林業調查規劃過程中地理信息批量提取技術探究

趙海林

調查林地的自然屬性以及社會屬性就是指林業調查，在森林資源監測以及營林規劃設計工作中，林區項目信息對其有一定的指導作用，因此必須實現對其高效性的保障，進而促使林業部門的經營管理水平以及決策水平在原有的基礎上得到最大限度的提升。技術繁瑣、嚴重依賴地形圖以及受天氣影響嚴重等是傳統林業調查工作的明顯的缺陷，這對林業的發展帶來較大阻礙。為實現對上述現象的改善必須在調查工作中實現對GPS以及GIS技術的使用。

一、研究進展

在科學技術大力發展的趨勢之下，先進的科學技術以及信息手段已經逐步實現在各行各業中的廣泛應用，這對人類社會的進步與發展有極大的促進作用。在林業系統中實現對GPS技術的大范圍使用不僅可促使工作效率以及精確度得到準確的提升，同時可在一定程度上促使傳統林業工作模式逐步實現向現代化的轉變是，無紙化以及一體化的作業流程都可在這一過程中得以實現。這是林業工作模式效率以及精度提升的直觀體現。

在實際對外業調查信息進行獲取與記錄時必須實現對GPS技術的使用，下面我們對其流程進行仔細分析。首先需要促使GPS記錄外業調查區的邊界實現與業內計算機之間的來回輸出，然后在目視判讀的基礎上對其將其賦予其他地形地貌信息，其中主要包括坡度、高程以及土壤類型等。但這種工作模式具有較大的工作量，極易出現判讀失誤的情況，其輸出成果質量不能得到根本性的保障。

GPS記錄的單點信息基本能滿足林業調查的需要，但對于林業調查過程中的面狀數據信息的記錄，遠遠不能滿足林業調查的需求，如面狀數據的四至坐標、中心點坐標的獲取。隨著GIS技術的不斷發展，已經與林業相互融合，當前基于林業的GIS軟件和設備層出不窮。

二、林業調查規劃中信息批量提取

1.小班質心批量獲取

外業調查過程中，小班中心坐標的獲取對內業數據處理至關重要。手持GPS無法直接獲取小班中心坐標，只能借助第三方軟件獲取，如Mapinfo，Arcgis等。該文主要利用Arcgisl0.2與手持GPS相結合，精確高效獲取小班中心坐標。主要有兩種方法獲取小斑中心坐標點。

2.地形因子信息批量提取

各種各樣的地表形態構成地形，具體指地表分布的固定性物體共同呈現出高低起伏的各種狀態。林業調查規劃過程中地形因子的精確獲取，對最終成果影響極大。傳統林業調查規劃過程中地形因子獲取，主要基于地形圖的目視解譯獲取。隨著3S技術發展，地信軟件使得批量獲取地形因子信息成為現實。該文主要研究基于DEM數據的高程、坡度和坡向3項因子批量提取技術，利用ArcGIS for Desktop軟件Creat TIN from feature和3DAnalystTools的Raster Surface工具，將項目區等高線數據轉換生成DEM、坡度和坡向基礎數據。

3.地質因子信息批量提取

地質泛指地球的性質和特征，主要包括土壤、巖石性質等。林業調查規劃過程中，地質信息的準確獲取，對項目的實施方向和最終效果具有關鍵作用。該文以研究土壤信息的批量獲取為例，以小班質心和政府部門提供的精確地質信息數據為基礎。

4.小班四至坐標批量提取

林業調查規劃過程中，小班區劃之后，成千上百小班四至坐標快速精確獲取并標注，為快速形成林業調查規劃成果和限定項目區實施范圍意義重大。當前利用ArcGIS for Desktop獲取小班四至坐標的主要方法有：利用第三方插件批量獲取，需要收費（部分插件收費過高）；利用ArcGIS for Desktop的Python語言進行編程，專業性強，對計算機編程要求高；利用ArcGIS for Desktop現有工具組合，不能有效消除不同小班四至坐標點交叉。

該文主要將ArcGIS for Desktop現有工具進行完美組合操作，實現對小班四至坐標的批量獲取和標注。利用ArcGIS for Desktop內置工具組合提取四至坐標，該文主要選取其中2種常用類型進行分析。

（1）正向四至坐標批量提取：該方法主要分為2大步驟進行，首先新建字段“小班編號”對小班編號，然后Data Management Tools—Features—Minimum Bounding Geometry（Envelope）獲取小班正向外界四邊形，交叉點數據轉化成為單獨點數據并賦值XY坐標，將四至坐標點數據中的2個小班編號字段進行相減，（2）外接矩形四至坐標批量提取：該方法主要步驟與正向四至坐標提取一致，主要步驟為新建字段“小班編號”對小班編號。

三、討論

該文基于ArcGIS for Desktop針對林業調查規劃過程中小班質心批量獲取、地形因子信息批量提取、地質因子信息批量提取和小班四至坐標批量提取等4項技術進行淺析。主要得出以下結論：

（1）借助第三方軟件獲取，如Mapinfo，ArcGIS for Desktop等，同時與手持GPS相結合，精確高效獲取項目區小班中心坐標。

（2）利用ArcGIS for Desktop軟件和DEM、坡度、坡向和土壤等基礎數據，能精確高效批量提取項目區小班地形和地質信息。

（3）將ArcGIS for Desktop現有進行完美組合操作，實現對小班四至坐標的批量獲取和標注，并消除不同小班四至坐標點交叉標注問題。

更新林業資源信息、監測以及預測應用：隨著林地中植被的不斷生長，使林地資源也隨之變化，在這樣的情況下，只有采用數據創建生長模型，同時對小班資源定期進行偵測并及時更新數據，才能做好歷史數據的積累。同時，也可以及時掌握和林業資源具有相關性的各種生態環境的變化情況，通過使用動態變化圖對林業調查中的各項資源實施監測，根據歷史數據創建的數學模型開展后期預測，均為我國林業規劃的科學管理提供了準確而全面的信息依據。

林業調查規劃過程中，基于ArcGIS for Desktop軟件已經實現各項地理信息能夠批量獲取，但目前針對林業調查規劃過程中人為劃定標準的因子仍舊不能有效解決，主要有坡位等因子，這將是未來林業調查規劃批量提取基礎突破的核心。

（作者單位：165000國家林業局大興安嶺林業調查規劃設計院）