孫宇劍，王雪群，劉躍平，呂豐旻，謝錦忠

（1. 中國林科院亞熱帶林業(yè)研究所，浙江 富陽 311400；2. 浙江省富陽市林業(yè)局，浙江 富陽 311400；3. 浙江省富陽市國有林場資產(chǎn)經(jīng)營有限公司，浙江 富陽 311400；4. 浙江省富陽市新桐鄉(xiāng)人民政府，浙江 富陽 311407；5. 浙江省富陽市水利局，浙江 富陽 311400）

1 生態(tài)公益林管理地理信息系統(tǒng)的建立

1.1 技術開發(fā)

系統(tǒng)以2002年富陽市生態(tài)公益林區(qū)劃和1∶10000最新的數(shù)字化地形圖為基礎資料，進行數(shù)據(jù)信息化，并與其他有關圖件、材料進行配準、迭加并關聯(lián)，做到圖形、屬性數(shù)據(jù)一一對應，并在GIS基礎軟件下開發(fā)用戶界面，進行生態(tài)公益林數(shù)據(jù)的管理、查詢與分析，形成生態(tài)公益林管理GIS系統(tǒng)平臺。在此平臺上，實行空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的關聯(lián)。目前已有完善的區(qū)域信息空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫，本次范圍為富陽市區(qū)域，面積 1831.22 km2。以往的地形圖都為平面掃描所得，等高線沒有數(shù)字化，無法得到精確的高程模型，2008年，用最新的數(shù)字化地形圖解決了高程問題；其次在規(guī)劃成果中，主要內(nèi)容是生態(tài)公益林分類區(qū)劃、資源調(diào)查，2002年，已將所有國家級、省級、市級公益林在CAD中進行了圖形處理，在地形圖中進行了勾繪，因此生態(tài)公益林的線條圖等相關資料都已具備。系統(tǒng)界面如圖1。

圖1 富陽市生態(tài)公益林管理地理信息系統(tǒng)登錄界面Figure 1 Login of GIS of Fuyang ecological forest

1.2 主要數(shù)據(jù)屬性

一是公益林小班數(shù)據(jù)準備，包括：①最新上報給省林業(yè)廳的重點公益林數(shù)據(jù)庫資料；②帶坐標的1∶10000的重點公益林分布圖和1：10000的市級公益林分布圖；③最新的萬分之一電子地形圖，包括縣（市）界、鎮(zhèn)駐地、村界、村駐地、水系、房屋、等高線、高程點注記、道路、橋梁等地形地物因子。2.5 M 的遙感影像圖和高程數(shù)據(jù)，以增加系統(tǒng)顯示內(nèi)容的直觀性；④代碼表：行政區(qū)域代碼、鄉(xiāng)村代碼、生態(tài)區(qū)位代碼、重點區(qū)位代碼。二是經(jīng)營單位數(shù)據(jù)；三是管護組織數(shù)據(jù)；四是相關文檔、圖片、影像資料、通訊錄等；⑤其它補充調(diào)查數(shù)據(jù)。

1.3 系統(tǒng)主要功能

可以隨意放大和縮小生態(tài)公益林全貌圖（圖 2），具有查詢、選定、自動計算距離和面積等，同時能按鄉(xiāng)鎮(zhèn)或村實行反向查詢，實現(xiàn)文字、報表、地圖的輸出和打印，這些屬于系統(tǒng)建立后的基本功能（圖 3）。系統(tǒng)建立后，從富陽市生態(tài)公益林輸出圖面中，可以非常直觀的看到全市公益林的分布情況。

圖2 富陽市生態(tài)公益林分布情況Figure 2 Distribution of ecological forest in Fuyang City

圖3 生態(tài)公益林查詢演示Figure 3 Ecological forest information

2 坡度等因子在公益林界定中的應用

2.1 坡度因子在系統(tǒng)中的表現(xiàn)

森林分類區(qū)劃界定就是在一定區(qū)域內(nèi)，依據(jù)林業(yè)分類體系，采用生態(tài)重要性等級和生態(tài)脆弱性等級兩個指標，將林業(yè)用地包括有林地、疏林地、灌木林地、未成林造林地、無林地和苗圃地劃分為生態(tài)公益林地和商品林地的過程。根據(jù)這個定義，生態(tài)重要性等級將作為首要條件。

在系統(tǒng)中，導入10 m高程等高線的富陽市矢量化地形圖，將坡度分成4個區(qū)間，在軟件中以不同灰色度表示出4個坡度區(qū)間（灰色由淺到深，坡度為從低到高，深灰色為30°以上），利用區(qū)劃的生態(tài)公益林數(shù)據(jù)庫，將其CAD小班線條導入系統(tǒng)，建立二個擁有相同字段名的屬性數(shù)據(jù)庫（dbf文件），相同的小班必須對應。得到各個小班的面積、生態(tài)區(qū)位等小班屬性。將不同屬性的小班著色，得到生態(tài)公益林小班和坡度關聯(lián)圖（圖4）。

圖4 坡度等級在生態(tài)公益林界定中的應用Figure 4 Application of slope in the definition of ecological forest

在圖4中，顯示的坡度等級為26 ～ 30°，而公益林分布均處于該坡度等級中，而該等級坡度在富陽市公益林界定中，占有相當大的比重，這與公益林界定的原則是相符的。從全市范圍來看，富陽市坡度等級圖如圖5。從坡度等級和公益林分布中，我們認為界定是符合界定原則的如圖 6，但是，界定的原則不僅僅是這一原則，相對集中連片和生態(tài)脆弱區(qū)等同樣也是界定的重要原則。

圖5 富陽市不同坡度等級顯示Figure 5 Slope different levels in Fuyang

圖6 坡度因子和富陽市生態(tài)公益林分布重迭后效果Figure 6 Effect of covering slope and ecological forest in Fuyang

2.2 坡度因子在公益林界定中未完善現(xiàn)象在系統(tǒng)中的體現(xiàn)

系統(tǒng)的優(yōu)越性并不是體現(xiàn)在能看到公益林的分布，在2002年建立的CAD圖形技術中，也能實現(xiàn)這一狀態(tài)。在本系統(tǒng)中，由于有了萬分之一矢量化地圖和高精度的衛(wèi)片，在系統(tǒng)中，將坡度分成了4個等級進行顯示：a. 坡度在0 ～ 15°的林分；b. 坡度在16 ～ 25°的林分；c. 坡度在26 ～ 30°的林分；d. 坡度 > 31°的林分（坡度出現(xiàn)小數(shù)點位，以四舍五入計），在加載的高精度衛(wèi)片中更能直觀地看到（見圖7）。

從理論區(qū)劃界定的生態(tài)公益林所處的坡度看（見表1），坡度在26°以上生態(tài)公益林占富陽市林業(yè)用地面積的12.5%，占全市同類林業(yè)用地面積的97.4%。這部分林地立地條件較差，生態(tài)系統(tǒng)脆弱，比較容易破壞，應該作為生態(tài)重點保護林。

圖7 加載高精度衛(wèi)片的公益林屬性關聯(lián)圖Figure 7 High-precision satellite photos divided by theory and in practice

表1 富陽市生態(tài)公益林理論區(qū)劃界定和實際區(qū)劃界定面積按坡度分布統(tǒng)計情況Table 1 Ecological forest area of Fuyang city

從實際區(qū)劃界定的生態(tài)公益林所處的坡度看，坡度在 26o以上生態(tài)公益林占富陽市林業(yè)用地面積的 4.7%，僅占全市同類林業(yè)用地面積的36.9%。這說明，在實際區(qū)劃界定工作中，大部分坡度在26o以上，立地條件較差，生態(tài)系統(tǒng)脆弱，比較容易破壞的林地未被劃入生態(tài)公益林保護范圍。

造成這部分需要重點保護的生態(tài)區(qū)未被列入保護范圍的主要原因有兩個：

1）未嚴格執(zhí)行區(qū)劃界定原則：采用比例數(shù)控制或人為調(diào)整區(qū)劃界定成果。由于對分類經(jīng)營工作及森林生態(tài)效益補償制度的認識不足，對國家公益林的區(qū)劃界定工作在指導思想上出現(xiàn)偏差，因而出現(xiàn)不按實際區(qū)位去區(qū)劃界定，而是按比例控制或人為調(diào)整區(qū)劃成果。其結果是造成國家公益林小班分布支離破碎，對今后的管護工作帶來困難，而且也很難發(fā)揮其生態(tài)防護功能。

2）人為經(jīng)濟利益驅(qū)動：優(yōu)質(zhì)林地不愿劃入生態(tài)公益林。有些地區(qū)對國家公益林建設的宣傳發(fā)動不力，部分群眾對國家關于森林分類區(qū)劃界定相關的政策法規(guī)認識不足，受經(jīng)濟利益驅(qū)動，不愿將林相較好的有林地劃為生態(tài)公益林，造成國家公益林的“缺塊、斷帶和開天窗”等現(xiàn)象。

正是上述原因，使得實際區(qū)劃的重點生態(tài)公益林比較分散，連片集中的保護區(qū)域較少。

3.3 本系統(tǒng)與省級公益林地藉系統(tǒng)在利用上的比較

2009年省級公益林地藉系統(tǒng)作為浙江省林業(yè)廳對公益林管理的重要手段和措施，實現(xiàn)的單機和網(wǎng)絡版二個運行系統(tǒng)，以“提高管理的時效性、準確性和協(xié)調(diào)性為目的，圍繞公益林面積管理這個核心，通過公益林面積、補償對象、管護組織、補償資金、檢查驗收、資源監(jiān)測和檔案管理等多個管理模塊，有效解決公益林基礎數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計分析、檢查考核、數(shù)據(jù)變更、圖表報送等實際管理需要，適應公益林管理精準、實時、動態(tài)變化的信息化管理要求”。其最大的特點是“管理操作方便簡潔”。

3.3.1 二套系統(tǒng)的相似處和不同點 將2個系統(tǒng)進行比較發(fā)現(xiàn)，二個系統(tǒng)有相同點，但在實際應用中有較大不同。相同點是二個系統(tǒng)均可實現(xiàn)查詢、統(tǒng)計分析、檢查考核、數(shù)據(jù)變更、圖表生成等；不同之處是省級系統(tǒng)更注重查詢以及報表生成上報等管理上的使用，對修改相對較為慎重，且無法對公益林進行屬性數(shù)據(jù)、界定起源和界定結果的理論分析，從某種意義上，省級系統(tǒng)仍然是一套二維的管理系統(tǒng)，缺乏高程數(shù)據(jù)對公益林影響。而本系統(tǒng)，除了擁有與省級系統(tǒng)同樣查詢、修改、更新、數(shù)據(jù)及圖面輸出，能隨意放大和縮小顯示富陽市國家級、省級、市級公益林全貌圖，有標尺（顯示比例尺、屏幕視野、任意二點間的距離、直觀坡度），且更注重對屬性數(shù)據(jù)和實際林相以及地型、地貌、立地之間的相互影響和作用，從而為公益林的界定提供更多的理論支撐。其最大的特點是數(shù)據(jù)可以無限量的擴展，可以任意對數(shù)據(jù)進行模擬修改，如畫點（例如在地圖上對生態(tài)脆弱區(qū)作標記）、畫圓，不管有否得到需要的結論，都不會影響整個系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)庫。

3.3.2 二者優(yōu)缺點 省級系統(tǒng)采用全省統(tǒng)一的標準進行開發(fā)，更方便各市縣的公益林管理，且接入口一致，容易操作，缺點是無法對公益林數(shù)據(jù)進行分析。本系統(tǒng)在擴展性和數(shù)據(jù)分析上有無與倫比的優(yōu)勢，只要愿意，可以把任何與公益林相關的數(shù)據(jù)導入系統(tǒng)，進行對比分析，為公益林的界定和公益林在本市范圍內(nèi)的生態(tài)功能提供理論依據(jù)，缺點是系統(tǒng)在ARCGIS軟件上使用，必須對軟件有相當?shù)牧私夂驼莆?，才能熟練地應用和進行數(shù)據(jù)分析。

4 結論

4.1 實現(xiàn)了生態(tài)公益林管理地理信息系統(tǒng)常規(guī)功能

本地理信息系統(tǒng)所實現(xiàn)的查詢、統(tǒng)計、輸出等常規(guī)功能，與建立系統(tǒng)的目標完全一致，實現(xiàn)即時屬性查看功能、根據(jù)圖件信息查找小班信息、根據(jù)小班信息查找圖件信息、根據(jù)小班圖件之間的位置關系或小班和地物之間的位置關系查找小班信息、根據(jù)用戶自定義條件查找信息等多種查詢方式。

4.2 利用高程數(shù)據(jù)實現(xiàn)公益林的生態(tài)優(yōu)先原則

在公益林界定中，生態(tài)優(yōu)先原則是界定最重要的原則之一。在本系統(tǒng)中，利用系統(tǒng)高程模型，成功地將坡度因子引入現(xiàn)有公益林分布圖中，分析了富陽市已界定公益林的可取之處和不足之處，并分析了造成不合理界定的原因，從而為生態(tài)公益林區(qū)劃中坡度對林分保護的重要性提供了理論依據(jù)。

4.3 分析了本地理信息系統(tǒng)與省級公益林地籍系統(tǒng)的關系

分析了省級公益林地籍系統(tǒng)在應用中的便利性和易操作性等諸多管理上的優(yōu)點，同時也分析了其不足之處，如過分強調(diào)管理和統(tǒng)計，而忽視了系統(tǒng)開發(fā)后數(shù)據(jù)的更新的便利性和系統(tǒng)的分析功能；本系統(tǒng)由于利用 COM組件開發(fā) ActiveXDLL庫的方式，為系統(tǒng)的補庫提供了技術支撐，在理論上可以對數(shù)據(jù)庫實行無限的擴展，并加載各種不同補庫元素，進行輸出和分析。

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