林业地理信息系统GIS

林业地理信息系统GIS

地理信息系统，即GIS（Geographic Information System），是随着地理科学、计算机技术、遥感技术和信息科学的发展而发展起来的一个学科，是一门集计算机科学、信息学、地理学等多门科学为一体的新兴学科，它是在计算机软件和硬件支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供对规划、管理、决策和研究所需信息的空间信息系统。

地理信息系统是一种基于计算机的工具，它可以对在地球上存在的东西和发生的事件进行成图和分析。GIS技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作（例如查询和统计分析等）集成在一起。这种能力使 GIS与其他信息系统相区别，从而使其在广泛的公众和个人企事业单位中解释事件、预测结果、规划战略等中具有实用价值。

我国GIS的发展较晚，经历了四个阶段，即起步(1970-1980)、准备(1980-1985)、发展(1985-1995)、产业化(1996以后)阶段。GIS已在许多部门和领域得到应用，并引起了政府部门的高度重视。从应用方面看，地理信息系统已在资源开发、环境保护、城市规划建设、土地管理、农作物调查与结产、交通、能源、通讯、地图测绘、林业、房地产开发、自然灾害的监测与评估、金融、保险、石油与天然气、军事、犯罪分析、运输与导航、110报警系统公共汽车调度等方面得到了具体应用。

数字地球是遥感、数据库、地理信息系统、全球定位系统、宽带网络及仿真虚拟等现代高科技的高度综合和升华，是当代科学技术发展的制高点。林业资源信息具有数据量大、种类多、来源广、结构复杂和获取成本高等特点，随着国家信息基础设施建设的发展，数字林业的发展是时代的要求，也是林业发展的必然趋势。

GIS的用途

1、直观、便捷地集成各种属性数据

由于地物的空间位置具有客观性，而地物本身又具有纷繁复杂的特性，除了具有自然特性以外，还具有社会经济特性。描述这些特性的属性数据非常丰富，但都可以通过具有同一坐标参考系统的空间位置进行统一组织。GIS为各种数据的集成提供了统一的框架，在此基础上可以直观表达地物及其空间关系。如下图中，世界各国的社会、经济、人口以及文化数据都可以按国家的空间位置统一集成。

2、高效管理信息资源

GIS是一个具有结构和功能的系统，能获取和输入空间数据，并进行空间数据的处理和分析，并将结果按一定的方式输出。通过这种方式，各个行业的信息资源都可以按各自的要求进行处理，从而提高了信息资源的管理和利用效率。各个行业信息系统的建设就是典型的例子，如地籍信息系统，林业资源管理信息系统、自来水设施管理信息系统、矿产资源管理信息系统、污染源管理信息系统、旅游资源管理信息系统、地下水资源管理信息系统等等。

3、提供辅助决策

采用GIS的重要目的是辅助解决空间问题，其核心功能是空间分析，通过空间分析为各类用户提供管理和商业上的辅助决策。如疾病、林火等突发事件的监测与预警、设施故障处理、基站选址，企业选址，客户分布管理，房地产管理等。

4、制作地图

GIS是在计算机辅助制图基础上发展起来的一门技术，是地图制作的重要工具。采用GIS可以制作符号，对数据进行各种渲染，高效、高性能、高度自动化是GIS制图的重要特点。下图为全国铁道路邮示意图（部分），图中的站点和道路为自动绘制，各站点之间的邮路的始发和到达时间为自动动态标注，一旦邮路所经过的站点发生改变或者时间发生调整，地图会自动更新。

5、提供与获得空间位置相关的服务

通过GIS可提供和获得与空间位置相关的服务，如获得一定范围、精度和一定要素的空间数据或地图，进行网络地理位置（如地名和路线）查询，还可通过嵌入式设备和无线通信网络进行位置查询、监控和导航等。

GIS的组成

从应用的角度，地理信息系统由硬件、软件、数据、人员和方法五部分组成。硬件和软件为地理信息系统建设提供环境；数据是GIS的重要内容；方法为GIS建设提供解决方案；人员是系统建设中的关键和能动性因素，直接影响和协调其它几个组成部分。

硬件主要包括计算机和网络设备，存储设备，数据输入、显示和输出的外围设备等等。

软件主要包括以下几类：

操作系统软件

数据库管理软件

系统开发软件

GIS软件，等等。

GIS软件的选型，直接影响其它软件的选择，影响系统解决方案，也影响着系统建设周期和效益。 数据是GIS的重要内容，也是GIS系统的灵魂和生命。数据组织和处理是GIS应用系统建设中的关键环节，涉及许多问题：

应该选择何种（或哪些）比例尺的数据？

已有数据现势性如何？

数据精度是否能满足要求？

数据格式是否能被已有的GIS软件集成？

应采用何种方法进行处理和集成？

采用何种方法进行数据的更新和维护等。

方法指系统需要采用何种技术路线，采用何种解决方案来实现系统目标。方法的采用会直接影响系统性能，影响系统的可用性和可维护性。

人是GIS系统的能动部分。人员的技术水平和组织管理能力是决定系统建设成败的重

要因素。系统人员按不同分工有项目经理、项目开发人员、项目数据人员、系统文档撰写和系统测试人员等。各个部分齐心协力、分工协作是GIS系统成功建设的重要保证。

GIS应用系统建设需要从以上五个方面着手。

GIS在林业上的应用

林业生产领域的管理决策人员面对着各种数据，如林地使用状况、植被分布特征、立地条件、社会经济等许多因子的数据，这些数据既有空间数据又有属性数据，对这些数据进行综合分析并及时找出解决问题的合理方案，借用传统方法不是一件容易的事，而利用GIS方法却轻松自如。

社会经济在迅速发展，森林资源的开发、利用和保护需要随时跟上经济发展的步伐，掌握资源动态变化，及时做出决策就显得异常的重要。常规的森林资源监测，从资源清查到数据整理成册，最后制定经营方案，需要的时间长，造成经营方案和现实情况不相符。这种滞后现象势必出现管理方案的不合理，甚致无法接受。利用GIS就可以完全解决这一问题，及时掌握森林资源及有关因子的空间时序的变化特征，从而对症下药。

林业GIS就是将林业生产管理的方式和特点溶入GIS之中，形成一套为林业生产管理服务的信息管理系统。以减少林业信息处理的劳动强度，节省经费开支，提高管理效率。

GIS在林业上的应用过程大致分为3个阶段，即：

(1) 作为森林调查的工具：主要特点是建立地理信息库，利用GIS绘制森林分布图及产生正规报表。GIS的应用主要限于制图和简单查询。

(2) 作为资源分析的工具：已不再限于制图和简单查询，而是以图形及数据的重新处理等分析工作为特征，用于各种目标的分析和推导出新的信息。

(3) 作为森林经营管理的工具：主要在于建立各种模型和拟定经营方案等，直接用于决策过程。

三个阶段反映了林业工作者对GIS认识的逐步深入。目前GIS在林业上的应用主要有：

（1）环境与森林灾害监测与管理方面中的应用,包括：林火、病虫害、荒漠化等管理，如在防火管理中，其主要内容有：林火信息管理、林火扑救指挥和时实监测、林火的预测预报、林火设施的布局分析等；

（2）在森林调查方面的应用，包括：森林资源清查和数据管理，这是GIS最初应用于林业的主要方面、制定森林经营决策方案、林业制图；

（3）森林资源分析和评价方面,包括：林业土地利用变化监测与管理、用于分析林分、树种、林种、蓄积等因子的空间分布、森林资源动态管理、林权；

（4）森林结构调整方面，包括：林种结构调整、龄组结构调整；

（5）森林经营方面,包括：采伐、抚育间伐、造林规划、速生丰产林、基地培育、封山育林等

（6）野生动物植物监测与管理。