李曉迪,范曉龍,馬國強(qiáng)

(山西林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 太原 030009)

森林在我國經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展中具有不可替代的作用。明確林地的權(quán)屬、四至界限、面積、林種或株數(shù)等準(zhǔn)確信息是保護(hù)森林資源的基本前提。但山西省多數(shù)縣市在林權(quán)管理中，使用較原始粗糙的方式存儲(chǔ)、管理、維護(hù)和更新林地?cái)?shù)據(jù)，存在林權(quán)數(shù)據(jù)獲取工作量大、數(shù)據(jù)精度低且更新不及時(shí)、存儲(chǔ)及管理方式落后等問題，與實(shí)現(xiàn)林業(yè)的數(shù)字化、信息化和智慧化管理不相適應(yīng)。

近年來，隨著林業(yè)信息化技術(shù)的迅猛發(fā)展，林權(quán)管理信息系統(tǒng)不斷完善。2001年，中南林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院首次開發(fā)了DBF單機(jī)版林權(quán)證管理數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)了對(duì)對(duì)林權(quán)信息的簡(jiǎn)單錄入和查詢統(tǒng)計(jì)等。2008年，鄧忠堅(jiān)等研發(fā)了林權(quán)證附圖制作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)林權(quán)邊界線的勾繪和林權(quán)證的打印等。2017年，李記等設(shè)計(jì)出了服務(wù)于浙江省的國有林權(quán)管理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)國有林權(quán)的地圖管理和報(bào)表管理等。這些研究為林權(quán)管理信息系統(tǒng)的建設(shè)奠定了良好的基礎(chǔ)，但在系統(tǒng)兼容性、數(shù)據(jù)共享性和管理全面性方面仍存在技術(shù)限制。將信息化手段用于林權(quán)管理和林權(quán)登記換發(fā)證過程中，建立空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫，既可以更精確地求算林權(quán)宗地面積，又可以更快速地查詢登記信息。為此，本研究以山西林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)(簡(jiǎn)稱“實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)”)的林地為例，借助ArcGIS軟件分析基于二類調(diào)查和林權(quán)證臺(tái)賬中記錄的林地資料建立的數(shù)據(jù)庫中的林地信息，研究結(jié)果可為我省科學(xué)高效地管理林權(quán)和合理地評(píng)估森林資源資產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于太原市區(qū)以東(東經(jīng)112°41′15″～112°48′45″，北緯37°51′00″～38°00′10″)，南與晉中市烏金山國家森林公園接壤，北與陽曲縣侯村鄉(xiāng)交界，東與壽陽縣罕山林場(chǎng)毗鄰。林區(qū)位于太行山中段，由東北向西南延伸，東北高，西南低，海拔介于1 200 m～1 710 m之間。地質(zhì)由中度切割的土石山組成，土壤質(zhì)地以褐土為主。林場(chǎng)經(jīng)營范圍涉及太原市迎澤區(qū)、杏花嶺區(qū)和陽曲縣，屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，有喬灌木130余種，草本350余種，主要樹種有油松、側(cè)柏、山楊、沙棘、黃刺玫和虎榛子等。棲息野生動(dòng)物30余種，主要有野豬、野兔、狍子、蛇、山雞、布谷鳥、喜鵲等。

1.2 林權(quán)管理數(shù)據(jù)庫的建立

1.2.1 資料準(zhǔn)備

1) 實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)衛(wèi)星影像圖、1∶10 000地形圖等圖件資料；

2) 二類調(diào)查成果矢量數(shù)據(jù)、林權(quán)證、林權(quán)登記臺(tái)賬等統(tǒng)計(jì)資料。

1.2.2 地理配準(zhǔn)

首先，將地形圖、基本圖和林權(quán)圖等相關(guān)圖件掃描為柵格數(shù)據(jù)文件；其次，在ArcMap支持下加載一幅柵格圖像，從圖中選取均勻分布的控制點(diǎn)(7個(gè)以上)，輸入控制點(diǎn)實(shí)際的坐標(biāo)位置，檢查控制點(diǎn)的殘差和RMS，刪除殘差特別大的控制點(diǎn)并重新選取控制點(diǎn)；最后，統(tǒng)一選擇高斯-克呂格投影坐標(biāo)系。依此方法，完成所有圖件的地理配準(zhǔn)，使其均具有正確的地理屬性。

1.2.3 圖像矢量化

1) 空間數(shù)據(jù)庫。首先，在ArcCatalog中創(chuàng)建點(diǎn)、線、面矢量圖層；其次，在ArcMap中加載配準(zhǔn)好的底圖和所有圖層；最后，在目標(biāo)矢量圖層上根據(jù)所需內(nèi)容沿著相應(yīng)的柵格圖形手動(dòng)跟蹤描繪。通過矢量化紙質(zhì)林地圖建立行政界線、道路、小班等背景圖層；將國家林業(yè)和草原局發(fā)放的實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)林權(quán)圖中的各宗地?cái)?shù)字化，接邊成林權(quán)范圍圖層。在二者基礎(chǔ)上，將林地圖層與林權(quán)宗地圖層疊加，建成空間數(shù)據(jù)庫。

2) 屬性數(shù)據(jù)庫。在各個(gè)目標(biāo)圖層的屬性表中添加字段，在其每個(gè)字段相應(yīng)名稱下填寫相應(yīng)資料，使每一行代表一個(gè)地圖要素，每一列代表該地圖要素的性質(zhì)與特征。對(duì)應(yīng)空間數(shù)據(jù)輸入實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)林地現(xiàn)狀調(diào)查表中記錄的林地基本信息，小班的屬性數(shù)據(jù)包括與森林資源有關(guān)的自然地理環(huán)境因素、生態(tài)因子和森林經(jīng)營情況等。為滿足今后林權(quán)管理的需要，還應(yīng)對(duì)每一林權(quán)宗地建立屬性信息，輸入需要的林權(quán)管理要素。

1.2.4 拓?fù)錂z查

首先，選擇參與創(chuàng)建拓?fù)涞囊?；其次，給參與拓?fù)涞囊靥砑油負(fù)湟?guī)則，如，不能重疊、不能有空隙等，建立拓?fù)錂z查圖層；最后，在ArcMap中反復(fù)多次進(jìn)行拓?fù)溴e(cuò)誤糾正、檢查、驗(yàn)證。最終使每一圖層的小班形成閉合多邊形，保障數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的準(zhǔn)確。

1.2.5 建立超鏈接

首先，在ArcMap的內(nèi)容列表中選擇需建立超鏈接關(guān)系的“林權(quán)宗地”圖層，并打開其屬性表；其次，在屬性表窗口添加字段“超鏈接”，字段值設(shè)為要添加的超鏈接路徑；最后，在“圖層屬性”對(duì)話框設(shè)置支持該要素的超鏈接功能。最終實(shí)現(xiàn)點(diǎn)擊設(shè)置了超鏈接的每一塊矢量化林權(quán)宗地，便能打開相應(yīng)的林權(quán)證等電子文檔，可快速進(jìn)行林權(quán)信息查詢。

1.2.6 專題圖制作

在布局視圖窗口，根據(jù)實(shí)際工作要求填充要素顏色；設(shè)置比例尺、頁面和圖框大小；添加圖名、圖例、指北針、比例尺和方里格網(wǎng)等一系列輔助要素；最后將制作好的專題圖輸出打印。

1.3 外業(yè)核實(shí)

借助思行林地變更外業(yè)調(diào)查系統(tǒng)，結(jié)合高分辨率衛(wèi)星遙感影像，通過外業(yè)抽樣核查的方式，實(shí)地測(cè)試實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)林權(quán)管理數(shù)據(jù)庫工作質(zhì)量，校正參數(shù)并驗(yàn)證數(shù)據(jù)結(jié)果，同時(shí)對(duì)林地變更實(shí)施全過程的跟蹤管理。

2 結(jié)果與討論

實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)林地面積為7 033.71 hm2(第13頁表1).其中，迎澤區(qū)為2 129.56 hm2，占整個(gè)林場(chǎng)林地總面積的30.28%；杏花嶺區(qū)為1 664.85 hm2，占整個(gè)林場(chǎng)林地總面積的23.67%；陽曲縣為3 239.29 hm2，占整個(gè)林場(chǎng)林地總面積的46.05%.根據(jù)有關(guān)規(guī)定，對(duì)森林、林木和林地確權(quán)并發(fā)放證書后，實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)林權(quán)宗地面積為4 769.34 hm2.其中，迎澤區(qū)為438.30 hm2，占整個(gè)林場(chǎng)林權(quán)宗地總面積的9.19%；杏花嶺區(qū)為779.73 hm2，占整個(gè)林場(chǎng)林權(quán)宗地總面積的16.35%；陽曲縣為2 885.80 hm2，占整個(gè)林場(chǎng)林權(quán)宗地總面積的60.51%.位于林場(chǎng)東北部的界外地區(qū)有665.50 hm2林地也發(fā)放了林權(quán)證，主要是由于原來林權(quán)證上登記的邊界與現(xiàn)在壽陽縣的行政界線不一致的原因。由此可見，整個(gè)實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)(除界外地區(qū)外)已確權(quán)的林地占比高達(dá)58.35%.其中，迎澤區(qū)、杏花嶺區(qū)和陽曲縣已確權(quán)的林地占比分別達(dá)6.23%，11.09%和41.03%，而其各自的確權(quán)面積完成率達(dá)20.58%，46.83%和89.09%，應(yīng)進(jìn)一步解決確權(quán)工作不同步、發(fā)證主體多元化、部門單位銜接不夠等問題。

表1 不同地區(qū)林地面積和林權(quán)宗地面積統(tǒng)計(jì) hm2

從土地分類角度來看，實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)各地類林地面積在0.67 hm2～2 719.48 hm2之間，多為有林地和其它灌木林地，占比達(dá)70%以上(表2)。其中，由于近年來人工造林，以油松、側(cè)柏、楊樹和沙棘等為主的有林地面積最大，占整個(gè)林場(chǎng)林地總面積的38.66%；次之是其它灌木林地，林地面積為2 410.23 hm2，占整個(gè)林場(chǎng)林地總面積的34.27%，主要與林場(chǎng)大力開展天然林保護(hù)工程有關(guān)；人工造林未成林地的面積也近1 000 hm2，占整個(gè)林場(chǎng)林地總面積的14.07%.實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)各地類林權(quán)宗地面積在0.49 hm2～2 052.98 hm2之間，70%以上為有林地和其它灌木林地。其中，有林地的林權(quán)宗地面積最大，占整個(gè)林場(chǎng)林權(quán)宗地總面積的43.05%；其它灌木林地的林權(quán)宗地面積為1 514.15 hm2，占整個(gè)林場(chǎng)林權(quán)宗地總面積的31.75%；界外地區(qū)的665.50 hm2確權(quán)林地均尚未明確其屬何種林地類型。由此可見，整個(gè)實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)(除界外地區(qū)外)一半以上的已確權(quán)林地為有林地、疏林地和其它灌木林地，與其本身林地面積所占比重較大有關(guān)。其中，有林地的確權(quán)面積完成率最高，達(dá)75.49%；疏林地和其它灌木林地的確權(quán)面積完成率也均在60%以上；其它無立木林地、宜林荒山荒地和輔助生產(chǎn)林地的確權(quán)面積完成率均在30%以上；人工造林未成林地的確權(quán)面積完成率則較低，為11.62%.

表2 不同地區(qū)各地類面積統(tǒng)計(jì) hm2

3 結(jié)論

基于GIS建立的實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)林權(quán)管理數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)了林地、林權(quán)宗地空間和屬性信息存儲(chǔ)與管理的一體化，為精確估算和有效管理森林資源提供了科學(xué)的信息技術(shù)管理平臺(tái)。總體來看，整個(gè)實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)一半以上的林地均已被確權(quán)發(fā)證，為國有林場(chǎng)深化改革提供了有力保障。特別是，林地面積最大的北部陽曲縣，近90%的林地已發(fā)放林權(quán)證，確權(quán)完成率最高；分布最廣的有林地和其它灌木林地被確權(quán)發(fā)證的面積也達(dá)近70%；而林場(chǎng)界外也有部分林地被確權(quán)歸屬于實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)，這多是由于歷史勘界問題造成的，屬爭(zhēng)議區(qū)域?？梢姡捎肎IS技術(shù)建立林權(quán)管理信息系統(tǒng)將使今后實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)林權(quán)證的申請(qǐng)登記更加便捷，宗地勾繪更加準(zhǔn)確，信息查詢更加直觀，審批發(fā)放更加高效，極大地規(guī)范了林權(quán)檔案的跟蹤管理，提高了國有資產(chǎn)的保護(hù)力度，促進(jìn)了傳統(tǒng)林業(yè)向現(xiàn)代林業(yè)的轉(zhuǎn)變。