DEM的生成及其林业应用

李海峰

（五莲县林业局，山东 五莲 262300）

1 引言

数字高程模型 (Digital Elevation Model)，简称DEM，是通过地形高程数据对地面地形生成的数字化模拟，DEM数据渲染成图能直观的表现地形情况。地理信息系统（Geographic Information System简称GIS）是20世纪60年代发展起来的一门新兴学科，1963年R.F.Tom Linson首先提出了GIS的概念，1971年加拿大土地管理局开发出第一个商业化软件Arc/Info[1]，目前GIS技术已被广泛应用于环境、资源、考古、水利、农业、急救、道路、林业和旅游等领域的规划和管理上。

2 DEM的生成

本文使用ArcGIS对五莲县等高线数据进行处理，生成全县DEM数据，运用ArcGIS的分析功能对DEM数据进行分析，得出了全县坡度坡向图及面积数据，为全县25°以上坡退耕还林提供依据，同时坡向分析对造林树种选择提供参考。

3 在林业上的应用

首先我们获取了五莲县等高线、县界、水系数据，以此数据为基础用ArcGIS软件进行处理分析。

3.1 使用ArcGIS的创建TIN命令将等高线数据转换为TIN数据，转换前后对比如下图2。

3.2 使用TIN转格栅命令将TIN文件转换为格栅图像。像素大小设为10m，TIN转换格栅参数设置如图3，转换后的格栅数据如图4。

图1 创建TIN参数设置

图2 等高线与TIN数据

图3 TIN转换格栅参数设置

图4 格栅数据图

通过以上两步处理已将等高线数据转换为数字高程模型，格栅数据像素大小可根据数据精度要求在转换过程中设定，本文将格栅大小设定为10m×10m。

接下来通过调整格栅数据的符号系统，按不同颜色给高程赋值，并使用将阴影计算成生的阴影图放在下层。将格栅数据的透明度调为30%，生成直观的数字高程模型如图5。图中绿色端为低海拔区域，红色端为高海拔区域，最低15m，最高710m，由图可知五莲县山系走向由东北到西南，水系由山系中部向县域四方分流。

图5 数字高程模型图

3.3 使用ARCGIS格栅表面坡度分析功能对全县DEM数据进行求算，坡度分析参数如图6，生成坡度格栅数据，如图7。

图6 坡度分析参数设置

图7 坡度分析图

图中用不同颜色区分了五个坡度区间。淡黄色为≤2°；黄色为 2°～6°；红色为 6°～15°；紫色为 15°～25°；蓝色为＞25°。通过格栅重分类后可对坡度数据进行计算，得出不同坡度区间的面积，见表1。

表1 坡度与面积计算数据

由表中可知五莲县25度以区域12249.2hm2，占全县陆地面积的8.4%。叠加近期卫星影像可查看25度以上坡耕地退耕还林情况，对未退耕地段逐步规划造林或采取封山育林等其他措施。

3.4 使用ARCGIS格栅表面坡向分析功能对DEM数据进行求算，坡向设置如图8，生成坡向格栅数据，如图9。

图8 坡向分析参数设置

图9 坡向分析图

图中用不同颜色区分出出东、东南、南、西南、西、西北、北、东北、平坡九种坡向。通过格栅重分类后，对坡向数据进行计算，得出不同坡向地形的面积。见表2。

表2 坡向格栅数据

由表中可知五莲县东坡、西坡及东南坡向占比较高，北坡、东北坡向占比较小。研究表明坡向是影响造林成活率和造林质量的重要因素，坡向不同，适生的树种也不同，一般是低山阳坡应选择喜暖、喜光、耐干旱的树种，造林设计时应根据不同树种的生态特性，选择不同立地条件。

通过以上工作可以看出，通过ARCGIS在数据表分析统计和制图方面的强大功能，利用等高线数据，对全县的地形相关指标进行分析，生成了五莲县数字高程模型，在此基础上可按需要进行各项分析，为全县造林规划提供依据。

4 展望

运用ARCGIS生成的DEM图，并结合林地一张图等调查数据，为林业建设中遇到的各种问题提供了一站式的解决办法。

4.1 森林分类经营管理

根据DEM图生成的坡度、坡向、海拔等分布图叠加分析，确定林地质量等级分区，可以做到林地质量分类更为科学、更为客观，不同等级区域采用相应树种与作业法，使更新造林更加科学合理，形成可操作的森林分类经营方案。

4.2 森林防火检测点布设

森林火灾是林业生产的重大灾害之一，森林防火工作包括火险预报，火情监测发现与观察，组织林火扑救等。火险预警在森林防火工作中具有十分重大的意义,在地理信息系统中，通过对火灾发生区域统计分析，结合森林资源图和地形图划定重点防护区，对DEM图进行可视区域分析，规划监测点设置，保证监测无死角和遗漏区域。

4.3 运用DEM图对全县植物群落分布情况进行调查分析，发现植物群落分布规律，保护发展乡土树种。