基于GIS的实验林场林权管理应用研究

李晓迪,范晓龙,马国强

(山西林业职业技术学院，山西 太原 030009)

森林在我国经济、生态和社会可持续发展中具有不可替代的作用。明确林地的权属、四至界限、面积、林种或株数等准确信息是保护森林资源的基本前提。但山西省多数县市在林权管理中，使用较原始粗糙的方式存储、管理、维护和更新林地数据，存在林权数据获取工作量大、数据精度低且更新不及时、存储及管理方式落后等问题，与实现林业的数字化、信息化和智慧化管理不相适应。

近年来，随着林业信息化技术的迅猛发展，林权管理信息系统不断完善。2001年，中南林业调查规划设计院首次开发了DBF单机版林权证管理数据库，实现了对对林权信息的简单录入和查询统计等。2008年，邓忠坚等研发了林权证附图制作系统，实现了对林权边界线的勾绘和林权证的打印等。2017年，李记等设计出了服务于浙江省的国有林权管理信息系统，实现了对国有林权的地图管理和报表管理等。这些研究为林权管理信息系统的建设奠定了良好的基础，但在系统兼容性、数据共享性和管理全面性方面仍存在技术限制。将信息化手段用于林权管理和林权登记换发证过程中，建立空间数据库和属性数据库，既可以更精确地求算林权宗地面积，又可以更快速地查询登记信息。为此，本研究以山西林业职业技术学院实验林场(简称“实验林场”)的林地为例，借助ArcGIS软件分析基于二类调查和林权证台账中记录的林地资料建立的数据库中的林地信息，研究结果可为我省科学高效地管理林权和合理地评估森林资源资产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

研究区位于太原市区以东(东经112°41′15″～112°48′45″，北纬37°51′00″～38°00′10″)，南与晋中市乌金山国家森林公园接壤，北与阳曲县侯村乡交界，东与寿阳县罕山林场毗邻。林区位于太行山中段，由东北向西南延伸，东北高，西南低，海拔介于1 200 m～1 710 m之间。地质由中度切割的土石山组成，土壤质地以褐土为主。林场经营范围涉及太原市迎泽区、杏花岭区和阳曲县，属暖温带大陆性季风气候区，有乔灌木130余种，草本350余种，主要树种有油松、侧柏、山杨、沙棘、黄刺玫和虎榛子等。栖息野生动物30余种，主要有野猪、野兔、狍子、蛇、山鸡、布谷鸟、喜鹊等。

1.2 林权管理数据库的建立

1.2.1 资料准备

1) 实验林场卫星影像图、1∶10 000地形图等图件资料；

2) 二类调查成果矢量数据、林权证、林权登记台账等统计资料。

1.2.2 地理配准

首先，将地形图、基本图和林权图等相关图件扫描为栅格数据文件；其次，在ArcMap支持下加载一幅栅格图像，从图中选取均匀分布的控制点(7个以上)，输入控制点实际的坐标位置，检查控制点的残差和RMS，删除残差特别大的控制点并重新选取控制点；最后，统一选择高斯-克吕格投影坐标系。依此方法，完成所有图件的地理配准，使其均具有正确的地理属性。

1.2.3 图像矢量化

1) 空间数据库。首先，在ArcCatalog中创建点、线、面矢量图层；其次，在ArcMap中加载配准好的底图和所有图层；最后，在目标矢量图层上根据所需内容沿着相应的栅格图形手动跟踪描绘。通过矢量化纸质林地图建立行政界线、道路、小班等背景图层；将国家林业和草原局发放的实验林场林权图中的各宗地数字化，接边成林权范围图层。在二者基础上，将林地图层与林权宗地图层叠加，建成空间数据库。

2) 属性数据库。在各个目标图层的属性表中添加字段，在其每个字段相应名称下填写相应资料，使每一行代表一个地图要素，每一列代表该地图要素的性质与特征。对应空间数据输入实验林场林地现状调查表中记录的林地基本信息，小班的属性数据包括与森林资源有关的自然地理环境因素、生态因子和森林经营情况等。为满足今后林权管理的需要，还应对每一林权宗地建立属性信息，输入需要的林权管理要素。

1.2.4 拓扑检查

首先，选择参与创建拓扑的要素；其次，给参与拓扑的要素添加拓扑规则，如，不能重叠、不能有空隙等，建立拓扑检查图层；最后，在ArcMap中反复多次进行拓扑错误纠正、检查、验证。最终使每一图层的小班形成闭合多边形，保障数据统计的准确。

1.2.5 建立超链接

首先，在ArcMap的内容列表中选择需建立超链接关系的“林权宗地”图层，并打开其属性表；其次，在属性表窗口添加字段“超链接”，字段值设为要添加的超链接路径；最后，在“图层属性”对话框设置支持该要素的超链接功能。最终实现点击设置了超链接的每一块矢量化林权宗地，便能打开相应的林权证等电子文档，可快速进行林权信息查询。

1.2.6 专题图制作

在布局视图窗口，根据实际工作要求填充要素颜色；设置比例尺、页面和图框大小；添加图名、图例、指北针、比例尺和方里格网等一系列辅助要素；最后将制作好的专题图输出打印。

1.3 外业核实

借助思行林地变更外业调查系统，结合高分辨率卫星遥感影像，通过外业抽样核查的方式，实地测试实验林场林权管理数据库工作质量，校正参数并验证数据结果，同时对林地变更实施全过程的跟踪管理。

2 结果与讨论

实验林场林地面积为7 033.71 hm2(第13页表1).其中，迎泽区为2 129.56 hm2，占整个林场林地总面积的30.28%；杏花岭区为1 664.85 hm2，占整个林场林地总面积的23.67%；阳曲县为3 239.29 hm2，占整个林场林地总面积的46.05%.根据有关规定，对森林、林木和林地确权并发放证书后，实验林场林权宗地面积为4 769.34 hm2.其中，迎泽区为438.30 hm2，占整个林场林权宗地总面积的9.19%；杏花岭区为779.73 hm2，占整个林场林权宗地总面积的16.35%；阳曲县为2 885.80 hm2，占整个林场林权宗地总面积的60.51%.位于林场东北部的界外地区有665.50 hm2林地也发放了林权证，主要是由于原来林权证上登记的边界与现在寿阳县的行政界线不一致的原因。由此可见，整个实验林场(除界外地区外)已确权的林地占比高达58.35%.其中，迎泽区、杏花岭区和阳曲县已确权的林地占比分别达6.23%，11.09%和41.03%，而其各自的确权面积完成率达20.58%，46.83%和89.09%，应进一步解决确权工作不同步、发证主体多元化、部门单位衔接不够等问题。

表1 不同地区林地面积和林权宗地面积统计 hm2

从土地分类角度来看，实验林场各地类林地面积在0.67 hm2～2 719.48 hm2之间，多为有林地和其它灌木林地，占比达70%以上(表2)。其中，由于近年来人工造林，以油松、侧柏、杨树和沙棘等为主的有林地面积最大，占整个林场林地总面积的38.66%；次之是其它灌木林地，林地面积为2 410.23 hm2，占整个林场林地总面积的34.27%，主要与林场大力开展天然林保护工程有关；人工造林未成林地的面积也近1 000 hm2，占整个林场林地总面积的14.07%.实验林场各地类林权宗地面积在0.49 hm2～2 052.98 hm2之间，70%以上为有林地和其它灌木林地。其中，有林地的林权宗地面积最大，占整个林场林权宗地总面积的43.05%；其它灌木林地的林权宗地面积为1 514.15 hm2，占整个林场林权宗地总面积的31.75%；界外地区的665.50 hm2确权林地均尚未明确其属何种林地类型。由此可见，整个实验林场(除界外地区外)一半以上的已确权林地为有林地、疏林地和其它灌木林地，与其本身林地面积所占比重较大有关。其中，有林地的确权面积完成率最高，达75.49%；疏林地和其它灌木林地的确权面积完成率也均在60%以上；其它无立木林地、宜林荒山荒地和辅助生产林地的确权面积完成率均在30%以上；人工造林未成林地的确权面积完成率则较低，为11.62%.

表2 不同地区各地类面积统计 hm2

3 结论

基于GIS建立的实验林场林权管理数据库，实现了林地、林权宗地空间和属性信息存储与管理的一体化，为精确估算和有效管理森林资源提供了科学的信息技术管理平台。总体来看，整个实验林场一半以上的林地均已被确权发证，为国有林场深化改革提供了有力保障。特别是，林地面积最大的北部阳曲县，近90%的林地已发放林权证，确权完成率最高；分布最广的有林地和其它灌木林地被确权发证的面积也达近70%；而林场界外也有部分林地被确权归属于实验林场，这多是由于历史勘界问题造成的，属争议区域。可见，采用GIS技术建立林权管理信息系统将使今后实验林场林权证的申请登记更加便捷，宗地勾绘更加准确，信息查询更加直观，审批发放更加高效，极大地规范了林权档案的跟踪管理，提高了国有资产的保护力度，促进了传统林业向现代林业的转变。