ArcGIS和PDA在山杏种质资源库管理中的应用(Ⅰ)

刘本玉

(辽宁省喀左县森林病虫害防治检疫站，辽宁 喀左 123000)

1 采用的详细技术路线、技术原理及主要技术特征

1.1 技术路线

技术路线如图1所示。

图1 技术路线图示

1.2 技术原理

利用大疆无人机对国家级山杏种质资源库和良种基地进行航拍采集高清影像， 继而合成ArcGIS格式的栅格底图，并建立点、线、面矢量图层；根据Excel资源配置图实施单株定位；借助桌面软件让ArcGIS数据与PDA数据能够互逆转换。通过本项研究，实现山杏种质资源库和良种基地管理内外业一体化、数字化和无纸化作业，包括技术档案的电子化创新。

1.3 技术特征

(1)能让林木种质资源库和良种基地里的每株山杏都具有一张被赋予属性信息的“电子身份证”，从而大幅提高调查因子录入效率，实现资源树属性值的实时查询与编辑。现代科技的应用，减轻了调查人员的工作量，让外业调查不再填写纸质记录卡片或表格，规避了用纸质配置图调查时易受风雨天气的负面影响，省略了内业整理繁杂的录表过程，实现了无笔无纸绿色生态环保作业目标，提高了调查效率及数据的准确性。

(2)基地内借助“资源点导航”的直观动态导航界面，可自动导航至调查山杏植株的所在位置，即便是对基地情况陌生的技术人员，亦可独自完成山杏资源查找和调查。借助异地山杏种质资源调查与收集实时记录的轨迹，并将轨迹文件转换成shp格式后，经AacGIS加载查看整理修改，可为后期调查人员提供轨迹线导航，完美重现初始调查人员的足迹，做到精准迅速定位。

(3)通过桌面端ArcGIS软件和移动端PDA调查数据的无缝链接，用Excel表格即可直接打开PDA外业调查导出的数据并进行整理存档，从而大大提高了外业调查数据的安全性，让山杏种质资源库和良种基地管理的内外业一体化、数字化和无纸化作业变为现实。可确保山杏种质资源库和良种基地管理中不会出现因技术人员变更而致档案信息丢失、种源母树无法查找、保存的种质资源单株信息错乱等问题，使得资源评价成果的可靠性、可信性、持久性获得提升。

(4)通过对档案资料的多存储介质和多重备份，保障了档案管理的安全性，与此同时，电子化档案还可在防潮湿霉变、防虫害、防鼠害、防磨损、防火防盗等诸多方面显现其独特优势，真正实现档案管理上的安全无虞。

该项技术的研制成功，彻底解决了高端林业项目中可能遇到一系列难题，让种质资源精准定位、提高调查效率和科研成果可靠性、历史数据的回溯与追踪、缩减科研周期、推行动态监测以及维护科研档案安全等成为可能，进而为全面发展数字林业铺平道路。

2 大面积应用及评价

2016年以来，先后有喀左县林业种苗技术服务中心、沈阳农业大学林学院、国有建平县白山林场、北票市林木良种繁育中心、阜新市林业种苗中心等5家单位，分别在“喀左县山杏国家林木种质资源保存库”“喀左县山杏良种基地”“国家林业和草原局林业长期科研基地”“沈阳农业大学教学科研基地”“沈阳农业大学研究生联合培养基地”“文冠果林木良种基地”“油松良种基地”“阜新市五角枫、蒙古栎国家林木种质资源库”等应用本项技术，累计应用面积达12565万亩，涉及林木种质资源数量3420份，应用成效评价皆获满意。该项目的推广应用，解决了相关科研成果的精准度和档案管理的安全性等问题，对加速可适生林业新品种的推广大有裨益。

3 社会经济发展和科技进步的作用意义

目前，ArcGIS和平板PDA在我国林业部门的应用愈加广泛，林业各种调查因子诸如林班、小班、林地所有权、林木使用权、坡向、坡度、土层厚度、林种、树种、林龄、树高、直径等等都有使用平板PDA调查和用ArcGIS软件进行统计分析的事例，但普遍存在精度不高的情况，难以满足林木种质资源库和良种基地等大型高端项目的管理要求。为了提升喀左县山杏国家林木种质资源库和山杏良种基地的管理技术水准，确保档案等技术数据的精准性、可靠性和安全性，实现提高效率和节本增效等目标，研制出ArcGIS和PDA在林木种质资源库和良种基地管理中的应用技术，相关技术体系业已成熟。

表1 辽西地区相关单位(项目)应用本项技术及评价情况

诸如，以往常用的网格纸配置图在资源库和良种基地外业调查中，因其尺寸过大携带不便，外业调查很不合用，遇有风雨天气更是无法展开使用，易受水、火灾害和鼠害等缺点；改进一些的Excel表格配置图，虽说可打印到A4纸并置于相应垫板上进行外业数据调查时携带和使用，但它也有明显不足之处这种配置图只能作为不同山杏植株的查找使用，且耗时较多；尤其是传统的调查方式方法需要手工填写调查记录和计算数据，这种传统方式填写记录非但速度慢、效率低、不精准，内业录入数据工作量大，且容易出现人为错误，耗时、费力且影响数据的准确度。上述缺憾，必须通过创新加以改变。与既有技法相比较，本项目采用ArcGIS软件系统实现山杏种质资源库和良种基地内种质资源的单株精准定位，赋予每株山杏种质资源一张“电子身份证”，结合平板PDA在外业中进行精准定位查找，并记录调查数据等，实现了外业、内业和档案数据的无缝链接，同时可无纸、无笔作业，节能环保，精准可靠，安全无虞。

ArcGIS技术加速相关管理体系和管理能力的现代化建设进程、加快精准林业和数字林业建设步伐，意义重大。在2015～2020年的5 年间，累计在喀左及周边地区推广应用1.2万余亩，取得了显著的经济、生态和社会效益。