ARC GIS軟件在林業(yè)調(diào)查中的應(yīng)用

宋偉超，安雅楠

(國(guó)家林業(yè)局西北林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院，陜西 西安 710000)

1 引言

ARC GIS是目前美國(guó)ESRI公司開(kāi)發(fā)的最先進(jìn)的UIS軟件。通過(guò)ARC GIS模擬和分析以前無(wú)法完成的各種功能，制定長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃和戰(zhàn)略。ARC GIS可以應(yīng)用于以下森林管理領(lǐng)域：生態(tài)系統(tǒng)管理與環(huán)境 - 協(xié)調(diào)管理的實(shí)施;森林火災(zāi)預(yù)測(cè)和監(jiān)控；森林規(guī)劃；造林規(guī)劃；森林道路規(guī)劃；病蟲(chóng)害防治；城市森林(綠化帶)管理等。

2 ARC GIS在林業(yè)中的應(yīng)用

2.1 生態(tài)系統(tǒng)管理

生態(tài)系統(tǒng)管理是通過(guò)必要的決策和分析區(qū)域生態(tài)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素及其相互關(guān)系和影響來(lái)管理自然資源的過(guò)程。ARC GIS軟件通過(guò)評(píng)估各種因素，建立模型和綜合分析來(lái)實(shí)施此管理。主要工作包括：①基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立。基本地圖矢量，柵格數(shù)據(jù)的排列，空間數(shù)據(jù)庫(kù)的建立以及屬性數(shù)據(jù)庫(kù)的建立。②森林資源分析和評(píng)價(jià)。森林土地變化監(jiān)測(cè)，地理空間分布，森林資源動(dòng)態(tài)管理，森林權(quán)利管理。③森林經(jīng)營(yíng)。收獲，關(guān)閉森林，造林規(guī)劃，快速生長(zhǎng)和高產(chǎn)林，撫育和疏伐。④森林結(jié)構(gòu)調(diào)整。根據(jù)森林資源可持續(xù)發(fā)展的需要，利用地貌和現(xiàn)場(chǎng)條件調(diào)整年齡結(jié)構(gòu)。

2.2 環(huán)境一致性研究

現(xiàn)在，很多相關(guān)部門(mén)與機(jī)構(gòu)正在利用多種法律法規(guī)來(lái)控制征地。在管控之前，應(yīng)該選取專用的方法來(lái)科學(xué)地調(diào)研和分析。ARC GIS技術(shù)可以幫助用戶比較，定位和描述獨(dú)特的多層次數(shù)據(jù)，并通過(guò)專業(yè)模型預(yù)測(cè)未來(lái)的情況。借助ARC GIS，創(chuàng)建分析和仿真模型并生成一系列無(wú)法被其他文檔替換的地圖。ARC GIS還可以通過(guò)發(fā)布各種有價(jià)值的地圖，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和網(wǎng)頁(yè)瀏覽來(lái)增加公眾參與。

2.3 森林火災(zāi)預(yù)測(cè)和監(jiān)控

為了對(duì)森林火災(zāi)進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)和管理并采取有效的預(yù)防策略，分析森林火災(zāi)的方向，速度，強(qiáng)度，燃燒源和燃燒面積至關(guān)重要。在進(jìn)行森林火災(zāi)的預(yù)測(cè)與監(jiān)控時(shí)，主要方法為：①數(shù)據(jù)庫(kù)的建立。森林火災(zāi)相關(guān)信息可以通過(guò)不同的手段統(tǒng)計(jì)在計(jì)算機(jī)里，建立對(duì)應(yīng)的信息數(shù)據(jù)庫(kù)。②數(shù)據(jù)的檢索和輸出。借助ARC GIS，可以隨時(shí)獲得不同的地圖和相關(guān)信息。③數(shù)據(jù)庫(kù)的動(dòng)態(tài)管理。可以使用ARC GIS隨時(shí)管理編輯和更新地圖數(shù)據(jù)。

2.4 森林規(guī)劃

森林規(guī)劃首先需要對(duì)各種影響條件進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，特別是對(duì)長(zhǎng)期連續(xù)森林生產(chǎn)和野生動(dòng)植物數(shù)量的長(zhǎng)期分析。ARC GIS可以在充分預(yù)判上述情況的基礎(chǔ)上，對(duì)本地林業(yè)、地理、地面的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，并將預(yù)測(cè)模型整合到ARC GIS中。通過(guò)分析各種模型和空間數(shù)據(jù)，將時(shí)間和空間維度納入規(guī)劃過(guò)程。這些模型的參考信息及方法可以通過(guò)5,10,20a甚至100a等版本的軟件獲得。

2.5 造林規(guī)劃

經(jīng)過(guò)處理林業(yè)相關(guān)地圖，林業(yè)的數(shù)據(jù)與圖表，適當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)樹(shù)種和物種數(shù)據(jù)，ARC GIS可以分析斜坡和斜坡的位置。根據(jù)地形類型和現(xiàn)場(chǎng)類型劃分坡度和坡向，選擇造林樹(shù)種和規(guī)劃樹(shù)種。ARC GIS技術(shù)為造林規(guī)劃，管理造林活動(dòng)和監(jiān)測(cè)造林結(jié)果提供必要的分析工具。無(wú)論是對(duì)于小型林業(yè)系統(tǒng)還是大型林業(yè)系統(tǒng)，ARC GIS都可以協(xié)助用戶跟蹤詳細(xì)狀況。

2.6 森林道路規(guī)劃

ARC GIS應(yīng)用程序可以協(xié)助林業(yè)工作人員使用現(xiàn)有本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)訪問(wèn)時(shí)間和路徑。大型森林道路規(guī)劃應(yīng)用包括：地形和坡度穩(wěn)定性分析；挖填方評(píng)估；可視度和通視性分析；道路等級(jí)計(jì)算；通路研究；環(huán)境影響評(píng)價(jià)；測(cè)繪數(shù)據(jù)集成；成本流動(dòng)分析。

2.7 病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)

ARC GIS技術(shù)在監(jiān)測(cè)病蟲(chóng)害方面發(fā)揮著重要作用。ARC GIS軟件可以監(jiān)測(cè)諸如各種飛蛾，森林松甲蟲(chóng)和小型蛔蟲(chóng)等害蟲(chóng)，跟蹤和監(jiān)測(cè)這些情況，使用各種分析工具進(jìn)行趨勢(shì)分析和預(yù)測(cè)攻擊時(shí)間。從而得出各種預(yù)防措施。

3 ARC GIS在林業(yè)調(diào)查中的具體應(yīng)用

3.1 地理配準(zhǔn)中的運(yùn)用

(1)首先打開(kāi)目錄窗口，選擇連接文件夾，在E：F: 等盤(pán)進(jìn)行選擇與點(diǎn)擊即可完成。在添加數(shù)據(jù)信息時(shí)，數(shù)據(jù)信息可以直接添加到目錄文件中并傳輸?shù)街鹘缑妗?/p>

(2)在柵格地形圖像之后，選擇自定義工具欄中的地理登記功能。在相應(yīng)的圖像周長(zhǎng)公里網(wǎng)絡(luò)的分叉點(diǎn)處設(shè)置4個(gè)控制點(diǎn)，然后根據(jù)矩形分布逐漸向內(nèi)部添加8個(gè)控制點(diǎn)，以滿足林業(yè)調(diào)查的具體要求。

(3)選擇地理區(qū)域更新功能，根據(jù)相關(guān)命令，選擇Arctoolbox，數(shù)據(jù)信息管理，網(wǎng)格及其信息數(shù)據(jù)處理，裁剪等。添加地理參考地形圖并在地形圖的外部坐標(biāo)中輸入最大值和最小值。

(4)存儲(chǔ)路徑和命名的發(fā)展主要基于幀號(hào)，后綴形式主要是tif或tfw。您可以使用地形圖附件，空白位置，多個(gè)地圖和具有地理坐標(biāo)的地形圖。

3.2 數(shù)據(jù)信息收集與處理的運(yùn)用

數(shù)據(jù)信息的收集主要是改變柵格地圖中存在的數(shù)據(jù)信息。數(shù)據(jù)信息編輯主要由圖形編輯和屬性編輯組成。屬性編輯主要包括添加屬性詞，更新字段和連接。

3.2.1 圖形編輯的運(yùn)用

處理程序應(yīng)該在ARC目錄中創(chuàng)建一個(gè)新的點(diǎn)和線多邊形Shapefile，并在ARC GIS中添加地理注冊(cè)的地圖，歷史數(shù)據(jù)信息和shapefile。選擇編輯功能編輯圖層，完成并保存管理層，地名，高程點(diǎn)等以及相應(yīng)的線層。為了更好地提高數(shù)據(jù)信息質(zhì)量和空間分析能力，工作人員必須結(jié)合實(shí)際情況對(duì)各層進(jìn)行拓?fù)涮幚怼Ｋ阉骺臻g和科學(xué)更正之間存在錯(cuò)誤的關(guān)系。

3.2.2 屬性編輯流程選擇

在相應(yīng)的圖層屬性表中添加所需的屬性字段，例如鄉(xiāng)鎮(zhèn)、所有權(quán)、森林類型等。然后使用位置和屬性來(lái)選擇更新現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)信息，例如林地、商業(yè)林和其他區(qū)域位置。在層次編輯過(guò)程中，要按照小班、所有權(quán)、建筑面積、林場(chǎng)的順序嚴(yán)格按照合理的幅度執(zhí)行。通過(guò)軟件，空間分析，排序等，并根據(jù)從右到上，從上到下的順序，子類別的數(shù)量應(yīng)嚴(yán)格基于層次控制，層次量化和其他標(biāo)準(zhǔn)，使用ARC GIS軟件進(jìn)行幾何計(jì)算。在屬性編輯過(guò)程中，還必須確保局部區(qū)域，屬性和圖形的條件具有很強(qiáng)的相互對(duì)應(yīng)性。

3.3 搜索功能的運(yùn)用

在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃過(guò)程中，林業(yè)人員數(shù)量多，分布廣泛。使用ARC GIS軟件的搜索查詢功能，工作人員可以準(zhǔn)確快速地掌握所需的林業(yè)資源數(shù)據(jù)信息及其實(shí)際空間位置。ARC GIS軟件可以通過(guò)自己的特征識(shí)別功能(如地形圖編號(hào)和邊界線屬性)來(lái)清晰地定義空間圖形的性質(zhì)和屬性。使用“查找要素”功能，可以快速識(shí)別需要的空間位置和子類別數(shù)據(jù)，并使用“選擇要素”功能更好地實(shí)施空間位置和屬性交換選項(xiàng)。并在顯示窗口中顯示相應(yīng)的結(jié)果，以便工作人員直觀地查看地形信息。

3.4 專題繪圖的運(yùn)用

在林業(yè)調(diào)查和規(guī)劃過(guò)程中，各種專題地圖都起著非常重要的作用。具體步驟如下。

3.4.1 建立數(shù)據(jù)

需要打開(kāi) ARC Map，并且找到 ARC Map中的 ARC Catalog，其具體位置在工具欄中，找到此選項(xiàng)之后，便可以在打開(kāi)之后的窗口中，選擇路徑，選擇完成之后，可以在右側(cè)新出現(xiàn)的功能欄中，右鍵點(diǎn)擊 shapefile，然后對(duì)文件命名，方便在之后找到，例如在建立面狀圖層的時(shí)候，需要選擇3種基本數(shù)據(jù)，也就是點(diǎn)線面。在完成上述操作之后，可以在 shapefile的對(duì)話框匯中，找到編輯選項(xiàng)，點(diǎn)擊之后便可以進(jìn)入到空間參考數(shù)據(jù)界面，在找到投影坐標(biāo)系統(tǒng)，建立當(dāng)前的坐標(biāo)。之后，關(guān)閉ARC Catalog，加載已注冊(cè)的地形圖，并將創(chuàng)建的圖層添加到Arcmap。便可以找到位于工具欄的編輯器功能，開(kāi)始畫(huà)圖，單擊右鍵選擇完成。

3.4.2 將屬性數(shù)據(jù)輸入

在輸入屬性數(shù)據(jù)時(shí)，有兩種一般方法：打開(kāi)屬性表，將數(shù)據(jù)逐一輸入；在直接在需要輸入的圖形上找到對(duì)話框，并在其中找到輸入屬性的選項(xiàng)。

3.4.3 外觀設(shè)計(jì)

外觀設(shè)計(jì)包括 3 個(gè)方面：頁(yè)面設(shè)置，制作好的圖紙輸出的時(shí)候，要對(duì)頁(yè)面進(jìn)行設(shè)置，例如紙張大小等。其具體的設(shè)置是找到文件功能欄中的頁(yè)面與打印設(shè)置選項(xiàng)，在此選型中進(jìn)行具體的操作。版面設(shè)計(jì)階段，版面設(shè)計(jì)也可以理解成將數(shù)據(jù)放在方便查看的位置，為設(shè)計(jì)人員節(jié)省時(shí)間。在版面中，數(shù)據(jù)框是主要構(gòu)成。并且在當(dāng)前的版面設(shè)計(jì)中，可以對(duì)數(shù)據(jù)框進(jìn)行調(diào)解，例如數(shù)據(jù)框的大小以及位置，或者直接改變數(shù)據(jù)框在圖層中所占的比例大小等因素。將數(shù)據(jù)框的具體因素設(shè)置完畢之后，需要添加標(biāo)題、圖紙與實(shí)際地勢(shì)的比例數(shù)據(jù)以及其他要素，構(gòu)成1張完整的林業(yè)圖紙。打印圖紙，在打印階段，直接找到文件中的打印功能，調(diào)整文件格式，直接進(jìn)行打印工作即可。

4 結(jié)語(yǔ)

ARC GIS為林業(yè)相關(guān)部門(mén)與機(jī)構(gòu)提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理、信息模擬和輔助決策工具，促進(jìn)與保證了管理者實(shí)現(xiàn)林業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略實(shí)施之路。這是數(shù)字化林業(yè)，是實(shí)現(xiàn)六大項(xiàng)目信息化進(jìn)程不可或缺的數(shù)據(jù)分析技術(shù)和輔助工具。ARC GIS已被廣泛地應(yīng)用于林業(yè)調(diào)研和設(shè)計(jì)工作中，相關(guān)人員可以結(jié)合實(shí)踐，充分將其用于地理注冊(cè)地圖，數(shù)據(jù)信息收集和處理以及專題制圖。