GIS 在森林資源經營管理中的研究及應用分析

余素君，周冬云，甄智超，胡海帆

(1.景德鎮市楓樹山林場浮西分場，江西 景德鎮 333000；2.中國林業科學研究院亞熱帶林業研究所，浙江 杭州 311401)

1 引言

森林資源是林地及其所有生長的森林有機體的總稱，還包括林中和林下植物、野生動物、土壤微生物及其他自然環境因子，森林資源是一種可循環發展的自然資源，是林業生產的基礎。森林資源經營管理則包括對森林資源的區劃、分析、調查、評價、決策等一系列的工作，目的是提高森林資源的可持續性經營水平。結合GIS技術的應用可以對森林資源進行科學合理化的管理，掌握森林資源的動態變化，獲得森林資源的分布狀況，對森林資源進行研究和分析，能使森林資源發揮最大的生態、社會、經濟價值。

2 GIS的基本概述

2.1 GIS的發展進程

隨著時代的發展，GIS現在被運用于各個行業各個領域，據資料統計常用的GIS軟件已達到400多種。GIS興起于20世紀60年代，最初源于西方國家，在歷史的演變進程中大致經歷了以下四個時期：①起步時期，1960年形成地理信息系統思想初步形成。②發展時期，20世紀70年代地理信息系統開始廣泛應用和快速發展，由于西方工業革命后產生的環境問題，GIS便在自然資源開發、環境保護及國土規劃等方面推行應用。③成熟時期，20世紀80年代地理信息系統的整體能力大大提高，特別是數據處理能力、空間分析功能、人機互對話、地圖的輸入、編輯和輸出技術都有了較大發展。20世紀80年代后期，以工作站為平臺的地理信息系統日益發展。④20世紀90年代末，地理信息系統已經成為支持多種硬件平臺的高科技產品，并利用windows開發工具與多媒體技術為用戶提供了更多窗口環境與更為良好的用戶界面[1]。由此可見，GIS技術的發展是緊隨時代發展的腳步，不斷的推陳出新，使之應用的領域和范圍越來越廣。

2.2 GIS的定義和應用

GIS(地理信息處理系統)是由Geographic Information System翻譯而來的，是由信息的采集、輸入、存貯、處理、分析和應用等內容組成，是以計算機軟件和硬件系統為基礎，是一種特定而又十分重要的空間信息系統。

GIS是以信息分析和應用為中心，具有實現地理空間數據的采集、編輯、管理、分析、統計與制圖等功能。其應用主要包括以下幾點：①收錄:隨著科學技術的發展，許多領域的業務操作都走向自動化、人性化、簡單便捷化。信息系統收錄信息的形式不斷在改進，操作流程被簡化、自動化，極大地提高了工作效率。同時相關軟件和質檢措施能在數據錄入時準確找出其誤差并加以控制修改，從而提升了錄入數據的質量。②管理：GIS存儲的數據量非常大。在管理中為了使數據保持一致性和穩定性，并能實現數據共享，收錄數據一定要使用數據庫對其進行處理歸納。③查找及統計：由于數據量過多，在使用查找功能時，數據庫需將查找的信息進行匯總。并使用多維技術對其核查與分解，以便動態化對信息進行查找和統計。④制圖：在制圖時，數據會經檢索與分析之后可使用制圖形式將數據結果輸出，使數據更加簡潔直觀。

3 GIS在森林資源經營中的應用

3.1 對于森林資源經營的規劃

對于森林資源經營規劃，用GIS來建立規劃比較合理，以往大多數都是以CAD為制圖軟件對森林進行規劃。森林資源的經營，主要包括森林撫育、林木改造，采伐更新、護林防火、和副產品等的利用。但在林業經濟發展的趨勢下，林業生產上對森林資源規劃的精準性與合理性的要求越來越嚴格。因此GIS對于森林資源的規劃有著重要的影響，對于林業生產有著巨大的幫助。

借助GIS進行森林資源規劃首先要掌握林地規劃區的社會、環境和自然資料；搜集規劃區的政區圖和地形圖，掌握樹木分布位置圖，了解山體、水系、植被、道路等的詳細布局。完成資料的搜集準備工作后將圖紙進行掃描，利用MAPGIS對掃描圖紙進行數字化處理來獲得矢量化文件。借助這些矢量圖，可以對規劃的地形地貌進行坡度、坡向、高程等因素的分析，用GIS對這些矢量圖進行分析后，利用最終分析的數據結果，獲得一些資源信息，可以輔助決策下一步的工作。在對規劃區域的地形、地貌有了更深的認識之后就可以開始森林經營規劃。

與傳統森林資源規劃方法相比，利用GIS技術可使森林資源規劃方法可更近一步的拓展。將GIS與RS(遙感技術)、GPS(全球定位系統)相結合，可以實現對地形的多角度三維觀察，可以進行模型模擬預測森林發展趨勢，同時還可以根據實際需要借助無人機進行航拍，設計飛行路線來觀察地形，這樣對森林資源規劃來說顯得更加直觀，更加方便，對其提供了強大的支持[2，3]。

3.2 對于森林資源經營的信息化管理

在森林資源經營過程中，但由于數據類型復雜，會出現管理信息數量多的局面。面對海量的數據，在沒有合理的信息系統的情況下，會使得森林資源經營管理工作難度大大增加，并導致工作效率低。利用GIS建立一個合理有效的信息系統同時也將會減少造林更新、砍伐撫育、森林防火、病蟲害監測等林業生產工作的難度，同時會使森林資源充分利用，達到科學化管理的目標。

森林資源的系統數據庫內容相當多，GIS技術建立森林資源系統數據庫也相當繁瑣，數據庫中的數據主要包括分屬性數據、圖形數據、空間數據、圖像數據等，并且數據庫資源信息有以下多個特征：①地理信息特征。具有明顯的定位特征，資源的位置的識別與相對應的自然、社會屬性數據緊密聯系在一起，這與其他類型信息有很大區別；②多維結構的特征。即在空間的基礎上表現出多種專題信息的層次結構, 不同專題之間相互關聯，不同層次的專題信息構成空間信息的整體, 不同專題之間的信息存在著千絲萬縷的聯系；③時序特征。即森林資源的特征在空間尺度上隨著時間的變化而變化，在多層次、區域性和動態變化的特征進行分析研究下，更深一步認識森林資源，把握資源內在的規律性和資源的功能特征。因此要充分利用和整合已有的森林信息資源，加快基礎性林業專題數據的標準化改造，促進相互聯系，優化信息資源配置，實現信息共享，提高信息資源效益。

3.3 對于森林資源經營的數據分析

在林業生產和發展的研究中發現，GIS的數據統計分析對于森林資源的經營發展有著決策性意義。森林調查數據是該研究比較重要的數據，利用這些調查到的數據做一些分析，分析結果對森林資源經營的管理者來說十分重要，具有很大的參考價值。依據這些結果做出相關的生產經營決策，因此調查數據的科學準確性以及分析數據時所運用的分析方法顯得特別重要。在社會的進步同時，地理信息系統也得到了快速的發展，將其應用到森林資源經營中可起到積極有效的作用。

借助GIS可以計算森林圖塊的面積，根據衛片航片信息，將各個森林圖塊信息進行提取，并對森林面積進行計算和統計分析。因此在森林資源經營中便可以直接區分人工林、天然林以及林班中的優勢樹種。統計各個專題的綠地數量或面積，對不同專題之間的疊加所產生的專題統計數據是應用地理信息系統進行森林資源調查的重要方式，如：調查區域的土地利用圖層同綠被植物圖層疊加，可以產生調查區域內不同的林地利用類型和森林樹種分布情況。由于各類林班圖塊最終必須形成 GIS 的圖層，所以分析計算的方法必須以 GIS 系統軟件為基。與此同時，各類分層的圖塊附有各自的屬性數據庫，因此分析手段和報表的生成具有靈活多樣的特征。這樣可以利用計算機語言編寫簡單而有效的小程序進行數據庫操作，對所獲得的信息進整理分類、歸納匯總，對比以往的數據進行分析，依據過去森林資源管理經驗，了解過去管理的實施效果，結合目前實際情況，制定今后的經營目標，使新的森林資源經營管理更加完善。

4 GIS在森林資源經營中應用的優化建議

4.1 重視相關技術人員培養，增強林業基層力量

GIS技術是在森林資源規劃過程中使用的一個重要的工具，從其自身的性質來講，GIS技術是以人為本操作的一項技術，因此，對相關技術人員的培養就顯得十分重要。目前，我國的GIS技術基層工作人員極為缺乏，并且普遍出現了專業水平較低,專業素質普遍不高等現象。人才是GIS技術發展的主要動力，推動GIS技術在我國森林資源調查中的應用就要大力培養相關的技術人才,支持各大高等院校設立相關專業，為GIS技術發展提供人才動力。

4.2 加強相關技術交流，提升技術專業水平

雖然近幾年通過不斷努力和發展，我國的GIS技術水平得到了很大的提升。但是不可否認的是，與一些發達國家相比，我國的GIS技術在森林資源規劃方面的應用還存在著一系列的問題。改變這一現狀的有效途徑是加強相關的技術交流，通過不斷地學習來提升自身的技術水平。同時還需結合其他新的技術，借鑒吸收數據庫和管理信息系統、遙感技術、模型和模擬、統計學等一些領域的新技術和新方法。把這些新技術容納到森林資源經營管理中,提高森林資源經營綜合科技力量,充分考慮森林生態系統內的各種價值資源 ,使得森林資源經營管理能夠實現可持續發展目標。

4.3 深化GIS在森林經營的科學研究

我國現有的GIS技術的研究主要體現和集中在某一部分或者是某一方面的研究,這樣的研究較為空洞且大多停留在表面,對GIS技術的具體的細致的研究是推動相關技術發展的重要因素,在這樣的前提下就要求相關技術人員能夠通過不斷的學習，進一步的對GIS

技術進行較為深入的全面的研究，只有這樣才能夠更好地推動GIS技術的發展。

5 結語

地理信息系統在森林資源經營中，滿足森林資源經營者的需求，提供所需要的信息、數據，有利于管理者進行分析決策。在“綠水青山就是金山銀山”的號召下，應當充分利用GIS技術應用到森林資源經營當中去，實現森林可持續發展，提高森林經營水平，在其幫助下為人們帶來更大的森林生態、社會和經濟效益。與此同時，在 GIS 技術的其它方面還存在著一定的問題，因此如何深化GIS在我國森林資源經營的應用也是應當思考的重要問題。