GIS在林業(yè)上的應(yīng)用7頁

1、摘要：隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，地理信息系統(tǒng)（GIS）在林業(yè)上發(fā)揮著越來越重要的作用，本文闡述GIS在森林資源信息管理、森林經(jīng)營優(yōu)化決策、精準(zhǔn)林業(yè)、林業(yè)專題圖的編制、自然保護區(qū)管理和森林公園規(guī)劃、森林防火、森林病蟲害防治等方面的應(yīng)用。指出地理信息系統(tǒng)在林業(yè)上應(yīng)用研究的重要性及廣泛的前景。關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；GIS；林業(yè)；應(yīng)用地理信息系統(tǒng)（Geographic Information system ）, GIS作為集計算機科學(xué)、地理學(xué)、測繪遙感學(xué)、環(huán)境科學(xué)、城市科學(xué)、空間科學(xué)、信息科學(xué)和管理科學(xué)為一體的新興邊緣學(xué)科正在林業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用前景。1、地理信息系統(tǒng) GIS概念及功能地理信息系統(tǒng)屬

2、于信息技術(shù)范疇,是一種應(yīng)用前景十 分廣闊的高新技術(shù)。狹義上地理信息系統(tǒng)是一個具有多種功能的計算機軟件系統(tǒng),是建立在統(tǒng)一地理坐標(biāo)基礎(chǔ)上 利用地學(xué)模型分析空間數(shù)據(jù) ,對地理環(huán)境與自然資源的信息進行管理的空間信息系統(tǒng)。利用 GIS可以對環(huán)境與資源的動態(tài)變化進行預(yù)測、預(yù)報 ,從而實現(xiàn)為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國民經(jīng)濟建設(shè)和國防軍事等部門服務(wù)的目的。 廣義上包括描述地理信息系統(tǒng)的地球表面空間分布 事物的地理數(shù)據(jù) ,包括屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)、管理與分析地理數(shù)據(jù)的軟件,如基于矢量的地理信息系統(tǒng)和基于柵格的地理信息系統(tǒng)。輸入、存儲、處理和輸出地理信息數(shù)據(jù)的硬件，如工作站、各類微型計算機、數(shù)字化儀、掃描儀等,使用地理信息系統(tǒng)

3、的機構(gòu)和人。2、GIS在林業(yè)上的應(yīng)用 GIS的應(yīng)用從根本上改變了傳統(tǒng)的森林資源信息管理的方式，成為現(xiàn)代林業(yè)經(jīng)營管理的嶄新工具。近年來，GIS技術(shù)在林業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用非?；钴S和普及，國內(nèi)外林業(yè)工作者廣泛應(yīng)用GIS進行森林資源信息管理、精準(zhǔn)林業(yè)、規(guī)劃決策等方面。2-1 森林資源信息管理系統(tǒng)森林資源地理信息管理不同于傳統(tǒng)的森林資源信息管理，它將空間數(shù)據(jù)作為一項不可缺少的信息與屬性數(shù)據(jù)進行綜合分析處理，克服了單一屬性數(shù)據(jù)分析所帶來的缺陷，WINGIS的成功研制并得到較好的應(yīng)用就是很好的例子。90年代以來，我國基于GIS技術(shù)開發(fā)研制了各種類型、不同尺度的森林資源地理信息系統(tǒng)。省級、縣級、林場、鄉(xiāng)村各級森林資

4、源地理信息系統(tǒng)在森林資源管理中起到了重要作用。 2-2 森林經(jīng)營優(yōu)化決策 森林經(jīng)營優(yōu)化與輔助決策模型的定量分析為森林經(jīng)營方案的編制提供更為準(zhǔn)確的信息，使森林經(jīng)營方案更為科學(xué)、實用，滿足于林業(yè)經(jīng)營管理的需要。陳端呂等人的研究中把GIS技術(shù)與森林經(jīng)營優(yōu)化決策模型進行有機結(jié)合，將空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)進行綜合分析，從而能把優(yōu)化決策的成果以可視化的方式表現(xiàn)出來，也能為森林經(jīng)營由過去的粗放經(jīng)營向高度集約經(jīng)營轉(zhuǎn)變提供可視化技術(shù)支持。張曉麗等人在大量精確可靠的空間數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，基于GIS把多目標(biāo)優(yōu)化決策的結(jié)果以可視化的方式表現(xiàn)出來，為森林經(jīng)營優(yōu)化決策提供準(zhǔn)確的定時、定位、定量信息，取得了較好的效果。2-3 精

5、準(zhǔn)林業(yè) 所謂精準(zhǔn)林業(yè)(Precision forestry)是指盡可能地采用現(xiàn)代高新科學(xué)技術(shù)建立一體化、智能化、數(shù)字化的現(xiàn)代林業(yè)技術(shù)體系，進而使森林最大限度地發(fā)揮生態(tài)、經(jīng)濟、社會效益，實現(xiàn)森林可持續(xù)經(jīng)營和區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。精準(zhǔn)林業(yè)在我國剛剛起步，尚在學(xué)術(shù)探討和某些環(huán)節(jié)技術(shù)問題的實驗階段。GIS是精準(zhǔn)林業(yè)的核心技術(shù)之一，其提供了新的集成系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺，在精準(zhǔn)林業(yè)領(lǐng)域?qū)碛袕V泛的應(yīng)用前景。2-4 林業(yè)專題制圖 制圖是一項技藝性強且工作量極大的工作,但 GIS提供的制圖功能使制圖工作變得輕松自如。在制作植被分布圖時, GIS把地圖的信息源依海拔、坡向、坡位、坡度、土壤類型、年降雨量等分成不同的“層 ”

6、,使每一層與一定立地上的植被相聯(lián)系,從而簡化、連貫了植被成圖工作。WINGIS將地圖分為點狀圖、線狀圖、面狀圖、等值線圖四大類 ,利用其圖形作模塊,通過圖形的組合、疊加、復(fù)合 ,實現(xiàn)地圖的拼接、剪裁、縮放等各種功能,從而制 作用戶所需的各種復(fù)雜的專題圖。GIS在日本林業(yè)上的應(yīng)用,其主要功能就是森林資源數(shù)據(jù)管理、分析與各種地圖、圖形的處理等。2-5自然保護區(qū)管理和森林公園規(guī)劃李芝喜等人（1999）以森林生態(tài)系統(tǒng)和GIS技術(shù)結(jié)合，建立西雙版納勐養(yǎng)保護區(qū)熱帶林保護GIS，達到生物多樣性保護的目的。勐養(yǎng)熱帶林保護GIS具體功能包括：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)庫設(shè)計、數(shù)據(jù)庫生成和疊置分析等，著重于物種保護、生態(tài)環(huán)境

7、監(jiān)測和可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃等信息決策支持。石軍南在GIS支持下，利用地形圖生成DEM，直接計算出各林班、小班的坡度和坡位，進而制成地表模型，繪出森林資源鳥瞰圖。應(yīng)用于張家界天門山國家森林公園、瀏陽大圍山國家森林公園的規(guī)劃，成本低，效率高，不僅使規(guī)劃成果圖更加豐富和逼真，而且為規(guī)劃人員提供了科學(xué)、形象化的地理底圖，提高了規(guī)劃的合理性和效率。2-6 森林防火 隨著現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡(luò)和“3S”等技術(shù)的不斷發(fā)展及其因公的日趨廣泛，森林防火技術(shù)的研究手段和方法發(fā)生了深刻的變化。在森林防火決策支持系統(tǒng)領(lǐng)域開展了諸如大區(qū)域系統(tǒng)的建立、自適應(yīng)顯示分辨率的處理、圖形圖像的有關(guān)處理技術(shù)、基于Web的信息發(fā)布、“3S”與DS

8、S技術(shù)的應(yīng)用等研究。其中，利用GIS技術(shù)進行林區(qū)信息管理，防火點建設(shè)規(guī)劃，提供林火撲救輔助決策，較大程度提高了滅火的效率，減少經(jīng)濟損失，同時比較準(zhǔn)確評估由火災(zāi)造成的經(jīng)濟損失。國家林業(yè)局林業(yè)規(guī)劃院于90年代就研制出了“林火管理GIS”，給個省、市也著手構(gòu)建森林防火GIS。東北林業(yè)大學(xué)王霓虹等自1989年起對黑龍江大興安嶺地區(qū)的森林防火工作做了比較系統(tǒng)的分析研究，開發(fā)了基于GIS的“林火數(shù)據(jù)庫與輔助決策系統(tǒng)”，目前正在大興安嶺應(yīng)用。中日合作化項目（IMITT21）防災(zāi)/森林防火信息系統(tǒng)采用了C/S數(shù)據(jù)庫技術(shù)、WWW技術(shù)、地理信息技術(shù)和遙感技術(shù)、具有火點定位、火險預(yù)報、林火行為預(yù)報、林火信息發(fā)布等功

9、能。2-7森林病蟲害防治利用GIS的數(shù)據(jù)庫功能管理森林病蟲害有關(guān)的海量空間數(shù)據(jù)顯得十分必要。森林病蟲害的發(fā)生具明顯的空間位置特征，傳統(tǒng)的方法不能進行相關(guān)的空間分析；同時病蟲害的預(yù)測預(yù)報、監(jiān)測評估以及決策支持，都需要大量的空間數(shù)據(jù)，以及進行大量的空間數(shù)據(jù)的操作。而GIS正是管理和操作空間數(shù)據(jù)的先進技術(shù)。利用GIS的空間分析技術(shù)進行預(yù)測預(yù)報是森林病蟲防治新的研究熱點。根據(jù)病蟲害的發(fā)生發(fā)展規(guī)律，以及與環(huán)境生態(tài)因子的關(guān)系，并結(jié)合病蟲害專家的知識建立病蟲害預(yù)測預(yù)報模型。利用GIS也可對森林病蟲害災(zāi)情進行評估形成損失報告和損失分布圖。基于GIS進行決策支持主要是制定病蟲害治理措施及確定到達災(zāi)區(qū)的最佳路徑，

10、使森林災(zāi)情防治和評估更加科學(xué)、準(zhǔn)確，這將有更加廣泛的應(yīng)用前景。進入90年代以來，GIS正朝著分布式的、開放的、網(wǎng)絡(luò)化的、大眾化的、全球化的GIS發(fā)展，被人們廣泛應(yīng)用于給個領(lǐng)域，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟和社會效益。當(dāng)前，我國已經(jīng)提出了建設(shè)“數(shù)字林業(yè)”的概念，是否建立和使用了先進的林業(yè)地理信息系統(tǒng)，正在成為衡量當(dāng)?shù)亓謽I(yè)管理水平的重要標(biāo)志。隨著“3S”技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機技術(shù)等現(xiàn)代信息技術(shù)的迅速發(fā)展，極大地促進了林業(yè)資源經(jīng)營、管理、利用的信息化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)量化和模型化進程。目前，GIS在我國林業(yè)上的應(yīng)用還處于起步階段，國內(nèi)從事林業(yè)GIS研究的人數(shù)不是很多；GIS在林業(yè)上還主要應(yīng)用在建立數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫查詢、空間疊加分析、緩沖區(qū)分析和成果顯示輸去等幾個方面。在林業(yè)GIS基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫建設(shè)、林業(yè)通用GIS技術(shù)模塊、林業(yè)行業(yè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和林業(yè)GIS海量數(shù)據(jù)支持等方面報道較少，這需要廣大的林業(yè)工