森林資源管理中地理信息系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用研究

雍俊

（銅仁市萬(wàn)山區(qū)自然資源局營(yíng)林站，貴州 銅仁 554200）

1 地理信息系統(tǒng)概述

地理信息系統(tǒng)（GIS）又稱“地學(xué)信息系統(tǒng)”，它是一種以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的先進(jìn)空間信息系統(tǒng)，能夠智能收集、整理、分析、運(yùn)算等空間地表上的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)，是一個(gè)信息化的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。在森林資源管理中運(yùn)用地理信息系統(tǒng)（GIS），可以提高森林資源管理計(jì)量值的有效性。GIS 具有很強(qiáng)的空間查詢功能，能夠有效地監(jiān)控森林資源的區(qū)域和空間性能。GIS 在一定程度上解決了森林資源管理中地圖矢量、空間數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)的精確度問(wèn)題，通過(guò)整合相關(guān)信息數(shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)森林資源的變化，如圖1 所示。

圖1 地理信息系統(tǒng)（GIS）（圖片來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)）

2 森林資源管理的重要意義

林業(yè)是林業(yè)生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)。林業(yè)資源狀況是衡量林業(yè)效益的最重要標(biāo)志。由于人類活動(dòng)和自然因素的影響，森林資源一直處于不斷的動(dòng)態(tài)變化狀態(tài)，在當(dāng)今經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城市建設(shè)和物質(zhì)需求的影響下，森林資源被大量開(kāi)采。為此，應(yīng)加強(qiáng)森林資源管理和監(jiān)督，建立科學(xué)有效的管理制度。林業(yè)資源管理是我國(guó)森林資源保護(hù)、培育、更新、利用的指針，決策性組織開(kāi)展調(diào)查、規(guī)劃、控制、調(diào)節(jié)、檢查和監(jiān)督等工作，從根本上認(rèn)識(shí)我國(guó)森林資源現(xiàn)狀，加強(qiáng)對(duì)森林資源的保護(hù)，使我國(guó)森林資源實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

3 地理信息系統(tǒng)在森林資源管理中的具體應(yīng)用

3.1 在火災(zāi)防范等自然災(zāi)害中的應(yīng)用

在森林的日常管理中，火災(zāi)作為一種常見(jiàn)的森林災(zāi)害，是不可忽視的一項(xiàng)。GIS 技術(shù)的不斷發(fā)展，使其在火災(zāi)預(yù)防方面所發(fā)揮的優(yōu)勢(shì)作用更加明顯。GIS 可以實(shí)現(xiàn)對(duì)采集到的信息數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)有火災(zāi)發(fā)生時(shí)，可以立即發(fā)出指令，并通過(guò)報(bào)警裝置傳遞給消防人員。通過(guò)與地理信息系統(tǒng)（GIS）遙感技術(shù)相結(jié)合，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在火災(zāi)隱患的部位，及時(shí)做出反應(yīng)，采取相應(yīng)的滅火措施，如圖2 所示。

圖2 地理信息系統(tǒng)（GIS）遙感技術(shù)相結(jié)合

3.2 在資源檔案管理中的應(yīng)用

針對(duì)林業(yè)檔案數(shù)據(jù)庫(kù)較大的數(shù)據(jù)庫(kù)，以小班制為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)單元，建立完善的檔案管理庫(kù)，定期更新數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)資源實(shí)時(shí)控制。盡管在一定程度上提高了管理效率，但仍有一定的局限性，森林檔案系統(tǒng)只能對(duì)數(shù)據(jù)部分進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，有些圖片內(nèi)容需要人工手繪來(lái)完成，這給數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)帶來(lái)一定的阻礙，使森林?jǐn)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)不能滿足要求。利用地理信息系統(tǒng)（GIS）將數(shù)據(jù)和圖片進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，能夠極大地提高森林資源檔案管理的效率，從而提高森林資源檔案的管理水平。

3.3 在森林結(jié)構(gòu)調(diào)整中的應(yīng)用

3.3.1 樹(shù)種結(jié)構(gòu)

地理信息系統(tǒng)（GIS）利用高頻成像功能，可以分辨出各樹(shù)種、植物的生長(zhǎng)情況、地表地貌分布情況及不同樹(shù)種所分布區(qū)域的差異，最后以3D 圖像的形式呈現(xiàn)，有助于森林資源管理人員及時(shí)掌握地質(zhì)地貌分布信息。整合圖像數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)資源內(nèi)容，形成對(duì)森林樹(shù)種分布的科學(xué)評(píng)價(jià)，為下一步優(yōu)化森林結(jié)構(gòu)提供參考。

3.3.2 年齡結(jié)構(gòu)

地理信息系統(tǒng)（GIS）可依據(jù)森林中各種植被或樹(shù)種立地、生長(zhǎng)信息及未來(lái)可帶來(lái)的生態(tài)效益等信息，提供相關(guān)內(nèi)容。利用地理信息系統(tǒng)（GIS）的系統(tǒng)分析功能，得到所分析林木年齡結(jié)構(gòu)，為下一步管理工作的開(kāi)展建立科學(xué)的依據(jù)，根據(jù)信息調(diào)整林木齡組結(jié)構(gòu)，達(dá)到科學(xué)育林的目的，為林地生產(chǎn)能力的提高提供指導(dǎo)。

3.3.3 森林林種結(jié)構(gòu)

地理信息系統(tǒng)（GIS）具備較強(qiáng)的林種結(jié)構(gòu)的調(diào)整能力，通過(guò)對(duì)林地中緩沖防護(hù)林的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)自然保護(hù)區(qū)域內(nèi)的保護(hù)機(jī)制的建立以及對(duì)防火隔離區(qū)域內(nèi)的防火機(jī)制建立，確定防護(hù)林的范圍區(qū)域。地理信息系統(tǒng)（GIS）可以依照所在林地資源的分布情況以及帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效能，判斷林地布局是否具備科學(xué)性。

4 地理信息系統(tǒng)在森林資源管理中的應(yīng)用意義

4.1 建立完善的森林資源檔案

利用地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)，可以在建立完善森林資源檔案時(shí)，將地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)應(yīng)用于所有森林資源的數(shù)據(jù)化處理。利用地理信息系統(tǒng)（GIS）收集到的數(shù)據(jù)，如：森林內(nèi)部地形、地理結(jié)構(gòu)分布等，將采集到的資料輸入電腦，根據(jù)過(guò)去的基本信息對(duì)比新收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算機(jī)分析，保證數(shù)據(jù)的真實(shí)有效，分析森林資源的變化趨勢(shì)。與實(shí)地測(cè)量相結(jié)合，核查由地理信息系統(tǒng)（GIS）獲得的數(shù)據(jù)，采用最新的先進(jìn)數(shù)據(jù)采集儀器和傳感器設(shè)備，記錄各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的測(cè)量，并在森林中設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，使監(jiān)測(cè)點(diǎn)均勻分布，并通過(guò)人工讀表進(jìn)行記錄。如對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析管理，對(duì)不同的數(shù)據(jù)源、不同的數(shù)據(jù)形式進(jìn)行分類處理，并輸入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，存檔保留。建立相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)分析和模型操作功能，應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、分類。在設(shè)置森林資源監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)，要根據(jù)不同的森林環(huán)境和地理?xiàng)l件，設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，有些環(huán)境是干燥的，動(dòng)物喜歡棲息，有些環(huán)境潮濕，有較多的菌類，樹(shù)種和物種分布也不同，監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置時(shí)要根據(jù)地點(diǎn)環(huán)境的均勻分布，確保監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)種類全面，從而保證森林資源檔案的完善性。

4.2 優(yōu)化森林資源管理

現(xiàn)行的森林資源管理理念已經(jīng)與現(xiàn)代社會(huì)不相適應(yīng)，在進(jìn)行優(yōu)化的過(guò)程中，依據(jù)地理信息系統(tǒng)（GIS）系統(tǒng)對(duì)森林資源進(jìn)行了設(shè)計(jì)。利用地理信息系統(tǒng)（GIS）數(shù)據(jù)庫(kù)收集和分析的數(shù)據(jù)，利用計(jì)算機(jī)建模系統(tǒng)對(duì)森林資源狀況進(jìn)行模擬，對(duì)存在的實(shí)際問(wèn)題逐個(gè)排查，記錄運(yùn)行數(shù)據(jù)。在計(jì)算機(jī)建模過(guò)程中，對(duì)存在的問(wèn)題進(jìn)行糾正和模型運(yùn)行，反復(fù)試驗(yàn)，記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比，分析出最優(yōu)的森林資源管理方案。GIS 作為林業(yè)管理的手段，可以首先制定預(yù)期的林業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃，并對(duì)現(xiàn)有的森林審批計(jì)劃進(jìn)行查驗(yàn)。在我國(guó)當(dāng)前對(duì)森林資源制定的管理規(guī)定中，必須先向上級(jí)申報(bào)林地采伐，并經(jīng)上級(jí)主管部門批準(zhǔn)后，才能開(kāi)展相應(yīng)的作業(yè)活動(dòng)。

GIS 具有的獨(dú)特的數(shù)據(jù)分析能力，可以根據(jù)相應(yīng)的政策法規(guī)的要求，科學(xué)地選擇采伐時(shí)間和采伐間隔。本系統(tǒng)具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)計(jì)算能力和超強(qiáng)的仿真能力，使林地管理者及時(shí)發(fā)現(xiàn)目前所管理的林地面積內(nèi)存在的生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理等相關(guān)問(wèn)題，根據(jù)分析結(jié)果制定整改方案，為森林管理者制定科學(xué)政策提供依據(jù)。利用地理信息系統(tǒng)（GIS），可以根據(jù)用戶的使用需求，對(duì)地理信息系統(tǒng)（GIS）內(nèi)部的圖形和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行個(gè)性化設(shè)置和變更。由于技術(shù)手段的不斷創(chuàng)新，將使更多的數(shù)據(jù)、圖形、屬性數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)輸入到系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)應(yīng)用的科學(xué)發(fā)展。例如，在模擬森林資源變化過(guò)程中，會(huì)發(fā)現(xiàn)由于人們的采伐導(dǎo)致森林中某些珍貴菌種日益減少，從而有滅絕的危險(xiǎn)。模型建立過(guò)程中，管理者可根據(jù)不同類型的菌種進(jìn)行分類，劃分出若干子項(xiàng)目，設(shè)置子項(xiàng)目監(jiān)控人員，管理人員將菌種分解后，由管理者將菌種分解為各監(jiān)督人進(jìn)行統(tǒng)一管理。仿真過(guò)程中要加強(qiáng)人工護(hù)菌絲及林內(nèi)環(huán)境維護(hù)，由檢測(cè)員記錄數(shù)據(jù)變化，根據(jù)模擬效果及成本情況選擇適當(dāng)?shù)慕鉀Q方案。建立森林模型時(shí)，還要依靠信息建模系統(tǒng)來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)森林資源的發(fā)展趨勢(shì)，并根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果規(guī)避可能出現(xiàn)的問(wèn)題，優(yōu)化森林資源管理，實(shí)現(xiàn)森林資源的可持續(xù)發(fā)展。

4.3 提高森林資源管理的時(shí)效性

森林資源管理在以往的森林資源管理過(guò)程中，耗時(shí)較長(zhǎng)，常常不能按預(yù)期的時(shí)間完成管理工作，對(duì)今后的工作影響較大。GIS 在森林資源管理中運(yùn)用地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)，利用其空間專業(yè)化進(jìn)行數(shù)據(jù)管理。利用衛(wèi)星進(jìn)行實(shí)際地面測(cè)量，可以快速、準(zhǔn)確地采集到現(xiàn)有森林資源的現(xiàn)狀，并將其直接存入數(shù)據(jù)庫(kù)。當(dāng)需要某些綜合性的工作信息時(shí)，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的輸入指令，可以利用系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，從而得到所需的結(jié)果，節(jié)省了人工計(jì)算分析的時(shí)間，大大增強(qiáng)了森林資源管理的實(shí)時(shí)性。

5 結(jié)語(yǔ)

總之，在森林資源管理中采用地理信息系統(tǒng)（GIS），可以有效提高森林資源的采集率，加強(qiáng)森林資源管理，提高準(zhǔn)確度，改善林地防火性能，調(diào)整林地結(jié)構(gòu)，使森林資源更好地服務(wù)于人民。