)外)一半以上的已確權林地為有林地、疏林地和其它灌木林地，與其本身林地面積所占比重較大有關。其中，有林地的確權面積完成率最高，達75.49%；疏林地和其它灌木林地的確權面積完成率也均在60%以上；其它無立木林地、宜林荒山荒地和輔助生產(chǎn)林地的確權面積完成率均在30%以上；人工造林未成林地的確權面積完成率則較低，為11.62%.

表2 不同地區(qū)各地類面積統(tǒng)計 hm2

3 結論

基于GIS建立的實驗林場林權管理數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)了林地、林權宗地空間和屬性信息存儲與管理的一體化，為精確估算和有效管理森林資源提供了科學的信息技術管理平臺。總體來看，整個實驗林場一半以上的林地均已被確權發(fā)證，為國有林場深化改革提供了有力保障。特別是，林地面積最大的北部陽曲縣，近90%的林地已發(fā)放林權證，確權完成率最高；分布最廣的有林地和其它灌木林地被確權發(fā)證的面積也達近70%；而林場界外也有部分林地被確權歸屬于實驗林場，這多是由于歷史勘界問題造成的，屬爭議區(qū)域?？梢?，采用GIS技術建立林權管理信息系統(tǒng)將使今后實驗林場林權證的申請登記更加便捷，宗地勾繪更加準確，信息查詢更加直觀，審批發(fā)放更加高效，極大地規(guī)范了林權檔案的跟蹤管理，提高了國有資產(chǎn)的保護力度，促進了傳統(tǒng)林業(yè)向現(xiàn)代林業(yè)的轉變。