試析GIS在吳起縣退耕還林工程管理中的應(yīng)用

張大偉

（吳起縣退耕還林工程管理辦公室，陜西 延安 717600）

1 研究區(qū)概況

吳起縣位于陜西省延安市的西北部，全縣轄8鎮(zhèn)1個街道辦164個行政村，總面積3791.5km2，總?cè)丝?4.3萬人，其中農(nóng)業(yè)人口10.7萬人。1998年首開全國封山禁牧、退耕還林先河，成為全國一面旗幟。2013年又啟動了新一輪退耕還林，進(jìn)一步提升生態(tài)文明建設(shè)成果。截止目前，全縣累計退耕16.32萬hm2，其中經(jīng)國家確認(rèn)面積12.71萬hm2（退耕地造林6.62萬hm2，荒山造林6.03萬hm2，封山育林600hm2）。

2 GIS技術(shù)應(yīng)用于管理的必要性

退耕還林實施中，由于投資大，建設(shè)周期長，政策性、技術(shù)性強，管理繁瑣，對于大量信息和管理工作需要在第一時間內(nèi)進(jìn)行統(tǒng)計，很多傳統(tǒng)技術(shù)手段已經(jīng)很難滿足于現(xiàn)階段的管理要求。GIS技術(shù)的應(yīng)用，可以在原有基礎(chǔ)上對相關(guān)工程的開展情況進(jìn)行實時監(jiān)督和評測，不僅可以保證整體工程建設(shè)質(zhì)量的有效提升，還能推動林業(yè)管理現(xiàn)代化手段的積極開展，為退耕還林工程實現(xiàn)數(shù)字化管理奠定基礎(chǔ)。另外，在退耕還林工程管理之中，人們還可以利用單一的GIS軟件平臺和可視化開發(fā)工具，對整個管理系統(tǒng)實施2次集成，實現(xiàn)退耕還林?jǐn)?shù)據(jù)庫管理和各項數(shù)據(jù)分析等，節(jié)約人力和資金，避免工程項目重疊建設(shè)。

3 GIS在吳起縣退耕還林工程管理中的應(yīng)用

3.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集

3.1.1 地形圖的應(yīng)用

地形圖的應(yīng)用，工作人員可以利用相關(guān)設(shè)備對1/10000的地形圖進(jìn)行掃描，按照實際地區(qū)的經(jīng)緯度坐標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)配比，以此來形成具有地理意義的柵格地形圖。在地形圖分辨率掃描過程中，如果出現(xiàn)分辨率過高情況，系統(tǒng)的整體運行速度將會受到影響。如果掃描過程中得到的分辨率過低，在柵格地形底圖的輸出過程中，會出現(xiàn)圖像模糊不清等現(xiàn)象。因此，工作人員需要利用GIS進(jìn)行分辨率掃描，并將分辨率確定在250～300dpi即可；柵格地形圖配準(zhǔn)，在該項地形圖配準(zhǔn)之后，還可以為下次工作提供基礎(chǔ)，不必開展重復(fù)性配準(zhǔn)。在配準(zhǔn)過程中，工作重點在于地理坐標(biāo)信息的合理確定。在控制點信息獲取過程中，可利用GPS定位進(jìn)行獲得，此時得到的圖像配比度將會得到進(jìn)一步提升[1]。

為了獲得更加穩(wěn)定的矢量化圖形數(shù)據(jù)，吳起縣利用Mapinfo對全縣的柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行矢量化轉(zhuǎn)換，采集地圖符號、水系、地貌、植被等要素，獲得地形圖shp數(shù)據(jù)，并保持相應(yīng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，實現(xiàn)點線面的有機整合，形成完整的地形圖矢量數(shù)據(jù)，由于矢量數(shù)據(jù)更精確定義位置、長度、大小，可以實現(xiàn)任意比例尺的放大縮小，地圖信息不會發(fā)生失真，并且可以很方便地在地圖上編輯各個要素，以及求解各地物之間的空間關(guān)系，測量面積、長度等，有利于地圖的瀏覽、查詢、編輯、成果輸出等。比較柵格數(shù)據(jù)，矢量數(shù)據(jù)更具靈活性、操作性、直觀性、廣泛性、應(yīng)用性。

3.1.2 退耕小班設(shè)計圖錄入

退耕小班設(shè)計圖錄入過程中，需要新建退耕小班設(shè)計圖層文件，并保持同一坐標(biāo)系。一般來說，圖層文件的字段結(jié)構(gòu)與《吳起縣退耕還林工程信息管理系統(tǒng)》的數(shù)據(jù)表具有相同的字段結(jié)構(gòu)。退耕小班的設(shè)計圖錄入包括2種方式：掃描錄入法，就是將相關(guān)小班工作圖轉(zhuǎn)移到混圖紙上，并將其錄入到計算機之中，經(jīng)過一系列量化和配比之后形成相應(yīng)的數(shù)字圖。整體來看，與退耕小班相適應(yīng)的情況有很多。但由于工序復(fù)雜，很容易造成人為誤差的產(chǎn)生；直接在計算機上利用精確的匹配度對矢量地形圖進(jìn)行繪制，新建面層shp文件模板，對照外業(yè)繪制的作業(yè)設(shè)計小班，逐一進(jìn)行轉(zhuǎn)繪小班，屬性表錄入林班、小班、年度、面積、鄉(xiāng)村、退耕農(nóng)戶、樹種、地類、補助金額等因子，形成矢量化電子圖層設(shè)計數(shù)據(jù)。其中涉及到精確度主要與操作人員的繪圖水平有關(guān)，一旦發(fā)現(xiàn)圖形存在誤差，需要對界線等因素進(jìn)行及時糾正。還可以利用GPS定位將所有數(shù)據(jù)建設(shè)成小班圖，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確錄入。

3.2 數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)設(shè)計

在數(shù)據(jù)庫基本結(jié)構(gòu)得到確定之后，需要對屬性特征進(jìn)行深入分析，這也是對各種系統(tǒng)表的結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究的過程。物理結(jié)構(gòu)設(shè)計主要以系統(tǒng)開發(fā)過程中所使用的軟件和硬件設(shè)備為主，這也是提升系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)性能的主要方式之一。例如，在數(shù)據(jù)表索引建立過程中，并不會將所有數(shù)據(jù)放到數(shù)據(jù)表的空間之中，而是對索引表的空間進(jìn)行單獨建立，從而實現(xiàn)系統(tǒng)運行性能的有效提升。與此同時，為了實現(xiàn)系統(tǒng)安全性能的整體提升，退耕還林的整體信息也需要存放在單獨的表空間之中，經(jīng)過這種數(shù)據(jù)的物理存放過程，便可以提升GIS在退耕還林工程管理中的重要作用，同時為相關(guān)工作的開展提供數(shù)據(jù)支持。

3.3 退耕還林地理信息系統(tǒng)設(shè)計

對屬性數(shù)據(jù)庫中的掛接模塊進(jìn)行建立：對空間代碼的完整性進(jìn)行檢查，在此過程中，可以對鄉(xiāng)代碼、林班號、缺項等代碼進(jìn)行檢查，看各項代碼的輸入是否有誤；對空間代碼數(shù)據(jù)的唯一性進(jìn)行檢查，確保同一林班內(nèi)不存在2個或2個以上相同的小班；對數(shù)據(jù)庫小班開展對應(yīng)性檢查，檢查設(shè)計工作以小班空間代碼的對應(yīng)為主；對屬性數(shù)據(jù)庫進(jìn)行深入連接，經(jīng)過唯一性和對應(yīng)性檢查之后，小班屬性數(shù)據(jù)庫才會確保準(zhǔn)確無誤；對查詢模塊進(jìn)行構(gòu)建：對各個鄉(xiāng)鎮(zhèn)進(jìn)行精確定位，可通過代碼輸入或鄉(xiāng)鎮(zhèn)名輸入方式；村級定位查詢，在相關(guān)代碼輸入之后，各個村名可順利漫游到其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)的村名之中；對組進(jìn)行查詢定位，在數(shù)據(jù)漫游之后，可按照林班、小班查詢等內(nèi)容進(jìn)行查詢工作；可通過設(shè)計圖進(jìn)行選圖查詢，以此來得到退耕面積等年度最新信息。

3.4 林班設(shè)計圖打印模塊

在林班設(shè)計圖打印模塊設(shè)計過程中，將設(shè)計圖和地形圖的底圖打開，打開順序以林班設(shè)計圖預(yù)先打開為主，之后對地形圖、林班界限、設(shè)計圖等進(jìn)行合理設(shè)計，標(biāo)注小班號、注記點等因子；進(jìn)入版面視圖，插入標(biāo)題、比例尺、注記等圖例，合理布局，對林班圖進(jìn)行打印，在輸入打印過程中，需要用林班號代替，并由系統(tǒng)將相關(guān)信息進(jìn)行自動生成，以此來實現(xiàn)對退耕還林作業(yè)設(shè)計圖的有效設(shè)計，并保證輸出與輸入相互對應(yīng)。在GIS規(guī)劃設(shè)計過程中，可以對空間數(shù)據(jù)實現(xiàn)有效更新，并對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，為整個管理系統(tǒng)的完善提供基礎(chǔ)條件。

3.5 退耕還林的檢查驗收

GIS技術(shù)的應(yīng)用，可以幫助吳起縣更好地開展新一輪的退耕還林檢查驗收工作。在具體的驗收工作之中，可依據(jù)《退耕還林工程年度驗收方法》對新一輪退耕地計劃任務(wù)進(jìn)行逐村逐小班檢查。為了做到檢查范圍100%，有針對性地劃定檢查范圍，分步驗收，通過小班數(shù)據(jù)shp面層文件屬性表，添加相應(yīng)字段，實現(xiàn)分年度分地類篩選，劃定檢查區(qū)域，選定驗收小班，定義查詢打印選定小班驗收圖紙，開展現(xiàn)地逐塊驗收，對合格、不合格的地塊通過屬性表預(yù)先添加的字段，進(jìn)行符號顏色區(qū)分，有利于落實驗收“銷號制”，更可以直觀地反映工程實施成效，合格與否一目了然，便于針對性地采取措施，進(jìn)行暫緩不合格小班退耕補助款，督促退耕戶盡快補植完善。同時按照“誰驗收、誰負(fù)責(zé)”等制度，將驗收成活率、保存率等結(jié)果錄入數(shù)據(jù)表，將驗收結(jié)果作為新一輪資金發(fā)放和管理基礎(chǔ)，通過數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)一一對應(yīng)，有利于夯實工作責(zé)任，實現(xiàn)規(guī)范管理，為后續(xù)工作的開展提供基礎(chǔ)。

4 總結(jié)

GIS具有多層次、多角度等特點，可以對各項數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加式分析，從而對退耕還林的面積和空間分布情況進(jìn)行合理確定，便于工程管理。整體來看，這一技術(shù)的推廣和應(yīng)用，可以實現(xiàn)對貧困山區(qū)的有效開發(fā)，為上層決策和我國社會的全面發(fā)展提供基礎(chǔ)，為林業(yè)現(xiàn)代化、數(shù)字化建設(shè)提供參考。

[1]趙遠(yuǎn)潮,殷傳杰.圍繞社會穩(wěn)定和長治久安總目標(biāo)實施好新一輪退耕還林[J].新疆林業(yè),2017(03):4-7.