基于GIS與RS的銅陵縣森林資源結構分析

陳樂蓓　徐青云　吳開華

摘 要：該文利用GIS技術結合RS和森林資源二類調查數據等，采集銅陵縣森林資源空間與屬性數據，建立了林地資源空間數據庫，在此基礎上分析了銅陵縣森林資源結構及空間分布格局，為優化林地結構與空間格局，提高監測、管理水平，規范林地使用程序等提供依據。

關鍵詞：GIS；RS；森林資源結構；銅陵縣

中圖分類號 S757 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2015）11-76-04

地理信息系統（GIS）是林業信息化建設的關鍵技術[1]，伴隨著數字林業的提出和“3S”技術的發展，使林業管理全面進入了信息化時代。林業是我國最早開展GIS應用的行業之一，GIS軟件在林業信息化建設中發揮了重要的作用[2-3]。ArcGIS作為GIS一系列操作工具中功能最強大的應用軟件，應用領域非常廣泛，其強大的功能和空間數據處理能力深受各行業專業人士的青睞[4]。由于森林資源具有生長周期長、地域分布復雜以及特殊的動態變化規律，為了更好地對森林資源進行管理，準確監測和預測森林資源的動態變化，就必須建立一個可持續發展的資源管理模式，以便更好地發揮森林的經濟效益和生態效益。由于地理信息系統的強大的空間管理分析能力及森林資源所具有的分布的時空特征，在森林資源管理中，利用地理信息系統技術進行森林資源調查、管理及其動態變化監測勢在必行[5]。

1 研究區概況

銅陵縣地處長江中下游南岸，位于安徽省中南部，東經117°42′42″～118°09′41″，北緯30°45′30″～31°08′18″。縣境內山、丘、圩、洲并存，地形兼有沿江平原和皖南山區之特點。地勢東南部高，為低山丘陵，西北部低，為長江沖積平原，中部崗丘起伏。低山坡度一般在25～30°，丘陵坡度在15～20°。按地貌特征，全縣可分為南部低山丘陵區、中部崗地區、北部洲圩區3大區域。縣域內植被資源較為豐富，地帶性植被為亞熱帶常綠闊葉林，但由于社會經濟的發展及人為破壞等原因，現存植被多為天然次生林和人工林。天然林主要組成樹種有苦櫧（Castanopis sclerophylla（Lindl.）Schott.）、甜櫧（Castanopsis eyrei（Champ. ex Benth.）Tutch.）、青岡櫟（Cyclobalanopsis glaucoides Schotky）等。人工林主要造林樹種有杉木（Cunninghamia lanceolata（Lamb.）Hook.）、馬尾松（Pinus massoniana Lamb.）、楓香（Liquidambar formosana Hance）、毛竹（Fargesia）等。

2 研究方法

2.1 研究數據 1∶10 000地形圖、2012年5月SPOT5遙感數據，2014年銅陵縣二類調查數據及小班卡片。

2.2 遙感影像林地解譯及森林資源數據庫

2.2.1 遙感影像林地解譯 對SPOT5遙感影像投影轉換和幾何校正后，在Erdas9.2中，將SPOT5遙感影像多光譜波段重采樣成20m，通過PC算法對SPOT5全色波段與多光譜波段進行融合，對融合之后的圖像進行線性增強；結合銅陵縣二類調查數據，解譯出銅陵縣林地類型。

2.2.2 森林資源數據庫 在ArcGIS10.2中，利用ArcGIS軟件的柵格配準功能，對1∶10 000小班地形圖及遙感影像圖進行空間配置，為了保證配準精度配準時選取至少4個已知地物點坐標作為控制點，為此，選擇柵格化地形圖的4個內廓點為配準控制點；然后，疊加處理過的SPOT5遙感影像和配準后的地形圖（圖1）。結合銅陵縣林地遙感解譯標志及二類調查數據，對遙感影像林地類型進行邊界提取即林地區劃，獲得不同林地類型小班邊界矢量化數據，通過編輯、修改、質檢等數據處理過程生成林地小班面狀拓撲數據，將區劃后的林地小班與二類小班卡片數據掛接形成銅陵縣森林資源數據庫。

2.3 森林資源結構分析 在ArcGIS10.2中將林地區劃后的森林資源數據按照地類、林種、公益林專題地圖進行空間疊加及統計分析，通過分析顯示森林資源結構特點。

3 結果與分析

3.1 林地遙感標志解譯 根據二類調查數據和衛星遙感影像，以影像景幅為單位，每景選擇3～5條色調齊全且有代表性、能反映銅陵縣所有地類的勘察線路，比照衛星影像特征與實地情況，獲得各地類與各地類在影像圖上影像的特征，記錄各地類影像的色調、紋理、大小、幾何形狀、地形地貌及地理位置等因素，然后與地面實況照片及森林資源歷史存檔資料作對比，通過野外勘察和室內分析，建立判讀林地類型與現地實況的對應關系，形成目視判讀標志[13]。根據銅陵縣的實際情況，得到地類及主要樹種的判讀解譯標志，具體見表1。

3.2 森林資源結構分析

3.2.1 不同地類面積空間結構分析 在ArcGIS軟件中對銅陵縣的森林資源按照地類分析，形成銅陵縣林地地類結構空間分布圖（圖2）。對森林資源數據進行空間賦值，賦予小班行政區域屬性，可以得到林地地類在銅陵縣不同鄉鎮的分布情況（表2）。由表2可知，全縣林地中，有林地面積24 025.2hm2，占林地面積的81.78%；疏林地面積64.8hm2，占林地面積的0.22%；灌木林地面積1 592.7hm2，占林地面積的5.42%；未成林造林地面積1 338.4hm2，占林地面積的4.56%；無立木林地面積558.1hm2，占林地面積的1.90%；宜林地面積1 680.9hm2，占林地面積的5.72%；苗圃地面積106.6hm2，占林地面積的0.36%；輔助生產林地12.2hm2，占林地面積的0.04%。

3.2.2 不同林種面積空間結構分析 按照《安徽省森林資源規劃設計調查實施細則》有林地、疏林地、灌木林地應劃分為5大林種，即防護林、特種用途林、用材林、薪炭林和經濟林[6]。對3類林地按照林種在全縣的分布的空間分析可以得到銅陵縣林種結構分布圖（圖3）。在全縣林種分布，用材林所占比例最大，達到50.58%；其次為防護林，達42.31%；經濟林、薪炭林及特用林所占比重很少，分別為6.87%、0.15%和0.10%。根據統計結果分析，亞林種面積最多的是一般用材林，占50.51%，其次是水源涵養林和水土保持林，分別占36.67%和5.19%，具體見表3。

3.2.3 各級生態公益林空間結構分析 根據ArcGIS軟件統計匯總，可以得到銅陵縣公益林空間分布圖（圖4）。全縣共有生態公益林11 171.4hm2，其中：國家級公益林5 327.4hm2，占47.69%；省級公益林4 208.8hm2，占37.67%；地方公益林1 635.2hm2，占14.64%。公益林主要分布在鐘鳴鎮、順安鎮和天門鎮，各統計單位公益林分布情況詳見表4。

4 討論

本文利用GIS技術結合RS建立林地遙感解譯標志，并以地形遙感影影像疊加圖為底圖來對森林資源林業小班區劃，相對于傳統的以地形圖為工作手圖，現地對坡勾繪方法，工作效率和精度得到了大幅提高，在此基礎建立的森林資源數據庫能客觀真實地反映銅陵縣的森林資源分布狀況。

通過該研究為銅陵縣今后的遙感標志解譯工作提供了參照，同時建立的森林資源數據庫為銅陵縣資源信息化管理提供了基礎數據，這為銅陵縣林業部門森林資源經營管理及信息化建設奠定了基礎。在實際研究中發現，隨著經濟的發展，森林資源的動態變化很大，因此，今后的林業管理要求我們必須建立實時動態的森林資源數據，以及時掌握森林資源結構狀況，從而為林業管理人員作出正確管理決策提供依據。

參考文獻

[1]溫小榮，彭世揆，余光輝，等.地理信息系統在我國林業應用的進展[J].南京林業大學學報（自然科學版），2005，29（2）：73-78.

[2]周潔敏，GIS的發展及在林業上的應用（綜述）[J].林業資源管理，1996（1）：58-62.

[3]王得軍，黃生，王志宏.基于“3S”技術的森林資源管理信息系統建設[J].南京林業大學學報（自然科學版），2005，29（2）：95-97.

[4]覃愛昶.ArcGIS在公益林數據處理及管理中的應用[J].現代園藝，2011（4）.

[5]馬曉龍，王蕾.GIS技術在林業生產管理領域的現實意義[J].當代生態農業，2011，3：79-80.

（責編：張宏民）