ArcGIS和PDA在山杏種質資源庫管理應用的研究進展

劉本玉

(遼寧省喀左縣森林病蟲害防治檢疫站，遼寧 喀左 123000)

1 研究背景

喀左縣山杏林木種質資源保存庫自2015年籌建，將收集到的山杏種質資源直接栽植或嫁接至收集區內，資源配置圖大都是用紙質筆記本臨時記載的，資源描述及具體保存位置等信息不很清晰。這種傳統老舊的記載方式其缺陷有目共睹，此為種質資源保存及評價利用上的問題。

2016年10月，喀左縣山杏林木種質資源庫被國家林業局列為第二批國家林木種質資源保存庫。為解決技術檔案管理中存在的現實難題，對保存了的山杏種質資源實施徹查和登記，改用網格計算紙式的資源配置圖。但仍存在許多其它不足之處，諸如水火災害和鼠害以及外業調查易受風雨等的影響。

嘗試利用Excel表格制作配置圖形成電子化文檔，從而有效地提高了外業調查的工作效率。但仍存在外業人員調查時需要時刻記住自己所在當前的植株位置，但隔行調查時稍一疏忽就忘卻了屬于哪個臺田和哪一行，這就需要重新回到地頭查找標樁號來確定位置；還有，行中有死株時也要從頭查找確認，有時為確準一株樹需要來回往返多次耗時20 min甚至更長時間；尤其遇有梯田依山形走勢而建、地形不規整的情況下，即使拿著圖紙也很難精準確認之，況且外業調查數據還需要另外使用調查表作記錄。

傳統的調查方式方法需要填寫調查記錄、計算數據，這種手工方式填寫記錄速度慢、效率低、不精準，內業錄入數據工作量大，且容易出現人為錯誤，耗時、費力且影響數據的準確度，必須借助創新來改變這種落后窘況[1-3]。

為了提升喀左縣山杏國家林木種質資源庫和山杏良種基地的管理技術水準，確保資源評價利用和檔案等技術數據的精準性、可靠性、可信性和安全性，提高外業調查效率和節本增效等目標，研究ArcGIS和PDA在林木種質資源庫和良種基地管理中的應用技術[4]。

技術解決了高端林業項目管理中可能遇到一系列難題，讓種質資源精準定位、提高外業調查效率和科研成果可靠性、歷史數據的回溯與追蹤、縮減科研周期、推行動態監測以及維護科研檔案安全等成為可能，進而為全面發展數字林業鋪平道路[5-6]。更重要的是，有了這項研究成果做技術支撐，可以有效避免因林木種質資源軟硬信息混亂導致的科研失準甚至失敗，以免造成不應有的重大損失，具有重要的現實意義和應用價值，推廣情景十分廣闊[7]。

2 研究內容

在2015年～2020年歷時6年的時間里，主要完成了以下研究內容：

(1)通過林木種質資源配置圖研究，完成了網格計算紙資源配置圖、Excel電子表格資源配置圖，實現了種質資源技術檔案管理的電子化。

(2)通過大疆無人機航拍技法研究，為獲取高清晰度、高分辨率、高精確度的資源庫航拍柵格影像奠定了基礎。

(3)通過ArcGIS軟件在林木種質資源庫和良種基地管理中的應用研究，實現了資源庫內保存的林木種質資源單株精準定位，亦即給每株種質資源賦予一張“電子身份證”。

(4)通過平板PDA在種質資源庫以及種質資源調查與收集中的應用研究，讓PDA精準定位和查找資源植株時的精度達到厘米級，實現了PDA調查數據記錄無筆無紙操作，外業調查可完美再現初始人員途經的軌跡，確保種質資源母樹得以精準查找，保證了資源評價利用的準確性、可靠性和科學性。

總之，通過上述研究，實現了ArcGIS軟件數據、平板PDA外業數據、Excel電子檔案數據、信息系統數據的無縫鏈接，項目推廣應用后，取得了顯著的經濟、生態和社會效益。

3 研究進展

(1)實現了讓林木種質資源庫和良種基地里的每株樹木都具有一張被賦予屬性信息的“電子身份證”的目標，從而大幅提高調查因子錄入效率，實現資源樹屬性值的實時查詢與編輯?，F代科技的應用，減輕了調查人員的工作量，讓外業調查不再填寫紙質記錄卡片或表格，規避了用紙質配置圖調查時易受風雨天氣的負面影響，省略了內業整理繁雜的錄表過程，實現了無筆無紙綠色生態環保作業目標，提高了調查效率及數據的準確性。

(2)借助基地內“資源點導航”的直觀動態導航界面，可自動導航至調查山杏植株的所在位置，即便是對基地情況陌生的技術人員，亦可獨自完成山杏資源查找和調查。借助異地山杏種質資源調查與收集實時記錄的軌跡，并將軌跡文件轉換成shp格式后，經ArcGIS加載查看整理修改，可為后期調查人員提供軌跡線導航，完美重現初始調查人員的足跡，做到精準迅速定位。

(3)通過桌面端ArcGIS軟件和移動端PDA調查數據的無縫鏈接，用Excel表格即可直接打開PDA外業調查導出的數據并進行整理存檔，從而大大提高了外業調查數據的安全性，讓山杏種質資源庫和良種基地管理的內外業一體化、數字化和無紙化作業變為現實。可確保山杏種質資源庫和良種基地管理中不會出現因技術人員變更而致檔案信息丟失、種源母樹無法查找、保存的種質資源單株信息錯亂等問題，使得資源評價成果的可靠性、可信性、持久性獲得提升。

(4)通過對檔案資料的多存儲介質和多重備份，保障了檔案管理的安全性，與此同時，電子化檔案還可在防潮濕霉變、防蟲害、防鼠害、防磨損、防火防盜等諸多方面顯現其獨特優勢，真正實現檔案管理上的安全。