林业调查规划过程中地理信息批量提取技术探究

赵海林

调查林地的自然属性以及社会属性就是指林业调查，在森林资源监测以及营林规划设计工作中，林区项目信息对其有一定的指导作用，因此必须实现对其高效性的保障，进而促使林业部门的经营管理水平以及决策水平在原有的基础上得到最大限度的提升。技术繁琐、严重依赖地形图以及受天气影响严重等是传统林业调查工作的明显的缺陷，这对林业的发展帶来较大阻碍。为实现对上述现象的改善必须在调查工作中实现对GPS以及GIS技术的使用。

一、研究进展

在科学技术大力发展的趋势之下，先进的科学技术以及信息手段已经逐步实现在各行各业中的广泛应用，这对人类社会的进步与发展有极大的促进作用。在林业系统中实现对GPS技术的大范围使用不仅可促使工作效率以及精确度得到准确的提升，同时可在一定程度上促使传统林业工作模式逐步实现向现代化的转变是，无纸化以及一体化的作业流程都可在这一过程中得以实现。这是林业工作模式效率以及精度提升的直观体现。

在实际对外业调查信息进行获取与记录时必须实现对GPS技术的使用，下面我们对其流程进行仔细分析。首先需要促使GPS记录外业调查区的边界实现与业内计算机之间的来回输出，然后在目视判读的基础上对其将其赋予其他地形地貌信息，其中主要包括坡度、高程以及土壤类型等。但这种工作模式具有较大的工作量，极易出现判读失误的情况，其输出成果质量不能得到根本性的保障。

GPS记录的单点信息基本能满足林业调查的需要，但对于林业调查过程中的面状数据信息的记录，远远不能满足林业调查的需求，如面状数据的四至坐标、中心点坐标的获取。随着GIS技术的不断发展，已经与林业相互融合，当前基于林业的GIS软件和设备层出不穷。

二、林业调查规划中信息批量提取

1.小班质心批量获取

外业调查过程中，小班中心坐标的获取对内业数据处理至关重要。手持GPS无法直接获取小班中心坐标，只能借助第三方软件获取，如Mapinfo，Arcgis等。该文主要利用Arcgisl0.2与手持GPS相结合，精确高效获取小班中心坐标。主要有两种方法获取小斑中心坐标点。

2.地形因子信息批量提取

各种各样的地表形态构成地形，具体指地表分布的固定性物体共同呈现出高低起伏的各种状态。林业调查规划过程中地形因子的精确获取，对最终成果影响极大。传统林业调查规划过程中地形因子获取，主要基于地形图的目视解译获取。随着3S技术发展，地信软件使得批量获取地形因子信息成为现实。该文主要研究基于DEM数据的高程、坡度和坡向3项因子批量提取技术，利用ArcGIS for Desktop软件Creat TIN from feature和3DAnalystTools的Raster Surface工具，将项目区等高线数据转换生成DEM、坡度和坡向基础数据。

3.地质因子信息批量提取

地质泛指地球的性质和特征，主要包括土壤、岩石性质等。林业调查规划过程中，地质信息的准确获取，对项目的实施方向和最终效果具有关键作用。该文以研究土壤信息的批量获取为例，以小班质心和政府部门提供的精确地质信息数据为基础。

4.小班四至坐标批量提取

林业调查规划过程中，小班区划之后，成千上百小班四至坐标快速精确获取并标注，为快速形成林业调查规划成果和限定项目区实施范围意义重大。当前利用ArcGIS for Desktop获取小班四至坐标的主要方法有：利用第三方插件批量获取，需要收费（部分插件收费过高）；利用ArcGIS for Desktop的Python语言进行编程，专业性强，对计算机编程要求高；利用ArcGIS for Desktop现有工具组合，不能有效消除不同小班四至坐标点交叉。

该文主要将ArcGIS for Desktop现有工具进行完美组合操作，实现对小班四至坐标的批量获取和标注。利用ArcGIS for Desktop内置工具组合提取四至坐标，该文主要选取其中2种常用类型进行分析。

（1）正向四至坐标批量提取：该方法主要分为2大步骤进行，首先新建字段“小班编号”对小班编号，然后Data Management Tools—Features—Minimum Bounding Geometry（Envelope）获取小班正向外界四边形，交叉点数据转化成为单独点数据并赋值XY坐标，将四至坐标点数据中的2个小班编号字段进行相减，（2）外接矩形四至坐标批量提取：该方法主要步骤与正向四至坐标提取一致，主要步骤为新建字段“小班编号”对小班编号。

三、讨论

该文基于ArcGIS for Desktop针对林业调查规划过程中小班质心批量获取、地形因子信息批量提取、地质因子信息批量提取和小班四至坐标批量提取等4项技术进行浅析。主要得出以下结论：

（1）借助第三方软件获取，如Mapinfo，ArcGIS for Desktop等，同时与手持GPS相结合，精确高效获取项目区小班中心坐标。

（2）利用ArcGIS for Desktop软件和DEM、坡度、坡向和土壤等基础数据，能精确高效批量提取项目区小班地形和地质信息。

（3）将ArcGIS for Desktop现有进行完美组合操作，实现对小班四至坐标的批量获取和标注，并消除不同小班四至坐标点交叉标注问题。

更新林业资源信息、监测以及预测应用：随着林地中植被的不断生长，使林地资源也随之变化，在这样的情况下，只有采用数据创建生长模型，同时对小班资源定期进行侦测并及时更新数据，才能做好历史数据的积累。同时，也可以及时掌握和林业资源具有相关性的各种生态环境的变化情况，通过使用动态变化图对林业调查中的各项资源实施监测，根据历史数据创建的数学模型开展后期预测，均为我国林业规划的科学管理提供了准确而全面的信息依据。

林业调查规划过程中，基于ArcGIS for Desktop软件已经实现各项地理信息能够批量获取，但目前针对林业调查规划过程中人为划定标准的因子仍旧不能有效解决，主要有坡位等因子，这将是未来林业调查规划批量提取基础突破的核心。

（作者单位：165000国家林业局大兴安岭林业调查规划设计院）