【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 、災(zāi)害調(diào)查、監(jiān)測(cè)與預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、森林信息動(dòng)態(tài)更新的“3S”一體化技術(shù)與分析處理系統(tǒng)；開(kāi)發(fā)網(wǎng)絡(luò)GIS與微型GIS系統(tǒng)，逐步形成以網(wǎng)絡(luò)為傳輸工具、網(wǎng)絡(luò)GIS為傳輸平臺(tái)、微型GIS為林業(yè)數(shù)據(jù)管理、遙感為數(shù)據(jù)更新信息源的林業(yè)信息共享服務(wù)信息產(chǎn)業(yè)，為林業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)監(jiān)測(cè)、災(zāi)害預(yù)報(bào)等提供遙感制圖、信息更新、輔助決策等信息技術(shù)服務(wù)，提高林業(yè)生產(chǎn)整體水平。二、“3S”技術(shù)在林業(yè)生產(chǎn)管理領(lǐng)域的現(xiàn)實(shí)意義林業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的管理決策人員面對(duì)著各種數(shù)據(jù)，如林地使用狀況、植被分布特征、立地條件、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等許多因子的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)既有空間數(shù)據(jù)又有屬性數(shù)據(jù)，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析并及時(shí)找出解決問(wèn)題的合理方案，借用傳統(tǒng)方法不是一件容易的事，而利用GIS方法卻輕松自如。社會(huì)經(jīng)濟(jì)在迅速發(fā)展，森林資源的開(kāi)發(fā)、利用和保護(hù)需要隨時(shí)跟上經(jīng)濟(jì)發(fā)展的步伐，掌握資源動(dòng)態(tài)變化，及時(shí)做出決策就顯得異常的重要。常規(guī)的森林資源監(jiān)測(cè)，從資源清查到數(shù)據(jù)整理成冊(cè)，最后制定經(jīng)營(yíng)方案，需要的時(shí)間長(zhǎng)，造成經(jīng)營(yíng)方案和現(xiàn)實(shí)情況不相符。這種滯后現(xiàn)象勢(shì)必出現(xiàn)管理方案的不合理，甚至無(wú)法接受。利用GIS就可以完全解決這一問(wèn)題，及時(shí)掌握森林資源及有關(guān)因子的空間時(shí)序的變化特征，從而對(duì)癥下藥。在我國(guó)上萬(wàn)個(gè)基層林業(yè)生產(chǎn)單位中，森林資源清查、各種經(jīng)營(yíng)方案的設(shè)計(jì)（如造林規(guī)劃、撫育間伐、伐區(qū)設(shè)計(jì)等）常常需要大量的人力、物力、財(cái)力。利用“3S”技術(shù)的優(yōu)勢(shì)可表現(xiàn)在：節(jié)省經(jīng)費(fèi)（1）節(jié)省二類調(diào)查經(jīng)費(fèi)：制作一張林相圖，過(guò)去利用人工制作，大約要7天，而利用GIS，不到1小時(shí)。整理內(nèi)業(yè)工作，從勾繪草圖、小班求積、清樣、標(biāo)注、描色、數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計(jì)等都可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)化，與人力相比GIS在總體上可節(jié)省5倍的經(jīng)費(fèi)。（2）利用已有的林相基本圖和數(shù)據(jù)，GIS可以隨時(shí)制作任何林業(yè)專題圖，如造林規(guī)劃圖、土地分布圖、經(jīng)營(yíng)撫育實(shí)施圖、成熟林分布圖等，節(jié)省專題圖制作費(fèi)。（3）節(jié)省伐區(qū)設(shè)計(jì)的內(nèi)業(yè)經(jīng)費(fèi)。（4）節(jié)省外業(yè)調(diào)查經(jīng)費(fèi)，利用GIS更新后的林相圖、制作立體林相圖，更有利于外業(yè)調(diào)查。（5）利用GPS+PDA+GIS外業(yè)調(diào)查更趨科學(xué)化。提高工作效率（1）提高制圖速度、縮短內(nèi)業(yè)時(shí)間。（2）提高二類、伐區(qū)和其他專題調(diào)查的效率。（3）提高制作經(jīng)營(yíng)決策方案的效率。使林業(yè)經(jīng)營(yíng)管理更趨科學(xué)化（1）將空間數(shù)據(jù)作為不可缺少的因素與屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，改變單一屬性數(shù)據(jù)分析的缺陷。使制作的決策方案更加合理。（2）對(duì)林業(yè)森林資源的空間屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，一旦資源發(fā)生變更，即刻對(duì)資源數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，從而準(zhǔn)確掌握資源的狀況，做出有效的決策。（3）制作與生長(zhǎng)模型，決策模型等有關(guān)的專題地圖提供形象化的決策分析方案，為經(jīng)營(yíng)方案準(zhǔn)確有效的實(shí)施奠定基礎(chǔ)。三．“3S”技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩rGIS在林業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用國(guó)外起步較早，GIS開(kāi)始走向?qū)嵱们?，就進(jìn)行了這方面的探索，目前在國(guó)際上已有許多成功的例子，80年代中加拿大在林業(yè)部門開(kāi)始進(jìn)行大范圍的應(yīng)用。目前在許多州及林業(yè)生產(chǎn)管理部門中，GIS發(fā)揮了巨大作用。由于我國(guó)政府部門的重視和國(guó)際組織的援助，我國(guó)國(guó)家森林資源監(jiān)測(cè)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)工作作目前正在開(kāi)展。這標(biāo)志著林業(yè)資源管理將開(kāi)始邁向一個(gè)新的里，基層林業(yè)GIS的建設(shè)在我國(guó)是勢(shì)在必行。目前，美國(guó)已開(kāi)發(fā)成功應(yīng)用于森林資源調(diào)查的“3S”技術(shù)，加拿大、日本、印度等國(guó)，在大約25分鐘內(nèi)可以利用前一天接收的MSS和TM衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，按統(tǒng)一的指標(biāo)體系和圖例，輸出整幅的1：20萬(wàn)或1：50萬(wàn)土地利用/土地覆蓋圖。在森林資源的調(diào)查和監(jiān)測(cè)方面，目前美國(guó)已突破了傳統(tǒng)的范圍，滲透到全球環(huán)境變化監(jiān)測(cè)和森林保?。‵HM）監(jiān)測(cè)研究。利用航天、遙感技術(shù)建立大范圍的森林生態(tài)圖（ECOMAP）和森林健康指數(shù)圖，對(duì)森林的生物和環(huán)境因子，森林的健康狀況進(jìn)行連續(xù)和動(dòng)態(tài)的研究和監(jiān)測(cè)。自80年代中期以來(lái)，美國(guó)林務(wù)局在資源、流域、森林多樣性保護(hù)等方面的管理監(jiān)測(cè)中廣泛推廣應(yīng)用地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、遙感技術(shù)和計(jì)算機(jī)等先進(jìn)技術(shù)手段，并對(duì)有關(guān)數(shù)據(jù)信息的收集、補(bǔ)充、貯存和完善制定了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。近年來(lái)聯(lián)邦林務(wù)局正在組織一項(xiàng)綜合遙感信息處理集成資源數(shù)據(jù)庫(kù)的項(xiàng)目研究，目的是將遙感及其相關(guān)技術(shù)用于GIS數(shù)據(jù)庫(kù)的建立。在美國(guó)，不論是科研、教學(xué)部門，還是行政管理部門，從宏觀決策、資源數(shù)據(jù)存貯和統(tǒng)計(jì)分 析到日常工作，計(jì)算機(jī)應(yīng)用非常普遍，各項(xiàng)工作的進(jìn)行都十分規(guī)范。林業(yè)遙感和信息管理領(lǐng)域 美國(guó)林業(yè)政策制定和科研立項(xiàng)的正確性和科學(xué)性來(lái)源于各基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的真實(shí)性、正確性和可靠性。注重學(xué)習(xí)和研究美國(guó)數(shù)據(jù)庫(kù)的長(zhǎng)期維護(hù)、保存策略和政策；數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)及其質(zhì)量控制保證系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)用性開(kāi)發(fā)，尤其是資源數(shù)據(jù)庫(kù)為全球環(huán)境變化研究服務(wù)的途徑和方法；大型數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和數(shù)字化儲(chǔ)存技術(shù)（如用光盤作為儲(chǔ)存介質(zhì)）等?！?S”技術(shù)在林業(yè)應(yīng)用，其中應(yīng)用最多的單位是林業(yè)基層單位，GIS應(yīng)用最為廣泛。制定森林經(jīng)營(yíng)決策方案方面，GIS借助其擁有的數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)管理功能等，可以很方便地在空間、屬性數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上建立生長(zhǎng)，預(yù)測(cè)、經(jīng)營(yíng)、決策模型。通過(guò)對(duì)各種經(jīng)營(yíng)過(guò)程進(jìn)行模擬、比較和評(píng)價(jià)；選擇出最優(yōu)經(jīng)營(yíng)方案，井形成綜合或?qū)ｎ}報(bào)告輸出供決策者參考。1990年日本的伊藤達(dá)夫利用GIS制定森林經(jīng)營(yíng)開(kāi)發(fā)方案，應(yīng)用后取得了滿意效果。林業(yè)制圖方面，GIS制圖是一項(xiàng)技藝性強(qiáng)且工作量極大的工作，但GIS提供的制圖功能使制圖工作變得輕松自如。在制作植被分布圖時(shí)，GIS把地圖的信息源依海拔、坡向、坡位、坡、度、土壤類型、年降雨量等分成不同的“層”，使每一層與一定立她上的植被相聯(lián)系，從而簡(jiǎn)化、連貫了植被成圖工作。通過(guò)圖形的組合、疊加、復(fù)合，實(shí)現(xiàn)地圖的拼接、裁剪（縮放等各種功能）從而制作用戶所需的各種復(fù)雜的專題地圖，GIS在日本林業(yè)上的應(yīng)用功能就是森林資源數(shù)據(jù)管理、分析與各種地圖、圖形的處理等。GIS在林業(yè)上的應(yīng)用過(guò)程大致分為3個(gè)階段，即：①作為森林調(diào)查、數(shù)據(jù)管理的工具：主要特點(diǎn)是建立地理信息庫(kù)，利用GIS繪制森林分布圖及產(chǎn)生正規(guī)報(bào)表。GIS的應(yīng)用主要限于制圖和簡(jiǎn)單查詢。②作為資源分析的工具：已不再限于制圖和簡(jiǎn)單查詢，而是以圖形及數(shù)據(jù)的重新處理等分析工作為特征，用于各種目標(biāo)的分析和推導(dǎo)出新的信息。③作為森林經(jīng)營(yíng)管理的工具：主要在于建立各種模型和擬定經(jīng)營(yíng)方案等，直接用于決策過(guò)程。三個(gè)階段反映了林業(yè)工作者對(duì)GIS認(rèn)識(shí)的逐步深入。GIS在林業(yè)上的應(yīng)用在我國(guó)還處在很初級(jí)的水平，大部分處在第一階段。一些先進(jìn)發(fā)達(dá)國(guó)家，GIS在林業(yè)上的應(yīng)用已進(jìn)入了第二、第三階段。四．GIS在林業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用.森林資源管理地理信息系統(tǒng)1． 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立(1)基礎(chǔ)地圖整理和空間數(shù)據(jù)庫(kù)的建立：自然資源地圖、如森林分布圖、林相圖、土壤分布圖、森林資源產(chǎn)量、質(zhì)量崐分布圖、野生動(dòng)植物分布圖、病蟲害分布圖、降水分布圖(年最高、最低、積雪等)、輻射量、日照量分布圖、熱量資源分布圖等。：如地形圖、地貌圖(往往用于大范圍的森林資源管理)、水系、流域分布圖等。：如交通分布圖、人口分布圖、資源消耗分布圖、居民點(diǎn)分布圖、木材加工利用分布圖等。：如林業(yè)區(qū)劃圖、造林規(guī)劃圖、資源預(yù)測(cè)圖、森林火險(xiǎn)等級(jí)分布圖、調(diào)查樣地分布圖、森林資源評(píng)價(jià)圖、自然保護(hù)區(qū)規(guī)劃圖、森林公園規(guī)劃圖、環(huán)境保護(hù)規(guī)劃圖、土地利用圖等。森林資源管理的某些專題應(yīng)用領(lǐng)域的信息管理往往只需要一部分圖件作為其信息源。以上列出的所有地圖有些是最初的原始材料, 有些則可以利用地理信息系統(tǒng)的空間、屬性數(shù)據(jù)分析處理功能被制作出來(lái)。如森林經(jīng)營(yíng)地圖中的一些圖件就可以通過(guò)資源、地理、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等有關(guān)地圖進(jìn)行綜合處理而獲得，資源圖件也可以根據(jù)生長(zhǎng)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行屬性數(shù)據(jù)分析以及空間、屬性數(shù)據(jù)的相關(guān)分析進(jìn)行設(shè)計(jì)和制作。用戶可以根據(jù)具體情況確定哪些地圖作為森林資源地理信息管理的信息源。(2)屬性數(shù)據(jù)庫(kù)建立：“二類”調(diào)查數(shù)據(jù)目前在我國(guó)大都采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，每個(gè)小班調(diào)查卡片為數(shù)據(jù)庫(kù)中的一個(gè)記錄，經(jīng)輸入、檢查、修改，建成小班調(diào)查因子數(shù)據(jù)庫(kù)和樣地調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)。在數(shù)據(jù)庫(kù)中：數(shù)據(jù)項(xiàng)：每項(xiàng)調(diào)查因子。為實(shí)現(xiàn)屬性庫(kù)與圖形庫(kù)的聯(lián)結(jié)，對(duì)應(yīng)于圖形庫(kù)中的關(guān)鍵字，在小班數(shù)據(jù)庫(kù)中增加了一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)ID；記錄：以小班記錄或樣地記錄為單位；文件：以鄉(xiāng)(鎮(zhèn))或林場(chǎng)(采育場(chǎng))為單位，文件以鄉(xiāng)(鎮(zhèn))或林場(chǎng)(采育場(chǎng))名稱命名。森林資源數(shù)據(jù)庫(kù)中，小班調(diào)查記錄卡含小班編碼、調(diào)查因在不同的?。▍^(qū)）有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，在其二類清查的規(guī)程中有相應(yīng)的說(shuō)明。(3)森林資源分析和評(píng)價(jià):林業(yè)土地變化包括林地類型和林地面積兩方面。GIS借助于地面調(diào)查或遙感圖像數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了地籍管理，將資源變化情況落實(shí)到山頭地塊，并利用強(qiáng)大的空間分析功能，可及時(shí)對(duì)森林資源時(shí)空序列、空間分布規(guī)律和動(dòng)態(tài)變化過(guò)程作出反映，為科學(xué)地監(jiān)測(cè)林地資源的變化、林地增減原因、掌握征占林地的用途和林地資源消長(zhǎng)提供了依據(jù)。:用GIS的數(shù)字地形模型(DTM)，地面模型，坡位、坡面模型可表現(xiàn)資源的水平分布和垂直分布，利用柵格數(shù)據(jù)的融合，再分類和矢量圖的疊加，區(qū)域和鄰邊分析等操作，產(chǎn)生各種地圖顯示和地理信息，用于分析林分、樹(shù)種、林種、蓄積等因子的空間分布。使用這些技術(shù)，研究各樹(shù)種在一定范圍內(nèi)的空間分布現(xiàn)狀與形式，根據(jù)不同地理位置、立地條件、林種、樹(shù)種、交通狀況對(duì)現(xiàn)有資源實(shí)行全面規(guī)劃，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，確定空間利用能力，提高森林的商品價(jià)值。:建立縣級(jí)森林資源連續(xù)清查和“二類”調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，完善了森林資源檔案，并根據(jù)實(shí)際經(jīng)營(yíng)活動(dòng)情況及生長(zhǎng)模型及時(shí)更新數(shù)據(jù)，為及時(shí)準(zhǔn)確地掌握森林資源狀況和消長(zhǎng)變化動(dòng)態(tài)，提供了依據(jù)?？臻g數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的有機(jī)聯(lián)結(jié)實(shí)現(xiàn)了雙向查詢，根據(jù)圖形查詢相應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)如可通過(guò)林班或小班圖形查詢其相應(yīng)的調(diào)查或統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；也可按照屬性特點(diǎn)查找對(duì)應(yīng)的地理坐標(biāo)或圖形。查詢結(jié)果以專題圖、統(tǒng)計(jì)圖表等方式輸出。(4)林權(quán)管理:權(quán)屬分國(guó)家、集體、個(gè)人三種形式，不同權(quán)屬的森林實(shí)行“誰(shuí)管誰(shuí)有”的原則，大部分權(quán)屬明確，產(chǎn)權(quán)清晰，界線分明，標(biāo)志明顯，山林權(quán)與實(shí)地、圖面相符，少數(shù)地方界線難以確定，可用鄰邊分析暫定未定界區(qū)域。從而減少或避免各種林權(quán)糾紛。森林結(jié)構(gòu)調(diào)整：:用緩沖分析方法進(jìn)行河岸防護(hù)林，自然保護(hù)區(qū)，林區(qū)防火隔離帶等公益林的規(guī)劃，確定防護(hù)林的比例和相應(yīng)的分布范圍。根據(jù)森林資源分布狀況和自然、社會(huì)經(jīng)濟(jì)分布特點(diǎn)以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)需求進(jìn)行空間屬性分析可以確定不同林種（如用材林、經(jīng)濟(jì)林、造紙林、生態(tài)防護(hù)林、風(fēng)景林、水源涵養(yǎng)林等）的布局。:一方面根據(jù)森林資源可持續(xù)發(fā)展的需要利用地形地貌、立地條件分布特點(diǎn)林木生長(zhǎng)各個(gè)階段的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益特點(diǎn)利用GIS和相關(guān)的技術(shù)確定合理的齡組結(jié)構(gòu)；另一方面指定相應(yīng)的森林時(shí)序結(jié)構(gòu)的調(diào)整方案并落實(shí)到具體的山頭地塊，在大力造林、綠化、消滅荒山的同時(shí)，按照齡組法調(diào)整齡組結(jié)構(gòu)，加速林木成熟，使各齡組比重逐步趨向合理，充分發(fā)揮林地的生產(chǎn)潛力。森林經(jīng)營(yíng)：(1)采伐:借助于GIS，制定詳細(xì)的采伐計(jì)劃，確定有關(guān)采伐的目的、地點(diǎn)、樹(shù)種、林種、面積、蓄積、采伐方式和更新措施。制定采伐計(jì)劃安排，制作采伐圖表和更新設(shè)計(jì)。(2)撫育間伐:利用GIS強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)和模型庫(kù)功能，檢索提取符合撫育間伐的小班，制作撫育間伐圖并進(jìn)行合理株數(shù)模擬預(yù)測(cè)。(3)造林規(guī)劃:GIS可通過(guò)分析提供森林立地類型圖表，宜林地?cái)?shù)據(jù)圖表，適生優(yōu)勢(shì)樹(shù)種和林種資料，運(yùn)用坡位、坡面分析，按坡度、坡向劃分的地貌類型結(jié)合立地類型選擇造林樹(shù)種和規(guī)劃林種。(4)速生豐產(chǎn)林、基地培育：GIS的空間地理信息和林分狀況數(shù)據(jù)結(jié)合，依據(jù)模型提供林分狀況數(shù)據(jù)如生產(chǎn)力、蓄積等值區(qū)劃和相關(guān)數(shù)據(jù)，據(jù)此可按林分生產(chǎn)力設(shè)計(jì)速豐林培育和基地建設(shè)。(5)封山育林:封育區(qū)域的確定涉及一些地理地貌和社會(huì)經(jīng)濟(jì)及人為活動(dòng)等因素。GIS的分析設(shè)計(jì)可兼顧多種要素，采用DTM和森林分布圖及專題圖疊加，區(qū)劃出合理且更易實(shí)施的封育區(qū)域。.省、地、縣林業(yè)資源信息管理與GIS根據(jù)各級(jí)林業(yè)管理職能的需要，將林業(yè)地理信息系統(tǒng)分為三個(gè)層次，它們是：省級(jí)林業(yè)地理信息系統(tǒng)、市級(jí)（地區(qū)）林業(yè)地理信息系統(tǒng)和縣（市）級(jí)（其中包括林管局）林業(yè)地理信息系統(tǒng)。縣、市級(jí)林業(yè)地理信息 系統(tǒng)是廣東省級(jí)、市級(jí)（地區(qū)）林業(yè)地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)。1．省級(jí)林業(yè)GIS對(duì)上與國(guó)家級(jí)林業(yè)GIS銜接，對(duì)下連接市級(jí)（地區(qū)）林業(yè)GIS，通過(guò)它可以直接檢索和管理各市級(jí)（地區(qū)）、縣（市）級(jí)林業(yè)的基本信息，為省級(jí)林業(yè)主管部門提供輔助決策工具。2．市級(jí)（地區(qū)）林業(yè)GIS直接檢索和管理縣級(jí)、鄉(xiāng)級(jí)的林業(yè)基本信息，作為市級(jí)（地區(qū)）林業(yè)主管部門的輔助決策工具。3．縣級(jí)林業(yè)GIS落實(shí)到鄉(xiāng)、村以及小班地塊，為縣級(jí)林業(yè)規(guī)劃管理、資源監(jiān)測(cè)等不同林業(yè)生產(chǎn)管理工作提供服務(wù)?？h級(jí)林業(yè)地理信息系統(tǒng)是整個(gè)體系的基礎(chǔ)，它可以進(jìn)行林業(yè)多種專題的應(yīng)用，如二類清查內(nèi)業(yè)處理、林業(yè)地籍管理、伐區(qū)設(shè)計(jì)、造林規(guī)劃、撫育間伐、資源監(jiān)測(cè)等。同時(shí)確保與其它經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域應(yīng)用（如農(nóng)業(yè)國(guó)土環(huán)境保護(hù)等）的接軌?？h（市）級(jí)林業(yè)GIS是市級(jí)（地區(qū)）林業(yè)GIS和省級(jí)林業(yè)GIS的基礎(chǔ)，在建立縣（市）級(jí)GIS的同時(shí)考慮到與市級(jí)（地區(qū)）、省級(jí)甚至國(guó)家級(jí)林業(yè)GIS的接軌。在整個(gè)體系中從