县级林业综合地理信息系统的建立和应用实践——以浙江省缙云县为例

刘 足 良

（浙江省缙云县林业局 321400）

县级林业综合地理信息系统的建立和应用实践
——以浙江省缙云县为例

刘 足 良

（浙江省缙云县林业局 321400）

目前县级主要有林权信息系统、二类资源信息系统和生态公益林管理信息系统，古树名木系统未落实到图，四系统互不兼容，使用不方便。GIS地理信息系统采用的核心技术归纳为地图分层，矢量抽象，空间数据与属性数据的划分三个方面，以此为基础，基于ActiveX技术的GIS平台，GPS和RS及缙云县森林资源信息的特点，使用面向对象的方法，抽象出县级林业综合地理信息系统，使林权、二类资源数据、生态公益林、古树名木四信息系统基于视图与视图配置的模型，研究开发出林业综合地理信息系统软件。实践证明，采用这种技术能提高基层林业工作者的工作效率，减轻野外体力作业，提高工作精度。

森林资源；地理信息；建立；应用

地理信息系统 Geographic Information System 简称 GIS,是在计算机软件和硬件的支持下 ,运用系统工程和信息科学理论 ,科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据 ,以提供对规划、管理、决策和研究所需信息的空间信息系统。地理信息系统是集地球科学、信息科学、计算机科学、环境科学、管理科学于一体的边缘科学。其最大特点在于可以把社会生活中的各种信息与反映地理位置的图形信息有机地结合起来，从而使复杂空间问题的科学求解成为可能。它具有空间数据处理能力和空间信息分析能力，属性数据和图形数据并存的特点 ,可根据用户的要求迅速地获取满足需要的各种信息，并能以地图、图形或数据的形式表示处理的结果。

1 研究区基本概况

缙云县位于浙江省南部腹地，丽水市东北部,北纬28°25′～28°57′，东经119°52′～120°25′。南北长60公里，东西宽54公里，东界仙居，东南临永嘉，南连青田，西接莲都，西北靠武义，北、东北分别与永康、磐安毗邻。面积14.88万公顷，其中林业用地面积11.3万公顷，占76.l%，是一个“八山一水一分田”的林区县。缙云县地处括苍山与仙霞岭的过渡地带。地形以山地、丘陵为主，约占全县总面积80%以上。地势东南高，西北低，大体以好溪为界；东南部由括苍山的闾尾分成数支伸入，山峦起伏，一般海拔500～800米以上，主峰大洋山的海拔1500.6米，为括苍山诸峰之冠；缙云县山地土壤有红壤、黄壤、岩性土3个土类，7个亚类（红壤、黄红壤、侵蚀型红壤、黄壤、侵蚀型黄壤、钙质紫色土、玄武岩幼年土）17个土属，26个土种，其中红壤土类分布最广。境内气候属中亚热带季风气候区，气候温暖湿润，四季分明，冬夏长，春秋短。据缙云县气象站资料统计：年平均温度17.2℃，极端最高气温41.7℃，极端最低气温－13.1℃，无霜期245天，年平均降水量1437毫米。主要植被类型有针叶林、针阔混交林、常绿阔叶林、落叶阔叶林、毛竹林和经济林。主要优势树种有马尾松（Pi nus massoniana Lamb）、杉木（Cunninghamia Lanceolata）、木荷（Schimasuperba et Champ）、枫香（Liquidambar formosaceHance）、毛竹（Phyllostachyshterocycla）、栎类等。

2 县级林业综合地理信息系统建立和应用存在的问题

目前该县化了大量的精力和物力，化了大量资金，用了三年时间分别建起了《缙云县林权信息系统》、《缙云县二类森林资源系统》、《缙云县生态公益林管理系统》和2004年建立的古树名木资源数据库，但由于四个系统分别由三个单位承担制作，技术参数、技术力量和制作代码及采用地理坐标系不同等多种原因影响，致使系统间互不兼容，不能合并使用，给日常工作中使用带来非常不便，经常要带上三张图纸和一本古树名木录到现场实地核对，一不细心就会出现错误。

2.1 三系统采用地理坐标系不同

由于林权信息系统是采用世界级地理坐标系，即WGS84:World Geodetic System 1984地理坐标系，二类森林资源系统没有确定坐标系，而生态公益林管理系统采用西安80地理坐标系，古树名木信息系统由于建成较早而没有矢量图数据，不能在图上反映出来。由于采用的坐标系统不同，系统间的地图分层、矢量抽象、空间数据与属性数据就不兼容，不能正常显示。

2.2 使用代码不同

林权信息系统和二类资源系统采用全省统一的县代码和林业统一的乡镇村代码，而生态公益林系统与以上二系统三级行政代码均不同，古树名木信息系统三级行政代码又自成一派，各不相同。

2.3 制作单位提交成果的文件格式不同

林权系统、生态公益林和二类资源系统的文件格式为mxd格式，由于该格式可以用GIS地理信息系统软件打开，GIS软件功能强大，可进行第二次开发，而古树名木信息系统只有“DBF”格式为数据库，没法在GIS中使用。

2.4 系统数据更新困难

由于GIS地理信息系统是一门新的学科，该系统功能强大，是一个国外开发的软件，目前这方面的人才紧缺，GIS技术推广应用人员几乎是凤毛麟角。由于林业综合信息是一个动态数据库，数据变化非常频繁，给系统数据更新带来很大难题。

2.5 不能与其他单位交换相关电子数据

目前，国土部门和城市建设部门，经常需要林业部门提供相关图表资料，他们目前均使用xian 1980 地理坐标系统，由于我们相关系统与社会流行的地理坐标系统不兼容，图表数据不能交换，在征占用林地项目报批中，他们提供给我们的图表数据，不能与我们自己的系统叠加，工作非常不便，并容易出错。

2.6 单一的系统，成为摆设

由于这方面人才缺乏，几乎无人有这方面的专业知识，加上原系统单一，使用麻烦，所以虽有三个地理信息系统建成，但是成为摆设，无人应用。另外，基层林业站资金缺乏，设备落后，没有配备手提电脑，有这样的系统，不能拿到野外现场使用，虽在办公室配有电脑，但配置低，地理信息系统难以运行。

3 系统建立过程

3.1 利用ArcGIS平台建立《县林业综合地理信息系统》

（1）安装ArcGIS 10.0软件，在有足够空余的空间（最好10G以上）硬盘内根目录下（如“E:”盘），建立“县林业综合地理信息系统”文件夹，在该系统文件夹内分别建立行政面、二类资源面、林权面、公益林面、古树名木面、地形图面等文件夹，在文件夹内加入现有的可用的相应数据，待用。

（2）打开ArcMAP 10，新建空白地图，另存为县林业综合地理信息系统.mxd。保存到“县林业综合地理信息系统”文件夹中。

（3）建立投影坐标为xian 1980 投影Gauss＿Kruger ,地理坐标为GCS＿xian＿1980,基准面D＿xian＿1980。方法：在图像栏内单击右键，弹出一个对话框，选择数据框属性，在弹出数据框属性中选择坐标系选项，在选择坐标系方框中选择预定义前“+”打开，点击Geographic Coordinate Systems 前“+”打开，点击Asia前“+”打开，点击Xian 1980 ，这时在数据框属性表中的当前坐标系框中增加GCS Xian 1980 基准面：D Xian 1980 等内容。

单击Projected Coordinate Systems 前“+”打开,单击Gauss Kruger前“+”打开，单击Xian 1980 前“+”打开，单击Xian 1980 3 Degree GK CM120E单击应用。

选择数据框属性常规选项，在显示中选择度分秒，参考比例选择1：10000，单击确定。坐标系建立完成。

3.2 建立矢量化数据库

（1）添加行政面图层。方法：在内容列表栏中，选择图层右击，在弹出选项框中选择新建图层组，选择新建图层组右击，在弹出图层组属性框中选择常规选项，在图层名称栏内改名为行政面，选择组合选项，单击添按钮，弹出添加数据文本框，在查找范围下拉箭头上单击，选择默认工作目录——县林业综合地理信息系统，单击行政面文件夹打开，选择乡镇面.shp、村面.shp等文件，单击添加按钮，系统弹出地理坐标系警告文本框，单击变换按钮，弹出地理坐标系变换文本框，单击新建按钮，弹出新建地理（坐标）变换文本框，单击方法名称下拉箭头，选择地心变换，单击确定，再单击弹出新建地理（坐标）变换文本框中的确定按钮，单击地理坐标系警告文本框中的关闭按钮，行政面数据添加完成，县林业综合地理信息系统中的行政面矢量化数据库建立完成。

（2）添加二类面图层

建立二类面，把二类小班数据信息加入到该系统中，方法同上，建成县林业综合地理信息系统中的二类小班资源矢量化数据库。

（3）添加林权面图层

建立林权面，首先利用ArcMap软件的强大功能，把林权系统的GCS＿WGS＿1984大地坐标转换为xian＿1980的投影坐标和地理坐标，信息数据，建成县林业综合地理信息系统中的林权宗地块的矢量化数据库，方法同上。

（4）添加公益林面

建立公益面，添加生态公益林信息数据，方法同上，建成县林业综合地理信息系统中的生态公益林矢量数据库。

（5）添加古树名木面

建立古树名木面，把古树名木的坐落地经纬度、树种、年龄、树高、胸径、坐落乡镇村等信息录入到古树名木面，建成县林业综合地理信息系统中的古树名木矢量化数据库。

（6）添加地形图面

建立地形图面，把1∶10000电子地形图进行文件格式处理，把其转换为“.tif”格式文件，并利用ArcMap中的影像校准和配准功能进行配准，把全县范围内的地形图添加到该图面，完成全县地形图的制作，建成县林业综合地理信息系统中的地形图数据库。

（7）添加遥感面

建立遥感面，把经配准的遥感影像图添加到遥感面中，建成县林业综合地理信息系统中的遥感图数据库。

到此，在ArcGIS中建成如下图面层：

A行政面：包括具有县界线和县属性点的市县面、乡镇界线和乡镇属性点的乡镇面及村界线和村属性点的村面；

B二类小班面：包括二类资源数据小班线及小班相关信息；

C林权面：包括各类性质林地权属的宗地块界线及宗地块相关信息；

D公益林面：包括公益林小班的小班界线和小班相关信息；

E地形图面：全县范围内的1∶10000地形图；

F遥感面：全县范围内的遥感影像图。

县林业综合地理信息系统建成后，可利用ArcGIS的强大归纳统计和空间分析功能，可以根据不同的需要制作并输出各类森林资源分布、林权信息、公益林分布、古树名木分布等图面资料。

4 信息系统结果检验

本信息系统的建成，在图中可显示乡镇界、村界；二类小班号、面积和优势树种；林权证宗地号、面积、林权类型；公益林小班号、面积；古树名木可显示古树编号、树种等信息，显示信息内容可自行设定。经实地现场检验，根据系统中显示的地理位置即经纬度和海拔高度与GPS显示的数据相同，说明本系统制作方法正确切实可行，系统明了实用。

5 对县林业综合地理信息系统使用的建议

（1）培养和引进专业技术人才。目前GIS地理信息系统作为新的信息获取手段已显示出很大优越性。GIS作为一种数据存储管理平台为林业数据库的建立奠定了一定的基础，而GIS在中国林业界应用还刚刚起步阶段，国内从事林业森林资源地理信息系统技术研究和应用的专业、技术队伍相对紧缺，特别是在县级从事GIS技术推广应用的人才几乎是凤毛麟角。因此，要进一步加大人才培养引进的力度，建立县级GIS地理信息系统专业队伍。县林业主管部门需要配备既熟悉林业专业知识、又具有计算机应用技术的多学科专业人才，更好地将GIS地理信息系统应用于林业科技生产中去。

（2）扩大GIS地理信息系统在林业生产管理中应用范围。我国南方地区，多处于低山丘陵地貌，一旦发生森林火灾，很难选择一个好的地点来观察整个火势，影响科学地结合有利地形地势指挥扑火，扑火指挥的效率极低，在许多情况甚至根本无法实施有效指挥，有时会贻误最好扑火时机。只要建立县林业综合信息地理信息系统，其内容包括:最新航拍图、最新地形图,道路、村庄、河流、森林资源状况等项目。发生森林火灾时，扑火队或火情观察员使用GPS测出队伍位置、火点位置，并通过手机或其它通讯设备报告到指挥部。指挥部人员及时把坐标输入电脑，通过森林资源地理信息系统及时定位到地形图或航片图，形成最新的包括火点火线、扑火队伍、地形地貌、水文、可调配劳力、森林资源价值、通信保障等情况的现场态势图，该态势图可几分钟更新一次，有了现状态势图，指挥员便能真正实现高效率的指挥。对火线走向可建立模拟动画，利用森林资源地理信息系统中的遥感图建立电子沙盘。这样就能自如指挥，能抓住有利时机扑火，使火灾损失降到最小。

（3） 树木精确定位管理：把全县的古树名木的GPS点导入县林业综合地理信息系统中去，在该系统中建立古树名木地理信息，即可实现对古树名木到每一株的管理,可用于古树名木、珍稀树木保护管理及林木认养经营模式。

（4）充分发挥网络优势，实现资源共享。建立县林业综合地理信息系统与网络完美结合，以达到林业部门专人管理系统，即时更新数据库的数据，让乡镇林业站能及时地获得最新森林资源数据，及时掌握辖区内的森林资源变化情况。

（5）森林资源调查中的应用：将航片资料（RS）加载到地理信息系统（GIS），即可直接进行小班区划。利用样地调查资料建立样地数据与航片判读信息的对应资料进行小班因子航片判读训练及准确性检验和校正，对因样地资料偏少无法保证可靠性的林地类型可进行补充样地调查。在固定样地调查的应用上，为了便于今后复查，除了存储样地西南角的坐标点，还应当存储寻找样地路线的关键点，比如公路与小路的叉点、林间小路的叉路口，除个别地势险要地段的目测点，今后固定样地的复位率应该可以达到100%。

（6）林权变更管理中的应用：林权变更管理外业、内业是一项工作量非常大的工作，用手工方法精度难以保证，效率很低。使用县林业综合地理信息系统，可以大大提高精确度，提高工作效率，并可通过系统打印出精致的林权证和附图。

这样完成的林权信息数据，保证了面积计算的准确性及制图质量，林权宗地矢量化后以宗地文件的形式保存在电脑中，为后续利用提供了极大的便利。此后的林业产权交易、森林资源调查评估、各项规划设计都反复用到这些资料。

（7）继续完善和及时更新：由于森林资源是一个动态的数据库，小班数据每年大多在变，有采伐、造林、火灾或病虫害等，需要及时更新；林权信息也经常在变动，林地所有权有因项目征占用林地而变为非林地需要注销、林地经营权流转而林地使用权和林木所有权、使用权发生变动、自留山继承而林权变动等需要及时更新，公益林也因项目征占用发生一占补一而变动等需要及时更新。电脑录入或野外调查时发生错误而需要及时更正完善，古树名木每年也有枯死而采伐等变化。有了该综合系统就可及时更新，确保系统数据正确完整。

TP311

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1004-7743（2013）01-0057-06

2012-08-16