地理信息系統(tǒng)在“退耕還林、三北防護林”工程管理中的應(yīng)用

【摘要】建立退耕還林及三北防護林地理信息系統(tǒng)，完善管理機制，實現(xiàn)空間信息的查詢管理、動態(tài)監(jiān)測及數(shù)據(jù)更新、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲、統(tǒng)計分析、制圖制表等功能，提高勞動效率，將管理工作邁向一個新的臺階。

【關(guān)鍵詞】地理信息系統(tǒng)技術(shù)標準數(shù)據(jù)采集；退耕還林

地理信息系統(tǒng)（簡稱GIS）是一項以計算機為基礎(chǔ)的新興技術(shù)，圍繞著這項技術(shù)的研究、開發(fā)和應(yīng)用形成了一門交叉學(xué)科。在計算機軟硬件支持下，可以對空間數(shù)據(jù)按地理坐標或空間位置進行各種處理，對數(shù)據(jù)的有效管理。通過對各種因素的綜合分析，它可以迅速獲取滿足應(yīng)用需要的信息并能以地圖圖形或數(shù)據(jù)的形式表示處理的結(jié)果。退耕還林及三北防護林地理信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與流程。

1.技術(shù)標準

標準化的作用是為了獲得在硬件、軟件和系統(tǒng)上的綜合投資效益，首先具備可移植和互操作性。信息往往是一個由多種計算機平臺組成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，有了標準，可以促進用戶從網(wǎng)絡(luò)的不同節(jié)點上獲取數(shù)據(jù)；其次是可伸縮性，為了適應(yīng)不同的項目和應(yīng)用階段，必須以相同的用戶界面在不同大小級別的計算機上運行；第三是通用環(huán)境，標準提供了一個通用的系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境，如提供通用的用戶界面和查詢方法等，利用這個通用環(huán)境形成與國家數(shù)字地球并軌。

1.1圖的技術(shù)標準

采用統(tǒng)一的坐標系統(tǒng)，表達空間信息的數(shù)據(jù)均采用統(tǒng)一的國家西安80坐標系統(tǒng)，統(tǒng)一地圖投影（UTM）。

1.2數(shù)據(jù)組織

為便于計算機管理和應(yīng)用，如存儲、檢索、分析、圖形再現(xiàn)和數(shù)據(jù)交換等，數(shù)據(jù)庫分基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫（即基礎(chǔ)地形圖）、專題（圖）數(shù)據(jù)庫等，每個數(shù)據(jù)庫由若干數(shù)據(jù)層構(gòu)成。各庫主要信息如下：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫：圖層點狀層、線狀層面各種界線的注記國界、省界、地區(qū)界、縣市界、林業(yè)局界、鄉(xiāng)鎮(zhèn)界、林場界、成圖界、林班界、小班界、村屯界，各種界線的彩色邊水系層河流、渠道等注記河流、渠道、堤岸、水涯線湖泊、水庫、養(yǎng)魚池等居民地層居民地的注記省、市、縣、鄉(xiāng)、場、村、居民點、獨立房屋的界線省、市、縣、鄉(xiāng)、場、村、居民點、獨立房屋用不同的顏色區(qū)分交通層鐵路、公路（高速公路、主要公路、簡易公路、大車道、小路）地形層用數(shù)字注明201計曲線 202首曲線 203間曲線 204助曲線。專題數(shù)據(jù)庫：區(qū)劃注記特種用途林、防護林種區(qū)、林班號、面積等注記林班線林班面小班層小班號、面積等注記小班線小班面地類符號層省址、市址、縣址、林業(yè)局址、鄉(xiāng)址、林場址、國營農(nóng)場、林業(yè)站、檢查站、防火站、農(nóng)田、沼澤地。

1.3采用統(tǒng)一的分類編碼

保證信息的規(guī)范化、標準化、實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。運用山海儀繪軟件，結(jié)合手工繪制圖的經(jīng)驗及林業(yè)圖示標準，規(guī)范數(shù)字圖標準，制定出點、線、面符號庫。

1.4質(zhì)量控制

設(shè)計過程的質(zhì)量控制是指在充分掌握資料的基礎(chǔ)上，制定質(zhì)量目標。

（1）空間數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)：圖廓點、公里網(wǎng)、經(jīng)緯網(wǎng)交點、控制點等坐標值正確，根據(jù)地形圖測繪的規(guī)范要求，在回放圖上，上述各點的點位誤差不超過±0.1mm，圖廓線邊長誤差不超過±0.2mm，圖廓對角線誤差不超過±0.3mm。

（2）空間數(shù)據(jù)的平面精度：數(shù)字化（掃描矢量化）采集數(shù)據(jù)的數(shù)字產(chǎn)品其誤差以偏離中心位置為衡量標準，主要地物的誤差不得超過±0.2mm，次要地物的誤差不得超過±0.3mm，線狀目標位移中誤差不得大于±0.35mm。

（3）空間數(shù)據(jù)的高程精度：內(nèi)業(yè)數(shù)字化采集的數(shù)字地圖其高程點的高程值正確。等高線的高程不應(yīng)與相鄰高程點的高程或地物產(chǎn)生地理適應(yīng)性矛盾，并能顯示該地區(qū)的地貌形態(tài)特征。

（4）空間數(shù)據(jù)與描述它的屬性數(shù)據(jù)之間一一對應(yīng)的關(guān)系須正確，也即空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)必須具有正確的相關(guān)性，具有一個以上屬性表時，各屬性表之間的相關(guān)性和網(wǎng)絡(luò)層次應(yīng)當(dāng)正確描述和建立。

2.數(shù)據(jù)采集

2.1空間數(shù)據(jù)采集

本工藝采用軟件的原則是：效率優(yōu)先、操作簡單、管理方便、出圖美觀。空間數(shù)據(jù)采集繪制基本圖，通過掃描儀進入計算機或野外GPS數(shù)據(jù)直接傳入計算機成圖。基本圖是地理信息系統(tǒng)制圖的關(guān)鍵，一旦掃描進入計算機矢量化后，再修改就非常困難，所以基本圖成圖的要求和傳統(tǒng)的基本圖成圖要求相似，主要強調(diào)了空間信息的準確性，對空間特征的描述性信息要求較高。要求界線清晰是基本圖最起碼的要求，場界、林班界、小班界清楚；起始點、終止點必須明確，不能產(chǎn)生異議；鄰接的地區(qū)必須標注清楚。作為林班界、小班界的單線河流、道路的要求：在計算機中對基本圖矢量化時，圖像都轉(zhuǎn)化為灰度圖像，單線河、道路與小班線相似，易混淆，必須標出。

2.2控制點注記

地理信息系統(tǒng)中的地圖通常是按照實際的地球坐標存儲的，地圖上地理特征的坐標與真正的地理位置相對應(yīng)，這也是地理信息系統(tǒng)真正意義所在。在基本圖掃描進入計算機之前，必須標記好控制點，用以圖像配準和矢量文件坐標變換。布設(shè)控制點的原則是：布設(shè)在公里網(wǎng)交叉處，分布均勻覆蓋整個圖幅，至少布設(shè)四個，在實踐中布設(shè)九個控制點基本滿足要求。

2.3屬性數(shù)據(jù)采集

屬性數(shù)據(jù)庫建立：每個小班卡片為數(shù)據(jù)庫中的一個記錄，經(jīng)輸入、檢查、修改，建成小班調(diào)查因子數(shù)據(jù)庫。在數(shù)據(jù)庫中每項調(diào)查因子為實現(xiàn)屬性庫與圖形庫的聯(lián)結(jié)及對應(yīng)于圖形庫中的關(guān)鍵字，在小班數(shù)據(jù)庫中增加了一個數(shù)據(jù)項ID；文件以鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）或林場名稱命名。

3.應(yīng)用軟件開發(fā)

3.1屬性數(shù)據(jù)程序設(shè)計

屬性數(shù)據(jù)從總體設(shè)計上分庫結(jié)構(gòu)設(shè)計，編碼表設(shè)計，程序設(shè)計三部分。庫結(jié)構(gòu)主要有小班計算因子庫、檔案管理因子庫和其它輔助庫組成。程序設(shè)計部分主要由主控模塊和小班數(shù)據(jù)管理、檔案管理、統(tǒng)計計算和打印輸出統(tǒng)計表四大功能模塊組成。這四大功能模塊之間既相互獨立又通過小班信息庫相互聯(lián)接。

3.2計算統(tǒng)計表模塊

統(tǒng)計計算工作已經(jīng)全面實現(xiàn)微機化，統(tǒng)計計算結(jié)合GIS軟件求算的面積，開發(fā)相應(yīng)的程序，求積、查表、派生因子、統(tǒng)計表計算程序。

3.3打印輸出模塊

此模塊包括各種統(tǒng)計表的打印輸出程序。如各年度退耕還林工程上報核實情況統(tǒng)計表；各年度退耕還林工程計劃執(zhí)行情況統(tǒng)計表；各年度退耕還林工程核實面積按林種統(tǒng)計；各年度退耕還林工程核實面積按樹種比重、合格率統(tǒng)計表等。

3.4地類符號注記

地類符號注記是指把庫中的小班按不同地類給地類符號字段填上表示不同地類的符號。這些地類符號是用造字程序編制的，注到圖上后屬注記參數(shù)，不屬符號參數(shù)。具體哪個符號表示什么地類，圖例中也有詳細說明。

3.5小班注記

小班注記是指把庫中小班的某些屬性如小班號，權(quán)屬，起源，郁閉度，地位級，面積和齡級付給text字段。小班自動著色（下轉(zhuǎn)第302頁）（上接第286頁）和注記庫中的其它字段，是小班的主要屬性，供聯(lián)圖后作屬性查詢時使用。后附小班自動著色和注記庫結(jié)構(gòu)。

4.培訓(xùn)與管理

提高林業(yè)工作者對退耕還林、三北防護林的管理工作的重視。加強崗前培訓(xùn)，應(yīng)安排專人負責(zé)圖表卡及計算機數(shù)據(jù)錄入等工作，認真學(xué)習(xí)相關(guān)技術(shù)規(guī)定，保證人員都能深刻理解和熟練掌握技術(shù)標準和工作方法。學(xué)習(xí)先進技術(shù)手段，保證基礎(chǔ)材料的可靠性。每道工序全部實行電腦程式化管理。工作人員配備GPS手持機和專用掌上電腦，要求工作人員在每個小班和標準地中心用GPS與掌上電腦連接進行即時定位，掌上電腦會自動記錄定位時間和坐標值，杜絕不到位現(xiàn)象的發(fā)生，保證數(shù)據(jù)的真實性。普及業(yè)務(wù)人員的計算機基礎(chǔ)知識，熟練屬性數(shù)據(jù)應(yīng)用軟件，學(xué)習(xí)錄入標準及方法。隨著軟件的開發(fā)，我省造林綠化管理在地理信息系統(tǒng)等學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展與應(yīng)用，實現(xiàn)了革命性的飛躍，加速了我省造林綠化管理由粗放型向集約型方向的轉(zhuǎn)移，使我省的林業(yè)信息技術(shù)逐步向世界先進水平靠攏。 [科]