林業資源管理中的GIS應用研究

夏刊

摘 要：現代林業資源管理多采用高科技技術，它能夠實現林業資源管理的智能化決策支持，并構建系統體系提出更多管理功能優化對策。本文就專門探討了GIS系統技術在林業資源管理體系重要分支——采伐設計中的重要科學應用，專門設計構建GIS林業資源采伐智能決策支持系統。

關鍵詞：林業資源管理；GIS技術；采伐設計智能決策支持系統；功能應用

文章編號：1004-7026（2018）09-0098-02 中國圖書分類號：S757.1 文獻標志碼：A

GIS（Geographic Information System）即地理信息系統，它可被利用包括大氣層、地球表層空間的多種地理空間領域，可應用范圍相當之廣。在林業資源管理體系中，GIS系統技術也擁有其用武之地，例如它對于森林中采伐設計智能決策支持系統的建立就十分注重跨學科領域的科學技術融合，它所構建的GIS林分生長及收獲模型能夠對自然林木的生長過程進行理論方程計算，再結合RS數據對樹木生長及林分實施模擬預測，做到對林木采伐方案的隨時調整與錯誤糾正。

1 關于智能決策支持系統

智能決策支持系統（Intelligence Decision Support System，IDSS）的系統建設核心思想就是人工智能與DSS的相互融合，而且系統中還融入了專家系統技術，能夠合理利用人類邏輯推理幫助人類解決某些相對復雜的決策性問題，可以被視為是輔助決策實施的重要系統。

從IDSS的功能特性角度層面來講，它對處理非結構化或半結構化數據是非常擅長的，例如在林業資源管理中，它就能夠基于森林結構調整、森林林業資源布局調整對所產生的非結構化或半結構化數據進行深度處理，進而實現對林分質量及森林整體資源管理水平的提高；其次，它具有良好的自主學習能力與推力能力，能夠做到有效推理林分產出量，并基于這一數據實現對森林林業資源的可持續保護；再者，它的適應性與靈活性非常之強，能夠快速適應不同環境背景下的資源管理及決策分析，且它還擁有友好的人機接口，能夠快速調整DSS的程度與應用范圍，結合人工智能體系中的專家系統與神經網絡形成自然語言處理系統、智能人機接口以及四庫間問題處理系統，可見IDSS是具有極強的系統功能拓展能力的，且它利用邏輯推理輔助林業資源管理解決復雜決策問題的能力也不容小覷[1]。

2 森林采伐中的GIS技術

在林業資源管理的森林采伐工作中要充分利用到現代化新技術，除上文中所談到的IDSS系統外，還要用到GIS系統技術，二者需要實現技術融合，共同完成森林采伐設計管理決策工作。首先要明確一點，森林采伐設計要求流程細化、縝密的管理工作內容，它希望通過GIS系統提取、挖掘林分數據，對數據進行前期處理后傳遞到IDSS系統的DSS決策支持系統中，集成人工智能與專家系統進行決策，實現對林分質量的有效評價，為增加林分產出打好基礎。也就是說，GIS要做好前期的數據發現、采集與處理工作，再由IDSS系統實施決策管理，提出決策成果，推進林業資源管理工作進程。嚴格來講，這其中GIS技術是占到主要位置的，是它完成了大部分工作內容，所以本文也希望基于GIS來構建IDSS系統，為采伐設計工作順利開展提供先進的技術支持。

3 基于GIS技術的IDSS系統設計與應用實現

3.1 系統設計

首先利用GIS系統采集數據，并對所采集到的數據實施初期處理，結合森林采伐相關基本知識內容構建模型，并通過計算確認所研究對象的樹種、樹高、樹形、胸徑等等，然后研究伐區選址、選取集材道路等等，為林場決策者提供森林采伐的動態信息內容，作出相應決策分析，幫助他們進行最終決策。

首先要明確系統總體結構，它就包括了C/S客戶端及服務器端，它們主要作為數據存儲與處理的中心平臺存在，專門對系統終端的應用程序進行數據采集及處理，然后將數據傳遞到服務器端位置。在該過程中，還要運用到C/S模式中相對強大的數據處理與存儲能力，提高C/S模式交互性，優化存儲管理安全運行。最后利用GIS系統中的空間分析及運算能力配合C/S模式，為林業資源管理采伐設計生成IDSS系統，如圖1。

其次要搭建數據庫系統，這其中就包括了空間數據庫與屬性數據庫，利用GIS所采集到的數據展開分析、修改等處理過程，然后輸出，實現數據庫與模型庫中數據的高頻交換。再利用GIS對空間信息的分析處理能力為林區選擇伐區、楞場、實施深度的空間分析，最后以圖形形式輸出結果，為決策者提供必要的林業采伐設計信息，以便于制訂最后的采伐方案。

在數據庫系統之上還要建立知識庫系統、模型庫系統以及方法庫系統。以知識庫系統為例，它就結合GIS技術分析林區采伐的相關歷史數據，為林區采伐更新管理辦法，明確采伐規程、流程與作業設計內容，最終建立林區采伐知識模型。在知識庫管理模塊中更要強調對知識的獲取、存儲、調用與推理過程，最后實現數據內容全面擴充[2]。

3.2 系統功能實現

由GIS與IDSS系統所構建的綜合智能決策支持系統以合理采伐設計、有效管理林區資源為最終目標，它的過程就是不斷實現數據采集集成、存儲錄入、查詢、分析處理和輸出，為森林采伐決策提供數據與技術支持。所以在整個系統中一定要體現多功能優勢。

例如系統中要體現GIS的幾項重要功能，除傳統的數據瀏覽、查詢、圖層分析與土層處理外，要利用GIS實現空間疊加分析功能，對林區林木采伐設計中所存在的不同數據、圖層及屬性進行多重集合運算過程，進而產生新數據。具體來講，要基于林班、道路、河流等不同信息數據進行疊加分析，形成多重屬性林相圖，然后基于林分辨別與林木的異齡木辨別來展開采伐方案設計。

在數據管理方面，GIS系統會收集包括矢量數據、圖標數據、樹種數據、森林采伐專業知識數據在內的上百種專業數據，圍繞采伐設計實施森林采伐智能化、系統化表達，便于用戶更直觀理解林采伐設計方案內容，同時根據用戶的具體意見及需要設計數據庫技術表，最后生成直觀的采伐設計圖，還包括基于GIS和IDSS系統的林木采伐類型專題圖，比如說限伐小班圖或采伐小班圖等等。客觀講，基于GIS技術的IDSS系統是集合了空間數據庫與屬性數據庫內容的，它能夠實現對專題圖的任意制作編輯，功能應用靈活且人性化[3]。

結束語

在林區資源管理中，森林采伐設計是非常關鍵的管理及經營活動環節，本文所提出的基于GIS的智能決策支持系統（IDSS）希望為我國打造數字化林業前站基礎，實現對森林采伐決策的可視化與智能化，以提高林區資源管理效果，維持林業資源發展的可持續性。

參考文獻：

[1]東明.淺析GIS在林業監測中的應用與前景[J].中國科技縱橫，2017（21）：244-245.

[2]藍待堅.關于提高森林采伐調查設計精度和效率的探析[J].綠色科技，2017（15）：145-147.

[3]羅子淇，潘志華，劉陳林.基于GIS的森林采伐智能決策支持系統設計[J].安徽農業科學，2016（29）：164-166，179.