林业资源管理中的GIS应用研究

夏刊

摘 要：现代林业资源管理多采用高科技技术，它能够实现林业资源管理的智能化决策支持，并构建系统体系提出更多管理功能优化对策。本文就专门探讨了GIS系统技术在林业资源管理体系重要分支——采伐设计中的重要科学应用，专门设计构建GIS林业资源采伐智能决策支持系统。

关键词：林业资源管理；GIS技术；采伐设计智能决策支持系统；功能应用

文章编号：1004-7026（2018）09-0098-02 中国图书分类号：S757.1 文献标志码：A

GIS（Geographic Information System）即地理信息系统，它可被利用包括大气层、地球表层空间的多种地理空间领域，可应用范围相当之广。在林业资源管理体系中，GIS系统技术也拥有其用武之地，例如它对于森林中采伐设计智能决策支持系统的建立就十分注重跨学科领域的科学技术融合，它所构建的GIS林分生长及收获模型能够对自然林木的生长过程进行理论方程计算，再结合RS数据对树木生长及林分实施模拟预测，做到对林木采伐方案的随时调整与错误纠正。

1 关于智能决策支持系统

智能决策支持系统（Intelligence Decision Support System，IDSS）的系统建设核心思想就是人工智能与DSS的相互融合，而且系统中还融入了专家系统技术，能够合理利用人类逻辑推理帮助人类解决某些相对复杂的决策性问题，可以被视为是辅助决策实施的重要系统。

从IDSS的功能特性角度层面来讲，它对处理非结构化或半结构化数据是非常擅长的，例如在林业资源管理中，它就能够基于森林结构调整、森林林业资源布局调整对所产生的非结构化或半结构化数据进行深度处理，进而实现对林分质量及森林整体资源管理水平的提高；其次，它具有良好的自主学习能力与推力能力，能够做到有效推理林分产出量，并基于这一数据实现对森林林业资源的可持续保护；再者，它的适应性与灵活性非常之强，能够快速适应不同环境背景下的资源管理及决策分析，且它还拥有友好的人机接口，能够快速调整DSS的程度与应用范围，结合人工智能体系中的专家系统与神经网络形成自然语言处理系统、智能人机接口以及四库间问题处理系统，可见IDSS是具有极强的系统功能拓展能力的，且它利用逻辑推理辅助林业资源管理解决复杂决策问题的能力也不容小觑[1]。

2 森林采伐中的GIS技术

在林业资源管理的森林采伐工作中要充分利用到现代化新技术，除上文中所谈到的IDSS系统外，还要用到GIS系统技术，二者需要实现技术融合，共同完成森林采伐设计管理决策工作。首先要明确一点，森林采伐设计要求流程细化、缜密的管理工作内容，它希望通过GIS系统提取、挖掘林分数据，对数据进行前期处理后传递到IDSS系统的DSS决策支持系统中，集成人工智能与专家系统进行决策，实现对林分质量的有效评价，为增加林分产出打好基础。也就是说，GIS要做好前期的数据发現、采集与处理工作，再由IDSS系统实施决策管理，提出决策成果，推进林业资源管理工作进程。严格来讲，这其中GIS技术是占到主要位置的，是它完成了大部分工作内容，所以本文也希望基于GIS来构建IDSS系统，为采伐设计工作顺利开展提供先进的技术支持。

3 基于GIS技术的IDSS系统设计与应用实现

3.1 系统设计

首先利用GIS系统采集数据，并对所采集到的数据实施初期处理，结合森林采伐相关基本知识内容构建模型，并通过计算确认所研究对象的树种、树高、树形、胸径等等，然后研究伐区选址、选取集材道路等等，为林场决策者提供森林采伐的动态信息内容，作出相应决策分析，帮助他们进行最终决策。

首先要明确系统总体结构，它就包括了C/S客户端及服务器端，它们主要作为数据存储与处理的中心平台存在，专门对系统终端的应用程序进行数据采集及处理，然后将数据传递到服务器端位置。在该过程中，还要运用到C/S模式中相对强大的数据处理与存储能力，提高C/S模式交互性，优化存储管理安全运行。最后利用GIS系统中的空间分析及运算能力配合C/S模式，为林业资源管理采伐设计生成IDSS系统，如图1。

其次要搭建数据库系统，这其中就包括了空间数据库与属性数据库，利用GIS所采集到的数据展开分析、修改等处理过程，然后输出，实现数据库与模型库中数据的高频交换。再利用GIS对空间信息的分析处理能力为林区选择伐区、楞场、实施深度的空间分析，最后以图形形式输出结果，为决策者提供必要的林业采伐设计信息，以便于制订最后的采伐方案。

在数据库系统之上还要建立知识库系统、模型库系统以及方法库系统。以知识库系统为例，它就结合GIS技术分析林区采伐的相关历史数据，为林区采伐更新管理办法，明确采伐规程、流程与作业设计内容，最终建立林区采伐知识模型。在知识库管理模块中更要强调对知识的获取、存储、调用与推理过程，最后实现数据内容全面扩充[2]。

3.2 系统功能实现

由GIS与IDSS系统所构建的综合智能决策支持系统以合理采伐设计、有效管理林区资源为最终目标，它的过程就是不断实现数据采集集成、存储录入、查询、分析处理和输出，为森林采伐决策提供数据与技术支持。所以在整个系统中一定要体现多功能优势。

例如系统中要体现GIS的几项重要功能，除传统的数据浏览、查询、图层分析与土层处理外，要利用GIS实现空间叠加分析功能，对林区林木采伐设计中所存在的不同数据、图层及属性进行多重集合运算过程，进而产生新数据。具体来讲，要基于林班、道路、河流等不同信息数据进行叠加分析，形成多重属性林相图，然后基于林分辨别与林木的异龄木辨别来展开采伐方案设计。

在数据管理方面，GIS系统会收集包括矢量数据、图标数据、树种数据、森林采伐专业知识数据在内的上百种专业数据，围绕采伐设计实施森林采伐智能化、系统化表达，便于用户更直观理解林采伐设计方案内容，同时根据用户的具体意见及需要设计数据库技术表，最后生成直观的采伐设计图，还包括基于GIS和IDSS系统的林木采伐类型专题图，比如说限伐小班图或采伐小班图等等。客观讲，基于GIS技术的IDSS系统是集合了空间数据库与属性数据库内容的，它能够实现对专题图的任意制作编辑，功能应用灵活且人性化[3]。

结束语

在林区资源管理中，森林采伐设计是非常关键的管理及经营活动环节，本文所提出的基于GIS的智能决策支持系统（IDSS）希望为我国打造数字化林业前站基础，实现对森林采伐决策的可视化与智能化，以提高林区资源管理效果，维持林业资源发展的可持续性。

参考文献：

[1]东明.浅析GIS在林业监测中的应用与前景[J].中国科技纵横，2017（21）：244-245.

[2]蓝待坚.关于提高森林采伐调查设计精度和效率的探析[J].绿色科技，2017（15）：145-147.

[3]罗子淇，潘志华，刘陈林.基于GIS的森林采伐智能决策支持系统设计[J].安徽农业科学，2016（29）：164-166，179.