基于GIS空間分析的森林資源二類調查數據管理

劉 明 劉善宇

（1.瑞金市大柏地鄉人民政府 江西瑞金 342516；2.瑞金市謝坊鎮人民政府 江西瑞金 342509）

社會主義現代化新時期建設環境中，森林資源是我國進行生態文明建設和經濟開發的重要資源依托，在現實管理工作中既具備綠水青山的實體概念，也涵蓋金山銀山的發展潛力，因此，要重視現代化信息技術在管理工作中的深入應用，將其作為我國林業現代化發展的核心任務重點推進。目前森林二類資源調查數據管理作為林業調查的重要一環，成為森林資源管理工作中使用的關鍵信息化手段，而在大數據與云端互聯網技術飛速發展的今天，傳統數據管理方案于大體量的森林二類資源管理中逐漸出現力不從心的態勢。在此背景下，國內森林資源管理從業人員需要持續發揮新技術應用的創新潛力，在林業資源的建設與開發過程中牢牢把控信息現代化建設的總方向，以期為我國森林資源管理工作的信息化轉型提供有效、快捷、綜合的技術支持。GIS空間分析技術系統的引入，可以較大程度地滿足現階段森林二類資源管理的效率訴求，其于管理工作期間的各類功能性表現也正在日益引起學術界和行業內的關注。

1 基于GIS空間分析的森林資源二類調查數據管理概述

1.1 GIS空間分析

GIS空間分析技術系統有序運行的基礎在于實體對象所展示的具體地理位置排布及實物本身的形態外觀表現，同時，該系統運行的獨特之處在于其精準的空間數據計算和空間數據同屬性信息之間的協同運算，可以說是一種能夠集成并產出全新的地理信息數據的先進技術與具體過程[1]。空間分析系統的誕生以地理信息系統本身特性為依托，是評判地理新信息系統計算機軟件應用性能的關鍵參考基準，其具體工作內容涵蓋區域空間圖形研究、區域網絡設計研究、區域整合數據研究、區域現實影像數據研究及數字化區域數據研究等。

從技術本質層面上看，GIS技術加持下的新型空間分析系統是傳統區域數據整理及現代化模擬技術的聯合體，其借助地理信息運算和局域位置表達開發出目標研究對象內部更深層次的區域數據，以應對數據管理工作中的諸多現實問題。從技術特征層面來看，基于GIS技術所實現的空間分析具備以下4點特質。

（1）探查區域信息構成范式。

（2）探究區域信息集群之間的關聯性并基于此建立科學合理的空間信息模擬機制。

（3）提升對于區域內信息觀察、搜集與管理工作的理解力。

（4）提升對區域空間范圍內各項信息數據變動的預判能力與管理能力[2]。

1.2 森林資源管理信息系統

21世紀是一個信息數據化的全新世紀[3]。當下將信息技術融入各行業管理工作中已經成為國際現代化管理界所探索的重點問題，對于中國現代化建設而言更是成為各領域推進經濟建設與社會管理的戰略方向。

在實際工作過程中，以森林二類資源數據為代表的現代化管理數據具有體量大、領域廣和時效性變動強的特征，為了實現對上訴繁雜數據信息的自動化處理，2009年國家發展計劃委員會和國家地理空間信息協調委員會共同組織國家空間信息基礎設施發展研討會，共同勾勒“數字中國”的藍圖。而后，各個工作領域將數字概念引入，并創新性地提出了“數字森林”的概念[4]。

響應國家建設數字化信息管理潮流，國內林業管理部門及時部署數字化森林資源管理的工作任務，將籠統的“數字森林”概念于實際應用中延伸至“開啟國家森林資源管理大變革”的領域。當下，我國以江西省瑞金市為代表的地方林業局接連搭建起有關動物生物資源、植物生物資源、森林遙感、區域生態建設與環保、本地特有種質資源、生態惡化干預及森林生態維持等諸多領域的森林資源綜合管理庫[5]。但受限于多方因素干預和區域經濟不平衡的現狀影響，目前此類管理用森林資源信息數據集合依然存在系統孤立性、手段單一性、模擬誤差大及更新仿真效果差等問題。

從森林資源管理信息對象來看，由于森林系統本質為生態群落的系統性與結構性，對此類信息的管理系統搭建也必然具備相當程度的復雜性質，可以說該系統不僅具備常規人工信息數據庫建立的目標指向性、層級劃分性、綜合整體性、動態可視性、個體協調性，還將具備高價、自由、不定性及矛盾性的特征[6]。在未來信息化技術應用中，森林資源管理的發展方向將始終保持著對森林空間場域及內部所涵蓋的實體資源形式的全局性、準確性、實時性的探尋。此外，在森林資源管理的網絡化進程中，其未來發展的技術性依托則會側重于對大體量數據信息的整合與傳輸。

1.3 森林資源二類調查概述

森林資源二類調查全稱為針對森林資源本身所做出的設計、布局及規劃調查，在實際應用期間也常使用經理調查指代該項調查的上層指導意味[7]。

在實際調查過程中，管理者將使用森林資源作為主要經營業務的企業、機關或行政事業單位作為調查主體對象，以幫助目標森林空間搭建業務設計、具體內容安排、林區用地科學劃分以及生物資源綜合使用成效作為調查目的，整體調查工作采用動態機制進行落實。

概念中調查主體對象的單位在實際管理工作中以地方林業管理部門、林場自然保護區及社會中各類股份制森林資源經營企業為主。從性質上來看，主體調查對象皆為個體獨立的國家一級評級單位，其中企業特指利用森林資源進行經營盈利的產業化單位，事業單位特指為各級地方性質機關所劃分的保護區、科研場所等公益性國家環保機構，同時行政機關在該語境下的劃分主要以鄉鎮縣旗為主。

在我國，關于森林資源所開展的二類調查工作以10年/次的頻率進行，針對區域經濟條件較好且存在較高生態文明建設指標的示范性行政區或企事業單位是5年/次的執行頻率，受到調查工作命名的影響，我國森林資源管理人員在實際工作中將兩次調查之間的間隔時間段稱之為經理期。而在經理期內，參照實際森林二類資源管理規劃的制定情況，整個經理期還可以繼續細分為各計劃執行階段，其中最關鍵的是中期計劃的執行，因該階段計劃的執行存在大量主觀能動性的參與，因而也被管理工作人員命名為人為計劃。

2 基于GIS空間分析的森林資源二類調查數據管理功能的實現

此次GIS空間分析系統技術的應用研究數據來自江西省瑞金境內的某處市級林場保護區，借由對目標技術系統功能的詳細介紹與細節表述，以二次開發的形式展示在林業領域內使用信息化森林二類資源調查信息管控期間，GIS空間分析系統技術功能的具體實施路徑和實際應用成效。具體系統技術框架結構設計如圖1所示，系統總體包括文件、樣地分析、校正、二維分析、三維分析、圖表輸出、幫助7大功能。其中二維分析功能和三維分析的合并功能與轉化聯合嘗試是此次研究的重點工作。

圖1 森林資源信息管理系統結構圖示

2.1 圖層加載功能

圖層加載功能使用期間可以對林業管理范圍內的空間圖層實現快速加載展示，具體圖層內容涵蓋矢量數據圖層、全域網格圖層、非規則三角網狀圖層、地圖圖層、存儲圖層及符號系統圖層6方面。

將圖層進行加載展示是GIS空間分析系統技術作為信息化數字技術在實際管理工作中的基礎功能，只有本項功能有序施行，技術系統內的其他功能才能在完整、準確的圖層信息內部得以執行。在實際圖層功能編寫期間，在數據管控空間的統一性前提下目標技術所依托的功能接口根據技術目的的差異性也會有所不同。需要注意的是，非規則三角網狀圖層在數據管理期間存在同其他類型圖層所不一致的加載打開方式，這是由于此類數據信息在表達過程中采用文件夾形式歸類而不是采用整個圖層文件展示策略，因此，為了在資源管理工作中正確加載非規則三角網狀圖層，在目標圖層實際加載中技術管理人員需要選擇一種以文件夾作為路徑執行指向的方案或是一種以文件夾內的以具體圖層文件作為路徑執行指向的方案。除此以外，相較于其他類型圖層文件，全域網格圖層在實際加載中還會面臨由于文件內容過大所造成的加載緩慢現象，為了規避在實際管理過程中的卡頓風險，提升森林二類資源數據管理工作效率，在實際管理過程中，還需要技術人員在目標圖層的加載程序內寫入金字塔數據，以避免數據管理中無謂的時間成本浪費。

2.2 圖層查詢功能

圖層查詢功能在實際森林二類資源管理中還可以繼續劃分為由圖層查詢屬性和由屬性查詢圖層兩個方向性功能。其中，由圖層進行屬性查詢的數據管理工作需要技術人員于計算機軟件內借助具體矢量數據圖層，使用鼠標拉動并框選需要查詢的范圍，在上述操作完成后，計算機軟件將會以屬性彈窗的方式為技術人員提供其所查詢的目標數據屬性。該項操作可以在森林二類資源調查中支持技術人員對圖層點信息、小組信息、樣本地圖信息的查詢，用以幫助調查技術人員在最短時間內獲取其所管理區域范圍內的森林二類資源屬性信息。由屬性數據進行圖層查詢功能的實現需要技術人員在計算機軟件環境內使用鍵盤選擇性輸入其所想要尋找的圖層類型與基礎數據，在精確性信息輸入完成后，技術人員便可查詢到滿足其屬性數值限定的全部圖形圖層數據，根據不同軟件版本與計算機系統差異，這類圖層數據將使用不同形式的高亮、標記或是提前進行突出顯示。該功能可為資源數據管理人員在工作中的查詢操作提供便利，幫助工作人員根據工作需要和個人喜好于第一時間內獲取有針對性的圖層圖形資源，這類功能也是GIS空間分析系統所提供的基礎性信息化管理功能之一。

2.3 圖層編輯功能

圖層編輯功能的實際應用能夠提高森林資源管理工作的時效性與便捷性，在具體工作中可以滿足管理技術人員利用計算機軟件在線完成對圖層圖形勾選、拷貝、剪切、撤回及重做操作，同時，為避免圖層編輯中誤操作現象的出現，系統內部還為專項管理技術人員提供編輯模式和只讀模式兩種狀態。事實上，只有圖層編輯的高自由度得以實現，GIS空間分析系統的有用性方可得以展現，在實際工作過程中該項功能的提出、應用及普及將為圖層內森林二類管理信息的深層次開發應用提供重要支撐，在勾畫、標記、整合、分離等多種編輯手段的使用過程中，專項管理人員的工作效率將得到較大的提升。

2.4 圖層分析功能

圖層分析功能根據現場數字信息管理人員的實際林業工作需要可以繼續細分為數量運算、整合分析及緩沖結構二次運算3種功能。

數量運算功能中，專項技術管理人員可以利用現有GIS空間分析系統技術完成點結構主體對象間的距離測量及區域森林空間內的面積測量。

整合分析功能中，專項技術管理人員可以參照森林二類資源管理實際工作經驗進行相關性圖層疊加管理，協同分析存在聯系性或對照性的森林二類資源管理數據，并在該操作中所生成的全新圖層內借助基礎圖層編輯工作達成工作中的各類管理需求。

緩沖結構二次運算功能中，專項技術人員可以利用某一具體圖層中的代表性要素表現于圖層內部搭建緩沖區域，然后重點拆解緩沖區內部的某項關鍵數據規律，以此解讀目標數據于緩沖范圍內的單一性波動變化方式。

2.5 數據獲取功能

GIS空間分析技術所達成的數據獲取功能的實現所依托的核心技術依然為系統內的地理信息系統內核，其在數據管理工作中支持技術管理人員所獲得的信息內容包含地勢陡峭程度、地面傾斜方向及目標對象主體的高程數據等。相較于單純的地理信息系統，GIS空間分析技術在實際應用中還可以將具體數據的圖層化表達及目標圖層進行整合化處理，并在計算機系統內部以一種可視化的屬性為軟件操作人員按所需調用與適時參考。

在實際應用中，被案例技術人員所獲取的數據信息為高程數據，最終圖層所生成的樣地表現為菱形，在系統內所實現的全域網格圖層同樣的圖層的整合疊加過程中，樣地范圍內的高程數據為GIS空間分析系統內所提取，并最終以可視數據的形式存儲于屬性表內為工作人員所調用。

3 結語

當代信息技術正以雷霆之勢應用于國家各個領域，森林二類資源調查管理工作項目在現代化建設中逐漸為信息化建設提供了技術應用的完善平臺。在該項工作中使用GIS空間分析系統可以達成多項數據管理功能，以保證國家森林資源相關數據的時效性、精準性與安全性，以此將可持續發展理念切實貫徹到我國生態文明建設以及現代化產業結構調整中。