森林資源數據庫更新中采用的技術手段與方法——基于吉林省和龍市林業局資源數據更新

白星雯，馬燕娥，楊曉玲，吳露露，高梓洋

(1.國家林業局調查規劃設計院，北京 100714;2.北京林業大學，北京 100083;3.國家林業局林產工業規劃設計院，北京 100010)

吉林省和龍市林業局始建于1950年，下轄8個國有林場，8個鄉村林業站，1個國營苗圃。吉林省和龍市林業局擁有豐富的森林資源，森林覆蓋率為73.8%。為實現森林資源的可持續利用與發展，掌握第一手森林資源數據就顯得尤為重要。

1 森林資源現狀分析

1.1 森林資源的數量和質量

森林資源數量和質量的調查統計是森林資源計量的基礎。從遙感影像圖可知，和龍市林業局的森林資源主要分布在海拔較高的山區與市郊各鄉鎮，而在和龍市林業局南部的有林地郁閉度較大，林木茂盛。

根據吉林省和龍市林業局2009年森林資源檔案統計，林業局總經營面積270 813 hm2，森林覆蓋率為73.8%。現有林業用地217 508 hm2，占總經營面積的80.3%，非林地面積53 305 hm2，占土地總面積的19.7%。在林業用地中，有林地面積199 849.5 hm2，占林業用地面積的91.89%，另有疏林地414.6 hm2，灌木林7 227.4 hm2，未成林地3 443.3 hm2，苗圃54.8 hm2，無立木林地432.3 hm2，輔助生產林地438.9 hm2。

按不同林分起源統計，和龍市林業局有林地中天然林162 815.9 hm2，人工林37 033.6 hm2，分別占有林地的81.47%和18.53%。二期天然林資源保護工程的啟動，還將繼續實行天然林保護工程和人工造林工作，將使森林資源穩步增長。有林地中，幼齡林42 173 hm2，中齡林107 259.2 hm2，近熟林42 499.9 hm2，成熟林7 838.1 hm2，過熟林64 hm2，分別占有林地總面積的21.10%、53.67%、21.27%、3.92%和0.03%。按林種劃分，特用林、防護林、經濟林和用材林的面積分別為1 400、93 795.6、4 137和100 516.9 hm2，分別占有林地的0.70%、46.93%、2.07%和50.30%

2009年，和龍市林業局共有活立木總蓄積量為1 849 9245 m3，其中:有林地蓄積量為18 484 700 m3，占活立木總蓄積量的99.92%，另有疏林地蓄積量5 599 m3，散生木蓄積量8 886 m3，四旁樹蓄積量707 m3。林分蓄積，按起源劃分，天然林蓄積16 548 633 m3，人工林蓄積1 936 067 m3，分別占有林地蓄積量的89.53%，10.47%。按齡組劃分，中齡林蓄積比重最大，為10 368 270 m3，占有林地總蓄積的56.09%，其次為近熟林，占32.28%。按林種劃分，用材林蓄積量比重最大，為9 469 311 m3，占有林地蓄積的51.23%，其次為防護林，占有林地蓄積的47.86%，另有特用林蓄積165 460 m3和經濟林蓄積2 885 m3。

1.2 森林植被

和龍市林業局植被屬于長白山植被類型，主要為針闊葉混交林和落葉闊葉林。由于受溫暖季風影響，水熱條件較為優越，為植物生長提供了有利條件，森林生長茂盛。優勢樹種有紅松、云杉、樟子松、落葉松、臭松、胡桃楸、椴樹、柞樹、榆樹、色樹、白樺和楊樹等。其中柞樹林與闊葉混交林所占比重最大，分別為37.36%與34.03%。其次是落葉松林與針闊混交林。柞樹林所占比例較大，但是其幼齡林和中齡林所占比例較小，其他優勢樹種也有這種現象，而且齡級缺少更為嚴重。

1.3 森林資源消耗量

如圖1所示，森林資源每年采伐量與出材量相當，表明森林資源蓄積量在一定基礎上處于穩定范圍。

2 森林資源數據GIS更新技術路線與實現

森林資源調查是林業經營的基礎工作，是建設林業、發展現代林業的重要支撐和保障，為強化森林資源管理、保護森林資源提供基礎數據。為了開展吉林省和龍市林業局森林經營方案的編制，需更新和龍市林業局森林資源二類調查小班數據，獲取反映森林資源現狀的最新數據，進一步完善吉林省和龍市林業局森林經營方案編制工作。本次工作中，將GIS技術運用到森林資源數據的調查中，完成森林資源數據的更新。

圖1 2000年至2009年森林資源消耗統計Fig.1 Statistics of forest consumption from 2000 to 2009

2.1 數據源獲取

(1)2009年吉林省和龍市林業局森林資源小班數據庫 (Excel文件)。

(2)2000年吉林省和龍市林業局森林資源二類調查數據 (GIS數據庫)。

(3)2000－2008年吉林省和龍市林業局林相圖經營措施分布圖 (紙質)。

(4)2009年吉林省和龍市林業局各林場伐區調查設計統計表 (紙質)。

(5)2008、2009年和龍市林業局封山育林調查設計、更新造林調查設計和冠下造林調查設計等近期森林經營措施實施方法資料 (紙質)。

2.2 技術路線

和龍市林業局的各類森林調查、經營使用底圖均為2000年二類調查圖，從2000年至今每年都對森林撫育更新的經營措施進行記錄與紙質圖標注定位，記錄清晰完整。本次工作將采用2000～2009年和龍市林業局的森林經營資料對2000年二類調查GIS數據進行屬性和圖形的更新，在更新完成后，對更新數據進行實地復核。技術流程如圖2所示。

圖2 2009年二類調查小班數據庫更新技術流程圖Fig.2 Technical flowchat of updating sub－compartment database，2009

2.3 小班數據更新方法

在二類調查中規定，若小班的面積小于0.1 hm2則不需要上圖，更新的森林資源數據截止于2009年，其基礎數據源為2000年森林經理調查成果——地理信息系統軟件 MapInfo生成的數據庫，在此基礎上進行森林資源數據的屬性更新和圖形更新。

2.3.1 森林資源二類小班數據屬性更新

未進行任何經營措施的小班，面積不變，而屬性字段隨著森林生長而變化。此類小班，更新其屬性字段即可完成小班地理空間數據庫的更新。

森林屬性數據:和龍市林業局按照省、地市林業行政主管部門頒發的森林生長率計算辦法，已逐年完成更新，更新后的數據統一表示在Excel表格形式的小班數據一覽表中，如圖3所示。

屬性更新采用對應唯一字段的方法實現鏈接，連接字段選擇“林班－小班”。更新實現平臺為地理信息系統主流軟件ArcGIS。

圖3 屬性鏈接時唯一字段的設置與鏈接Fig.3 Settings and linkings of sole field in attribute linking

2.3.2 森林資源二類小班數據圖形更新

對圖形發生變化的小班，需要同時修改小班圖形和屬性因子，小班的數據更新包括小班圖形的分割、合并和小班屬性因子的修改等步驟。此次更新是通過2009年的屬性數據去反推圖形的更新，利用外業調繪圖及各種設計成果，將圖形發生變化的小班范圍進行掃描和糾正等處理后矢量化賦值。如圖4和圖5所示。

圖4 撫育采伐紙質材料掃描并矢量化賦值Fig.4 Materials scanning and vectorization assignment of improvement cutting

圖5 伐區紙質材料掃描并矢量化賦值Fig.5 Materials scanning and vectorization assignment of cutting area

進行了撫育采伐等經營措施的小班，通常其作業區面積為半個小班，此時小班一分為二，實施經營的作業區單獨成立新增小班。此類小班圖形、屬性信息全都發生變化，在更新圖形信息后，再核實、更新屬性信息，然后利用空間關聯、屬性關聯等方法更新屬性信息，完成小班地理空間數據庫的更新。

新增小班地塊空間歸屬來源主要有兩方面:一是以紙質林相圖為基礎繪制的經營措施分布圖，二是林場伐區調查設計圖。后者為三類調查設計，面積實測，精度較高。故對小班進行圖形更新時，參照了小班內伐區的面積來確定新增小班。即通過鏈接好的小班屬性進行面積做差，然后找到與面積差值相同的小班，則該小班就為新增小班。

二類小班數據在做完圖形更新和屬性的變化更新并檢查合格后，還要進行自然增長更新，這部分更新將主要影響到地類、單位面積蓄積、小班蓄積、樹高、胸徑和林齡等小班因子，這些因子需要重新取值。此外，對自然增長后的二類小班數據進行數據完整性、邏輯一致性檢查。

2.3.3 森林資源數據更新后數據的復核

對完成更新后的小班進行5%的抽樣，采用地方工作人員配合解讀記錄與實地踏查相結合的方式進行數據復核。此次復核的小班數為750個左右，復核的內容包括樹種組成、小班面積、林分平均高和林分平均胸徑等信息。

本次數據復核從2009年11月開始，與和龍市林業局正在開展的“撫育、低改質量檢查記錄”調查相結合，從2009年11月到2010年1月進行外業系統設計與部署安排，2010年3月到5月在地方人員配合的情況下開展實地數據復核。

對實地調查的數據進行后期錄入，再進行屬性連接檢查，保證抽樣后的小班調查符合以上要求，完成此次森林資源數據的GIS更新。

3 結論

通過3S技術在和龍市林業局資源數據更新中的應用，減少森林資源數據在更新中的誤差值，可以多次修正和循環操作，使誤差降到最低并達到且符合資源調查技術標準的要求范圍。因此，對和龍市林業局資源數據庫更新中采用的3S技術手段和方法的先進性，在實現“精準林業”的同時，使獲得的第一手森林資源數據因可靠而可用。

【參 考 文 獻】

［1］張煜星．關于SPOT數據的森林林相圖更新技術研究［M］．哈爾濱:中國林業出版社，2007．

［2］張煜星，王祝雄．遙感技術在森林資源清查中的應用研究［M］．哈爾濱:中國林業出版社，2007．

［3］國家林業局森林資源管理司．森林資源管理工作手冊［M］．北京:中國計量出版社，2007．

［4］Maribeth Price著，李玉龍 張懷東譯．ArcGIS地理信息系統教程［M］．北京:電子工業出版社，2012．

［5］王志平，李耀翔，萬道印．基于VB的森林資源數據采集系統構建［J］．森林工程，2010，26(1):12 －15．

［6］曹建華．森林資源環境價值核算評價研究綜述［J］．江西林業科技，2002(5):36－39．

［7］鄧清華．開展森林資源評估的幾點建議［J］．江西林業科技，2005(6):11－12．

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