周清先

（汪清縣林業(yè)局，吉林 延邊 133200）

科技就是生產(chǎn)力，通過(guò)GIS進(jìn)行林業(yè)制圖和數(shù)據(jù)監(jiān)管，利用空間分析規(guī)劃、圖像遙感、實(shí)時(shí)地理信息系統(tǒng)、智能的3D可視化，強(qiáng)大的收集處理數(shù)據(jù)，使繁重枯燥的營(yíng)林生產(chǎn)工作變得智能輕松魔術(shù)化了。加強(qiáng)對(duì)營(yíng)林生產(chǎn)工作成效的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和動(dòng)態(tài)管理，為管理人員提供科學(xué)性的規(guī)劃設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)支撐，以此來(lái)促進(jìn)汪清縣林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

在開展?fàn)I林管理的時(shí)候，管理人員需要按照國(guó)家落地上圖平臺(tái)結(jié)合營(yíng)林信息管理系統(tǒng)，要求通過(guò)林務(wù)通外業(yè)調(diào)查，借助ArcGIS功能特色利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，建立營(yíng)林管理數(shù)據(jù)庫(kù)；構(gòu)建 B/S 模式管理體系，整合采集的林業(yè)地理信息資源，通過(guò)監(jiān)管圖形和遙感數(shù)據(jù)，了解營(yíng)林的實(shí)際發(fā)展?fàn)顩r。為了擴(kuò)大森林面積，會(huì)采取人工形式進(jìn)行營(yíng)林管理，造林設(shè)計(jì)、造林分區(qū)、造林作業(yè)、造林地生境保護(hù)、造林成效評(píng)價(jià)及檔案管理，在進(jìn)行管理的過(guò)程中就需要使用GIS方法，根據(jù)收集的信息去統(tǒng)計(jì)營(yíng)林林木的分布情況，以此來(lái)評(píng)價(jià)營(yíng)林管理活動(dòng)的水平，能夠通過(guò)衛(wèi)星和無(wú)人機(jī)進(jìn)行高空監(jiān)測(cè)，開展遠(yuǎn)程管理，以此來(lái)提高營(yíng)林管理的工作效率。

一、設(shè)計(jì)方案產(chǎn)生背景

汪清縣具有廣闊的森林資源，森林資源對(duì)于人類的生存和發(fā)展來(lái)說(shuō)具有重要的意義，如何有效地管理和經(jīng)營(yíng)林場(chǎng)森林資源，提高營(yíng)林的資源穩(wěn)定增長(zhǎng)已經(jīng)成為當(dāng)前主要管理工作的重點(diǎn)之一[1]。林業(yè)有范圍大、林木生長(zhǎng)周期長(zhǎng)、森林結(jié)構(gòu)復(fù)雜、資源多元化的特點(diǎn)，在進(jìn)行營(yíng)林管理的過(guò)程中，由于森林立地條件不同及地形險(xiǎn)惡陡峭問(wèn)題，無(wú)法通過(guò)人工進(jìn)行實(shí)地勘察，只有借助GIS技術(shù)，通過(guò)衛(wèi)星遙感，進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和傳輸，以此來(lái)為營(yíng)林的生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)提供戰(zhàn)略決策，并且還可以提供數(shù)據(jù)支撐作為規(guī)劃設(shè)計(jì)實(shí)施工作的重要前提。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，更多定位和衛(wèi)星地圖識(shí)別軟件的興起，Mapinfo、AutoCAD、CADGIS、EXCEL四種軟件在林業(yè)制圖中的組合應(yīng)用已經(jīng)給現(xiàn)代的林業(yè)資源管理工作帶來(lái)了極大的便捷性。和傳統(tǒng)的管理工作模式不同，GIS的強(qiáng)大的空間分析和制圖功能實(shí)時(shí)地理信息系統(tǒng)特色，在營(yíng)林管理信息系統(tǒng)中可以實(shí)時(shí)更新最新的監(jiān)測(cè)信息，能夠?qū)崿F(xiàn)各個(gè)部門、各個(gè)環(huán)節(jié)之間的同步，還可以進(jìn)行信息資源共享，確保信息的實(shí)效性和價(jià)值意義。營(yíng)林管理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中可以儲(chǔ)備和上傳海量的林業(yè)地理信息，通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)一體化的管理。包括了錄入數(shù)據(jù)、編輯數(shù)據(jù)以及分析數(shù)據(jù)等，根據(jù)分析的數(shù)據(jù)結(jié)果制作各種可視圖表，以此來(lái)建立全方位的數(shù)據(jù)庫(kù)，便于地圖的制作和處理。并且營(yíng)林管理信息系統(tǒng)具有綜合分析空間的優(yōu)勢(shì)，可以根據(jù)屬性數(shù)據(jù)提供各種功能，在營(yíng)林管理信息系統(tǒng)中已經(jīng)引入了GIS技術(shù)，可以迅速地進(jìn)行林業(yè)采集，有效的幫助管理人員通過(guò)現(xiàn)實(shí)狀況去制定營(yíng)林管理策略，有助于平衡林業(yè)的生態(tài)系統(tǒng)，分析潛在的自然災(zāi)害可能會(huì)對(duì)于人類造成的危害程度，綜合所有的因素進(jìn)行空間上的考慮。營(yíng)林是一項(xiàng)比較復(fù)雜的系統(tǒng)性工作，人工營(yíng)林的經(jīng)營(yíng)和管理主要是為了擴(kuò)大森林的面積，保護(hù)森林資源，進(jìn)行多樣化的治理和運(yùn)營(yíng)，提高林業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益等。營(yíng)林管理信息系統(tǒng)能夠幫助管理人員進(jìn)行方案的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，對(duì)于當(dāng)前林業(yè)的現(xiàn)狀有所了解，可以及時(shí)地調(diào)整作業(yè)的模式和類型?，F(xiàn)階段的營(yíng)林管理活動(dòng)包括了建立詳細(xì)的林業(yè)生產(chǎn)檔案，營(yíng)林管理方案設(shè)計(jì)，實(shí)時(shí)更新林業(yè)狀態(tài)等，工作范圍以及工作性質(zhì)都有一數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)定的難度，并且涵蓋的數(shù)據(jù)種類繁多，變換性比較強(qiáng)，是一項(xiàng)長(zhǎng)期的高難度工作，為了減緩工作難度，也是為了實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化的管理和控制，所以需要引入GIS技術(shù)，將數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行統(tǒng)一的管理，不僅可以分析和檢索營(yíng)林的基礎(chǔ)信息，還可以避免人工操作存在的弊端，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化、半自動(dòng)化的作業(yè)模式，有效的提高對(duì)于圖形處理的速度，降低在營(yíng)林管理中的生產(chǎn)成本，提供營(yíng)地管理的工作效率。

二、信息管理目標(biāo)

營(yíng)林管理系統(tǒng)主要是為了通過(guò)林木資源信息的分析和總結(jié)，做出有利于營(yíng)林管理的最佳決策，通過(guò)管理和運(yùn)營(yíng)，擴(kuò)大森林的面積，維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡。營(yíng)林管理信息系統(tǒng)可以對(duì)于林木資源信息進(jìn)行管理和控制，利用互聯(lián)網(wǎng)做到實(shí)時(shí)的信息更新，方便林業(yè)管理部門以及政府部門的管理，統(tǒng)一各個(gè)級(jí)別林業(yè)管理的內(nèi)容。還可以利用 GIS 技術(shù)進(jìn)行圖件的收集，將數(shù)據(jù)和國(guó)土三調(diào)整合為“林草資源圖”，促成管理信息的一體化?！?】管理人員可以利用營(yíng)林管理信息系統(tǒng)進(jìn)行信息的輸入、查閱、整理、匯編，系統(tǒng)的菜單中有對(duì)應(yīng)的不同功能，可以實(shí)現(xiàn)各種基礎(chǔ)操作，簡(jiǎn)化了空間屬性信息處理的過(guò)程，甚至在傳統(tǒng)的營(yíng)林管理中，需要使用人力進(jìn)行數(shù)據(jù)的計(jì)算和分析，還需要進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，但是營(yíng)林管理信息系統(tǒng)可以利用自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算，最終的數(shù)據(jù)結(jié)果準(zhǔn)確程度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出人工計(jì)算，從相關(guān)的數(shù)值中建立高儲(chǔ)備的數(shù)據(jù)庫(kù)，以此來(lái)繪制各種地理圖形。借助GIS可以有效地進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)采集，這些基礎(chǔ)性工作可以節(jié)省人力資源和物力資源的成本投入，從根本目的上降低成產(chǎn)成本，提高營(yíng)林管理的經(jīng)濟(jì)效益。森林資源作為全球的寶貴資源之一，可以提供生物的多樣性，不僅有許多木材，還可以為人類的生存和發(fā)展提供豐富的資源。在人類的生產(chǎn)活動(dòng)中離不開對(duì)于木材的開發(fā)和利用，許多木質(zhì)結(jié)構(gòu)、木質(zhì)家具、辦公設(shè)備、文具等都離不開對(duì)于木質(zhì)資源的依賴，森林中的植物以及果實(shí)都可以作為人類的食物。并且作為地球的“潤(rùn)肺系統(tǒng)”濕地可以調(diào)節(jié)全球的氣候，森林的根系可以有效地防止水土流失造成的自然災(zāi)害，減輕土地荒漠化，避免旱澇、沙塵暴、冰雹、霧霾等氣象災(zāi)害，具有改善人類生存空間的重要價(jià)值，還可以維護(hù)生物系統(tǒng)的多樣性。森林不能作為人類生存的附屬品，很多珍貴的樹木以及野生動(dòng)物是難以復(fù)制和重現(xiàn)的，所以要正確面對(duì)森林資源面臨的困境和難題，依照人類的方式去改造和保護(hù)森林資源，當(dāng)前所進(jìn)行的造林項(xiàng)目就是以人工的干預(yù)，利用自然，改造自然修復(fù)生態(tài)，營(yíng)造森林，擴(kuò)大森林資源的面積，發(fā)揮出森林資源的價(jià)值，在進(jìn)行利用的同時(shí)，注重生態(tài)的保護(hù)。借助營(yíng)林管理信息系統(tǒng)，對(duì)于營(yíng)林的地理信息進(jìn)行建檔，全面統(tǒng)籌營(yíng)林中的自然資源，使用數(shù)據(jù)庫(kù)、圖形庫(kù)將基礎(chǔ)的地理信息進(jìn)行分類整理，區(qū)分地理基本要素，進(jìn)行專題圖形的繪制等，將空間和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行有機(jī)融合，建立更加迅速、反應(yīng)更加靈敏、分析更加職能化的綜合性信息系統(tǒng)。

三、系統(tǒng)具體設(shè)計(jì)方式

1.GIS 設(shè)計(jì)的營(yíng)林管理系統(tǒng)

基于 GIS 設(shè)計(jì)的營(yíng)林管理系統(tǒng)，涵蓋了許多方面，有針對(duì)營(yíng)林信息的調(diào)查管理、數(shù)據(jù)分析管理、審查核實(shí)管理、信息調(diào)查、生產(chǎn)流程管理以及驗(yàn)收管理等不同的管理模塊。這些模塊分布包含了很多基礎(chǔ)性的信息數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)幾大模塊的綜合分析，實(shí)現(xiàn)營(yíng)林信息的計(jì)劃、檢驗(yàn)和審查的目的。營(yíng)林管理信息系統(tǒng)中的各個(gè)環(huán)節(jié)可以分工協(xié)作，互不干擾，但是在進(jìn)行數(shù)據(jù)整合的時(shí)候可以實(shí)現(xiàn)全面的協(xié)調(diào)，每個(gè)階段可以有效地銜接業(yè)務(wù)操作，為營(yíng)林管理工作提供戰(zhàn)略決策中的數(shù)據(jù)支撐。調(diào)查管理主要是為了分析影響營(yíng)林生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)的各種因素，對(duì)于所有產(chǎn)生影響的因素進(jìn)行考察和研究，以此數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，制定后續(xù)的管理計(jì)劃；數(shù)據(jù)分析管理就是針對(duì)遙感技術(shù)采集的信息，進(jìn)行分類整理，然后連接計(jì)算機(jī)終端進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析，能夠通過(guò)一定的數(shù)值，明確營(yíng)林的管理狀況；審查管理是為了針對(duì)管理中的活動(dòng)提交各種審批信息，為營(yíng)林的活動(dòng)做好前期的準(zhǔn)備工作，屬于文書一類的范圍；生產(chǎn)管理是對(duì)對(duì)于審批后的設(shè)計(jì)規(guī)劃，落實(shí)到生產(chǎn)活動(dòng)中，將規(guī)劃設(shè)計(jì)進(jìn)行打印和明示，對(duì)于營(yíng)林的整個(gè)管理進(jìn)程進(jìn)行實(shí)時(shí)跟進(jìn)；驗(yàn)收管理主要是進(jìn)行數(shù)據(jù)的核算，從地理信息的錄入開始，到分類數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，然后可以進(jìn)行信息資源的查閱，有需要的前提下能夠打印功能表格，進(jìn)行統(tǒng)一管理。營(yíng)林管理信息系統(tǒng)可以利用GIS 的地理信息板塊，對(duì)于不同類型的信息進(jìn)行保護(hù)，保證輸入時(shí)的準(zhǔn)確性，還可以輸出相關(guān)報(bào)表、圖形等[2]。

2.根據(jù)需要選取圖層屬性數(shù)據(jù)

營(yíng)林信息資源中還有一個(gè)模塊屬于圖形的專門管理，可以直觀的展示營(yíng)林當(dāng)?shù)氐淖匀粴夂?、水源分布、生態(tài)環(huán)境等特點(diǎn)，管理人員可以隨時(shí)根據(jù)圖形進(jìn)行信息的查閱，還可以根據(jù)記錄進(jìn)行操作。營(yíng)林管理信息系統(tǒng)最基本的功能包括了電子文檔、三維顯示、縮放、繪測(cè)以及電子地圖的打印和信息傳送，管理人員可以在對(duì)應(yīng)的位置進(jìn)行點(diǎn)擊，對(duì)應(yīng)的信息數(shù)據(jù)就會(huì)顯示在屏幕中，可以根據(jù)不同的需求，選取圖層中的屬性數(shù)據(jù)，利用數(shù)值代表的地理屬性，可以定位不同的地理物體，還可以進(jìn)行屬性數(shù)值的匹配，進(jìn)行定位以后，所有需要的地理要素都可以顯示在電子屏幕的圖形中。根據(jù)這一功能，管理人員還可以瀏覽林木的位置分布，以及生長(zhǎng)情況，GIS技術(shù)可以實(shí)時(shí)測(cè)量林木的蓄積含量，營(yíng)林的面積、水源的分布走向等。相關(guān)的數(shù)據(jù)都可以作為評(píng)價(jià)營(yíng)林水平的標(biāo)準(zhǔn)，能夠設(shè)定對(duì)應(yīng)的參數(shù)，進(jìn)行營(yíng)林管理活動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)定，系統(tǒng)可以依據(jù)需要生成不同的表格和圖形，也可以隨時(shí)進(jìn)行打印和傳輸，實(shí)時(shí)進(jìn)行查閱，有助于管理人員通過(guò)營(yíng)林信息進(jìn)行空間和屬性的數(shù)據(jù)分析，并且針對(duì)當(dāng)前的情況，及時(shí)進(jìn)行數(shù)值的調(diào)整和修正。根據(jù)營(yíng)林管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求來(lái)說(shuō)，需要滿足現(xiàn)代化林業(yè)的空間認(rèn)知，建設(shè)適宜的營(yíng)林目標(biāo)進(jìn)度管理，滿足數(shù)據(jù)管理和生產(chǎn)質(zhì)量變動(dòng)情況分析的需求，提供用戶權(quán)限管理等功能，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的導(dǎo)入和導(dǎo)出，完善其修正功能，可以根據(jù)實(shí)際情況作出調(diào)整，進(jìn)行增刪和編輯。營(yíng)林管理信息系統(tǒng)最主要的一點(diǎn)就是會(huì)根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)和運(yùn)行的需求，考慮到當(dāng)?shù)貭I(yíng)林的實(shí)際情況，使用 MIS和 GIS 技術(shù)進(jìn)行開發(fā)系統(tǒng)的開發(fā)和設(shè)計(jì)，并且要遵循實(shí)用性原則、針對(duì)性原則、擴(kuò)充性原則、先進(jìn)性原則、標(biāo)準(zhǔn)性原則等，借助計(jì)算機(jī)的硬件支持，完成信息的采集、整理、分析、對(duì)比、匯錄、生成等功能，對(duì)于營(yíng)林信息數(shù)據(jù)可以使用多種形式輸出，所有關(guān)于營(yíng)林地理信息的相關(guān)內(nèi)容都可以通過(guò)輸出表格、圖形的形式進(jìn)行展示。

3.實(shí)時(shí)更新營(yíng)林信息

營(yíng)林管理信息系統(tǒng)主要指為了營(yíng)林的生產(chǎn)和管理，可以有效地提高管理工作效率，隨著營(yíng)林生產(chǎn)和管理工作的重要性凸顯，很多環(huán)保部門、林業(yè)管理部門以及當(dāng)?shù)卣畬?duì)于營(yíng)林生產(chǎn)管理工作越來(lái)越重視。在2004年盧衛(wèi)峰創(chuàng)立了基于遙感RS技術(shù)和地理信息系統(tǒng)，并且建立了林業(yè)立地的信息管理系統(tǒng)，主要是為了營(yíng)林的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，為營(yíng)林的生產(chǎn)活動(dòng)提供詳細(xì)的措施管理，用于生產(chǎn)實(shí)踐中。20世紀(jì)80年代的美國(guó)VPL公司創(chuàng)建人拉尼爾提出的VR技術(shù)，可以利用計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)和各種現(xiàn)實(shí)及控制等接口設(shè)備，可以在計(jì)算機(jī)上面生成的三維環(huán)境沉浸技術(shù)。

無(wú)人機(jī)這種高科技產(chǎn)品的興起，解決了許多因?yàn)槲恢檬芟薜膯?wèn)題，在林業(yè)管理過(guò)程中，傳統(tǒng)的營(yíng)林巡檢方面需要耗費(fèi)大量的人力和物力進(jìn)行生態(tài)監(jiān)測(cè)，如果是一些偏遠(yuǎn)地區(qū)，就難以進(jìn)行定期的檢查工作，這種情況就可以利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行航空測(cè)繪。無(wú)人機(jī)測(cè)繪涉及的知識(shí)包括了航空方面、電子方面和圖像處理等方面，而圖像處理就是根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和整理，可以結(jié)合數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)繪線路的狀況分析，有利于提高數(shù)據(jù)的應(yīng)用性和有效性。進(jìn)行無(wú)人機(jī)航空測(cè)繪工作之前，就需要對(duì)于無(wú)人機(jī)進(jìn)行充分的設(shè)備檢查，對(duì)于無(wú)人機(jī)的高倍率電池續(xù)航時(shí)間進(jìn)行檢查，避免電量過(guò)低無(wú)法返航的現(xiàn)象出現(xiàn)，還需要對(duì)無(wú)線電遙控設(shè)備以及連接無(wú)人機(jī)的程序控制裝置進(jìn)行操作檢查，確保信號(hào)可以正常接收，還需要根據(jù)營(yíng)林地區(qū)的實(shí)際情況，去選擇合適的機(jī)型進(jìn)行巡檢工作。對(duì)于巡檢地區(qū)的高度以及位置要有詳細(xì)的調(diào)查，以此來(lái)選擇，超低空無(wú)人機(jī)，低空無(wú)人機(jī)，中空無(wú)人機(jī)等，還可以按照巡檢任務(wù)的范圍，去選擇，超近程無(wú)人機(jī)，近程無(wú)人機(jī)，短程無(wú)人機(jī)。營(yíng)林管理地理監(jiān)測(cè)中大多使用的是搭載自動(dòng)駕駛儀和攝像儀的小型無(wú)人機(jī)，測(cè)繪的高度會(huì)設(shè)置在500米以下，能夠進(jìn)行數(shù)字正射影像圖的拍攝，生成二維平面正射投影圖，操作非常靈敏，可以實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，詳細(xì)的勘察地理信息，預(yù)防各種地質(zhì)災(zāi)害，進(jìn)行植物生態(tài)的保護(hù)，地理信息的監(jiān)測(cè)等。并且無(wú)人機(jī)在進(jìn)行航空測(cè)繪作業(yè)的時(shí)候，能夠?qū)崟r(shí)更新營(yíng)林信息，方便管理人員直觀的瀏覽當(dāng)下的地理信息。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，我們可以得知，營(yíng)林管理信息系統(tǒng)要根據(jù)營(yíng)林資源經(jīng)營(yíng)的實(shí)際需要，考慮到當(dāng)前營(yíng)林管理中的特點(diǎn)，利用GIS 技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和開發(fā)，進(jìn)行營(yíng)林管理方案的制定，借助信息技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、整理和儲(chǔ)存，通過(guò)分析和總結(jié)，完善營(yíng)林管理信息體系，結(jié)合林業(yè)發(fā)展的實(shí)際狀況，設(shè)計(jì)高效率的管理模式，確認(rèn)制定的營(yíng)林方案具有實(shí)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)價(jià)值。森林樹木生長(zhǎng)的周期性和不可逆轉(zhuǎn)性，都會(huì)給造林設(shè)計(jì)工作帶來(lái)一定的困擾，但是在營(yíng)林管理信息系統(tǒng)的應(yīng)用下，能夠高效的規(guī)劃營(yíng)林的生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)。