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GIS在林业方向中的应用

时间:2016-05-31


GIS 在林业方向中的应用
---以天祝县林场为例 摘要:在概述 GIS 的的概念以及原理后,详细介绍了 GIS 在天祝县沙漠防治,生态绿化,植 被恢复以及林副业增长方面的情况,表明 GIS 在林业应用上的重要性。 关键词:地理信息系统 林业生态恢复 森林规划 背景:天祝藏族自治县(简称天祝县)为甘肃省武威市下辖县,是中华人民共和国成立后第 一个实行民族区域自治的地区。天祝县处于青藏高原、黄土高原和内蒙古高原的交汇地带, 境内地势西北高,东南低,海拔在 2040-4874 米之间。地貌以山地为主,位于县境中部的乌 鞘岭横亘东西。天祝县境内河流分为石羊河水系(内陆)和黄河水系(外流)两大水系。黄 河水系的主要河流有大通河、 金强河、 石门河等, 石羊河水系的主要河流有毛藏河、 哈溪河、 南岔河、响水河、西大滩河等 17 条河流. 在产业收入上,2015 年天祝县林业产值 1300 万元,较往增长 3.25%; 林业具有用地广阔、 生产周期长, 其所涉及的森林系统结构复杂, 森林资源附于地表 等特点。 而 85%以上的森林管理决策与其空间位置有关, 采用传统方法制定管理决策, 缺 乏直观性和决策过程的可视化, 给经营管理带来许多困难。而 GIS 能快速准确地获取多种 组合形式的林业资源统计数据, 清晰直观地表现数据之间的联系和发展趋势 , 实现数据 可视化以及空间地理分析与实际应用的集成。以满足森林资源管理和领导决策的需求, 进 而可以利用 GIS 对林业资源质和量的变化进行动态监测与规划; 解决林业上长期以来经营 粗放、信息技术落后的问题, 促进林业的经营管理走上可持续发展道路。 1.地理信息系统简介 地理信息系统是介于信息科学、空间科学和地球科学之间的交叉学科与新技术学科, 地理信息系统是空间数据的管理系统, 是空间数据和属性数据的综合体, 它整合空间信息和 属性数据,方便对具体问题具体分析。其主要有以下特征:①空间定位特征:②多维结构特 征③明显的时序特征. 天祝县林场采用的森林资源信息管理使用 GIS 的数字地形模型 (DTM) , 地面模 型, 坡位、坡面模型可表现资源的水平分布和垂直分布, 利用栅格数据的融合, 再分类 和矢量图的叠加, 区域和邻边分析等操作,产生各种地图显示和地理信息, 用于分析林分、 树种、林种、蓄积等因子的空间分布。使用这些技术, 研究各树种在一定范围内的空间分 布现状与形式, 根据不同地理位置、立地条件、林种、树种、交通状况对现有资源实行全 面规划, 优化结构,查询各地、各林业局、各林场森林面积, 森林蓄积, 森林类型, 林 种分布, 树种结构, 林龄结构及变动情况等, 过去只能从森林资源档案数据库中了解情 况, 而且以往 GPS 还未普及,验方以及森林勘测都是由林场林业工程师们徒步调查,海拔 较高,地形较陡处所得数据有较大误差。而近年来结合 GPS 和 GIS 功能,可以做到图上动态 管理和监测, 从而可以做到更真实、更直观地把握森林资源的状况及变化。 2.GIS 在林场发展中的应用 ①森林分类经营管理 利用地理信息系统, 可以做到以林班、林场、林业局、地区及全省为单位的森林分类经营 管理, 能够做到分类更为科学、 更为客观, 为各级领导及林业管理部门、 生产部门提供可 操作的森林分类经营方案及科学依据。 ②“天保工程”及封山育林 实施天然林保护工程,即以祁连山山脉附近的“天保” 工程, 运用了“两类三划分”的方法, 落实到所有可操作的地块, 并可进行动态管理。只有利用地理信息系统才能真正做到科学

经营管理, 否则很难将天然林保护工程各项工作落到实处。封育区域的确定涉及一些地理 地貌和社会经济及人为活动等因素。 GIS 的分析设计可兼顾多种要素, 采用 DTM 和森林分 布图及专题图叠加, 区划出合理且更易实施的封育区域。 ③森林采伐管理及林副产品经济 以往林场林产品的商品流通市场不广阔, 且周围林地一部分为私营, 林业产品流通运输有较 大困难,为做到系统化林地管理。林场借助于 GIS,制定详细的采伐计划, 确定有关采伐 的目的、地点、树种、林种、面积、蓄积、采伐方式和更新措施,清楚地把握各地、各林业 局及林场,乃至各林班、 小班的森林资源状况, 下达森林采伐限额指标可做到有的放矢。 同 时, 可以确定各小班的森林经营及采伐方式, 实现以小班为单位的动态经营管理。 ④森林结构调整 应政府要求,天祝县哈溪林场 2011 年开始建设,当年完成重点工程造林 329.8 亩、补 植造林 498.4 亩、封山育林 2509.8 亩,共投资 47 万多元。为巩固建设成果,2012 年天祝 县哈溪林场筹资 6 万多元,继续对该示范点进行后续建设,完成补植补栽和植树造林 200 亩。 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 经济和生态效益特点利用 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, 规划建立自然保护区, 林区防火隔 离带等公益林的, 确定防护林的比例和相应的分布范围在大力造林、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, 使各龄组比重逐步趋向合理, 充分发 挥林地的生产潜力。 这引起当地治沙研究院、省林科院、中科院等科研单位的高度关注, GIS 对环境保护,林业研究起了重大的作用。 ⑤林业用地信息管理 林业土地变化包括林地类型和林地面积两方面。GIS 借助于地面调查或遥感图像数据, 实 现了地籍管理, 将资源变化情况落实到山头地块, 并利用强大的空间分析功能,可及时对 森林资源时空序列、空间分布规律和动态变化过程做出反映, 为科学地监测林地资源的变 化、林地增减原因、掌握征占林地的用途和林地资源消长提供了依据。利用地理信息系 统, 可以做到有效地管理林业部门,实现对林业用地的权属、利用情况及开发前景动态管 理。 3.应用前景: 一方面,GIS 在林业学科中的应用促进了学科的知识创新和理论深化研究 , 促成了各学科 间的相互联系, 极大地推动了林业系统科学及其分支学科的发展。 另外, 随着新分支学科 的建立, GIS 应用越来越广泛。另一方面,各学科的不断发展和深入反过来又需要 GIS 的不 断完善, 并为 GIS 提供实验基地。 如为了便于更科学合理地管理某一区域的自然资源, 就 需解决 GIS 同 GPS、RS 以及与专家决策支持系统的耦合问题, “3S”的应用可为林业生产 管理和决策者快速地提供精确的信息。 森林是农业的生态屏障, 也是陆地生态系统的主体。 我国森林生态功能较弱, 林业生产技术总体水平较低, 对林业生产调控能力差, 再加上 林业生产的高风险性、 区域性, GIS 技术的发展和应用为提高林业生产的调控能力, 实现 林业现代化和因地、因时的科学化管理提供了技术支持。林业作为 GIS 技术使用大户, 必 然会受到深远的影响。 结束语:目前, GIS 在我国林业上的应用还处于起步阶段 , 国内从事林业 GIS 研究的 人数不多; GIS 在林业上还主要应用在建立数据库、数据库查询、空间叠加分析、缓冲区 分析和成果显示输出等几个方面。 林业的未来必将依赖于 GIS 的发展, 这需要广大的林业工 作者共同努力, 促进我国林业 GIS 事业的快速向前发展。


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