GIS 技术在森林资源保护与监测中的运用分析

2021-11-27刘大财

魅力中国 2021年44期

刘大财

（成都香林林业规划设计有限公司，四川成都 611130）

引言

森林资源涉及范围较广，包括林木、林地、林产品等实物资源和涵养水源、净化环境、保持水土等森林环境资源。新时期背景下，我国可持续发展战略不断深入，森林资源保护工作也逐渐受到国家和社会群众高度关注。在这一发展背景下，森林经营由传统单纯追求经济效益转变为追求社会、生态、经济等多重效益。森林监测也从传统以经济利用为主，转变为环境保护为主，尤其在森林资源健康监测方面的重要性日益突出。当前，为了有效提高森林资源保护水平，我国制定了一系列林木、林分评估方法和指标，但由于数据较多、指标不尽相同，所以森林资源保护和监测工作缺乏及时性和有效性。基于此，本文将重点介绍GIS 系统在森林资源保护工作中的具体运用，在充分发挥技术优势的同时，为森林资源保护、监测工作顺利开展提供保障。

一、GIS 技术概述

（一）GIS 技术发展进程

GIS 技术又称为地理信息系统，能够对空间数据进行采集、分析、处理、显示以及描述[1]。这些数据主要借助系统中的遥感或非遥感技术获取，常见数据包括测量数据、统计数据、遥感数据等。

GIS 技术最早源于1962 年的加拿大，因其在实际应用中取得了显著成就，所以在世界范围内广为盛行，并成为各国专家和学者研究讨论的重点内容。20 世纪70 年代，我国也投身于GIS 技术研究中，并在计算机制图、遥感数字影响处理基础上研究出了一种新型地理信息系统。发展至1972年，专家和学者试图将自动化技术与GIS 技术相融合，实现了系统自动化制图目标。1974 年，通过引入美国地球资源卫星图像，实现了卫星图像实时分析和有效处理目标。1976 年，我国在多地开展环境遥感试验，并准确获取空间环境遥感数据，预示着GIS 技术研究进入新阶段[2]。进入20 世纪80年代，我国GIS 技术已经正式成为实体，虽然相对于发达国家而言，我国在这方面研究起步较晚，但是发展速度较快，各种应用系统和专业软件应运而生，在一定程度上扩大了GIS 技术应用范围。进入20 世纪90 年代，GIS 技术在世界范围广泛普及，并得到社会高度认可，越来越多数字化产品涌现在市场中。现如今，该技术已经在林业、测绘等领域取得了显著成就，对该技术进行分析和研究，是促进社会经济发展的必要需求。

（二）GIS 技术应用现状

GIS 技术的广泛普及，转变了传统以地学用户为主发展格局，其不仅能够为地学部门开展工作提供便利，还能够为工程建设、交通管理等部门获取信息资源奠定基础。尤其新时期背景下，社会经济发展迅速，GIS 技术已经融入到各行各业。在技术方面也不断向网络化趋势发展，初步实现了空间数据与属性数据统一储存和查询目标。这也意味着，在GIS 技术未来发展中，势必会朝着步维、时序、开放趋势发展[3]。

现阶段，我国空间技术应用水平不断提升，地理设备在研发和制造方面也配备了全套传感器，甚至一些设备已经趋于世界领先水平，充分说明GIS 技术应用和发展进入全新阶段。在林业工程中应用GIS 软件，为林业发展带来全新活力。也正因如此，现阶段我国各级政府也积极建设地理信息系统，旨在为林业资源管理提供保障，由此可见，基层GIS 建设和推广，已经成为社会发展的必然趋势。

二、森林资源保护与监测前期准备工作

（一）合理选择操作平台

在森林资源管理保护中常见的GIS 平台有两种：第一，桌面GIS 平台，该平台是一种数据库与图形兼备的软件，用户可以通过桌面系统创建地理信息平台。这种平台操作便捷、功能丰富，能够满足远程访问需求，可以处理不同格式数据信息。第二，移动GIS 平台。这种平台可以在森林资源保护和监测现场应用，在实际应用中离不开移动设备支撑。通过移动设备可以在短时间内完成地图浏览、数据采集等工作[4]。另外，现场获取的数据办公室也能同步获取，常用的移动设备包括手机、平板等，不仅数据传输迅速，而且应用便捷。

（二）调查数据信息

将GIS 技术应用到森林资源保护和监测中，还要提前做好数据信息调查工作，具体可以从以下几个方面入手：第一，调查自然地理图。其内容广泛，包括地貌图、流域分布图、地形图等。第二，调查自然资源图。主要包括森林资源产量、土壤分布图、质量分布图等。第三，调查社会经济图。包括人口分布、交通分布、资源消耗图等。第四，调查森林经营图。包括森林区划图、造林规划图等，结合森林资源保护和监测需求，全面调查属性数据，准确获取树种、年龄等林分因子，并构建GIS 数据库。

三、GIS 技术在森林资源保护与监测中的具体运用

（一）应用到森林资源数据中

森林资源保护、监测工作会产生大量信息数据，包括图形数据、属性数据等，可以将GIS 技术应用到数据查询、数据整合、数据分析等方面。具体可以从以下两点进行分析：第一，查询属性数据和图形数据。在数据查询过程中，既可以对林班、小班图形查询相关参数，从而获取有价值数据信息；也可以利用属性对土元进行查询，从而获取小班、林班数据，将获取的数据信息进行统计，并以图像形式展示[5]。除此之外，将图形数据和属性数据进行联合查询，能够为森林资源统计、核算奠定良好基础。第二，整合数据和分析数据。GIS 本身具备数据分析功能，利用该功能能够将收集的数据进行合理整合，并形成与图形、属性数据相符的数据图文资料，有利于为数据分析和处理奠定基础，同时为森林资源保护、管理提供准确依据。

（二）应用到森林资源管理中

现阶段，我国越来越多林业部门，均引入GIS 技术实施森林资源保护和监测工作。结合实际应用效果来看，该技术不仅能够为工作人员分析森林资源数据提供便利，还为林业部门工作决策奠定基础。为了充分发挥GIS 技术的作用和优势，林业部门可以为所有护林人员配备装有巡查系统的移动设备，有效提高森林资源巡查效率和质量，为后续工作顺利开展奠定良好基础[6]。

（三）应用到林地变更中

当前，我国林业技术发展日新月异，在这一背景下，林业资源数据类型也不断丰富，包括林地保护数据、森林数据等。这些数据存在不稳定因素，容易产生各种变化，在一定程度上提高了森林变更复杂程度。为了避免或缺的森林资源与国家国土资源产生差异，需要充分利用林地变更技术，该技术中涉及的3S 技术包括定位技术、地理信息系统和遥感技术，能够对森林资源动态发展状况进行准确监测和记录，有利于提高数据获取的准确性和可靠性。

（四）应用到森林生态环境监测中

为了提高森林生态环境监测水平，可以采用遥感技术与GIS 技术联合使用方式，实时了解森林生态环境发展状况，为相关工作开展提供有用资料。如此有利于形成长期性、动态性数据信息，能够为林业部门采取决策提供保障[7]。现阶段，我国很多林业部门构建了森林生态红线及生态环境监测管理平台，通过延伸模块能够为GIS 平台优化、完善奠定基础，充分发挥大数据技术和人工智能技术协同作用。

（五）应用到森林监督检查中

为更加规范森林资源管理、实时跟踪监测森林动态变化，有效提高森林资源保护水平，国家进一步提升了森林监督检查力度，并将其提升到常态化工作项目中。另外，林业部门通过每年对比相关卫星遥感图，对疑似图斑进行详细核查。但是在核查过程中可以发现，受遥感图时效性、清晰度等多种因素影响，时常出现核查错误等问题，无法及时发现面积有误、图斑偏移等情况。针对这一问题，可以采用GIS 技术与无人航拍技术相融合方式解决。具体来说，利用无人航拍技术获取森林资源图片，利用专业软件对其进行处理，并导入GIS 技术生成的高线地形图中，能够有效提高森林监督检查水平，切实解决传统监督检查工作中存在的不足之处。

（六）应用到森林防火中

GIS 作为先进科学技术，在森林防火管理中发挥重要作用，新时期，我国社会主义建设速度不断加快，森林火灾发生率也随之提高，为社会造成巨大经济损失，同时给群众生命安全造成不良影响。火灾发生具有突发性特点，在一定程度上增加防火管理难度。尤其新时期，我国森林防火管理需求不断提升，传统管理措施中存在的问题逐渐凸显，对此，需要积极应用GIS技术，通过GIS技术能够对火点进行及时定位，在森林火灾发生时，通过GIS 技术可以计算出空间火灾发生点、附近救援道路、防火隔离带等要素，有利于提高火灾扑救工作效率。另外，通过GIS 技术还能够分析林火蔓延情况。对火灾发生区域风力、地形等要素进行收集、分析，构建预测模型，并生成火势图，为火灾扑救工作奠定基础。