GIS 在自然保護地勘界立標中的作用

辛成蓮

（騰沖市地熱火山風景自然公園管理中心，云南騰沖 679100）

1 GIS 概述

地理信息系統（GIS）是一種強大的技術工具，用于收集、存儲、管理、分析和可視化地理空間數據。它結合了地理信息、地圖、數據管理和空間分析技術，使人們能夠更好地理解地球上發生的現象以及這些現象之間的關系。GIS 的應用范圍廣泛，涵蓋自然保護、城市規劃、環境管理、災害響應、農業、地質勘探等諸多領域[1]。

在自然保護地勘界立標中，GIS 的優勢表現得尤為明顯。首先，GIS 可以協助野外調查，幫助收集大量地理空間數據，如植被分布、野生動物棲息地等。其次，GIS提供了高效的數據管理能力，可以整理、存儲和更新大規模地理數據集，保障數據的完整性和可靠性。此外，GIS 在空間分析方面也是獨具優勢，例如緩沖區分析可以幫助確定自然保護地的邊界，交叉分析則可以評估不同保護地類型之間的交互影響。

2 自然保護地勘界立標

自然保護地勘界立標是一項關鍵性任務，旨在確保自然保護地的邊界和面積準確明確，以便保護和維護珍貴的生態系統、生物多樣性和自然遺產。這是一個綜合性的過程，需要綜合考慮自然地理條件、生態環境、人類活動和法律法規等因素。

GIS 在自然保護地勘界立標中發揮著關鍵作用。首先，GIS 在數據收集階段起到了重要作用。通過衛星影像、航空影像、地圖和傳感器技術，GIS 幫助野外調查人員收集詳細的地理空間數據，包括植被分布、動物棲息地、水體分布等，從而形成全面、準確的地理信息數據庫。其次，GIS 在數據管理方面發揮重要作用。大量地理空間數據需要被有效地整理、存儲和管理。GIS 提供了強大的數據管理工具，可以建立高效的數據庫和數據標準，確保數據的完整性和可靠性。在勘界立標的空間分析階段，GIS 發揮著至關重要的作用。通過緩沖區分析、交叉分析和空間模型等技術，GIS 幫助決策者評估不同保護地類型之間的交互影響，優化保護地的邊界和面積，確保保護措施的合理性和有效性。最后，GIS 在決策支持方面發揮重要作用。它能夠為決策制定提供數據支持和預測模擬，幫助決策者更好地理解不同決策方案的可能結果，從而做出更明智的決策。

3 GIS 在數據收集中的應用

3.1 規劃野外調查

在數據收集前，GIS 可以幫助規劃和設計野外調查的路線和采樣點位。通過路徑優化算法，GIS 可幫助選擇最佳路線，以確保調查范圍覆蓋關鍵地理要素。GIS還能輔助決策者確定野外調查的重點區域，如生態敏感區、瀕危物種棲息地等，以優先考慮這些區域的數據收集。

3.2 數據采集工具

GIS 提供了多種數據采集工具，如GPS 設備、移動數據采集系統等。這些工具能夠幫助野外調查人員實時記錄地理位置信息，觀察地理特征并采集相關數據。采集的數據可以直接與GIS 系統同步，確保數據的及時性和準確性。

3.3 獲取地理空間數據

GIS 整合多種數據源，如衛星影像、航空影像和遙感數據等，為野外調查提供詳盡的地理空間數據。通過數據疊加和融合，GIS 幫助野外調查人員形成多層次的地理信息圖層，從而全面了解勘界立標區域的地理特征。

3.4 數據驗證與糾錯

野外調查所得數據需要進行驗證和糾錯，以確保數據的準確性和一致性。GIS 提供了數據編輯和校正功能，幫助及時發現并糾正數據采集中的錯誤。通過數據驗證和糾錯，可以提高數據質量，確保后續的空間分析和決策支持的準確性。

3.5 數據整合與共享

野外調查人員收集的數據可以通過GIS 系統進行整合和共享。這樣，不同部門或機構之間可以共享數據，避免重復采集，提高數據利用效率[2]。同時，GIS 系統還可以為數據提供權限管理，確保數據的安全性和保密性。

4 GIS 在數據管理中的作用

4.1 數據整理與歸檔

GIS 可以幫助整理和歸檔野外調查所得的地理空間數據。通過數據清洗和處理功能，GIS 幫助去除數據中的重復、錯誤或缺失信息，確保數據的完整性和準確性。數據整理后，GIS 將其按照一定的數據標準進行歸檔，確保數據的組織結構合理，方便后續的數據查詢和分析。

4.2 數據存儲與管理

GIS 提供了強大的數據存儲和管理功能。它可以創建數據庫，將大量地理空間數據以圖層的形式進行組織和存儲。數據庫可以根據不同的數據類型、屬性和空間信息進行分類，方便數據的管理和檢索。

4.3 數據更新與維護

自然保護地的邊界和面積可能隨著時間和環境變化而更新。GIS 可以幫助實時更新和維護數據，確保數據的時效性。通過GIS 的版本控制和數據追蹤功能，可以記錄數據的歷史變化，保留歷史數據，方便進行數據的回溯和對比分析。

4.4 數據共享與權限管理

GIS 提供了數據共享和權限管理的功能。可以設置不同用戶的數據訪問權限，確保數據的安全性和保密性。同時，GIS 可以方便地將數據共享給不同部門或合作伙伴，促進數據的共享與交流，提高數據利用效率。

4.5 數據標準與質量控制

GIS 在數據管理中可強制執行數據標準，確保數據的一致性和規范性。通過數據質量控制功能，GIS 能夠檢查和糾正數據中的錯誤，提高數據的質量和可靠性。

5 GIS 在空間分析中的應用

5.1 緩沖區分析

GIS 可以通過緩沖區分析來確定自然保護地的緩沖區范圍。緩沖區是以保護地邊界為基準，向外延伸一定距離的區域，用于保護周圍的生態環境。通過GIS 的緩沖區分析，可以確定合適的緩沖區范圍，以保護保護地的生態系統，減少外部干擾。

5.2 交叉分析

交叉分析是將不同的地理空間數據進行疊加和交叉，以獲得更深入的分析結果。在自然保護地勘界立標中，交叉分析可以用來評估不同保護地類型之間的相互影響[3]。通過GIS 的交叉分析，可以了解不同保護地類型的空間分布和覆蓋范圍，幫助決策者做出合理的保護地規劃。

5.3 空間模型

GIS 提供了空間模型的功能，可以對地理空間數據進行模擬和預測。在自然保護地勘界立標中，空間模型可以用來模擬不同保護地邊界和面積對生態系統和物種多樣性的影響。通過GIS 的空間模型，可以評估不同勘界方案的優劣，輔助決策者做出科學合理的決策。

5.4 資源評估

在空間分析中，GIS 可以對自然保護地內的資源進行評估，如土地利用、植被類型、水體分布等。這些評估可以幫助決策者了解保護地的資源分布情況，為保護地規劃和管理提供數據支持。通過GIS 的資源評估，可以實現資源的合理利用和保護，促進自然保護地的可持續發展。

5.5 優化邊界和面積

最終的目標是確定最佳的自然保護地邊界和面積。GIS 在空間分析中可以進行多次模擬和優化，以找到最合理的勘界方案。通過GIS 的空間分析，可以綜合考慮生態系統的完整性、生物多樣性的保護和人類活動的可持續性，幫助決策者做出更加科學和全面的決策。

6 GIS 在可視化和決策支持中的作用

可視化和決策支持是自然保護地勘界立標過程中的關鍵環節，它涉及將復雜的地理空間數據以圖形化和直觀的方式展示，以幫助決策者更好地理解和分析數據，并做出科學決策。地理信息系統（GIS）作為一種強大的技術工具，在可視化和決策支持方面發揮著重要作用。

6.1 地理信息可視化

GIS 可以將大量地理空間數據轉化為可視化的地圖、圖表和圖形。這種可視化方式使復雜的數據變得直觀和易于理解。地理信息可視化幫助決策者更好地了解自然保護地的地理特征、資源分布和生態環境狀況，從而更好地把握保護地的整體狀況。

6.2 決策支持分析

GIS 可以對地理空間數據進行空間分析和模擬，幫助決策者理解不同決策方案可能帶來的結果。通過GIS的決策支持分析，決策者可以模擬不同保護地邊界和面積對生態系統和物種多樣性的影響，評估不同方案的優劣，為決策提供科學依據。

6.3 可視化決策制定

GIS 創建的可視化地圖和圖表，可以直觀地傳達自然保護地的信息，幫助決策者更好地了解保護地的情況。可視化決策制定使決策者能夠更直觀地了解保護地規劃和管理方案的效果，更好地進行決策。

6.4 多維數據展示

GIS 可以將多維數據整合到同一個地圖上展示，如生態環境指標、人類活動數據、植被類型等[4]。這種多維數據展示幫助決策者綜合考慮不同因素，更全面地了解保護地的狀況，做出更全面的決策。

6.5 預測和模擬

GIS 提供了預測和模擬的功能，可以根據不同決策方案模擬未來的發展趨勢。預測和模擬幫助決策者在做出決策之前對不同方案的結果有更清晰的認識，并做出相應調整[5]。

7 GIS 在自然保護地勘界立標中的應用案例

來鳳山園區位于騰沖市西部與騰沖市相接，勘界后地理坐標：北緯24°25′01″～25°03′05″，東經98°23′35″～98°29′19″。地屬騰沖市中和鎮、荷花鎮、和順鎮、騰越街道辦事處和清水鄉，面積4707.54hm2（勘界后）。來鳳山園區東與騰越街道辦事處文筆街相接，南與清水鄉毗鄰，西與荷花鎮毗鄰，北與中和鎮大臥龍村相接。

騰沖轄區地區以其豐富的地熱與火山資源而著名，涵蓋了騰沖火山地熱國家地質公園、騰沖地熱、火山縣級自然保護區和騰沖地熱火山風景名勝區三個保護地。為了有效保護這些珍貴資源，確立其邊界和面積，地理信息系統（GIS）在勘界立標過程中發揮了關鍵作用。

騰沖森林資源自然遺跡和自然景觀豐富，以火山、地熱資源為主的自然遺跡較為罕見，通過創建各級各類自然保護地，全市重要自然生態系統、自然遺跡、自然景觀和生物多樣性得到系統性保護，提升全市生態產品供給能力，維護西南生態安全，為筑牢西南第一生態屏障打下堅實基礎。由于各類自然保護地創建時間和原創建單位不同，存在交叉重疊、范圍不清、區劃不合理現象，為了較好地開展好各類保護地的保護工作，開展自然保護地勘界定標并建立矢量數據庫，與國土空間規劃進行有郊銜接，在重要地段、重要部位設立界樁和標識牌，解決自然保護地由于技術原因引起的數據、圖件與現地不符等問題，并可以按管理程序一次性糾正，地理信息系統（GIS）在勘界立標過程中發揮了關鍵作用。以下以全市3 個自然保護地為案例進行分析。

案例一：騰沖地熱火山風景名勝區。其包含8 類功能區，總面積11535.00hm2。GIS 在數據整理中對各功能區數據進行分類整理，確保數據的清晰組織。通過可視化手段，GIS 呈現了不同功能區的地理分布，輔助決策者了解各區域的特點。

案例二：云南騰沖火山地熱國家地質公園。其分為馬站園區和來鳳山園區兩個片區， 總面積20169.36hm2。GIS 在數據收集階段通過野外調查和遙感數據獲取，整合了地質、地熱、植被等多類地理空間數據。空間分析中，利用緩沖區分析劃定馬站園區的保護范圍，通過交叉分析評估不同片區的資源交互影響。

案例三：騰沖地熱、火山縣級自然保護區。其分為馬站火山片區和老滾鍋地熱片區兩個片區，總面積1454.22hm2。GIS 整合了地熱熱點、火山地貌等數據，利用空間模型模擬不同片區的資源影響。可視化決策支持方面，GIS 繪制了資源分布圖，結合分析結果，幫助決策者制定最佳的保護策略。

這3 個案例研究展示了GIS 在騰沖地熱與火山保護地勘界立標中的多重應用。GIS 在數據收集、管理、空間分析、可視化和決策支持方面發揮著關鍵作用，為保護地的規劃和管理提供了科學依據。通過GIS 技術，騰沖地區的寶貴地熱與火山資源得到了充分保護，為可持續發展和生態保護提供了堅實基礎。這些案例為今后其他地區的自然保護工作提供了有益的借鑒。

8 結語

GIS 在自然保護地勘界立標中發揮著不可替代的作用。在這個過程中，GIS 應用涵蓋了數據收集、數據管理、空間分析、可視化和決策支持等多個方面。通過GIS的技術支持，保護地的邊界和面積可以得到準確界定，從而保護和維護自然生態系統、生物多樣性和自然遺產。隨著技術的不斷發展和數據的不斷積累，GIS 在自然保護領域的應用將愈發廣泛和深入，為全球生態環境保護事業做出更大的貢獻。