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(shù)路線、技術(shù)原理及主要技術(shù)特征

1.1 技術(shù)路線

技術(shù)路線如圖1所示。

圖1 技術(shù)路線圖示

1.2 技術(shù)原理

利用大疆無人機對國家級山杏種質(zhì)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(jù)Excel資源配置圖實施單株定位；借助桌面軟件讓ArcGIS數(shù)據(jù)與PDA數(shù)據(jù)能夠互逆轉(zhuǎn)換。通過本項研究，實現(xiàn)山杏種質(zhì)資源庫和良種基地管理內(nèi)外業(yè)一體化、數(shù)字化和無紙化作業(yè)，包括技術(shù)檔案的電子化創(chuàng)新。

1.3 技術(shù)特征

(1)能讓林木種質(zhì)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(diào)查因子錄入效率，實現(xiàn)資源樹屬性值的實時查詢與編輯。現(xiàn)代科技的應(yīng)用，減輕了調(diào)查人員的工作量，讓外業(yè)調(diào)查不再填寫紙質(zhì)記錄卡片或表格，規(guī)避了用紙質(zhì)配置圖調(diào)查時易受風(fēng)雨天氣的負面影響，省略了內(nèi)業(yè)整理繁雜的錄表過程，實現(xiàn)了無筆無紙綠色生態(tài)環(huán)保作業(yè)目標(biāo)，提高了調(diào)查效率及數(shù)據(jù)的準確性。

(2)基地內(nèi)借助“資源點導(dǎo)航”的直觀動態(tài)導(dǎo)航界面，可自動導(dǎo)航至調(diào)查山杏植株的所在位置，即便是對基地情況陌生的技術(shù)人員，亦可獨自完成山杏資源查找和調(diào)查。借助異地山杏種質(zhì)資源調(diào)查與收集實時記錄的軌跡，并將軌跡文件轉(zhuǎn)換成shp格式后，經(jīng)AacGIS加載查看整理修改，可為后期調(diào)查人員提供軌跡線導(dǎo)航，完美重現(xiàn)初始調(diào)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(diào)查數(shù)據(jù)的無縫鏈接，用Excel表格即可直接打開PDA外業(yè)調(diào)查導(dǎo)出的數(shù)據(jù)并進行整理存檔，從而大大提高了外業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)的安全性，讓山杏種質(zhì)資源庫和良種基地管理的內(nèi)外業(yè)一體化、數(shù)字化和無紙化作業(yè)變?yōu)楝F(xiàn)實。可確保山杏種質(zhì)資源庫和良種基地管理中不會出現(xiàn)因技術(shù)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(zhì)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(zhì)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(xiàn)其獨特優(yōu)勢，真正實現(xiàn)檔案管理上的安全無虞。

該項技術(shù)的研制成功，徹底解決了高端林業(yè)項目中可能遇到一系列難題，讓種質(zhì)資源精準定位、提高調(diào)查效率和科研成果可靠性、歷史數(shù)據(jù)的回溯與追蹤、縮減科研周期、推行動態(tài)監(jiān)測以及維護科研檔案安全等成為可能，進而為全面發(fā)展數(shù)字林業(yè)鋪平道路。

2 大面積應(yīng)用及評價

2016年以來，先后有喀左縣林業(yè)種苗技術(shù)服務(wù)中心、沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)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(yè)種苗中心等5家單位，分別在“喀左縣山杏國家林木種質(zhì)資源保存庫”“喀左縣山杏良種基地”“國家林業(yè)和草原局林業(yè)長期科研基地”“沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)教學(xué)科研基地”“沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)研究生聯(lián)合培養(yǎng)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(zhì)資源庫”等應(yīng)用本項技術(shù)，累計應(yīng)用面積達12565萬畝，涉及林木種質(zhì)資源數(shù)量3420份，應(yīng)用成效評價皆獲滿意。該項目的推廣應(yīng)用，解決了相關(guān)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(yè)新品種的推廣大有裨益。

3 社會經(jīng)濟發(fā)展和科技進步的作用意義

目前，ArcGIS和平板PDA在我國林業(yè)部門的應(yīng)用愈加廣泛，林業(yè)各種調(diào)查因子諸如林班、小班、林地所有權(quán)、林木使用權(quán)、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(diào)查和用ArcGIS軟件進行統(tǒng)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(zhì)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(zhì)資源庫和山杏良種基地的管理技術(shù)水準，確保檔案等技術(shù)數(shù)據(jù)的精準性、可靠性和安全性，實現(xiàn)提高效率和節(jié)本增效等目標(biāo)，研制出ArcGIS和PDA在林木種質(zhì)資源庫和良種基地管理中的應(yīng)用技術(shù)，相關(guān)技術(shù)體系業(yè)已成熟。

表1 遼西地區(qū)相關(guān)單位(項目)應(yīng)用本項技術(shù)及評價情況

諸如，以往常用的網(wǎng)格紙配置圖在資源庫和良種基地外業(yè)調(diào)查中，因其尺寸過大攜帶不便，外業(yè)調(diào)查很不合用，遇有風(fēng)雨天氣更是無法展開使用，易受水、火災(zāi)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(yīng)墊板上進行外業(yè)數(shù)據(jù)調(diào)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(tǒng)的調(diào)查方式方法需要手工填寫調(diào)查記錄和計算數(shù)據(jù)，這種傳統(tǒng)方式填寫記錄非但速度慢、效率低、不精準，內(nèi)業(yè)錄入數(shù)據(jù)工作量大，且容易出現(xiàn)人為錯誤，耗時、費力且影響數(shù)據(jù)的準確度。上述缺憾，必須通過創(chuàng)新加以改變。與既有技法相比較，本項目采用ArcGIS軟件系統(tǒng)實現(xiàn)山杏種質(zhì)資源庫和良種基地內(nèi)種質(zhì)資源的單株精準定位，賦予每株山杏種質(zhì)資源一張“電子身份證”，結(jié)合平板PDA在外業(yè)中進行精準定位查找，并記錄調(diào)查數(shù)據(jù)等，實現(xiàn)了外業(yè)、內(nèi)業(yè)和檔案數(shù)據(jù)的無縫鏈接，同時可無紙、無筆作業(yè)，節(jié)能環(huán)保，精準可靠，安全無虞。

ArcGIS技術(shù)加速相關(guān)管理體系和管理能力的現(xiàn)代化建設(shè)進程、加快精準林業(yè)和數(shù)字林業(yè)建設(shè)步伐，意義重大。在2015～2020年的5 年間，累計在喀左及周邊地區(qū)推廣應(yīng)用1.2萬余畝，取得了顯著的經(jīng)濟、生態(tài)和社會效益。