孫宇劍，王雪群，劉躍平，呂豐旻，謝錦忠

（1. 中國林科院亞熱帶林業(yè)研究所，浙江 富陽 311400；2. 浙江省富陽市林業(yè)局，浙江 富陽 311400；3. 浙江省富陽市國有林場資產(chǎn)經(jīng)營有限公司，浙江 富陽 311400；4. 浙江省富陽市新桐鄉(xiāng)人民政府，浙江 富陽 311407；5. 浙江省富陽市水利局，浙江 富陽 311400）

1 生態(tài)公益林管理地理信息系統(tǒng)的建立

1.1 技術(shù)開發(fā)

系統(tǒng)以2002年富陽市生態(tài)公益林區(qū)劃和1∶10000最新的數(shù)字化地形圖為基礎(chǔ)資料，進(jìn)行數(shù)據(jù)信息化，并與其他有關(guān)圖件、材料進(jìn)行配準(zhǔn)、迭加并關(guān)聯(lián)，做到圖形、屬性數(shù)據(jù)一一對應(yīng)，并在GIS基礎(chǔ)軟件下開發(fā)用戶界面，進(jìn)行生態(tài)公益林?jǐn)?shù)據(jù)的管理、查詢與分析，形成生態(tài)公益林管理GIS系統(tǒng)平臺。在此平臺上，實(shí)行空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)。目前已有完善的區(qū)域信息空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫，本次范圍為富陽市區(qū)域，面積 1831.22 km2。以往的地形圖都為平面掃描所得，等高線沒有數(shù)字化，無法得到精確的高程模型，2008年，用最新的數(shù)字化地形圖解決了高程問題；其次在規(guī)劃成果中，主要內(nèi)容是生態(tài)公益林分類區(qū)劃、資源調(diào)查，2002年，已將所有國家級、省級、市級公益林在CAD中進(jìn)行了圖形處理，在地形圖中進(jìn)行了勾繪，因此生態(tài)公益林的線條圖等相關(guān)資料都已具備。系統(tǒng)界面如圖1。

圖1 富陽市生態(tài)公益林管理地理信息系統(tǒng)登錄界面Figure 1 Login of GIS of Fuyang ecological forest

1.2 主要數(shù)據(jù)屬性

一是公益林小班數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，包括：①最新上報給省林業(yè)廳的重點(diǎn)公益林?jǐn)?shù)據(jù)庫資料；②帶坐標(biāo)的1∶10000的重點(diǎn)公益林分布圖和1：10000的市級公益林分布圖；③最新的萬分之一電子地形圖，包括縣（市）界、鎮(zhèn)駐地、村界、村駐地、水系、房屋、等高線、高程點(diǎn)注記、道路、橋梁等地形地物因子。2.5 M 的遙感影像圖和高程數(shù)據(jù)，以增加系統(tǒng)顯示內(nèi)容的直觀性；④代碼表：行政區(qū)域代碼、鄉(xiāng)村代碼、生態(tài)區(qū)位代碼、重點(diǎn)區(qū)位代碼。二是經(jīng)營單位數(shù)據(jù)；三是管護(hù)組織數(shù)據(jù)；四是相關(guān)文檔、圖片、影像資料、通訊錄等；⑤其它補(bǔ)充調(diào)查數(shù)據(jù)。

1.3 系統(tǒng)主要功能

可以隨意放大和縮小生態(tài)公益林全貌圖（圖 2），具有查詢、選定、自動計(jì)算距離和面積等，同時能按鄉(xiāng)鎮(zhèn)或村實(shí)行反向查詢，實(shí)現(xiàn)文字、報表、地圖的輸出和打印，這些屬于系統(tǒng)建立后的基本功能（圖 3）。系統(tǒng)建立后，從富陽市生態(tài)公益林輸出圖面中，可以非常直觀的看到全市公益林的分布情況。

圖2 富陽市生態(tài)公益林分布情況Figure 2 Distribution of ecological forest in Fuyang City

圖3 生態(tài)公益林查詢演示Figure 3 Ecological forest information

2 坡度等因子在公益林界定中的應(yīng)用

2.1 坡度因子在系統(tǒng)中的表現(xiàn)

森林分類區(qū)劃界定就是在一定區(qū)域內(nèi)，依據(jù)林業(yè)分類體系，采用生態(tài)重要性等級和生態(tài)脆弱性等級兩個指標(biāo)，將林業(yè)用地包括有林地、疏林地、灌木林地、未成林造林地、無林地和苗圃地劃分為生態(tài)公益林地和商品林地的過程。根據(jù)這個定義，生態(tài)重要性等級將作為首要條件。

在系統(tǒng)中，導(dǎo)入10 m高程等高線的富陽市矢量化地形圖，將坡度分成4個區(qū)間，在軟件中以不同灰色度表示出4個坡度區(qū)間（灰色由淺到深，坡度為從低到高，深灰色為30°以上），利用區(qū)劃的生態(tài)公益林?jǐn)?shù)據(jù)庫，將其CAD小班線條導(dǎo)入系統(tǒng)，建立二個擁有相同字段名的屬性數(shù)據(jù)庫（dbf文件），相同的小班必須對應(yīng)。得到各個小班的面積、生態(tài)區(qū)位等小班屬性。將不同屬性的小班著色，得到生態(tài)公益林小班和坡度關(guān)聯(lián)圖（圖4）。

圖4 坡度等級在生態(tài)公益林界定中的應(yīng)用Figure 4 Application of slope in the definition of ecological forest

在圖4中，顯示的坡度等級為26 ～ 30°，而公益林分布均處于該坡度等級中，而該等級坡度在富陽市公益林界定中，占有相當(dāng)大的比重，這與公益林界定的原則是相符的。從全市范圍來看，富陽市坡度等級圖如圖5。從坡度等級和公益林分布中，我們認(rèn)為界定是符合界定原則的如圖 6，但是，界定的原則不僅僅是這一原則，相對集中連片和生態(tài)脆弱區(qū)等同樣也是界定的重要原則。

圖5 富陽市不同坡度等級顯示Figure 5 Slope different levels in Fuyang

圖6 坡度因子和富陽市生態(tài)公益林分布重迭后效果Figure 6 Effect of covering slope and ecological forest in Fuyang

2.2 坡度因子在公益林界定中未完善現(xiàn)象在系統(tǒng)中的體現(xiàn)

系統(tǒng)的優(yōu)越性并不是體現(xiàn)在能看到公益林的分布，在2002年建立的CAD圖形技術(shù)中，也能實(shí)現(xiàn)這一狀態(tài)。在本系統(tǒng)中，由于有了萬分之一矢量化地圖和高精度的衛(wèi)片，在系統(tǒng)中，將坡度分成了4個等級進(jìn)行顯示：a. 坡度在0 ～ 15°的林分；b. 坡度在16 ～ 25°的林分；c. 坡度在26 ～ 30°的林分；d. 坡度 > 31°的林分（坡度出現(xiàn)小數(shù)點(diǎn)位，以四舍五入計(jì)），在加載的高精度衛(wèi)片中更能直觀地看到（見圖7）。

從理論區(qū)劃界定的生態(tài)公益林所處的坡度看（見表1），坡度在26°以上生態(tài)公益林占富陽市林業(yè)用地面積的12.5%，占全市同類林業(yè)用地面積的97.4%。這部分林地立地條件較差，生態(tài)系統(tǒng)脆弱，比較容易破壞，應(yīng)該作為生態(tài)重點(diǎn)保護(hù)林。

圖7 加載高精度衛(wèi)片的公益林屬性關(guān)聯(lián)圖Figure 7 High-precision satellite photos divided by theory and in practice

表1 富陽市生態(tài)公益林理論區(qū)劃界定和實(shí)際區(qū)劃界定面積按坡度分布統(tǒng)計(jì)情況Table 1 Ecological forest area of Fuyang city

從實(shí)際區(qū)劃界定的生態(tài)公益林所處的坡度看，坡度在 26o以上生態(tài)公益林占富陽市林業(yè)用地面積的 4.7%，僅占全市同類林業(yè)用地面積的36.9%。這說明，在實(shí)際區(qū)劃界定工作中，大部分坡度在26o以上，立地條件較差，生態(tài)系統(tǒng)脆弱，比較容易破壞的林地未被劃入生態(tài)公益林保護(hù)范圍。

造成這部分需要重點(diǎn)保護(hù)的生態(tài)區(qū)未被列入保護(hù)范圍的主要原因有兩個：

1）未嚴(yán)格執(zhí)行區(qū)劃界定原則：采用比例數(shù)控制或人為調(diào)整區(qū)劃界定成果。由于對分類經(jīng)營工作及森林生態(tài)效益補(bǔ)償制度的認(rèn)識不足，對國家公益林的區(qū)劃界定工作在指導(dǎo)思想上出現(xiàn)偏差，因而出現(xiàn)不按實(shí)際區(qū)位去區(qū)劃界定，而是按比例控制或人為調(diào)整區(qū)劃成果。其結(jié)果是造成國家公益林小班分布支離破碎，對今后的管護(hù)工作帶來困難，而且也很難發(fā)揮其生態(tài)防護(hù)功能。

2）人為經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)動：優(yōu)質(zhì)林地不愿劃入生態(tài)公益林。有些地區(qū)對國家公益林建設(shè)的宣傳發(fā)動不力，部分群眾對國家關(guān)于森林分類區(qū)劃界定相關(guān)的政策法規(guī)認(rèn)識不足，受經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)動，不愿將林相較好的有林地劃為生態(tài)公益林，造成國家公益林的“缺塊、斷帶和開天窗”等現(xiàn)象。

正是上述原因，使得實(shí)際區(qū)劃的重點(diǎn)生態(tài)公益林比較分散，連片集中的保護(hù)區(qū)域較少。

3.3 本系統(tǒng)與省級公益林地藉系統(tǒng)在利用上的比較

2009年省級公益林地藉系統(tǒng)作為浙江省林業(yè)廳對公益林管理的重要手段和措施，實(shí)現(xiàn)的單機(jī)和網(wǎng)絡(luò)版二個運(yùn)行系統(tǒng)，以“提高管理的時效性、準(zhǔn)確性和協(xié)調(diào)性為目的，圍繞公益林面積管理這個核心，通過公益林面積、補(bǔ)償對象、管護(hù)組織、補(bǔ)償資金、檢查驗(yàn)收、資源監(jiān)測和檔案管理等多個管理模塊，有效解決公益林基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計(jì)分析、檢查考核、數(shù)據(jù)變更、圖表報送等實(shí)際管理需要，適應(yīng)公益林管理精準(zhǔn)、實(shí)時、動態(tài)變化的信息化管理要求”。其最大的特點(diǎn)是“管理操作方便簡潔”。

3.3.1 二套系統(tǒng)的相似處和不同點(diǎn) 將2個系統(tǒng)進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，二個系統(tǒng)有相同點(diǎn)，但在實(shí)際應(yīng)用中有較大不同。相同點(diǎn)是二個系統(tǒng)均可實(shí)現(xiàn)查詢、統(tǒng)計(jì)分析、檢查考核、數(shù)據(jù)變更、圖表生成等；不同之處是省級系統(tǒng)更注重查詢以及報表生成上報等管理上的使用，對修改相對較為慎重，且無法對公益林進(jìn)行屬性數(shù)據(jù)、界定起源和界定結(jié)果的理論分析，從某種意義上，省級系統(tǒng)仍然是一套二維的管理系統(tǒng)，缺乏高程數(shù)據(jù)對公益林影響。而本系統(tǒng)，除了擁有與省級系統(tǒng)同樣查詢、修改、更新、數(shù)據(jù)及圖面輸出，能隨意放大和縮小顯示富陽市國家級、省級、市級公益林全貌圖，有標(biāo)尺（顯示比例尺、屏幕視野、任意二點(diǎn)間的距離、直觀坡度），且更注重對屬性數(shù)據(jù)和實(shí)際林相以及地型、地貌、立地之間的相互影響和作用，從而為公益林的界定提供更多的理論支撐。其最大的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)可以無限量的擴(kuò)展，可以任意對數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬修改，如畫點(diǎn)（例如在地圖上對生態(tài)脆弱區(qū)作標(biāo)記）、畫圓，不管有否得到需要的結(jié)論，都不會影響整個系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)庫。

3.3.2 二者優(yōu)缺點(diǎn) 省級系統(tǒng)采用全省統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行開發(fā)，更方便各市縣的公益林管理，且接入口一致，容易操作，缺點(diǎn)是無法對公益林?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行分析。本系統(tǒng)在擴(kuò)展性和數(shù)據(jù)分析上有無與倫比的優(yōu)勢，只要愿意，可以把任何與公益林相關(guān)的數(shù)據(jù)導(dǎo)入系統(tǒng)，進(jìn)行對比分析，為公益林的界定和公益林在本市范圍內(nèi)的生態(tài)功能提供理論依據(jù)，缺點(diǎn)是系統(tǒng)在ARCGIS軟件上使用，必須對軟件有相當(dāng)?shù)牧私夂驼莆?，才能熟練地?yīng)用和進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

4 結(jié)論

4.1 實(shí)現(xiàn)了生態(tài)公益林管理地理信息系統(tǒng)常規(guī)功能

本地理信息系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的查詢、統(tǒng)計(jì)、輸出等常規(guī)功能，與建立系統(tǒng)的目標(biāo)完全一致，實(shí)現(xiàn)即時屬性查看功能、根據(jù)圖件信息查找小班信息、根據(jù)小班信息查找圖件信息、根據(jù)小班圖件之間的位置關(guān)系或小班和地物之間的位置關(guān)系查找小班信息、根據(jù)用戶自定義條件查找信息等多種查詢方式。

4.2 利用高程數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)公益林的生態(tài)優(yōu)先原則

在公益林界定中，生態(tài)優(yōu)先原則是界定最重要的原則之一。在本系統(tǒng)中，利用系統(tǒng)高程模型，成功地將坡度因子引入現(xiàn)有公益林分布圖中，分析了富陽市已界定公益林的可取之處和不足之處，并分析了造成不合理界定的原因，從而為生態(tài)公益林區(qū)劃中坡度對林分保護(hù)的重要性提供了理論依據(jù)。

4.3 分析了本地理信息系統(tǒng)與省級公益林地籍系統(tǒng)的關(guān)系

分析了省級公益林地籍系統(tǒng)在應(yīng)用中的便利性和易操作性等諸多管理上的優(yōu)點(diǎn)，同時也分析了其不足之處，如過分強(qiáng)調(diào)管理和統(tǒng)計(jì)，而忽視了系統(tǒng)開發(fā)后數(shù)據(jù)的更新的便利性和系統(tǒng)的分析功能；本系統(tǒng)由于利用 COM組件開發(fā) ActiveXDLL庫的方式，為系統(tǒng)的補(bǔ)庫提供了技術(shù)支撐，在理論上可以對數(shù)據(jù)庫實(shí)行無限的擴(kuò)展，并加載各種不同補(bǔ)庫元素，進(jìn)行輸出和分析。

[1]祁晨. GIS在數(shù)字林業(yè)中的應(yīng)用——以數(shù)字林業(yè)監(jiān)測與管理信息系統(tǒng)為例[J]. 科技信息，2009（24）：220, 222.

[2]陳鑫. 遼寧“數(shù)字林業(yè)”核心平臺的構(gòu)建[J]. 農(nóng)業(yè)科技與裝備，2009（3）：43－45.

[3]宋宏光，王霓虹，王健. 基于J2EE的“數(shù)字林業(yè)”服務(wù)平臺的構(gòu)建[J]. 東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2009（8）：95－96, 99.

[4]楊新福. GPS在數(shù)字林業(yè)中的應(yīng)用[J]. 中國林業(yè)，2009（16）：62－62.

[5]佃袁勇，周志翔，劉剛，等.“數(shù)字林業(yè)技術(shù)”課程教學(xué)策略探究[J]. 陜西教育：高教版，2009（8）：72－72.

[6]李瑞改，王霓虹，劉慶照，等. 基于分布式ArcGIS Server的數(shù)字林業(yè)GIS應(yīng)用研究[J]. 林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備，2009，37（8）：44－46.

[7]杜芬芬. 慶陽森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查準(zhǔn)備工作扎實(shí)[J]. 中國林業(yè)，2009（13）：53.

[8]楊超，劉念. 林業(yè)院校圖書館數(shù)字化建設(shè)新方向——應(yīng)對“數(shù)字林業(yè)”時代[J]. 陜西林業(yè)，2009（3）：26－26.

[9]趙強(qiáng)國，吳勝義，梁林懷. 3S技術(shù)在數(shù)字林業(yè)中的應(yīng)用[J]. 陜西林業(yè)科技，2009（1）：124－127.