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        GIS技術(shù)在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢

        2023-01-04 11:06:34
        南方農(nóng)業(yè) 2022年4期
        關(guān)鍵詞:制圖森林資源林業(yè)

        李 東

        (廣州市綠之城園林綠化工程有限公司,廣東廣州 510000)

        近年來,隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,GIS 技術(shù)在林業(yè)調(diào)查與規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。GIS 技術(shù)作為林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)中精確化程度較高的技術(shù)手段,在掌握森林資源變化趨勢、探尋森林資源交替變化規(guī)律等諸多方面有著廣闊的應(yīng)用前景,為我國林業(yè)規(guī)劃和林業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)整打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此,分析GIS 技術(shù)在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃中的應(yīng)用具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)價(jià)值。

        1 GIS技術(shù)概述

        GIS 技術(shù)是集高效應(yīng)用、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)分析、深度挖掘及數(shù)據(jù)存儲管理等為一體的重要計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)信息間的交互與共享[1]。該技術(shù)以地理信息系統(tǒng)的空間位置數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的支持下,對三維空間中的數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行深度分析與模擬,并通過地理分析模型對空間數(shù)據(jù)和地理數(shù)據(jù)的動態(tài)變化規(guī)律進(jìn)行探究。GIS 在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃中的應(yīng)用,能有效提升林業(yè)調(diào)查規(guī)劃效率,實(shí)現(xiàn)科學(xué)的林業(yè)產(chǎn)業(yè)管理和產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級。此外,在林業(yè)產(chǎn)業(yè)管理中應(yīng)用GIS 技術(shù),還能有效降低森林資源中諸多參數(shù)的調(diào)查統(tǒng)計(jì)成本。GIS 技術(shù)可快速標(biāo)注林業(yè)產(chǎn)業(yè)內(nèi)的相關(guān)工作,并對林業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì),實(shí)現(xiàn)電子化作業(yè)操作,從而實(shí)現(xiàn)林業(yè)產(chǎn)業(yè)動態(tài)化管控,使林業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)工作更加方便快捷。

        2 GIS技術(shù)在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃中的應(yīng)用

        2.1 森林資源清查與數(shù)據(jù)管理

        在森林資源的清查和統(tǒng)計(jì)過程中,GIS 技術(shù)主要是利用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)對森林產(chǎn)業(yè)中不同層級的各類資源進(jìn)行逐一排查和統(tǒng)計(jì)。傳統(tǒng)的森林資源的清查和數(shù)據(jù)管理,通常需要通過外部工具將排查統(tǒng)計(jì)的各種圖形進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)換后,再進(jìn)一步利用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)核算軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)運(yùn)算[2]。但利用GIS 技術(shù)對森林資源進(jìn)行清查時(shí),可直接利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和圖片制作能力,將GPS 坐標(biāo)點(diǎn)和調(diào)查數(shù)據(jù)以地塊分布圖的形式展示出來,使森林的整體面貌及其位置信息直觀地展現(xiàn)出來。此外,GIS 技術(shù)還能對以往時(shí)間段內(nèi)的已統(tǒng)計(jì)過的森林資源數(shù)據(jù)信息進(jìn)行重新核查,但處理得到的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)信息之間可能存在一定的誤差,因此需通過對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行橫縱向的綜合處理與分析,從而對該類森林資源未來的發(fā)展趨勢進(jìn)行科學(xué)的判斷和預(yù)測。隨著我國GIS 技術(shù)研發(fā)能力的不斷提升,GIS 技術(shù)在林業(yè)資源調(diào)查和數(shù)據(jù)管理中的應(yīng)用得到了進(jìn)一步拓展,實(shí)現(xiàn)了林業(yè)資源數(shù)據(jù)的科學(xué)查詢。GIS 技術(shù)通過圖形輸出的方式查詢數(shù)據(jù),這種查詢方式可隨時(shí)了解林業(yè)資源情況,且當(dāng)林業(yè)資源地圖的圖元及屬性發(fā)生變化時(shí),數(shù)據(jù)系統(tǒng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)也會隨之調(diào)整并重新存儲,從而確保為林業(yè)統(tǒng)計(jì)和調(diào)查規(guī)劃提供真實(shí)的數(shù)據(jù)。

        2.2 制定森林經(jīng)營決策方案

        在林業(yè)調(diào)查與規(guī)劃設(shè)計(jì)中,GIS 技術(shù)還能夠用于制定森林經(jīng)營方案。森林經(jīng)營管理是一項(xiàng)復(fù)雜且煩瑣的工程,如果采用GIS 技術(shù),可快速地對森林管理的類別以及問題進(jìn)行分類分析并建立起相關(guān)的管理系統(tǒng),從而有效提高森林管理的效率,節(jié)約管理成本,降低不合理森林管理對林業(yè)資源的破壞程度。1)通過GIS技術(shù)對某一特定地理范圍內(nèi)的森林資源進(jìn)行逐一采集分析和統(tǒng)一管理,以某一地域空間為管理對象,將該空間結(jié)構(gòu)劃分為不同單元,建立起不同單元結(jié)構(gòu)條件下的森林模型。2)對森林模型中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行量化分析、處理,不斷優(yōu)化影響森林最終經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的指標(biāo)參數(shù),并對各參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行模擬,得到社會效益與經(jīng)濟(jì)效益較優(yōu)的森林經(jīng)營方案。3)將得到的不同經(jīng)營方案進(jìn)行對比,并利用技術(shù)模塊的數(shù)據(jù)分析能力將對比結(jié)果制成表格,為森林經(jīng)營管理決策者篩選最優(yōu)的決策方案提供數(shù)據(jù)支撐,提高森林資源管理的運(yùn)行效率。

        2.3 林業(yè)制圖

        GIS 技術(shù)在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃中的應(yīng)用,還進(jìn)一步體現(xiàn)在林業(yè)制圖上。在進(jìn)行林業(yè)制圖時(shí),需要為其提供專業(yè)的林業(yè)空間數(shù)據(jù)符號,而傳統(tǒng)的林業(yè)制圖系統(tǒng)無法為其提供詳細(xì)的空間數(shù)據(jù)符號。但GIS 技術(shù)擁有強(qiáng)大的林業(yè)專題符號庫,且當(dāng)專題符號庫中的林業(yè)符號無法滿足制圖要求時(shí),利用GIS 技術(shù)還可以直接對所需的林業(yè)專題符號進(jìn)行修改、制作。林業(yè)制圖作為林業(yè)調(diào)查工作中的重要環(huán)節(jié),因其過于煩瑣、枯燥而遇到了較大的困難,但GIS 技術(shù)的應(yīng)用能快速制作滿足多種需求的林業(yè)專題圖,對森林資源林業(yè)制圖過程進(jìn)行簡化。例如,在排列某一地域范圍內(nèi)的森林植被資源分布圖時(shí),通過GIS 技術(shù)可根據(jù)該地域范圍內(nèi)植物的種類、海拔及環(huán)境適應(yīng)特征,按照相應(yīng)的順序?qū)?yīng)的森林資源劃分為不同層級、不同層面的待研究單元,且可通過不同研究單元的緊密聯(lián)系實(shí)現(xiàn)所有植被的快速成圖。GIS 林業(yè)制圖比以往傳統(tǒng)模式下的二維制圖方法速度更快、制圖效果更佳,可完成三維林相圖的制作,有效實(shí)現(xiàn)了林業(yè)資源制圖過程的可伸縮性與可擴(kuò)展性功能,且適用于制作各種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)圖。此外,GIS 技術(shù)在林業(yè)制圖中的應(yīng)用,更能有效簡化林業(yè)產(chǎn)業(yè)的制圖流程和步驟,制作出更加立體的產(chǎn)業(yè)圖,便于決策者在后期進(jìn)行快速查看。

        2.4 遙感圖像處理

        GIS 技術(shù)能夠與遙感技術(shù)、通信技術(shù)有效結(jié)合,借助遙感通信技術(shù)準(zhǔn)確度較高的優(yōu)勢,將其應(yīng)用在林業(yè)資源的調(diào)查過程中,可幫助林業(yè)資源數(shù)據(jù)信息庫完成數(shù)據(jù)的自動化處理和更新,促進(jìn)林業(yè)資源管理數(shù)據(jù)信息化與合理化發(fā)展[3]。在遙感圖像處理過程中,林業(yè)資源管理人員能夠利用GIS 技術(shù)對圖像處理過程進(jìn)行把控。通過GIS 技術(shù)對林業(yè)資源狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測及動態(tài)管理,林業(yè)資源管理人員能及時(shí)獲取更加全面的信息,加強(qiáng)對轄區(qū)范圍內(nèi)林業(yè)資源的了解程度,不僅能直觀看到轄區(qū)范圍內(nèi)林業(yè)資源的動態(tài)變化過程,還能夠根據(jù)森林資源變化特點(diǎn)及時(shí)構(gòu)建森林資源動態(tài)變化管理臺賬表,減少低效率的人工環(huán)節(jié),縮短作業(yè)時(shí)間,進(jìn)而提高林業(yè)資源管理效率,為林業(yè)資源的調(diào)查與規(guī)劃設(shè)計(jì)提供條件。

        3 GIS技術(shù)在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃中的發(fā)展趨勢

        3.1 資源信息管理和分類經(jīng)營管理

        在過去,只能通過現(xiàn)存的檔案了解林業(yè)資源的用地情況,但近年來隨著GIS 技術(shù)的不斷進(jìn)步,越來越多省市的林業(yè)調(diào)查工作加強(qiáng)了對GIS 技術(shù)的應(yīng)用。各省市逐步建立了林業(yè)資源監(jiān)測點(diǎn),通過監(jiān)測點(diǎn)能對轄區(qū)內(nèi)所有森林資源面積及森林資源內(nèi)部數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控、統(tǒng)計(jì)和分析,并將相關(guān)的數(shù)據(jù)分析結(jié)果顯示出來,從而有效提高森林資源監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確度,便于省市林業(yè)局開展林業(yè)資源調(diào)查和規(guī)劃工作[4]。在此過程中,GIS 技術(shù)可對林業(yè)資源的實(shí)際使用狀態(tài)及相關(guān)參數(shù)信息動態(tài)化變化過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,從而在森林資源出現(xiàn)故障問題時(shí),及時(shí)采取針對性的措施。以森林火災(zāi)為例,森林火災(zāi)會造成嚴(yán)重的人員、財(cái)產(chǎn)損失,所以快速地鎖定火災(zāi)位置和范圍意義重大。而GIS 系統(tǒng)能根據(jù)樹木的不同特性進(jìn)行分類并制成分類圖,通過森林煙火監(jiān)測系統(tǒng)確定林區(qū)的溫度及熱量,實(shí)時(shí)定位森林火災(zāi)出現(xiàn)的地方,從而快速地鎖定火災(zāi)位置和范圍,并根據(jù)火勢大小、蔓延范圍等快速配置方案,及時(shí)撲滅火災(zāi)以保護(hù)森林資源。總之,GIS 技術(shù)在分類經(jīng)營管理中的應(yīng)用,有助于林業(yè)局對轄區(qū)范圍內(nèi)的所有森林資源進(jìn)行科學(xué)分類,并根據(jù)不同類別林業(yè)資源生長規(guī)律制定對應(yīng)的策略,為優(yōu)化林業(yè)產(chǎn)業(yè)布局提供建議。

        3.2 森林采伐管理

        森林采伐管理也是GIS 技術(shù)在林業(yè)調(diào)查與規(guī)劃設(shè)計(jì)中的重要應(yīng)用趨勢。GIS 技術(shù)能夠通過對森林資源的統(tǒng)計(jì)分析,選擇不同類別和不同層級的樹種資源搭配使用,得到不同的種植方案,并在不同種植方案中選擇最佳方案。同時(shí),可根據(jù)所選擇的最佳種植方案,制定更加詳細(xì)的植樹造林計(jì)劃,并對造林過程進(jìn)行科學(xué)指導(dǎo)。目前,絕大部分森林?jǐn)?shù)據(jù)管理中心會根據(jù)森林的實(shí)際生長規(guī)律建立數(shù)學(xué)模型,但模型以大量的實(shí)際觀測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),人力和資金投入大,且人工采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性較差。GIS 技術(shù)的出現(xiàn),有效彌補(bǔ)了該類缺陷,其能夠?qū)爡^(qū)范圍內(nèi)森林資源的具體位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位,以此提高數(shù)學(xué)模型的質(zhì)量和效率[5]。

        3.3 管理林業(yè)用地的相關(guān)信息

        GIS 技術(shù)在林業(yè)調(diào)查與規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用,還體現(xiàn)在林業(yè)用地管理方面。林地資源在我國土地資源類別中占比較大,相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2020 年全國林地面積增加到3.12 億hm2,其中林地占國土面積的32.5%。林地資源的合理開發(fā)利用,對自然環(huán)境保護(hù)及林業(yè)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要的意義。目前,我國大部分地區(qū)對林地的管理還較為粗放,通過應(yīng)用GIS 技術(shù),結(jié)合立地調(diào)查和遙感圖像建立地籍管理數(shù)據(jù)庫,能夠科學(xué)監(jiān)測林地資源的變化,實(shí)現(xiàn)對林業(yè)用地的權(quán)屬、利用情況及開發(fā)前景的動態(tài)管理,為科學(xué)和合理地開發(fā)、利用林地資源提供依據(jù)。通過充分利用不同類型的土地資源,能夠進(jìn)一步發(fā)揮林業(yè)對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)作用,提高林業(yè)在我國經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的地位。

        3.4 建設(shè)現(xiàn)代化檢測體系

        隨著我國現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)的林業(yè)管理技術(shù)已無法滿足新時(shí)期環(huán)境監(jiān)測與防治發(fā)展的需求,以GIS 技術(shù)為媒介建立起科學(xué)的現(xiàn)代化林業(yè)檢測體系是我國林業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展的重點(diǎn)。由于我國的林業(yè)資源復(fù)雜多樣,使得我國的林業(yè)數(shù)據(jù)檢測工作困難重重,但是利用GIS 技術(shù)構(gòu)建林業(yè)資源大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺,對這些分散的林業(yè)資源數(shù)據(jù)進(jìn)行整合,可有效提高數(shù)據(jù)收集的時(shí)效性和有效性。通過建設(shè)現(xiàn)代化林業(yè)檢測體系對處理過的數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)、準(zhǔn)確的分析,從中找出存在的問題并提出相應(yīng)的解決方案,可有效提高林業(yè)規(guī)劃的效率,從而促進(jìn)我國林業(yè)建設(shè)質(zhì)量的提高。

        4 結(jié)語

        為適應(yīng)現(xiàn)階段經(jīng)濟(jì)社會高速度發(fā)展,以及林業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要,同時(shí)實(shí)現(xiàn)林業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級優(yōu)化和產(chǎn)業(yè)鏈布局的不斷完善,在林業(yè)調(diào)查與規(guī)劃實(shí)際工作中應(yīng)用GIS 等先進(jìn)的信息技術(shù)是非常必要的。GIS 技術(shù)的應(yīng)用,不僅能夠?qū)崿F(xiàn)林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)中專業(yè)數(shù)據(jù)、原始信息及地理數(shù)據(jù)信息的快速獲取與統(tǒng)計(jì)分析,還能夠?yàn)榻?jīng)營方案的優(yōu)化、數(shù)據(jù)信息的快速管理、植樹造林管理和采伐管理等提供數(shù)據(jù)支撐。此外,憑借GIS 技術(shù)在數(shù)據(jù)信息分析和制圖方面的突出優(yōu)勢,還可以不斷提高林業(yè)發(fā)展過程中調(diào)查規(guī)劃工作的實(shí)用性和科學(xué)性。GIS 技術(shù)盡管并不能夠完全取代傳統(tǒng)的林業(yè)工作方式,但該技術(shù)的不斷增強(qiáng)和創(chuàng)新優(yōu)化,必然會在未來林業(yè)調(diào)查與規(guī)劃設(shè)計(jì)中大放異彩。

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