森林资源数据库更新中采用的技术手段与方法——基于吉林省和龙市林业局资源数据更新

白星雯，马燕娥，杨晓玲，吴露露，高梓洋

(1.国家林业局调查规划设计院，北京 100714;2.北京林业大学，北京 100083;3.国家林业局林产工业规划设计院，北京 100010)

吉林省和龙市林业局始建于1950年，下辖8个国有林场，8个乡村林业站，1个国营苗圃。吉林省和龙市林业局拥有丰富的森林资源，森林覆盖率为73.8%。为实现森林资源的可持续利用与发展，掌握第一手森林资源数据就显得尤为重要。

1 森林资源现状分析

1.1 森林资源的数量和质量

森林资源数量和质量的调查统计是森林资源计量的基础。从遥感影像图可知，和龙市林业局的森林资源主要分布在海拔较高的山区与市郊各乡镇，而在和龙市林业局南部的有林地郁闭度较大，林木茂盛。

根据吉林省和龙市林业局2009年森林资源档案统计，林业局总经营面积270 813 hm2，森林覆盖率为73.8%。现有林业用地217 508 hm2，占总经营面积的80.3%，非林地面积53 305 hm2，占土地总面积的19.7%。在林业用地中，有林地面积199 849.5 hm2，占林业用地面积的91.89%，另有疏林地414.6 hm2，灌木林7 227.4 hm2，未成林地3 443.3 hm2，苗圃54.8 hm2，无立木林地432.3 hm2，辅助生产林地438.9 hm2。

按不同林分起源统计，和龙市林业局有林地中天然林162 815.9 hm2，人工林37 033.6 hm2，分别占有林地的81.47%和18.53%。二期天然林资源保护工程的启动，还将继续实行天然林保护工程和人工造林工作，将使森林资源稳步增长。有林地中，幼龄林42 173 hm2，中龄林107 259.2 hm2，近熟林42 499.9 hm2，成熟林7 838.1 hm2，过熟林64 hm2，分别占有林地总面积的21.10%、53.67%、21.27%、3.92%和0.03%。按林种划分，特用林、防护林、经济林和用材林的面积分别为1 400、93 795.6、4 137和100 516.9 hm2，分别占有林地的0.70%、46.93%、2.07%和50.30%

2009年，和龙市林业局共有活立木总蓄积量为1 849 9245 m3，其中:有林地蓄积量为18 484 700 m3，占活立木总蓄积量的99.92%，另有疏林地蓄积量5 599 m3，散生木蓄积量8 886 m3，四旁树蓄积量707 m3。林分蓄积，按起源划分，天然林蓄积16 548 633 m3，人工林蓄积1 936 067 m3，分别占有林地蓄积量的89.53%，10.47%。按龄组划分，中龄林蓄积比重最大，为10 368 270 m3，占有林地总蓄积的56.09%，其次为近熟林，占32.28%。按林种划分，用材林蓄积量比重最大，为9 469 311 m3，占有林地蓄积的51.23%，其次为防护林，占有林地蓄积的47.86%，另有特用林蓄积165 460 m3和经济林蓄积2 885 m3。

1.2 森林植被

和龙市林业局植被属于长白山植被类型，主要为针阔叶混交林和落叶阔叶林。由于受温暖季风影响，水热条件较为优越，为植物生长提供了有利条件，森林生长茂盛。优势树种有红松、云杉、樟子松、落叶松、臭松、胡桃楸、椴树、柞树、榆树、色树、白桦和杨树等。其中柞树林与阔叶混交林所占比重最大，分别为37.36%与34.03%。其次是落叶松林与针阔混交林。柞树林所占比例较大，但是其幼龄林和中龄林所占比例较小，其他优势树种也有这种现象，而且龄级缺少更为严重。

1.3 森林资源消耗量

如图1所示，森林资源每年采伐量与出材量相当，表明森林资源蓄积量在一定基础上处于稳定范围。

2 森林资源数据GIS更新技术路线与实现

森林资源调查是林业经营的基础工作，是建设林业、发展现代林业的重要支撑和保障，为强化森林资源管理、保护森林资源提供基础数据。为了开展吉林省和龙市林业局森林经营方案的编制，需更新和龙市林业局森林资源二类调查小班数据，获取反映森林资源现状的最新数据，进一步完善吉林省和龙市林业局森林经营方案编制工作。本次工作中，将GIS技术运用到森林资源数据的调查中，完成森林资源数据的更新。

图1 2000年至2009年森林资源消耗统计Fig.1 Statistics of forest consumption from 2000 to 2009

2.1 数据源获取

(1)2009年吉林省和龙市林业局森林资源小班数据库 (Excel文件)。

(2)2000年吉林省和龙市林业局森林资源二类调查数据 (GIS数据库)。

(3)2000－2008年吉林省和龙市林业局林相图经营措施分布图 (纸质)。

(4)2009年吉林省和龙市林业局各林场伐区调查设计统计表 (纸质)。

(5)2008、2009年和龙市林业局封山育林调查设计、更新造林调查设计和冠下造林调查设计等近期森林经营措施实施方法资料 (纸质)。

2.2 技术路线

和龙市林业局的各类森林调查、经营使用底图均为2000年二类调查图，从2000年至今每年都对森林抚育更新的经营措施进行记录与纸质图标注定位，记录清晰完整。本次工作将采用2000～2009年和龙市林业局的森林经营资料对2000年二类调查GIS数据进行属性和图形的更新，在更新完成后，对更新数据进行实地复核。技术流程如图2所示。

图2 2009年二类调查小班数据库更新技术流程图Fig.2 Technical flowchat of updating sub－compartment database，2009

2.3 小班数据更新方法

在二类调查中规定，若小班的面积小于0.1 hm2则不需要上图，更新的森林资源数据截止于2009年，其基础数据源为2000年森林经理调查成果——地理信息系统软件 MapInfo生成的数据库，在此基础上进行森林资源数据的属性更新和图形更新。

2.3.1 森林资源二类小班数据属性更新

未进行任何经营措施的小班，面积不变，而属性字段随着森林生长而变化。此类小班，更新其属性字段即可完成小班地理空间数据库的更新。

森林属性数据:和龙市林业局按照省、地市林业行政主管部门颁发的森林生长率计算办法，已逐年完成更新，更新后的数据统一表示在Excel表格形式的小班数据一览表中，如图3所示。

属性更新采用对应唯一字段的方法实现链接，连接字段选择“林班－小班”。更新实现平台为地理信息系统主流软件ArcGIS。

图3 属性链接时唯一字段的设置与链接Fig.3 Settings and linkings of sole field in attribute linking

2.3.2 森林资源二类小班数据图形更新

对图形发生变化的小班，需要同时修改小班图形和属性因子，小班的数据更新包括小班图形的分割、合并和小班属性因子的修改等步骤。此次更新是通过2009年的属性数据去反推图形的更新，利用外业调绘图及各种设计成果，将图形发生变化的小班范围进行扫描和纠正等处理后矢量化赋值。如图4和图5所示。

图4 抚育采伐纸质材料扫描并矢量化赋值Fig.4 Materials scanning and vectorization assignment of improvement cutting

图5 伐区纸质材料扫描并矢量化赋值Fig.5 Materials scanning and vectorization assignment of cutting area

进行了抚育采伐等经营措施的小班，通常其作业区面积为半个小班，此时小班一分为二，实施经营的作业区单独成立新增小班。此类小班图形、属性信息全都发生变化，在更新图形信息后，再核实、更新属性信息，然后利用空间关联、属性关联等方法更新属性信息，完成小班地理空间数据库的更新。

新增小班地块空间归属来源主要有两方面:一是以纸质林相图为基础绘制的经营措施分布图，二是林场伐区调查设计图。后者为三类调查设计，面积实测，精度较高。故对小班进行图形更新时，参照了小班内伐区的面积来确定新增小班。即通过链接好的小班属性进行面积做差，然后找到与面积差值相同的小班，则该小班就为新增小班。

二类小班数据在做完图形更新和属性的变化更新并检查合格后，还要进行自然增长更新，这部分更新将主要影响到地类、单位面积蓄积、小班蓄积、树高、胸径和林龄等小班因子，这些因子需要重新取值。此外，对自然增长后的二类小班数据进行数据完整性、逻辑一致性检查。

2.3.3 森林资源数据更新后数据的复核

对完成更新后的小班进行5%的抽样，采用地方工作人员配合解读记录与实地踏查相结合的方式进行数据复核。此次复核的小班数为750个左右，复核的内容包括树种组成、小班面积、林分平均高和林分平均胸径等信息。

本次数据复核从2009年11月开始，与和龙市林业局正在开展的“抚育、低改质量检查记录”调查相结合，从2009年11月到2010年1月进行外业系统设计与部署安排，2010年3月到5月在地方人员配合的情况下开展实地数据复核。

对实地调查的数据进行后期录入，再进行属性连接检查，保证抽样后的小班调查符合以上要求，完成此次森林资源数据的GIS更新。

3 结论

通过3S技术在和龙市林业局资源数据更新中的应用，减少森林资源数据在更新中的误差值，可以多次修正和循环操作，使误差降到最低并达到且符合资源调查技术标准的要求范围。因此，对和龙市林业局资源数据库更新中采用的3S技术手段和方法的先进性，在实现“精准林业”的同时，使获得的第一手森林资源数据因可靠而可用。

【参 考 文 献】

［1］张煜星．关于SPOT数据的森林林相图更新技术研究［M］．哈尔滨:中国林业出版社，2007．

［2］张煜星，王祝雄．遥感技术在森林资源清查中的应用研究［M］．哈尔滨:中国林业出版社，2007．

［3］国家林业局森林资源管理司．森林资源管理工作手册［M］．北京:中国计量出版社，2007．

［4］Maribeth Price著，李玉龙 张怀东译．ArcGIS地理信息系统教程［M］．北京:电子工业出版社，2012．

［5］王志平，李耀翔，万道印．基于VB的森林资源数据采集系统构建［J］．森林工程，2010，26(1):12 －15．

［6］曹建华．森林资源环境价值核算评价研究综述［J］．江西林业科技，2002(5):36－39．

［7］邓清华．开展森林资源评估的几点建议［J］．江西林业科技，2005(6):11－12．

［8］马友平．应用生态位进行森林资源评价［J］．林业科技，2000(3):17－19．