ArcGIS和PDA在山杏種質資源庫管理中的應用(Ⅰ)

劉本玉

(遼寧省喀左縣森林病蟲害防治檢疫站，遼寧 喀左 123000)

1 采用的詳細技術路線、技術原理及主要技術特征

1.1 技術路線

技術路線如圖1所示。

圖1 技術路線圖示

1.2 技術原理

利用大疆無人機對國家級山杏種質資源庫和良種基地進行航拍采集高清影像， 繼而合成ArcGIS格式的柵格底圖，并建立點、線、面矢量圖層；根據Excel資源配置圖實施單株定位；借助桌面軟件讓ArcGIS數據與PDA數據能夠互逆轉換。通過本項研究，實現山杏種質資源庫和良種基地管理內外業一體化、數字化和無紙化作業，包括技術檔案的電子化創新。

1.3 技術特征

(1)能讓林木種質資源庫和良種基地里的每株山杏都具有一張被賦予屬性信息的“電子身份證”，從而大幅提高調查因子錄入效率，實現資源樹屬性值的實時查詢與編輯。現代科技的應用，減輕了調查人員的工作量，讓外業調查不再填寫紙質記錄卡片或表格，規避了用紙質配置圖調查時易受風雨天氣的負面影響，省略了內業整理繁雜的錄表過程，實現了無筆無紙綠色生態環保作業目標，提高了調查效率及數據的準確性。

(2)基地內借助“資源點導航”的直觀動態導航界面，可自動導航至調查山杏植株的所在位置，即便是對基地情況陌生的技術人員，亦可獨自完成山杏資源查找和調查。借助異地山杏種質資源調查與收集實時記錄的軌跡，并將軌跡文件轉換成shp格式后，經AacGIS加載查看整理修改，可為后期調查人員提供軌跡線導航，完美重現初始調查人員的足跡，做到精準迅速定位。

(3)通過桌面端ArcGIS軟件和移動端PDA調查數據的無縫鏈接，用Excel表格即可直接打開PDA外業調查導出的數據并進行整理存檔，從而大大提高了外業調查數據的安全性，讓山杏種質資源庫和良種基地管理的內外業一體化、數字化和無紙化作業變為現實。可確保山杏種質資源庫和良種基地管理中不會出現因技術人員變更而致檔案信息丟失、種源母樹無法查找、保存的種質資源單株信息錯亂等問題，使得資源評價成果的可靠性、可信性、持久性獲得提升。

(4)通過對檔案資料的多存儲介質和多重備份，保障了檔案管理的安全性，與此同時，電子化檔案還可在防潮濕霉變、防蟲害、防鼠害、防磨損、防火防盜等諸多方面顯現其獨特優勢，真正實現檔案管理上的安全無虞。

該項技術的研制成功，徹底解決了高端林業項目中可能遇到一系列難題，讓種質資源精準定位、提高調查效率和科研成果可靠性、歷史數據的回溯與追蹤、縮減科研周期、推行動態監測以及維護科研檔案安全等成為可能，進而為全面發展數字林業鋪平道路。

2 大面積應用及評價

2016年以來，先后有喀左縣林業種苗技術服務中心、沈陽農業大學林學院、國有建平縣白山林場、北票市林木良種繁育中心、阜新市林業種苗中心等5家單位，分別在“喀左縣山杏國家林木種質資源保存庫”“喀左縣山杏良種基地”“國家林業和草原局林業長期科研基地”“沈陽農業大學教學科研基地”“沈陽農業大學研究生聯合培養基地”“文冠果林木良種基地”“油松良種基地”“阜新市五角楓、蒙古櫟國家林木種質資源庫”等應用本項技術，累計應用面積達12565萬畝，涉及林木種質資源數量3420份，應用成效評價皆獲滿意。該項目的推廣應用，解決了相關科研成果的精準度和檔案管理的安全性等問題，對加速可適生林業新品種的推廣大有裨益。

3 社會經濟發展和科技進步的作用意義

目前，ArcGIS和平板PDA在我國林業部門的應用愈加廣泛，林業各種調查因子諸如林班、小班、林地所有權、林木使用權、坡向、坡度、土層厚度、林種、樹種、林齡、樹高、直徑等等都有使用平板PDA調查和用ArcGIS軟件進行統計分析的事例，但普遍存在精度不高的情況，難以滿足林木種質資源庫和良種基地等大型高端項目的管理要求。為了提升喀左縣山杏國家林木種質資源庫和山杏良種基地的管理技術水準，確保檔案等技術數據的精準性、可靠性和安全性，實現提高效率和節本增效等目標，研制出ArcGIS和PDA在林木種質資源庫和良種基地管理中的應用技術，相關技術體系業已成熟。

表1 遼西地區相關單位(項目)應用本項技術及評價情況

諸如，以往常用的網格紙配置圖在資源庫和良種基地外業調查中，因其尺寸過大攜帶不便，外業調查很不合用，遇有風雨天氣更是無法展開使用，易受水、火災害和鼠害等缺點；改進一些的Excel表格配置圖，雖說可打印到A4紙并置于相應墊板上進行外業數據調查時攜帶和使用，但它也有明顯不足之處這種配置圖只能作為不同山杏植株的查找使用，且耗時較多；尤其是傳統的調查方式方法需要手工填寫調查記錄和計算數據，這種傳統方式填寫記錄非但速度慢、效率低、不精準，內業錄入數據工作量大，且容易出現人為錯誤，耗時、費力且影響數據的準確度。上述缺憾，必須通過創新加以改變。與既有技法相比較，本項目采用ArcGIS軟件系統實現山杏種質資源庫和良種基地內種質資源的單株精準定位，賦予每株山杏種質資源一張“電子身份證”，結合平板PDA在外業中進行精準定位查找，并記錄調查數據等，實現了外業、內業和檔案數據的無縫鏈接，同時可無紙、無筆作業，節能環保，精準可靠，安全無虞。

ArcGIS技術加速相關管理體系和管理能力的現代化建設進程、加快精準林業和數字林業建設步伐，意義重大。在2015～2020年的5 年間，累計在喀左及周邊地區推廣應用1.2萬余畝，取得了顯著的經濟、生態和社會效益。