1、GIS 在林業中的應用魏雅男(南京林業大學土木工程學院 南京龍蟠路159 號 210037) 摘要：隨著現代經濟技術的迅猛發展，GIS的應用也越來越廣泛，對林業的作用也越來越大。 本文主要論述基于ArcGIS的林業主題圖制作、基于GIS的專家系統和決策支持系統在林業 中的應用、森林采伐量設計、森林抽樣、精準林業等。關鍵詞：GIS林業應用GIS application in forestryAbstract:With the development of modern economy and the rapid development of technology, GIS application

2、s more and more widely, to forestry is more and more big role. This paper focuses on the ArcGIS Forestry Thematic map making, GIS based expert system and decision support system in the application of forestry, forest harvesting, forest sampling design, precision forestry Key words:GIS forestry appli

3、cation1 引言：地理信息系統，簡稱GIS，是本世紀60年代發展起來的一門新興學科。GIS的空間分 析和屬性分析功能強大，被廣泛應用與農業、林業、水利、考古、環境、資源、道路、旅游 等方面的規劃與管理上。林業具有用地遼闊、生產周期長、森林系統結構復雜和森林資源附于地表等特點， 85% 以上的森林資源管理決策與其空間位置有關。GIS相比于原始的林業的決策方法，更加直觀， 而且可以實現資源管理的可視化。通過應用GIS，可以實現對森林資源管理的動態監測與規 劃。決絕林業上長久以來的粗放經營和信息技術落后的狀況，促使林業的可持續發展。近些年來，國家加大了對林業的投入，GIS在林業中的發展越來越快，

4、起到的作用也越 來越大。2GIS 技術在我國林業中的應用GIS在林業中的應用處于一個正在發展的階段。GIS的應用從根本上改變了傳統的森林 資源信息管理的方式，成為現代林業經營管理的嶄新工具。近年來，GIS技術在林業領域的應用非常活躍和普及，國內外林業工作者廣泛應用GIS 進行資源與環境的變化監測、森林資源管理、綜合評價、規劃決策服務。概括起來,GIS在 林業領域的應用研究主要有：森林資源信息管理、森林經營優化決策、森林分類經營區劃、 森林抽樣設計、林業專題制圖、森林采伐設計、營造林規劃設計、森林保護、森林資源管理 網絡GIS、精準林業等諸多方面。2.1 林業專題圖 林業專題圖是在林業生產活動中

5、形成的以林業和林業生產諸要素為主要內容的空間分 布圖，具有直觀、使用方便的特點，在森林資源調查、森林經營管理、造林規劃設計中廣泛 應用。目前，大多數應用研究通過通用的GIS軟件(Mapinfo，ARC/Info, MapGIS，ViewGIS 等)完成數字化林業專題圖建立。基于ArcGIS的林業專題圖制作流程：數據采集、數據編 輯、整飾、輸出。以下是基于ArcGIS的林業專題圖制作，以紫金山林相圖的編制為例。 2.1.1數據準備制做林相圖需要紫金山地區的基本地形圖、森林資源各種專題圖、小班記錄卡以及各類 相關的屬性數據。2.1.2 基礎數據的輸入對于不同形式的數據，要運用不同的錄入方法。對于電

6、子文檔數據，如AutoCAD的dwg 格式的紫金山地區的基本地形圖，應該在ArcGIS中的Arccatalog中將其轉換為shapefile文 件或 mdb 格式的文件。對于圖片形式的森林資源分布圖應該將其掃面為柵格圖然后進行配 準矢量化等步驟在進入應用。對于屬性數據，林業用途中較常用的屬性是小班面的單元屬性，包括該小班所屬的林區 編號、面積、郁閉度、優勢樹種、土壤類型等。如果要輸入的屬性沒有電子文檔，用鼠標點 擊每一個小班將其屬性錄入到屬性編輯框中；如果已經有該區域小班屬性的外部數據庫文 件，則可通過關聯的方法將其屬性連接到小班空間數據的屬性表中。空間數據的編輯、處理 空間數據輸入后，要對其

7、點、線、面元素進行數據檢查，包括數據的完整性檢查、正確性檢查，拓撲錯誤檢查及單個圖層屬性檢查及相鄰圖層屬性檢查等。對于線的處理，要盡量 避免懸掛線段。空間數據與屬性數據的聯接小班面建立后，在 Arccatalong 中建立小班屬性表，添加字段小班號編碼，然后運用 jion 將外部屬性表的屬性連接到小班屬性表上。注意進行聯接的兩個屬性表必須有完全相同的兩 個字段。在連接后，必須將生成的屬性表數據輸出，這樣，林相圖中的小班數據也隨之更新。林相圖的制作與輸出 林相圖的小班需進行符號化，符號化的符號庫可以用提供的符號庫或者自己編輯生成符號庫，不同類的小班附以不同的符號，添加所需的注記，并將注記轉出。然

8、后進行圖面整飾， 如標題、指北針、圖例、比例尺、圖框等。圖形輸出 將矢量數據導出為圖片形式，然后將圖打印出來及制成了紫金山地區的林相專題圖。 以往林業專題圖的制作是一項繁瑣的工作，手工制圖，很花費時間和精力，成果單一，比例尺固定并且難以長期保存，一旦數據發生變化就得重新編制，浪費了跟多的時間與精力， 而且精度也遠遠不夠。利用 ArcGIS 制作林業專題圖，簡單快捷，成果豐富，數據更新方便， 精度大大提高，節省了資源，節約了社會勞動力，提高了成圖效率。ArcGIS強大的分析、 查詢功能提供大量直觀的、形象的信息。基于ArcGIS的林業專題圖，是一種動態的資源管 理圖。專家系統和決策支持系統在林業

9、中的應用針對我國林業特點，基于GIS的專家系統和決策支持系統在林業中主要應用與森林防 火、營造林、森林病蟲害防治和森林資源管理等方面。對于森林防火方面，這一系統一方面能對可能發生的火災的時間和區域進行預測預報， 另一方面還能為消防員的滅火決策提供依據，從而使火災帶給人們的損失降到最低。在國外， 如加拿大，在1987年就已經建立起了加拿大森林火險等級系統(Canadian Forest Danger Ration System)和地理信息模擬系統(Geo-graphical Information and Modeling System)，用于 實時模擬火場狀況來幫助林火管理人員制定最佳滅火方案

10、。12003年 International Fire Sciences Laboratory又設計完成了模擬林火空間蔓延動態的Farsite軟件。2我國相對于發達 國家在這方面的研究比較滯后，從國家到地方都研究過森林防火管理系統，但是系統均有諸 多缺陷，功能不是很令人滿意。森林采伐量設計用已有的圖面材料和采伐指標，通過GIS的空間分析功能可以按照設定的條件，如樹 種分布的地區、保護生物多樣性等，將合理的采伐區域空間分布和采伐量確定下來。相比于 傳統方法更具有目的性和直觀性。森林抽樣 傳統的樣點布設是借助隨機數表在在地形圖、航片上、林業專題圖上標出，然后用測量 的方法根據樣點的圖上坐標放樣到實地

11、位置上。GIS系統使樣點布設的方法多樣化，目前， GIS 中已經有很多關于林業調查抽樣的功能，使森林抽樣樣點，可以任意查詢、精確標定樣 點的圖上位置。其功能越來越被林業調查廣泛使用。精準林業精準林業（Precision forestry）是指盡可能地采用現代高新科學技術建立一體化、智能化、 數字化的現代林業技術體系，進而使森林最大限度地發揮生態、經濟、社會效益，實現森林 可持續經營和區域可持續發展。精準林業在我國剛剛起步，尚在學術探討和某些環節技術問 題的實驗階段。GIS是精準林業的核心技術之一，其提供了新的集成系統的基礎平臺，在精 準林業領域將擁有廣泛的應用前景。3 結語：GIS正朝著分布式

12、的、開放的、網絡化的、大眾化的、全球化的GIS發展，被人們廣 泛應用于給個領域，產生了巨大的經濟和社會效益。當前，我過已經提出了建設“數字林業” 的概念，是否建立和使用了先進的林業地理信息系統，正在成為衡量當地林業管理水平的重 要標志。目前，GIS在我國林業上的應用還處于起步階段，國內從事林業GIS研究的人數不 是很多；GIS在林業上還主要應用在建立數據庫、數據庫查詢、空間疊加分析、緩沖區分析 和成果顯示輸去等幾個方面。在林業 GIS 基礎數據庫建設、林業通用 GIS 技術模塊、林業 行業數據標準和林業 GIS 海量數據支持等方面報道較少，這需要廣大的林業工作者共同努 力，促進我國林業GIS事業的快速向前發展。參考文獻：陳天恩，陳立平，陳紅，等.基于 GIS 的森林火災現場模擬及其應用