【地理论文】地理信息系统在森林资源管理中的应用

摘要：伴随着现代林业的建设与发展,越来越多的先进技术和管理手段在林业中得到应用,传统的森林资源管理逐渐暴露出它的不足之处。为了更好地管理好森林资源，准确监测和预测森林资源的动态变化，地理信息系统的应用至关重要。地理信息系统是现代森林资源管理中不可缺少的工具,应用在资源档案管理、资源动态监测、森林防火、林业生产辅助决策等各方面,将为林业生产带来崭新的局面，使森林资源管理更趋科学化。本文概述了地理信息系统的概念、功能、应用领域，并探讨了地理信息系统在森林资源管理中的重要作用和应用前景。

关键词：地理信息系统；森林资源管理；应用

引言

森林资源是由复杂的植物群落组成的重要再生资源,具有生长周期长,地域分布复杂及特殊的动态变化规律,它在国家的经济建设和保护生态环境中起着十分重要的作用。随着森林资源开发利用与人类生存环境保护之间矛盾的日益突出,，GIS在林业系统中的研究和应用越来越广泛。为了更好地管理好森林资源,准确监测和预测森林资源的动态变化,应建立一个可持续发展的森林资源管理模式,以更好地发挥它的经济效益和生态效益。从森林资源分布的时空特征看,作为空间管理分析工作的地理信息系统无疑是林业中不可缺少的现代工具,

1地理信息系统概述

地理信息系统(即GIS-Geographic Information System)是20世纪60年代中后期发展起来并引起世界各国广泛重视的新技术，是介于信息科学、空间科学和地球科学之间的交叉学科。是以采集、存储、管理、分析、显示和应用整个或部分地球表面与空间和地理分布有关的数据的计算机系统，是分析和处理海量地理数据的通用技术，是集计算机科学、空间科学、地理学、环境科学、管理科学于一体的新型边缘学。具有数据采集、监测、编辑、数据处理、数据存储与组织、空间查询与分析、图形显示与输出等功能。

地理信息系统的应用领域涉及自然资源管理、土地管理、林业管理、农业和土壤、地质水文、市政管理、社会经济、景观生态、环保、水利、军事、测绘、旅游等诸多方面。通常泛指用于获取、储存、查询、综合处理、分析和显示与地球表面位置相关数据的计算机系统。地理信息系统功能的不断完善，使其越来越显示出它在应用领域中强大的生命力，成为了地理学的“第三代语言”，因而具有非常广阔的发展前景。

2地理信息系统在森林资源管理中的应用

2.1森林资源档案管理方面的应用

森林资源信息的档案管理是森林资源管理的基础内容，地理信息系统提供强大的管理工具和多样化的可视化平台，可以将森林资源地理数据（如小班区划、河流等）和小班调查数据以及实时影像集成到空间视图平台-林相图上，在实现森林资源档案信息集成化管理的同时，又能定点获取具体小班范围内（森林资源的现状数据，可以大大提高信息的利用率和可知度。

传统的森林资源档案管理主要包括森林二类调查小班卡、林业调查图和统计报表等。目前基本上以数据库为主,以小班为最基本的统计单位,建立森林资源档案管理库,并利用台账资料,通过有关的生长模型,每年对数据进行一次更新,来实现森林资源的动态管理。这种管理只能对森林资源的数据状况进行统计,各种相关图件(如林相图等)的制作还是采用手工绘制,或采用脱离数据库的计算机辅助制图,统计信息与空间位置信息基本脱节,很难保证小班的属性数据与图形数据的一一对应,这种“半自动化”的管理方法难以对空间数据进行分析和实现真正意义上的数据可视化。应用地理信息系统能将图形与数据库有机结合,实现森林资源档案管理的计算机一体化,使森林资源档案的管理和应用上升到一个新的水平。

(1)实现属性与图形数据双向查询。在进行资源数据查询方面实现数据一体化查询,可通过对林班、小班图形(图元)查询其相应的调查或统计数据(属性数据),查询所要求的林班、小班数据;也可以通过属性查询相应的图元,获取适应某些条件要求的林班、小班数据,查询结果可以通过地形图、统计图表等方式表现。图形和属性的这种联结查询,还可以随时了解资源状况和进行统计分析。

(2)实现图形和属性数据及时同步更新。GIS可将空间分析的数据结果自动存储到属性数据库中或将属性数据分析结果以图形的方式表现。当资源状态变化时,对地图图元或属性数据库进行修改,可实现图形和属性的及时更新。除此之外,利用遥感快速获取大面积区域信息的特点,以遥感图像作背景,GIS森林分布图的几何图形部分为林班界,进行叠加,遥感图像的属性信息可显示在林班中,这样可对已过时的林班界进行修改,达到资源更新的目的。与地界实测相比,节省了大量人力、物力和财力。

(3)实现资源统计报表和图形输出。由于GIS将管理性数据库纳入作为属性数据库,所以仍具有资源数据库管理的功能,由此可以通过GIS完成资源数据的统计报表,同时还可以根据其较强的制图功能将相关的空间数据作为图件打印出来、用于实际生产中。

（4）基础数据库的建立

针对森林资源清查工作需要建立相对应的基础数据库,，建立相应的森林资源管理地理信息系统，包括图库、属性数据库、数学模型库、代码库、绘图要素库五类。

2.2森林结构调整

2.2.1林种结构调整

用缓冲分析方法进行河岸防护林、自然保护区、林区防火隔离带等公益林的规划,确定防护林的比例和相应的分布范围。根据森林资源分布状况和自然、社会经济分布特点以及社会经济需求进行空间属性分析,可以确定不同林种(如用材林、经济林、造纸林、生态防护林、风景林、水源涵养林等)的布局。

2.2.2龄组结构调整

一方面根据森林资源可持续发展的需要,利用地形地貌、立地条件分布特点、林木生长各个阶段的经济的生态效益特点,利用GIS和相关的技术确定合理的龄组结构;另一方面,指定相应的森林时序结构的调整方案并落实到具体的山头地块,在大力造林、绿化、消灭荒山的同时,按照龄组法调整龄组结构,加速林木成熟,使各龄组化比重逐步趋向合理,充分发挥林地的生产潜力。

2.3森林资源政策管理

地理信息系统同时可以作为管理信息系统实施林业管理,如做生产计划,进行森林作业报批计划的审核等。依据我国森林法规定,对森林进行采伐作业必须首先申请,经核实审批后方可作业,同时它可进行申报计划核实和进行作业要求规定如采伐更新。

同时GIS是一种综合信息系统,它丰富的数据类型和形式在进行林业政策研究方面十分有用，可以作为林业政策制定和审核的依据。通过它的分析,计算和模拟可以发现林业生产经营中的问题和解决方法,从而为林业生产和改善经营提出政策法规建议,GIS可作为制定林业政策法规的科学依据。

2.4森林资源经营管理方面

2.4.1限制采伐

借助于GIS,制定详细的采伐计划,确定有关采伐的目的、地点、树种、面积、蓄积、采伐方式和更新措施。制定采伐计划安排,制作采伐图表和更新设计。

2.4.2抚育间伐

利用地理信息系统强大的数据库和模型库功能,可以检索提取符合抚育间伐的小班,制作抚育间伐图并进行合理株数模拟预测。

2.4.3造林规划

GIS可通过分析提供森林立地类型图表,宜林地数据图表,适生优势树种和林种资料,运用坡位、坡面分析,按坡度、坡向划分的地貌类型结合立地类型选择造林树种和规划林种。

2.4.4速生丰产林、基地培育。

GIS的空间地理信息和林分状况数据结合,依据模型提供林分状况数据,如生产力、蓄积等值区划和相关数据,据此可按林分生产力设计速生丰产林培育和基地培育。

2.4.5封山育林

GIS对封育区域的确定的分析设计可兼顾多种要素（包括一些地理地貌和社会经济及人为活动等因素），采用DTM和森林分布图及专题图叠加,区划出合理且更加可行的封育区域。

2.6森林资源动态监测

森林资源的动态监测是通过不同龄组森林资源的消长变化来实现的，包括地类、林地面积、森林蓄积量等的变化。基于专题对象的空间数据与属性数据融合的中间驱动库，为森林资源地理信息库的动态更新提供技术保证，动态更新的结果以图的形式显示出来，使静态数据变成动态信息。森林资源数据本身的更新有三种方式：人工相关补充调查、生长预测模型和利用遥感技术调查。

林业资源中的森林面积、蓄积、类型、林种、树种的结构和分布及变动情况等森林资源信息，过去只能从森林资源档案中的文字表格上获得了解，缺少直观的空间数据，难以分析其变化及空间分布规律。地理信息系统的空间数据管理和分析功能弥补了这一不足，它能以有效的数据组织形式进行数据库管理、更新、维护、检索查询，做到图上的动态管理和监测，并以多种方式输出决策所需的地理空间信息。

3前景

地理信息系统技术在我国森林资源管理与调查规划设计中的各种应用还刚刚起步，不过它已经显示出其强大的生命力。地理信息系统技术在林业方面的应用将会随着时代的发展愈加广泛，手段和方法也将日臻完善、严密，使森林资源的管理与调查规划设计进一步科学化、系统化、规范化。

结束语

地理信息系统作为一门新型技术,在森林资源管理中的应用非常广泛,而且其应用范围远远不止上述内容。如应用GIS可建立森林资源辅助决策系统;结合行政法规,可以建立区域森林资源经营与法规系统,；进行森林防火、病虫害管理等。随着地理信息系统的进一步发展,地理信息系统也将在森林资源管理与监测中的得到越来越广泛和深入的应用。

参考文献

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