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【摘 要】GIS以分辨率、多层次、动态性描述森林资源的时空分布特征, 描绘森林资源的动态变化规律,科学合理地经营管理森林，实时获取信息、处理信息的能力。
【关键词】GIS;森林资源管理;数据库
黑龙江省是我国林业大省，数字林业建设全面开展。GIS 作为数字林业必备的重要技术手段, 使森林资源综合管理的可操作性快捷、准确, 展示了广阔的发展前景。建立区域性森林资源地理信息系统(GIS) ，以分辨率、多层次、动态性描述森林资源的时空分布特征, 描绘森林资源的动态变化规律, 研究和探索森林资源在区域内的空间分布状况，为科学合理地经营管理森林，实现森林资源的可持续发展和分类经营提供依据。
１．GIS 技术国内发展现状
1.1作为森林调查、数据管理的工具
主要特点是建立地理信息库, 利用GIS 绘制森林分布图及产生正规报表。GIS 的应用主要限于制图和简单查询。
1.2作为资源分析的工具
已不限于制图和简单查询, 而是以图形及数据的重新处理等分析工作为特征, 用于各种目标的分析和推导出新的信息。
1.3作为森林经营管理的工具
主要在于建立各种模型和拟定经营方案等, 直接用于决策过程。
2.GIS 技术在森林资源管理中的作用
林业生产领域的管理决策人员面对着各种数据, 这些数据既有空间数据又有属性数据, 利用GIS 方法却轻松自如对这些数据进行综合分析，从中找出解决问题的合理方案,。掌握资源动态变化, 及时做出决策就显得异常的重要。常规的森林资源监测, 从资源清查到数据整理成册, 最后制定经营方案, 需要漫长的时间, 造成经营方案和现实情况不相符。这种滞后的现象势必出现管理方案的不合理。利用GIS 就可以完全解决这一问题, 及时掌握森林资源及有关因子的空间时序变化特征。在多年的森林资源二类调查内外业工作实践中体会到, 利用GIS 技术的优势可表现在:
2.1节省经费
(1)节省二类调查经费。整理内业工作, 从小班求积、清绘、注记、描色、数据分析、统计等都可以实现计算机化，利用GIS 技术与人力相比, GIS 在总体上可节省5倍左右的经费。
(2)利用已有的地形林相图和数据, GIS 可以随时制作任何林业专题图, 如造林规划图、退耕还林图、森林分类经营图、防火分布图、经营抚育实施图、等, 节省专题图制作费。节省伐区三类调查设计的内业经费。利用GPS + PDA + GIS 外业调查更趋科学化。
2.2提高工作效率
提高制图速度、缩短内业时间，利用GIS软件成图可提高劳动生产率6倍左右。提高二类调查、伐区三类调查、沙化调查、湿地调查及其他专题调查的效率。提高编制经营决策方案的效率。
3.GIS 在森林资源管理领域中的应用
3.1基础数据库的建立
3.1.1自然资源地图
如森林分布图、地形林相图、土壤分布图、森林资源产量、野生动植物分布图等。自然地理图: 如地形图、地貌图、水系、流域分布图等。社会经济地图: 如交通分布图、人口分布图、资源消耗分布图、居民点分布图、木材加工利用分布图等。森林经营地图: 如林业区划图、造林规划图、资源预测图、调查样地分布图等。树木种源规划图、森林资源评价图、自然保护区规划图、森林公园规划图、土地利用图等。
3.1.2属性数据库建立
二类调查数据目前在我国都采用关系数据库,每个小班调查卡片为数据库中的一个记录, 经输入、检查、修改, 建成小班调查因子数据库和样地调查数据库。在数据库中:(1)数据项: 每项调查因子。为实现属性库与图形库的联结, 对应于图形库中的关键字, 在小班数据库中增加了一个数据项ID。(2)记录: 以小班记录或样地为单位; 文件: 以乡(镇) 或林场为单位, 文件以乡(镇) 或林场名称命名。森林资源数据中, 小班调查记录卡含小班编码、调查因子, 不同的地区有相应的标准, 在二类调查的规程中有相应的说明。
3.2森林资源分析的评价
3.2.1林业土地利用变化监测
林业土地变化包括林地类型和林地面积。GIS 借助于地面调查遥感图像数据, 实现了地籍管理, 将资源变化情况落实到山头地块, 并利用强大的空间分析功能, 及时对森林资源时空序列、空间分布规律和动态变化过程做出反映, 为科学地监测林地资源的变化、林地增减原因、掌握征占林地的用途和林地资源消长提供了依据。
3.2.2地理空间分布
用GIS 的数字地形模型(DTM)， 地面模型, 坡位、坡面模型可表现资源的水平分布和垂直分布, 利用栅格数据的融合、再分类和矢量图的叠加、区域和邻边分析等操作, 产生各种地图显示和地理信息, 用于分析林分、树种、林种、蓄积等因子的空间分布。使用这些技术, 研究各树种在一定范围内的空间分布现状与形式, 根据不同地理位置、立地条件、林种、树种、交通状况对现有资源实行全面规划, 优化结构, 确定空间利用能力, 提高森林的商品价值。
3.2.3森林结构调整
(1)林种结构调整: 用缓冲分析方法进行河岸防护林、自然保护区、林区防火隔离带等公益林的规划, 确定防护林的比例和相应的分布范围。根据森林资源分布状况和自然、社会经济分布特点以及社会经济需求进行空间属性分析可以确定不同林。(2)龄组结构调整: 一方面根据森林资源可持续发展的需要利用地形地貌、立地条件分布特点、林木生长各个阶段的经济和生态效益特点利用GIS 和相关的技术确定合理的龄组结构。
3.3森林经营管理
3.3.1采伐
借助于GIS , 制定详细的采伐计划, 确定有关采伐的目的、地点、树种、林种、面积、蓄积、采伐方式和更新措施, 制定采伐计划安排, 制作采伐图表和更新设计。
3.3.2抚育间伐
利用GIS 强大的数据库和模型库功能, 检索提取符合抚育间伐的小班, 制作抚育间伐图并进行合理株数模拟预测。
3.3.3造林规划
GIS 可通过分析提供森林立地类型图表, 宜林地数据图表, 适生优势树种和林种资料, 运用坡位、坡面分析, 按坡度、坡向划分的地貌类型结合立地类型选择造林树种和规划林种。
3.4 GIS 技术的应用对森林资源管理的影响
3.4.1改变以往的林业调查作业方式
由于GIS 技术能快速、实时地获取地面三维信息, 省去了以往图像繁重的校正工作及手工作图的作业方式, 作业周期缩短, 成本成倍降低。
3.4.2快速编制各种林业专题图件
利用GIS 技术可以不受时间、地域的影响, 利用其获取的直接地学编码图像, 直接输出包括地形在内的各种专业图件, 编制时间大大缩短, 精度也有了较高的保证。
3.4.3有利于与GPS、RS 技术相结合
从而建立现代化的森林资源监测体系，随着我国经济发展及社会环境意识的增强,建立动态的森林资源监测体系, 从而克服传统监测体系的缺陷。
4.结论
综上所述, 随着精准林业的诞生与发展, GIS的应用由当初的简单查询和制图、制表发展为森林经营管理的重要工具, 除了完成常规的数据管理功能外, 可方便地在空间属性数据基础上建立生长、预测、经营、决策等专业模式, 通过对各种经营过程进行模拟比较和评价, 选择出最优经营方案。随着GIS 技术的日益成熟和实用化, 其具有实时获取信息、处理信息的能力, 必将给林业带来新的生机和活力, 同时为林业生产开拓一块崭新的天地。
【关键词】GIS;森林资源管理;数据库
黑龙江省是我国林业大省，数字林业建设全面开展。GIS 作为数字林业必备的重要技术手段, 使森林资源综合管理的可操作性快捷、准确, 展示了广阔的发展前景。建立区域性森林资源地理信息系统(GIS) ，以分辨率、多层次、动态性描述森林资源的时空分布特征, 描绘森林资源的动态变化规律, 研究和探索森林资源在区域内的空间分布状况，为科学合理地经营管理森林，实现森林资源的可持续发展和分类经营提供依据。
１．GIS 技术国内发展现状
1.1作为森林调查、数据管理的工具
主要特点是建立地理信息库, 利用GIS 绘制森林分布图及产生正规报表。GIS 的应用主要限于制图和简单查询。
1.2作为资源分析的工具
已不限于制图和简单查询, 而是以图形及数据的重新处理等分析工作为特征, 用于各种目标的分析和推导出新的信息。
1.3作为森林经营管理的工具
主要在于建立各种模型和拟定经营方案等, 直接用于决策过程。
2.GIS 技术在森林资源管理中的作用
林业生产领域的管理决策人员面对着各种数据, 这些数据既有空间数据又有属性数据, 利用GIS 方法却轻松自如对这些数据进行综合分析，从中找出解决问题的合理方案,。掌握资源动态变化, 及时做出决策就显得异常的重要。常规的森林资源监测, 从资源清查到数据整理成册, 最后制定经营方案, 需要漫长的时间, 造成经营方案和现实情况不相符。这种滞后的现象势必出现管理方案的不合理。利用GIS 就可以完全解决这一问题, 及时掌握森林资源及有关因子的空间时序变化特征。在多年的森林资源二类调查内外业工作实践中体会到, 利用GIS 技术的优势可表现在:
2.1节省经费
(1)节省二类调查经费。整理内业工作, 从小班求积、清绘、注记、描色、数据分析、统计等都可以实现计算机化，利用GIS 技术与人力相比, GIS 在总体上可节省5倍左右的经费。
(2)利用已有的地形林相图和数据, GIS 可以随时制作任何林业专题图, 如造林规划图、退耕还林图、森林分类经营图、防火分布图、经营抚育实施图、等, 节省专题图制作费。节省伐区三类调查设计的内业经费。利用GPS + PDA + GIS 外业调查更趋科学化。
2.2提高工作效率
提高制图速度、缩短内业时间，利用GIS软件成图可提高劳动生产率6倍左右。提高二类调查、伐区三类调查、沙化调查、湿地调查及其他专题调查的效率。提高编制经营决策方案的效率。
3.GIS 在森林资源管理领域中的应用
3.1基础数据库的建立
3.1.1自然资源地图
如森林分布图、地形林相图、土壤分布图、森林资源产量、野生动植物分布图等。自然地理图: 如地形图、地貌图、水系、流域分布图等。社会经济地图: 如交通分布图、人口分布图、资源消耗分布图、居民点分布图、木材加工利用分布图等。森林经营地图: 如林业区划图、造林规划图、资源预测图、调查样地分布图等。树木种源规划图、森林资源评价图、自然保护区规划图、森林公园规划图、土地利用图等。
3.1.2属性数据库建立
二类调查数据目前在我国都采用关系数据库,每个小班调查卡片为数据库中的一个记录, 经输入、检查、修改, 建成小班调查因子数据库和样地调查数据库。在数据库中:(1)数据项: 每项调查因子。为实现属性库与图形库的联结, 对应于图形库中的关键字, 在小班数据库中增加了一个数据项ID。(2)记录: 以小班记录或样地为单位; 文件: 以乡(镇) 或林场为单位, 文件以乡(镇) 或林场名称命名。森林资源数据中, 小班调查记录卡含小班编码、调查因子, 不同的地区有相应的标准, 在二类调查的规程中有相应的说明。
3.2森林资源分析的评价
3.2.1林业土地利用变化监测
林业土地变化包括林地类型和林地面积。GIS 借助于地面调查遥感图像数据, 实现了地籍管理, 将资源变化情况落实到山头地块, 并利用强大的空间分析功能, 及时对森林资源时空序列、空间分布规律和动态变化过程做出反映, 为科学地监测林地资源的变化、林地增减原因、掌握征占林地的用途和林地资源消长提供了依据。
3.2.2地理空间分布
用GIS 的数字地形模型(DTM)， 地面模型, 坡位、坡面模型可表现资源的水平分布和垂直分布, 利用栅格数据的融合、再分类和矢量图的叠加、区域和邻边分析等操作, 产生各种地图显示和地理信息, 用于分析林分、树种、林种、蓄积等因子的空间分布。使用这些技术, 研究各树种在一定范围内的空间分布现状与形式, 根据不同地理位置、立地条件、林种、树种、交通状况对现有资源实行全面规划, 优化结构, 确定空间利用能力, 提高森林的商品价值。
3.2.3森林结构调整
(1)林种结构调整: 用缓冲分析方法进行河岸防护林、自然保护区、林区防火隔离带等公益林的规划, 确定防护林的比例和相应的分布范围。根据森林资源分布状况和自然、社会经济分布特点以及社会经济需求进行空间属性分析可以确定不同林。(2)龄组结构调整: 一方面根据森林资源可持续发展的需要利用地形地貌、立地条件分布特点、林木生长各个阶段的经济和生态效益特点利用GIS 和相关的技术确定合理的龄组结构。
3.3森林经营管理
3.3.1采伐
借助于GIS , 制定详细的采伐计划, 确定有关采伐的目的、地点、树种、林种、面积、蓄积、采伐方式和更新措施, 制定采伐计划安排, 制作采伐图表和更新设计。
3.3.2抚育间伐
利用GIS 强大的数据库和模型库功能, 检索提取符合抚育间伐的小班, 制作抚育间伐图并进行合理株数模拟预测。
3.3.3造林规划
GIS 可通过分析提供森林立地类型图表, 宜林地数据图表, 适生优势树种和林种资料, 运用坡位、坡面分析, 按坡度、坡向划分的地貌类型结合立地类型选择造林树种和规划林种。
3.4 GIS 技术的应用对森林资源管理的影响
3.4.1改变以往的林业调查作业方式
由于GIS 技术能快速、实时地获取地面三维信息, 省去了以往图像繁重的校正工作及手工作图的作业方式, 作业周期缩短, 成本成倍降低。
3.4.2快速编制各种林业专题图件
利用GIS 技术可以不受时间、地域的影响, 利用其获取的直接地学编码图像, 直接输出包括地形在内的各种专业图件, 编制时间大大缩短, 精度也有了较高的保证。
3.4.3有利于与GPS、RS 技术相结合
从而建立现代化的森林资源监测体系，随着我国经济发展及社会环境意识的增强,建立动态的森林资源监测体系, 从而克服传统监测体系的缺陷。
4.结论
综上所述, 随着精准林业的诞生与发展, GIS的应用由当初的简单查询和制图、制表发展为森林经营管理的重要工具, 除了完成常规的数据管理功能外, 可方便地在空间属性数据基础上建立生长、预测、经营、决策等专业模式, 通过对各种经营过程进行模拟比较和评价, 选择出最优经营方案。随着GIS 技术的日益成熟和实用化, 其具有实时获取信息、处理信息的能力, 必将给林业带来新的生机和活力, 同时为林业生产开拓一块崭新的天地。