地理信息系統(tǒng)在現(xiàn)代林業(yè)中的應(yīng)用

摘要" 地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)在現(xiàn)代林業(yè)中發(fā)揮著重要作用，本文結(jié)合林業(yè)建設(shè)實(shí)踐，總結(jié)分析了該技術(shù)在現(xiàn)代林業(yè)中的應(yīng)用。其應(yīng)用涵蓋了森林資源清查與信息管理、林業(yè)制圖、遙感圖像處理、森林采伐設(shè)計(jì)、營造林規(guī)劃設(shè)計(jì)以及森林火災(zāi)、病蟲害監(jiān)測等多個(gè)方面。在林業(yè)制圖方面，GIS技術(shù)提高了制圖的精確度和效率，為林業(yè)管理提供了有力的支持。此外，GIS技術(shù)還具備數(shù)據(jù)、圖像處理等功能，為森林采伐和營造林設(shè)計(jì)等提供了重要的參考依據(jù)。在森林保護(hù)和監(jiān)測方面，GIS技術(shù)也發(fā)揮著不可替代的作用，特別是在林火和病蟲害監(jiān)測等方面，能夠及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)問題并采取相應(yīng)的措施。總之，GIS技術(shù)被廣泛應(yīng)用于林業(yè)生產(chǎn)中，為林業(yè)工作者提供了科學(xué)決策的依據(jù)，推動(dòng)了現(xiàn)代林業(yè)的發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，GIS技術(shù)將在林業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮更加重要的作用。

關(guān)鍵詞" 地理信息系統(tǒng)；現(xiàn)代林業(yè)；森林資源；森林保護(hù)

中圖分類號(hào)" S771" " " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼" A" " " "文章編號(hào)" 1007-7731（2024）23-0102-04

DOI號(hào)" 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.23.020

Application of geographic information system in modern forestry

ZHOU Peng" " KE Biying" " HUANG Simin" " XU Anwei

（Guangdong Eco-Engineering Polytechnic， Guangzhou 510000， China）

Abstract" Geographic Information System （GIS） technology plays an important role in modern forestry，The forestry construction practice was combined， the application of this technology in mordren forestry were summarized and analyzed. Its applications cover multiple aspects such as forest resource inventory and information management， forestry mapping， remote sensing image processing， forest logging design， afforestation planning and design， as well as forest fire and pest and diseases monitoring. In terms of forestry mapping， GIS technology has improved the accuracy and efficiency of mapping， providing strong support for forestry management. In addition， GIS technology also has functions such as data and image processing， providing important reference for forest logging and afforestation design. GIS technology also plays an irreplaceable role in forest protection and monitoring， especially in forest fire and pest monitoring， which can timely and accurately identify problems and take corresponding measures. In short， GIS technology has been widely applied in forestry production， providing scientific decision-making basis for forestry workers and promoting the development of modern forestry. With the continuous advancement of science and technology， GIS technology will play a more important role in forestry production.

Keywords" geographic information system; modern forestry; forest resources; forest conservation

地理信息系統(tǒng)（Geographic information system，GIS）是指在計(jì)算機(jī)硬件、軟件系統(tǒng)支持下，對(duì)整個(gè)或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)，是一種綜合性的空間數(shù)據(jù)處理技術(shù)[1]。隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的快速發(fā)展，GIS技術(shù)多個(gè)行業(yè)都得到了廣泛應(yīng)用。周亞東[2]在海南島森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值評(píng)估研究中提出，利用GIS技術(shù)采集森林資源空間和屬性數(shù)據(jù)，可提高生態(tài)服務(wù)功能評(píng)估的科學(xué)性和精確度，為營林規(guī)劃、科學(xué)配置林木資源提供了有力支持。劉偉[3]研究了GIS技術(shù)在城市水資源管理“一張圖”系統(tǒng)中的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)該技術(shù)為水資源管理提供了一個(gè)良好的平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了水資源數(shù)據(jù)可視化管理，極大提高了水資源管理效率。李燁[4]研究了GIS技術(shù)在礦山應(yīng)急管理中的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)該技術(shù)能夠集成礦山多源數(shù)據(jù)，為礦山風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測評(píng)估與預(yù)警提供了科學(xué)依據(jù)，有利于發(fā)揮其資源統(tǒng)籌優(yōu)勢，輔助設(shè)備定位，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測，提高了救援效率。

森林資源因其樹種、種植區(qū)域存在差異，數(shù)據(jù)收集的難度較大；林木生長具有不穩(wěn)定性與復(fù)雜性，且隨機(jī)性較大，導(dǎo)致森林資源的調(diào)查與記錄難度較大，使用常規(guī)記錄方式暫難以適應(yīng)新時(shí)代林業(yè)生產(chǎn)的要求[5]。因此，采用全面、高效的信息化技術(shù)，促進(jìn)現(xiàn)代林業(yè)逐漸向數(shù)字化、信息化和智慧化轉(zhuǎn)變至關(guān)重要。GIS技術(shù)以地理空間數(shù)據(jù)為對(duì)象，對(duì)空間相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、存儲(chǔ)、管理、分析、模擬和顯示，為科學(xué)研究、信息管理、森林規(guī)劃和信息決策等提供有效的信息數(shù)據(jù)[6]。柳盈泉[7]研究指出，GIS技術(shù)在林業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用主要體現(xiàn)在林業(yè)規(guī)劃配置、林業(yè)經(jīng)營優(yōu)化和森林資源整合等方面。本文從森林資源清查與信息管理、林業(yè)制圖何遙感圖像處理等方面總結(jié)分析了GIS技術(shù)在現(xiàn)代林業(yè)中的應(yīng)用，為現(xiàn)代林業(yè)的發(fā)展提供參考。

1 森林資源調(diào)查

隨著科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，GIS技術(shù)在森林資源清查中的應(yīng)用越來越廣泛。該技術(shù)在森林資源調(diào)查中的主要用途包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理工作（內(nèi)業(yè)）和解決外業(yè)調(diào)查中的重復(fù)工作（外業(yè)）兩方面。這些工作具有難度較大、要求較高、費(fèi)時(shí)費(fèi)力、類型多樣、變化較快和數(shù)量較大等特點(diǎn)[6]。應(yīng)用GIS技術(shù)可準(zhǔn)確捕捉林地地理特征，通過衛(wèi)星遙感和無人機(jī)航拍等方式獲取高分辨率的森林覆蓋信息，以繪制出詳細(xì)的地形圖和資源分布圖，為森林資源統(tǒng)計(jì)與分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；同時(shí)，在森林資源調(diào)查中，在可移動(dòng)設(shè)備上進(jìn)行無紙化調(diào)查規(guī)劃，有利于節(jié)約調(diào)查成本，提高工作效率。趙青等[8]研究指出，GIS技術(shù)的應(yīng)用提高了森林資源數(shù)據(jù)的精度，為準(zhǔn)確掌握資源情況提供了參考，推進(jìn)了森林資源調(diào)查的數(shù)字化、精準(zhǔn)化和高效化。

森林資源作為一種可再生資源，具有生長周期長、分布地域廣和地域結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)。趙瑞香[9]研究指出，森林資源受人為因素和自然因素等影響，表現(xiàn)出較強(qiáng)的動(dòng)態(tài)特征，GIS技術(shù)作為森林資源信息管理的重要工具之一，可對(duì)森林資源變化情況進(jìn)行連續(xù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測。該技術(shù)數(shù)據(jù)處理包括空間數(shù)據(jù)處理和屬性數(shù)據(jù)處理兩種，可實(shí)現(xiàn)對(duì)森林資源數(shù)據(jù)更新的實(shí)時(shí)監(jiān)測，同時(shí)將信息同步到移動(dòng)客戶端，便于分析[10-11]。吳穎[12]研究指出，利用該技術(shù)建立森林地面模型、地形模型和坡面模型等，通過呈現(xiàn)區(qū)域森林資源的水平和垂直分布情況，便于區(qū)分森林資源種類及劃分林地保護(hù)等級(jí)。運(yùn)用GIS技術(shù)節(jié)約了時(shí)間和成本，提高了森林資源信息管理的工作效率、工作質(zhì)量，有利于實(shí)現(xiàn)森林資源管理的信息化、現(xiàn)代化和專業(yè)化。

2 林業(yè)制圖

制圖是一項(xiàng)技術(shù)性強(qiáng)、工作量大的工作。GIS制圖可將數(shù)據(jù)圖形化，并在地圖上直觀顯示，操作簡單、快捷[13]。李霞[14]研究指出，GIS制圖技術(shù)提高了林業(yè)制圖的準(zhǔn)確性，具有圖種豐富、成圖周期短和可操作性強(qiáng)等特點(diǎn)。GIS圖片輸出時(shí)可對(duì)整幅圖進(jìn)行整理，如對(duì)圖框、比例尺、圖例、指北針、附圖、注記表、制圖說明、落款署名和日期等要素進(jìn)行完善，使整幅圖更加美觀，最終形成簡潔、美觀的植被圖或設(shè)計(jì)圖。

3 遙感圖像處理

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，遙感技術(shù)（Remote sensing，RS）在林業(yè)領(lǐng)域中被推廣使用，使數(shù)據(jù)獲得更加有效，提升了測繪精準(zhǔn)度和結(jié)果準(zhǔn)確性[15]。將RS技術(shù)與GIS技術(shù)相結(jié)合，有利于更高效地將RS技術(shù)應(yīng)用于林業(yè)領(lǐng)域，基于中分辨率成像光譜儀（Moderate-resolution imaging spectroradiometer，MODIS）遙感數(shù)據(jù)計(jì)算得到的歸一化植被指數(shù)與植被長勢關(guān)系密切，植被指數(shù)可用于監(jiān)測植物生長，對(duì)植物生長起到指示作用；指數(shù)越高，表明植被健康程度越好。郭碧云[16]研究指出，利用RS技術(shù)和GIS技術(shù)可大面積、便捷且省時(shí)省力地進(jìn)行植被健康監(jiān)測和調(diào)查。

4 森林采伐設(shè)計(jì)

采伐設(shè)計(jì)是林業(yè)撫育必不可少的一項(xiàng)工作。王繼晗[17]研究指出，實(shí)踐中，森林采伐設(shè)計(jì)存在調(diào)查數(shù)據(jù)有待進(jìn)一步精確、采伐設(shè)計(jì)有待進(jìn)一步優(yōu)化以及調(diào)查與采伐過程可能失實(shí)等情況。提高森林采伐工作的科學(xué)化、制度化和規(guī)范化，有助于更好地進(jìn)行森林采伐設(shè)計(jì)工作。景淼[18]基于GIS技術(shù)設(shè)計(jì)了一種用于森林作業(yè)采伐的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，其具有精準(zhǔn)、高效、便捷和實(shí)用等特點(diǎn)。實(shí)際森林采伐設(shè)計(jì)管理中，可結(jié)合無人機(jī)調(diào)查結(jié)果，利用GIS技術(shù)確定有效采伐面積、無林木區(qū)域面積等，進(jìn)而確定采伐區(qū)域圖等，不僅可以提升采伐設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和高效性，而且有利于滿足對(duì)采伐設(shè)計(jì)管理的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化要求。

5 營造林規(guī)劃設(shè)計(jì)

GIS技術(shù)普遍應(yīng)用于林業(yè)行業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，如應(yīng)用于營造林規(guī)劃設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)有效的輸入和輸出，以及圖形整理和空間分析，具有較強(qiáng)的空間數(shù)據(jù)處理、圖形處理等技術(shù)功能，能更有效地進(jìn)行生產(chǎn)經(jīng)營方案決策[19]。安向明等[20]在GIS技術(shù)在森林資源管理中的應(yīng)用研究中指出，該技術(shù)有助于全面收集某個(gè)林區(qū)的全部數(shù)據(jù)，并對(duì)林木分布和長勢數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果選擇適宜的造林樹種和規(guī)劃其種植區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)大面積造林。劉立國[21]研究指出，通過林業(yè)GIS出圖系統(tǒng)可規(guī)范比例尺，實(shí)現(xiàn)批量導(dǎo)出造林設(shè)計(jì)圖，有效提高了營造林設(shè)計(jì)效率。空間數(shù)據(jù)處理技術(shù)在輔助造林和規(guī)劃設(shè)計(jì)方面具有較大的實(shí)用價(jià)值。

6 森林保護(hù)

森林保護(hù)是維系和利用森林資源的一種重要的方式，全方位開展森林保護(hù)工作，有助于推進(jìn)林業(yè)建設(shè)可持續(xù)發(fā)展。GIS技術(shù)在森林保護(hù)中的應(yīng)用較廣泛，有利于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格化護(hù)林管理，合理安排護(hù)林員及責(zé)任護(hù)林區(qū)[22]。

6.1 森林火災(zāi)監(jiān)測

GIS技術(shù)具備一定的監(jiān)測功能，主要體現(xiàn)在對(duì)土地類型、森林面積、森林變化、森林覆蓋率、林火和病蟲害等方面信息的收集[23]。森林防火是森林安全的重要方面，其工程量較大，利用該技術(shù)可實(shí)時(shí)監(jiān)測森林的現(xiàn)場情況，以輔助判斷火災(zāi)的發(fā)生及蔓延趨勢，做好應(yīng)對(duì)準(zhǔn)備，有針對(duì)性地制訂防火計(jì)劃，合理分配防火資源，提高防災(zāi)減災(zāi)能力。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的進(jìn)一步完善和發(fā)展，該技術(shù)還可生成火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域圖，顯示不同區(qū)域的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。仲旸等[24]研究指出，當(dāng)發(fā)生林火時(shí)，GIS技術(shù)可監(jiān)測分析林火的方向、速度、強(qiáng)度和面積大小等數(shù)據(jù)信息，據(jù)此及時(shí)制定出火災(zāi)應(yīng)急撲救路線，提高林火監(jiān)測效率。

6.2 森林病蟲害監(jiān)測

在森林保護(hù)中，病蟲害是消耗森林自然資源的主要原因之一。目前，病蟲害的綜合防治以施用化學(xué)藥劑為基礎(chǔ)，實(shí)際森林建設(shè)過程中，化學(xué)藥劑可能對(duì)土地、河流和空氣等產(chǎn)生影響[25]。詹振亮[26]研究指出，森林病蟲害發(fā)生一般具有擴(kuò)散速度較快、對(duì)樹種為害大以及經(jīng)濟(jì)損失較嚴(yán)重等特點(diǎn)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，GIS技術(shù)在森林病蟲害防治中起到重要作用，通過整合氣候、土壤和植被等地理信息數(shù)據(jù)，生成病蟲害發(fā)生的預(yù)測模型。該技術(shù)可以監(jiān)測病蟲害的發(fā)生特點(diǎn)和分布規(guī)律等，通過數(shù)據(jù)分析預(yù)測病蟲害的發(fā)生時(shí)間，從而采取有效的防治措施。楊霞等[27]研究指出，GIS技術(shù)在森林病蟲害防治中的應(yīng)用，能夠顯示病蟲害發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)和面積等信息；同時(shí)還可監(jiān)測病蟲害的傳播趨勢，為更好地做出防護(hù)措施、提高防治效率提供參考。

7 結(jié)語

隨著林業(yè)經(jīng)營模式的不斷變化，GIS技術(shù)作為一種實(shí)用的管理工具，應(yīng)用于林業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，如在第九次森林資源清查中，該技術(shù)被大量運(yùn)用，極大提高了森林資源調(diào)查的效率和精度。本研究結(jié)合林業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，總結(jié)分析了GIS技術(shù)在現(xiàn)代林業(yè)中的應(yīng)用。具體包括森林資源清查與信息管理、林業(yè)制圖、遙感圖像處理、森林采伐設(shè)計(jì)、營造林規(guī)劃設(shè)計(jì)以及森林火災(zāi)、病蟲害監(jiān)測等方面。該技術(shù)加快了森林資源采集和數(shù)據(jù)更新速度，提高了林業(yè)制圖準(zhǔn)確性，其具有數(shù)據(jù)、圖像處理等功能，為森林采伐和營造林設(shè)計(jì)等提供參考，且在林火和病蟲害監(jiān)測等方面起重要作用。

該技術(shù)被廣泛應(yīng)用于林業(yè)生產(chǎn)中，通過數(shù)據(jù)整合和分析功能，為林業(yè)工作者提供了科學(xué)決策依據(jù)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，GIS技術(shù)將在林業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮其重要的作用，為現(xiàn)代林業(yè)的發(fā)展提供參考。

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（責(zé)任編輯：李媛）