基于GIS与RS的铜陵县森林资源结构分析

陈乐蓓　徐青云　吴开华

摘 要：该文利用GIS技术结合RS和森林资源二类调查数据等，采集铜陵县森林资源空间与属性数据，建立了林地资源空间数据库，在此基础上分析了铜陵县森林资源结构及空间分布格局，为优化林地结构与空间格局，提高监测、管理水平，规范林地使用程序等提供依据。

关键词：GIS；RS；森林资源结构；铜陵县

中图分类号 S757 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2015）11-76-04

地理信息系统（GIS）是林业信息化建设的关键技术[1]，伴随着数字林业的提出和“3S”技术的发展，使林业管理全面进入了信息化时代。林业是我国最早开展GIS应用的行业之一，GIS软件在林业信息化建设中发挥了重要的作用[2-3]。ArcGIS作为GIS一系列操作工具中功能最强大的应用软件，应用领域非常广泛，其强大的功能和空间数据处理能力深受各行业专业人士的青睐[4]。由于森林资源具有生长周期长、地域分布复杂以及特殊的动态变化规律，为了更好地对森林资源进行管理，准确监测和预测森林资源的动态变化，就必须建立一个可持续发展的资源管理模式，以便更好地发挥森林的经济效益和生态效益。由于地理信息系统的强大的空间管理分析能力及森林资源所具有的分布的时空特征，在森林资源管理中，利用地理信息系统技术进行森林资源调查、管理及其动态变化监测势在必行[5]。

1 研究区概况

铜陵县地处长江中下游南岸，位于安徽省中南部，东经117°42′42″～118°09′41″，北纬30°45′30″～31°08′18″。县境内山、丘、圩、洲并存，地形兼有沿江平原和皖南山区之特点。地势东南部高，为低山丘陵，西北部低，为长江冲积平原，中部岗丘起伏。低山坡度一般在25～30°，丘陵坡度在15～20°。按地貌特征，全县可分为南部低山丘陵区、中部岗地区、北部洲圩区3大区域。县域内植被资源较为丰富，地带性植被为亚热带常绿阔叶林，但由于社会经济的发展及人为破坏等原因，现存植被多为天然次生林和人工林。天然林主要组成树种有苦槠（Castanopis sclerophylla（Lindl.）Schott.）、甜槠（Castanopsis eyrei（Champ. ex Benth.）Tutch.）、青冈栎（Cyclobalanopsis glaucoides Schotky）等。人工林主要造林树种有杉木（Cunninghamia lanceolata（Lamb.）Hook.）、马尾松（Pinus massoniana Lamb.）、枫香（Liquidambar formosana Hance）、毛竹（Fargesia）等。

2 研究方法

2.1 研究数据 1∶10 000地形图、2012年5月SPOT5遥感数据，2014年铜陵县二类调查数据及小班卡片。

2.2 遥感影像林地解译及森林资源数据库

2.2.1 遥感影像林地解译 对SPOT5遥感影像投影转换和几何校正后，在Erdas9.2中，将SPOT5遥感影像多光谱波段重采样成20m，通过PC算法对SPOT5全色波段与多光谱波段进行融合，对融合之后的图像进行线性增强；结合铜陵县二类调查数据，解译出铜陵县林地类型。

2.2.2 森林资源数据库 在ArcGIS10.2中，利用ArcGIS软件的栅格配准功能，对1∶10 000小班地形图及遥感影像图进行空间配置，为了保证配准精度配准时选取至少4个已知地物点坐标作为控制点，为此，选择栅格化地形图的4个内廓点为配准控制点；然后，叠加处理过的SPOT5遥感影像和配准后的地形图（图1）。结合铜陵县林地遥感解译标志及二类调查数据，对遥感影像林地类型进行边界提取即林地区划，获得不同林地类型小班边界矢量化数据，通过编辑、修改、质检等数据处理过程生成林地小班面状拓扑数据，将区划后的林地小班与二类小班卡片数据挂接形成铜陵县森林资源数据库。

2.3 森林资源结构分析 在ArcGIS10.2中将林地区划后的森林资源数据按照地类、林种、公益林专题地图进行空间叠加及统计分析，通过分析显示森林资源结构特点。

3 结果与分析

3.1 林地遥感标志解译 根据二类调查数据和卫星遥感影像，以影像景幅为单位，每景选择3～5条色调齐全且有代表性、能反映铜陵县所有地类的勘察线路，比照卫星影像特征与实地情况，获得各地类与各地类在影像图上影像的特征，记录各地类影像的色调、纹理、大小、几何形状、地形地貌及地理位置等因素，然后与地面实况照片及森林资源历史存档资料作对比，通过野外勘察和室内分析，建立判读林地类型与现地实况的对应关系，形成目视判读标志[13]。根据铜陵县的实际情况，得到地类及主要树种的判读解译标志，具体见表1。

3.2 森林资源结构分析

3.2.1 不同地类面积空间结构分析 在ArcGIS软件中对铜陵县的森林资源按照地类分析，形成铜陵县林地地类结构空间分布图（图2）。对森林资源数据进行空间赋值，赋予小班行政区域属性，可以得到林地地类在铜陵县不同乡镇的分布情况（表2）。由表2可知，全县林地中，有林地面积24 025.2hm2，占林地面积的81.78%；疏林地面积64.8hm2，占林地面积的0.22%；灌木林地面积1 592.7hm2，占林地面积的5.42%；未成林造林地面积1 338.4hm2，占林地面积的4.56%；无立木林地面积558.1hm2，占林地面积的1.90%；宜林地面积1 680.9hm2，占林地面积的5.72%；苗圃地面积106.6hm2，占林地面积的0.36%；辅助生产林地12.2hm2，占林地面积的0.04%。

3.2.2 不同林种面积空间结构分析 按照《安徽省森林资源规划设计调查实施细则》有林地、疏林地、灌木林地应划分为5大林种，即防护林、特种用途林、用材林、薪炭林和经济林[6]。对3类林地按照林种在全县的分布的空间分析可以得到铜陵县林种结构分布图（图3）。在全县林种分布，用材林所占比例最大，达到50.58%；其次为防护林，达42.31%；经济林、薪炭林及特用林所占比重很少，分别为6.87%、0.15%和0.10%。根据统计结果分析，亚林种面积最多的是一般用材林，占50.51%，其次是水源涵养林和水土保持林，分别占36.67%和5.19%，具体见表3。

3.2.3 各级生态公益林空间结构分析 根据ArcGIS软件统计汇总，可以得到铜陵县公益林空间分布图（图4）。全县共有生态公益林11 171.4hm2，其中：国家级公益林5 327.4hm2，占47.69%；省级公益林4 208.8hm2，占37.67%；地方公益林1 635.2hm2，占14.64%。公益林主要分布在钟鸣镇、顺安镇和天门镇，各统计单位公益林分布情况详见表4。

4 讨论

本文利用GIS技术结合RS建立林地遥感解译标志，并以地形遥感影影像叠加图为底图来对森林资源林业小班区划，相对于传统的以地形图为工作手图，现地对坡勾绘方法，工作效率和精度得到了大幅提高，在此基础建立的森林资源数据库能客观真实地反映铜陵县的森林资源分布状况。

通过该研究为铜陵县今后的遥感标志解译工作提供了参照，同时建立的森林资源数据库为铜陵县资源信息化管理提供了基础数据，这为铜陵县林业部门森林资源经营管理及信息化建设奠定了基础。在实际研究中发现，随着经济的发展，森林资源的动态变化很大，因此，今后的林业管理要求我们必须建立实时动态的森林资源数据，以及时掌握森林资源结构状况，从而为林业管理人员作出正确管理决策提供依据。

参考文献

[1]温小荣，彭世揆，余光辉，等.地理信息系统在我国林业应用的进展[J].南京林业大学学报（自然科学版），2005，29（2）：73-78.

[2]周洁敏，GIS的发展及在林业上的应用（综述）[J].林业资源管理，1996（1）：58-62.

[3]王得军，黄生，王志宏.基于“3S”技术的森林资源管理信息系统建设[J].南京林业大学学报（自然科学版），2005，29（2）：95-97.

[4]覃爱昶.ArcGIS在公益林数据处理及管理中的应用[J].现代园艺，2011（4）.

[5]马晓龙，王蕾.GIS技术在林业生产管理领域的现实意义[J].当代生态农业，2011，3：79-80.

（责编：张宏民）