ArcGIS和PDA在山杏种质资源库管理应用的研究进展

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 研究背景

喀左县山杏林木种质资源保存库自2015年筹建，将收集到的山杏种质资源直接栽植或嫁接至收集区内，资源配置图大都是用纸质笔记本临时记载的，资源描述及具体保存位置等信息不很清晰。这种传统老旧的记载方式其缺陷有目共睹，此为种质资源保存及评价利用上的问题。

2016年10月，喀左县山杏林木种质资源库被国家林业局列为第二批国家林木种质资源保存库。为解决技术档案管理中存在的现实难题，对保存了的山杏种质资源实施彻查和登记，改用网格计算纸式的资源配置图。但仍存在许多其它不足之处，诸如水火灾害和鼠害以及外业调查易受风雨等的影响。

尝试利用Excel表格制作配置图形成电子化文档，从而有效地提高了外业调查的工作效率。但仍存在外业人员调查时需要时刻记住自己所在当前的植株位置，但隔行调查时稍一疏忽就忘却了属于哪个台田和哪一行，这就需要重新回到地头查找标桩号来确定位置；还有，行中有死株时也要从头查找确认，有时为确准一株树需要来回往返多次耗时20 min甚至更长时间；尤其遇有梯田依山形走势而建、地形不规整的情况下，即使拿着图纸也很难精准确认之，况且外业调查数据还需要另外使用调查表作记录。

传统的调查方式方法需要填写调查记录、计算数据，这种手工方式填写记录速度慢、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，必须借助创新来改变这种落后窘况[1-3]。

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，确保资源评价利用和档案等技术数据的精准性、可靠性、可信性和安全性，提高外业调查效率和节本增效等目标，研究ArcGIS和PDA在林木种质资源库和良种基地管理中的应用技术[4]。

技术解决了高端林业项目管理中可能遇到一系列难题，让种质资源精准定位、提高外业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[5-6]。更重要的是，有了这项研究成果做技术支撑，可以有效避免因林木种质资源软硬信息混乱导致的科研失准甚至失败，以免造成不应有的重大损失，具有重要的现实意义和应用价值，推广情景十分广阔[7]。

2 研究内容

在2015年～2020年历时6年的时间里，主要完成了以下研究内容：

(1)通过林木种质资源配置图研究，完成了网格计算纸资源配置图、Excel电子表格资源配置图，实现了种质资源技术档案管理的电子化。

(2)通过大疆无人机航拍技法研究，为获取高清晰度、高分辨率、高精确度的资源库航拍栅格影像奠定了基础。

(3)通过ArcGIS软件在林木种质资源库和良种基地管理中的应用研究，实现了资源库内保存的林木种质资源单株精准定位，亦即给每株种质资源赋予一张“电子身份证”。

(4)通过平板PDA在种质资源库以及种质资源调查与收集中的应用研究，让PDA精准定位和查找资源植株时的精度达到厘米级，实现了PDA调查数据记录无笔无纸操作，外业调查可完美再现初始人员途经的轨迹，确保种质资源母树得以精准查找，保证了资源评价利用的准确性、可靠性和科学性。

总之，通过上述研究，实现了ArcGIS软件数据、平板PDA外业数据、Excel电子档案数据、信息系统数据的无缝链接，项目推广应用后，取得了显著的经济、生态和社会效益。

3 研究进展

(1)实现了让林木种质资源库和良种基地里的每株树木都具有一张被赋予属性信息的“电子身份证”的目标，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)借助基地内“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ArcGIS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。