馬 強

(青海省海東市樂都區(qū)下北山林場，青海 海東 810700)

森林被譽為“地球之肺”，是以木本植物為主體的生物群落，是集中的喬木與其它植物、動物、微生物和土壤之間相互依存相互制約，并與環(huán)境相互影響，從而形成的一個生態(tài)系統(tǒng)的總體。優(yōu)質(zhì)的森林資源是綠色生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)，也是生態(tài)環(huán)境建設、綠色經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎(chǔ)。要想森林資源高質(zhì)量發(fā)展，提供穩(wěn)定高效的生態(tài)系統(tǒng)服務必不可少。實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，打造強大的綠色產(chǎn)業(yè)鏈，滿足人類對森林物質(zhì)產(chǎn)品、健康、教育、旅行和運動等方面的需求[1]，需要有強大的森林資源管理系統(tǒng)，目前我國森林資源管理系統(tǒng)還有很大的上升空間，應盡快與發(fā)達國家縮短距離。而森林資源信息具有地理信息特征，因此地理信息系統(tǒng)是森林管理系統(tǒng)中十分重要的工具。

1 森林資源管理系統(tǒng)的重要性

一直以來，森林資源都是最為重要的自然資源，其提供了生物多樣性的傳遞，它在人類生存中也發(fā)揮著重要作用，為人們提供了基礎(chǔ)的生活和生產(chǎn)資料。此外更為重要的是，森林具有維持水土和風能等生態(tài)功能，還可以固沙、凈化空氣以及消除噪音。目前，森林資源和環(huán)境問題日益凸出，為了實現(xiàn)資源的可持續(xù)發(fā)展，人們開始日益重視對森林資源的長期管理以及精準的檢測。為解決這些問題，大量的新技術(shù)現(xiàn)已廣泛應用于森林資源管理中。

森林資源的特點是覆蓋面廣、種類多，又在空間上存在其特殊性，所以使得森林資源數(shù)據(jù)具有這五個特點[5]:第一、森林資源數(shù)據(jù)的屬性信息十分豐富多樣；第二、由于森林資源的空間分布性，使得擁有地理坐標的地形數(shù)據(jù)成為森林資源最為重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；第三、森林資源管理是在不同級別上進行管理的，林業(yè)部門在不同層次上管理的森林資源數(shù)據(jù)內(nèi)容也是不同的，例如林場、縣林業(yè)局；第四、由于森林資源的動態(tài)性，使得森林資源數(shù)據(jù)每隔一段固定的時間就要進行更新，例如一類清查數(shù)據(jù)每5年更新一次、二類調(diào)查數(shù)據(jù)每10年更新一次；第五、森林資源數(shù)據(jù)很復雜，數(shù)據(jù)量非常大，林業(yè)管理決策者若想要對這些數(shù)據(jù)全面分析，掌握他們的動態(tài)變化，以傳統(tǒng)方式來完成并非易事，所以只有利用地理信息系統(tǒng)(GIS)才能有效解決這一問題[6-8]。

近年來，我國的GIS隨著社會主義市場經(jīng)濟的發(fā)展已經(jīng)開始走上了全面發(fā)展的階段，ArcGIS已經(jīng)越來越廣泛的被應用在林業(yè)，數(shù)字攝影測量和遙感應用等領(lǐng)域。數(shù)據(jù)向GIS源源不斷提供地形和專題信息，在全國以及省級以上的林業(yè)部門都采用了標準的國家基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)格式[9]，2011年國家林業(yè)局統(tǒng)一要求以ArcGIS或MapGIS格式提供矢量空間數(shù)據(jù)庫。

大數(shù)據(jù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展使得數(shù)據(jù)影響的范圍越來越廣泛，數(shù)據(jù)也變成促進各行業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)所在，且必不可少。數(shù)據(jù)可視化幫助人們更直觀地觀察數(shù)據(jù)特征，數(shù)據(jù)分析則幫助我們?nèi)娴卣莆帐挛锇l(fā)展趨勢和規(guī)律。所以，如何更好地分析可視化數(shù)據(jù)已成為最受歡迎研究方向之一。數(shù)據(jù)可視化是指圖表顯示形式、樣式十分簡單和直觀，它可以將數(shù)據(jù)隨一種指標的幅度變化和相關(guān)性表現(xiàn)出來。數(shù)據(jù)可視化技術(shù)適用于各種行業(yè)，能使復雜的事物或邏輯變得簡單繼而進行展示，以幫助決策人做出預測和判斷[10]。

2 地理信息系統(tǒng)(GIS)

近十多年來，GIS開始得到全世界范圍廣泛的關(guān)注，而在1998年初，美國戈爾提出的“數(shù)字地球-認識21世紀我們這個星球”，這一新概念更是將GIS這一核心技術(shù)推向高潮，全世界都開始掀起了“數(shù)字地球熱”這一新的篇章。

GIS技術(shù)在林業(yè)調(diào)查中能促進林業(yè)工作朝著科學化方向前行，也可以提升林業(yè)調(diào)查的效率。調(diào)查森林資源并處理相關(guān)數(shù)據(jù)信息，也是GIS技術(shù)在林業(yè)工作中應用的關(guān)鍵點。使用GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫和處理模式，工作人員能及時查詢林業(yè)資源空間屬性等。GIS技術(shù)還可以應用在林業(yè)制圖和遙感圖像識別和自動成圖等方面[11]。

地理信息系統(tǒng)(GIS)是一種十分重要的空間信息系統(tǒng)，是結(jié)合地理學與地圖學以及遙感和計算機科學，是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，對分布數(shù)據(jù)進行管理、運算、分析和顯示的技術(shù)系統(tǒng)。GIS技術(shù)把地圖這種獨特的數(shù)據(jù)化效果和地理分析功能與一般的數(shù)據(jù)庫操作集成在一起。

MapObjects是ESRI公司提供的一組供應用開發(fā)人員使用的制圖與GIS功能組件,開發(fā)人員可以在應用程序中添加制圖和GIS功能，主要的開發(fā)環(huán)境有VC、VB等。在熟悉的開發(fā)環(huán)境中可以通過調(diào)用對象及其方法、屬性來實現(xiàn)各種GIS功能。這都是建立于Microsoft公司的對象和嵌入技術(shù)(ActiveX)之上。

MapObjects可以讀取的數(shù)據(jù)文件主要是Shapefile、Coverage和各種CAD文件等。而每個圖層則必須包含以下這三個特征文件：空間特征數(shù)據(jù)文件shp、索引文件shx、屬性數(shù)據(jù)文件dbf。只有這三個文件都存在，才可以使用MO組件。MapObjects的繪圖就是在Map上產(chǎn)生圖形對象的過程[12]。MapObjects是提供制圖與GIS功能的OLE控件，它包含超過45個OLE對象。MapObjects地圖控件可以直接插入到許多標準開發(fā)環(huán)境的工具集中，它們具有靈活性和多種MapObjects的對象，分類圖如圖1所示。

圖1 MapObjects的對象分類圖

3 系統(tǒng)發(fā)展的研究現(xiàn)狀

除我國之外，GIS在林業(yè)方面的發(fā)展主要集中在西歐、東亞和北美這三個地區(qū)。美國的愛德華州Patlateh公司使得GIS在美國迅速發(fā)展成為一個行業(yè)。而在GIS 應用中林業(yè)部門是最早之一。GIS主要用于森林動態(tài)監(jiān)測、森林旅游規(guī)劃、木材生產(chǎn)計劃和造林規(guī)劃設計等方面。目前，森林資源調(diào)查與檢測已經(jīng)突破了傳統(tǒng)的范圍擴大到全球的環(huán)境變化研究中。近年來美國聯(lián)邦林務局組織了一個關(guān)于綜合遙感信息處理集成資源數(shù)據(jù)庫的項目研究，其目的是將遙感及其相關(guān)技術(shù)用于GIS數(shù)據(jù)庫的建立[13]。加拿大是利用GIS和RS程度最高的國家，主要依靠遙感技術(shù)。采取具有分析功能的Arc/info系統(tǒng)，通過屬性信息得到空間信息，把這些信息最終加入加拿大森林資源數(shù)據(jù)庫(Candian Forest Resource Data System)(CFRDS)[14]。

在東亞，聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織中的一些機構(gòu)使用地理信息系統(tǒng)用于林業(yè)，例如湄公河流域植被保護中采用了GIS系統(tǒng)等。1990年，日本伊藤達夫利用GIS制定森林經(jīng)營決策方案，并在應用后取得較為滿意的結(jié)果。1997年印度遙感研究所的S.K.Bhan、S.K.Saha、L.M.Pade利用GIS與RS、GPS對印度東南部熱帶雨林地區(qū)研究中建立了遙感地理信息模型，這是在可持續(xù)發(fā)展中利用3S技術(shù)的典范。從GIS在林業(yè)領(lǐng)域中的應用來看，它已經(jīng)被廣泛應用于林火管理、病蟲害管理、木材收獲計劃和森林生態(tài)景觀分析等森林資源管理上，也應用于林道網(wǎng)優(yōu)化、林道網(wǎng)評價和車輛管理等森林工程領(lǐng)域中[15]。

從20世紀90年代開始，各種GIS商業(yè)軟件都在向Web靠攏，各種WebGIS系統(tǒng)接連出現(xiàn)，GIS產(chǎn)品與WWW掛鉤、接軌和包裝[16]。

國外基于WEBGIS的森林資源管理系統(tǒng)應用比較廣泛。加拿大各省在90年代初期就采用“3S”技術(shù)進行森林資源調(diào)查，在網(wǎng)絡上進行發(fā)布。目前，美國成功開發(fā)應用于森林資源調(diào)查的“3S”技術(shù)，并在森林資源管理中，建立了大量的地理信息系統(tǒng)及其輔助決策系統(tǒng)，在互聯(lián)網(wǎng)上實現(xiàn)資源數(shù)據(jù)共享[17-18]。

4 結(jié)語

森林是陸地系統(tǒng)中最大、最穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，具有多種效益與多種功能。森林面積與林分的變化，都會引起一系列諸如物種滅絕、土地荒漠化等生態(tài)災難。因此，各國都十分關(guān)注本國森林的變化，旨在通過各種途徑來管理本國的森林資源。隨著森林管理的發(fā)展，傳統(tǒng)的森林資源管理方式以及對資源的人為調(diào)查方法已遠遠不能滿足多層次用戶的需求。因此，在現(xiàn)代化進程中，利用信息技術(shù)提高森林資源的規(guī)劃管理和服務水平，是大勢所趨?；贕IS技術(shù)建立的森林資源后臺管理系統(tǒng)具有重要意義[19]。

第一，充分利用信息資源，作為一個管理系統(tǒng)，它具有數(shù)據(jù)儲存，數(shù)據(jù)管理和及時更新數(shù)據(jù)特點，這些數(shù)據(jù)為日后相關(guān)部門的管理工作提供了第一手材料。而隨著網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展，這些基本數(shù)據(jù)可以在網(wǎng)上傳輸，不同的部門可以隨時訪問森林資源數(shù)據(jù)，這樣就可以使整個系統(tǒng)的效率大大提高。第二，在森林資源規(guī)劃方面，其充分利用森林資源管理的空間分析，數(shù)據(jù)統(tǒng)計等功能，其可提高森林資源管理的工作效率，豐富其表現(xiàn)手段，提高分析能力和準確性，從而推動森林資源管理工作更加全面、科學。

綜上，這一研究能夠?qū)崿F(xiàn)森林資源管理的現(xiàn)代化、科學化，促進了森林資源的可持續(xù)發(fā)展，對今后森林資源管理決策等方面具有重要的現(xiàn)實意義，對整個森林資源管理事業(yè)的發(fā)展也起到很大的促進作用，同時也會帶來更大的經(jīng)濟效益與社會效益。