黄伟

【摘要】：改变传统的监测模式，建立监测地理信息系统是重点生态公益林经营管理发展的必然趋势，它是利用3S技术对传统林业监测手段实行革新。文章简介重点生态公益林监测地理信息系统主要功能、标准和规范要求及组织管理。

【关键词】：重点生态公益林； 监测； 地理信息系统

为了使重点生态公益林监测工作实现跨越式发展，改变传统的监测模式，建立监测地理信息系统是重点生态公益林经营管理发展的必然趋势，它是利用3S技术对传统林业监测手段实行革新，实现信息化、数字化，为林业主管部门提供一个更直观了解林业真实状况的有效途径，将森林植被、森林动物、森林病虫害等纳入系统进行统一监测预报管理，建立起重点生态公益林监测评价体系，使资源监测评价实现标准化、定量化、科学化，全面提高决策过程的及时性和决策依据的科学性。

1、主要功能

1.1实现空间信息的查询、数据处理、统计分析、制图制表等功能，提高劳动效率，保障重点生态公益林监测工作的顺利实施；

1.2与相关专业调查数据相融合，建立森林资源综合评价体系。与分类经营、二类调查等原有数据有机结合，更客观地反映自然、社会经济条件，进行综合分析和评价森林资源与经营管理的现状，提出对森林资源培育、保护与利用的意见，为森林资源监控提供了更详实数据；

1.3建立数学模型，保证复查间隔期内的数据年度更新，，发挥信息潜能，在使成果产出上更加多样化；

1.4制作专题图，森林资源分布图、植被分布图、土壤分布图、样地检尺样木树种分布图等，使重点生态公益林监测工作可视化、动态化，结束长期以来只有数据没有专题图的历史；

1.5样地野外数据采集传输全部为掌上电脑；

1.6与遥感数据叠加判读，进行数据统计分析。是利用数学双重比估计方法将森林资源监测体系与现代遥感技术有机结合，以达到提高各地类面积估计精度目的，求得各地类面积的估计精度。

2、标准和规范要求

为实现建设的标准化、规范化，使得库存数据的共享性、通用性、一致性，以及数据接口的标准化、规范化得以约束和保障，需要制定和规范相关各方面的主要标准、规范。

2.1建库的参考标准：（1）《全国森林资源连续清查技术规定》（2）《森林资源规划设计调查主要技术规定》（3）《中华人民共和国行政区代码》（4）省级森林资源一类清查操作细则（5）省级森林资源二类调查操作细则（6）《国家重点生态公益林补偿工程监测操作细则》

2.2数据库建设的规范标准：（1）数据分类编码和命名标准，主要有森林资源信息分类；地理单元代码结构和编码方法；属性代码结构和编码方法；森林资源信息地理单元代码表；森林资源信息属性代码表等。所有数据库都必须按照相应的信息分类标准及编码系统进行数据分类、编码和命名，表明地理要素空间特征的字段要严格按照地理信息标准与规范进行分类与编码命名。（2）数据集合、表结构和字段定义标准。所有数据库都必须按照相应的信息分类标准进行分类，按照数字林业数据库的结构体系，遵循制定的标准建立各专项数据集合和表，定义表结构和字段，并確定其间的逻辑和关联关系及关键字段。（3）地理信息基础标准。地理信息数据表示格式与规范的是数据库建设的重要组成部分，统一的空间定位框架是为各种数据信息输入、输出和匹配处理提供共同的地理空间数据坐标基础。采用的比例尺、投影方式、数据精度等必须统一到同一种坐标体系中，以便在同一基础上作进一步工作。（4）数据格式标准；建立统一的数据转换标准（包括矢量数据、栅格数据、统计数据等的标准格式）和规范进行数据处理、分析与应用。制定统一的数据标准格式，开发相应的转换软件，各数据库在对数据进行改造时利用转换工具把所有数据转换成标准格式。

3、数据采集

3.1空间数据采集：本工艺采用软件的原则是：效率优先、操作简单、管理方便、出图美观。空间数据采集绘制基本图，通过扫描仪进入计算机或野外GPS数据直接传入计算机成图。基本图是地理信息系统制图的关键，一旦扫描进入计算机矢量化后，再修改就非常困难，所以基本图成图的要求和传统的基本图成图要求相似，主要强调了空间信息的准确性，对空间特征的描述性信息要求较高。界线清晰是基本图最起码的要求，场界、林班界、小班界清楚；起始点、终止点必须明确，不能产生异议；邻接的地区必须标注清楚。作为林班界、小班界的单线河流、道路的要求：在计算机中对基本图矢量化时，图像都转化为灰度图像，单线河、道路与小班线相似，易混淆，必须标出。地理信息系统中的地图通常是按照实际的地球坐标存储的，地图上地理特征的坐标与真正的地理位置相对应，这也是地理信息系统真正意义所在。在基本图扫描进入计算机之前，必须标记好控制点，用以图像配准和矢量文件坐标变换。布设控制点的原则是：布设在公里网交叉处，分布均匀覆盖整个图幅，至少布设四个，在实践中布设九个控制点基本满足要求。控制点以十字表示，并注上地理坐标。

3.2属性数据采集：属性数据库建立：每个小班卡片为数据库中的一个记录，经输入、检查、修改，建成小班调查因子数据库。在数据库中每项调查因子为实现属性库与图形库的联结及对应于图形库中的关键字，在小班数据库中增加了一个数据项ID；文件以乡（镇）或林场名称命名。

3.3空间数据的输入：地图整理和空间数据库的建立：自然资源地图，森林分布图、地形林相图、土壤分布图、森林资源产量、质量分布图、野生动植物分布图等。自然地理图： 如地形图、地貌图（往往用于大范围的森林资源管理） 、水系、流域分布图等。社会经济地图： 如交通分布图、人口分布图、资源消耗分布图、居民点分布图、木材加工利用分布图等。森林经营地图： 如林业区划图、造林规划图、资源预测图、调查样地分布图等。树木种源规划图、森林资源评价图、自然保护区规划图、森林公园规划图、环境保护规划图、土地利用图等。森林资源管理的某些专题应用领域的信息管理往往只需要一部分图件作为其信息源。以上列出的所有地图有些是最初的原始材料，有些可以利用地理信息系统的空间、属性数据分析处理功能制作出来。

3.4空间数据库与属性数据的连接：自动着色和注记程序其功能是把小班因子库转换成图中小班的属性库，从而我们可以按小班的不同属性进行自动着色，自动注记。本程序包括小班着色、小班地类符号注记、小班注记和林班注记四部分。

4、软件开发

随着软件的开发，重点生态公益林监测管理在地理信息系统等学科领域的发展与应用，实现了革命性的飞跃，加速了重点生态公益林监测管理由粗放型向集约型方向的转移，使林业信息技术逐步向世界先进水平靠拢。

5、森林资源分析评价

5.1林业土地利用变化监测林业土地变化包括林地类型和林地面积两个方面。借助于地面调查遥感图像数据， 实现了地籍管理， 将资源变化情况落实到山头地块， 利用强大的空间分析功能， 及时对森林资源时空序列、空间分布规律和动态变化过程作出反映，为科学地监测林地资源的变化、林地增减原因、掌握征占林地的用途和林地资源消长提供了依据。

5.2快速编制各种林业专题图件：以往林业制图人工劳务介入量大， 地形图成了编制其它图件的基本图， 使得林业专题图的编制费时费力， 在一些无地形图的地区更是无法进行。利用3S技术可以不受时间、地域的影响， 利用其获取的直接地学编码图像， 直接输出包括地形在内的各种专业图件， 编制时间大大缩短， 也提高了精度。

5.3有利于与GPS、RS 技术相结合，从而建立现代化的重点公益林监测体系，随着我国经济发展及社会环境意识的增强，传统的森林资源监测体系已不能完全适应社会经济可持续发展的需要。利用GIS 技术与GPS、RS 技术相结合， 建立动态的重点公益林监测体系，从而克服传统监测体系的缺陷。