GIS技術(shù)在森林資源保護(hù)與監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究

龍 成

(廣東省連山林場(chǎng),廣東 連山 513200)

隨著全球技術(shù)信息的大力發(fā)展，以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，世界已進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代。在這樣的背景下，GIS(地理信息系統(tǒng))技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用,深入到眾多的領(lǐng)域。該技術(shù)不但在林業(yè)監(jiān)測(cè)和管理中得到了廣泛的應(yīng)用，而且也帶來(lái)了諸多經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益，為建設(shè)數(shù)字地球提供了技術(shù)方面的保障。

1 森林資源監(jiān)測(cè)前期準(zhǔn)備工作

1.1 對(duì)操作平臺(tái)進(jìn)行選擇

常用的有兩種操作平臺(tái)可供選擇，首先是桌面GIS平臺(tái)，這是一種集數(shù)據(jù)庫(kù)和圖形為一體的軟件。是用戶(hù)能在桌面系統(tǒng)上創(chuàng)建、編輯和分析地理信息的平臺(tái)，包括ArcRcader、ArcGIS Desktop、ArcGIS Engine和ArcGIS Explorer。GIS平臺(tái)操作起來(lái)非常方便，而且功能也非常豐富，可進(jìn)行遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)，同時(shí)兼容不同格式的數(shù)據(jù)。其次是移動(dòng)的GIS平臺(tái)，移動(dòng)平臺(tái)能夠?qū)IS應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)，使用移動(dòng)設(shè)備完成現(xiàn)場(chǎng)地圖瀏覽，觀測(cè)和數(shù)據(jù)采集的任務(wù)，可在現(xiàn)場(chǎng)與辦公室之間同步數(shù)據(jù)，最常用的設(shè)備為手機(jī)和平板電腦，使用起來(lái)方便快捷，可迅速傳輸數(shù)據(jù)，算出周長(zhǎng)、面積等[1]。

1.2 數(shù)據(jù)調(diào)查

在采用GIS技術(shù)進(jìn)行森林資源保護(hù)和監(jiān)測(cè)之前，先要進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)查：

(1)自然地理圖，如地形圖、地貌圖、水系圖、流域分布圖等。

(2)自然資源圖，如森林分布圖、林相圖、土壤分布圖、森林資源產(chǎn)量、質(zhì)量分布圖等。

(3)社會(huì)經(jīng)濟(jì)圖，如交通分布圖，人口分布圖、居民點(diǎn)分布圖、資源消耗分布圖等。

(4)森林經(jīng)營(yíng)圖，如森林區(qū)劃圖、資源預(yù)測(cè)圖、造林規(guī)劃圖等。

根據(jù)森林經(jīng)營(yíng)調(diào)查的基本要求，對(duì)屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行小班調(diào)查。記錄樹(shù)種、面積、年齡、平均高度、平均直徑等林分因子，建立小班調(diào)查簿，建立小班屬性信息GIS屬性數(shù)據(jù)庫(kù)。

2 GIS技術(shù)在森林資源保護(hù)與監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

2.1 GIS技術(shù)在森林資源數(shù)據(jù)方面的應(yīng)用

在森林資源管理中，數(shù)據(jù)信息是非常重要的依據(jù)。

2.1.1 屬性和圖形數(shù)據(jù)的查詢(xún)

查詢(xún)資源數(shù)據(jù)時(shí)，需對(duì)林班、小班圖形查詢(xún)相對(duì)的一些參數(shù)，得到需要的數(shù)據(jù)。也可以借助屬性查詢(xún)圖元，得到符合要求的林班和小班數(shù)據(jù)，其所查詢(xún)的結(jié)果，通過(guò)統(tǒng)計(jì)圖、地形圖展示出來(lái)[2]。不僅如此，圖形與屬性的聯(lián)結(jié)查詢(xún)，也能方便對(duì)資源進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、核算(圖1展示了查詢(xún)的界面)。

圖1 查詢(xún)界面

2.1.2 數(shù)據(jù)整合方面的分析

借助GIS的數(shù)據(jù)分析功能，可促使所收集的數(shù)據(jù)得到拓?fù)湔?，產(chǎn)生屬性數(shù)據(jù)和圖形數(shù)據(jù)一致的數(shù)據(jù)圖文資料，從而更好的對(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，方便對(duì)森林資源的管理、運(yùn)營(yíng)。

2.2 GIS技術(shù)在森林資源管理方面的應(yīng)用

目前，我國(guó)的森林資源保護(hù)多采用GIS森林資源管理軟件平臺(tái)。它方便工作人員對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、決策，以此提高管理的質(zhì)量[3]。廣東省連山林場(chǎng)的全部護(hù)林員(44人)均已配發(fā)安裝有林業(yè)巡查系統(tǒng)的手機(jī)，巡查效果有明顯提升。

2.3 GIS技術(shù)在林地變更方面的運(yùn)用

如今，隨著我國(guó)林業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展逐漸產(chǎn)生了森林資源數(shù)字、林地保護(hù)數(shù)據(jù)、森林?jǐn)?shù)據(jù)等不同的圖紙和資源數(shù)據(jù)，而且數(shù)據(jù)容易產(chǎn)生變化，所以提升了森林變更的復(fù)雜性。為了避免森林資源圖形、屬性數(shù)據(jù)和國(guó)家國(guó)土資源數(shù)據(jù)不相符，可以采用基于3S技術(shù)的林地變更技術(shù)。這個(gè)系統(tǒng)中包括了GPS定位技術(shù)、GIS地理信息系統(tǒng)、RS遙感技術(shù)等，從而對(duì)動(dòng)態(tài)的林業(yè)資源進(jìn)行監(jiān)測(cè)[4-6]。

2.4 GIS技術(shù)在森林生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)的運(yùn)用

將GIS技術(shù)和RS遙感技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，能隨時(shí)了解森林生態(tài)環(huán)境的變化和動(dòng)態(tài)，從而為生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)帶來(lái)更多有用的資料。這樣一來(lái)，可產(chǎn)生長(zhǎng)期性動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)體系，可隨時(shí)采取對(duì)策進(jìn)行應(yīng)對(duì)。而且我國(guó)也構(gòu)建了森林生態(tài)紅線(xiàn)的范圍和生態(tài)環(huán)境監(jiān)管平臺(tái)，通過(guò)對(duì)模塊進(jìn)行延伸能促使基于大數(shù)據(jù)和人工智能GIS監(jiān)管平臺(tái)得到完善[7-8]。

2.5 GIS技術(shù)在森林督查方面的應(yīng)用

為有效遏制破壞森林資源的行為，保護(hù)森林生態(tài)資源，自2018年起，國(guó)家把森林督查提升為常態(tài)化，每年通過(guò)衛(wèi)星遙感圖比對(duì)，下發(fā)疑似圖斑進(jìn)行核查，受限于衛(wèi)星遙感圖的時(shí)效性以及清晰度的影響，常出現(xiàn)誤判、圖斑偏移、面積不準(zhǔn)確等問(wèn)題，現(xiàn)可通過(guò)無(wú)人機(jī)航拍與GIS相結(jié)合，把航拍圖片用Pix4Dmapper軟件進(jìn)行處理后，導(dǎo)入經(jīng)GIS配準(zhǔn)坐標(biāo)的等高線(xiàn)地形圖中，可以解決上述問(wèn)題(圖2展示了疑似圖斑與實(shí)際圖斑的比對(duì))[9-10]。

圖2 圖斑相片圖

2.6 GIS技術(shù)在有害生物監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用

有害生物會(huì)對(duì)森林資源和生態(tài)環(huán)境造成非常大的損害，而且造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。之前因?yàn)榧夹g(shù)的局限性，所以無(wú)法對(duì)有害生物進(jìn)行動(dòng)態(tài)性監(jiān)測(cè)。但通過(guò)采用先進(jìn)的GIS技術(shù)，地理信息系統(tǒng)中的平臺(tái)會(huì)對(duì)林相圖、地形圖、資源調(diào)查、有害生物監(jiān)測(cè)的內(nèi)容進(jìn)行一定的記錄，而且以數(shù)字化的方式來(lái)進(jìn)行輸入[11-12]。

3 總結(jié)

GIS作為一種近幾年來(lái)快速發(fā)展起來(lái)的一種先進(jìn)地理信息技術(shù)，其在數(shù)據(jù)和資源的分析、運(yùn)用等方面發(fā)揮出了非常關(guān)鍵的作用。因?yàn)槠淇梢詫?duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，預(yù)測(cè)森林或自然保護(hù)區(qū)的現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢(shì)來(lái)提升林業(yè)管理的整體水平。而且也能為后面的研究提供更多有用的依據(jù)，以促進(jìn)我國(guó)林業(yè)建設(shè)的可持續(xù)性發(fā)展。