摘要 ? ?隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，GIS技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于林業(yè)調(diào)查的各項(xiàng)工作當(dāng)中。本文簡(jiǎn)要介紹了ArcGIS技術(shù)在林業(yè)調(diào)查中的部分應(yīng)用方法，以期為從事林業(yè)資源調(diào)查的GIS初學(xué)者提供參考，以提高林業(yè)調(diào)查的精度和效率。

關(guān)鍵詞 ? ?ArcGIS;林業(yè)調(diào)查;技術(shù)應(yīng)用

中圖分類號(hào) ? ?S757.2 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 ? ?A

文章編號(hào) ? 1007-5739（2020）16-0104-02

GIS又稱地理信息系統(tǒng)，是在計(jì)算機(jī)硬件和軟件系統(tǒng)的支持下，對(duì)整個(gè)或部分地球表層空間（包括大氣層）有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、處理、分析、顯示和描述的技術(shù)。該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、國(guó)土資源、生態(tài)環(huán)境的行業(yè)調(diào)查、分析和管理，還有災(zāi)害預(yù)警等諸多領(lǐng)域，具有開放性、先進(jìn)性和發(fā)展性優(yōu)勢(shì)[1]。

傳統(tǒng)林業(yè)調(diào)查用紙質(zhì)圖紙進(jìn)行室外手工區(qū)劃小班，方格紙掩膜數(shù)數(shù)計(jì)算面積，逐個(gè)填寫小班卡片，手工繪制專項(xiàng)成果圖紙，存在耗時(shí)長(zhǎng)、效率低、誤差大、效果差等問(wèn)題[2]。GIS技術(shù)提供了可視化的界面，可以結(jié)合高清影像進(jìn)行室內(nèi)區(qū)劃和室外補(bǔ)充調(diào)查相結(jié)合的方式，完成圖斑區(qū)劃和調(diào)查，特別是其強(qiáng)大的計(jì)算、統(tǒng)計(jì)分析和圖表輸出功能，可以提高調(diào)查的精度和工作效率。筆者結(jié)合工作實(shí)際，總結(jié)了GIS技術(shù)在林業(yè)區(qū)劃調(diào)查中的部分基礎(chǔ)應(yīng)用，以供相關(guān)人員參考。

1 ? ?建立數(shù)據(jù)庫(kù)

使用GIS開展大規(guī)模林業(yè)資源調(diào)查，建議先建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)文件，用于存儲(chǔ)和管理即將要調(diào)查和收集的數(shù)據(jù)。在ArcGIS中，系統(tǒng)提供了文件地理數(shù)據(jù)庫(kù)gdb文件和個(gè)人地理數(shù)據(jù)庫(kù)mdb文件，可以選擇其中任何一個(gè)，具體步驟如下。

1.1 ? ?建立數(shù)據(jù)庫(kù)文件

打開電腦“開始”按鈕下ArcGIS文件目錄下Arccatalog 10.3（以10.3版本為例），點(diǎn)擊工具欄上的目錄樹，選擇將要建立的數(shù)據(jù)庫(kù)文件存放的文件夾 ，點(diǎn)擊右鍵，在新建菜單下選擇個(gè)人地理數(shù)據(jù)庫(kù)文件，重命名需要的文件名稱，例如XX調(diào)查項(xiàng)目。

1.2 ? ?新建要素?cái)?shù)據(jù)集

右擊上述文件，再新建要素?cái)?shù)據(jù)集，先按照工作需要命名數(shù)據(jù)集名稱（可以用漢字、數(shù)字、字母，但首字符不可用數(shù)字，不能有連接符等），例如A1，再根據(jù)提示“下一步”，選擇坐標(biāo)系，通常使用大地2000坐標(biāo)系（投影坐標(biāo)、高斯克魯格），再根據(jù)地域不同選擇度帶，點(diǎn)擊“下一步”直至完成。

1.3 ? ?新建數(shù)據(jù)集里的要素類

同樣，右擊要素集文件A1，新建要素類，系統(tǒng)共提供了7類要素，林業(yè)調(diào)查通常使用的有多點(diǎn)要素、線要素和面要素等3類，可以逐個(gè)設(shè)置。

多點(diǎn)要素，可以調(diào)查各類駐點(diǎn)、管護(hù)站、護(hù)林點(diǎn)等信息，先命名（例如小地名），要素類型選擇多點(diǎn)要素，然后點(diǎn)“下一步”填寫字段信息，可以根據(jù)調(diào)查需要任意添加。如地理位置，字段屬性選擇文本;聯(lián)系人號(hào)碼，字段屬性可以是文本或者長(zhǎng)整型。

線要素用來(lái)區(qū)劃界線、河流、公路等線型要素，林業(yè)調(diào)查主要用于區(qū)劃圖斑界線，同樣先命名，例如圖斑線，要素類選擇線要素，然后點(diǎn)擊“下一步”填寫字段信息，同多點(diǎn)要素一樣，字段可以任意添加，字段屬性根據(jù)需要選擇。例如線段類型，屬性可以是文本，也可以用短整形的數(shù)字代替。

面要素可直接區(qū)劃圖斑，新建步驟同上，命名為圖斑面，填寫字段信息時(shí)，可根據(jù)林業(yè)調(diào)查需要，添加各類字段，如位置、地形、地貌、森林類別、地類、林種、優(yōu)勢(shì)樹種、胸徑、樹高、蓄積等，字段屬性也根據(jù)字段內(nèi)容不同進(jìn)行選擇。由于逐個(gè)圖斑錄入調(diào)查因子效率不高，建議只需添加2個(gè)字段，一是臨時(shí)小班號(hào)，字段屬性文本型，只需錄入1 000以內(nèi)的文本型編號(hào)，如001、002…010、112等，便于外業(yè)調(diào)查識(shí)別;二是地籍小班號(hào)，字段屬性文本型，準(zhǔn)備錄入調(diào)查圖斑的地籍號(hào)，用于連接林業(yè)調(diào)查小班登記電子表格。

最后點(diǎn)擊“完成”，數(shù)據(jù)庫(kù)即建立完成，之后在Arcmap中打開其中任意一個(gè)要素就可以進(jìn)行區(qū)劃和編輯錄入。

2 ? ?區(qū)劃調(diào)查

GIS提供了可視化界面，在圖斑區(qū)劃中，可以借助相同坐標(biāo)參考的調(diào)查區(qū)域高清影像，先進(jìn)行室內(nèi)區(qū)劃，再到實(shí)地補(bǔ)充調(diào)查，比傳統(tǒng)林業(yè)圖斑區(qū)劃手持地形圖實(shí)地判讀要方便、快捷，區(qū)劃也更為精細(xì)。

2.1 ? ?室內(nèi)區(qū)劃

打開Arcmap，點(diǎn)擊工具欄上的“添加數(shù)據(jù)”按鈕，添加調(diào)查區(qū)域的高清影像，再點(diǎn)擊添加X(jué)X調(diào)查項(xiàng)目?jī)?nèi)的數(shù)據(jù)集A1，然后點(diǎn)擊工具欄上的編輯器以及編輯器目錄下編輯窗口里的創(chuàng)建要素即可。

2.1.1 ? ?編輯多點(diǎn)要素。在創(chuàng)建要素里選擇小地名圖層以及構(gòu)造要素里的線，通過(guò)高清影像找到相關(guān)駐點(diǎn)的位置，雙擊鼠標(biāo)左鍵完成一個(gè)駐點(diǎn)的區(qū)劃，然后點(diǎn)擊選中該點(diǎn)圖層，右鍵點(diǎn)擊填寫該點(diǎn)圖層的屬性信息，如駐點(diǎn)名稱、駐點(diǎn)負(fù)責(zé)人姓名及聯(lián)系方式等，其他駐點(diǎn)依次進(jìn)行，最后完成該調(diào)查區(qū)域所有駐點(diǎn)的區(qū)劃。

2.1.2 ? ?編輯線要素?？缧姓^(qū)域資源調(diào)查涉及行政界線，通常是將已有相同坐標(biāo)參考的行政界線線圖層復(fù)制到需編輯的圖斑線圖層當(dāng)中，將屬性列表中的線段類型填寫成相應(yīng)的省界、市界、區(qū)縣界、鄉(xiāng)鎮(zhèn)界、村界等，其他調(diào)查圖斑界線可以逐個(gè)區(qū)劃，也可以由圖斑面圖層轉(zhuǎn)線后統(tǒng)一添加字段屬性形成，筆者建議使用轉(zhuǎn)化的方法，可以提高工作效率。

2.1.3 ? ?編輯面要素。首先將內(nèi)容列表中圖斑面符號(hào)樣式的填充色改為無(wú)色，邊框色和線條寬度改為調(diào)查者喜歡的樣式，建議以清晰可見為宜，寬度不易過(guò)大。為了提高區(qū)劃精度，可以將工具欄上“標(biāo)準(zhǔn)工具”中的比例尺調(diào)整到需要的比例，一般情況下林業(yè)調(diào)查在1∶4 000～6 000即可，再根據(jù)林業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查圖斑區(qū)劃的步驟，先區(qū)劃林業(yè)用地和非林業(yè)用地界線，再在林業(yè)用地范圍根據(jù)其他林業(yè)專項(xiàng)規(guī)劃資料和影像顯示，細(xì)分圖斑界，如果有個(gè)別圖斑過(guò)大，應(yīng)依托影像顯示的地形（如山脊線、山谷線和林區(qū)道路等）進(jìn)行分割。

編輯面圖層先選中創(chuàng)建要素內(nèi)圖斑面及構(gòu)造要素里的自動(dòng)完成面，在圖面中找準(zhǔn)位置依次區(qū)劃，單擊開始區(qū)劃，沿色塊邊界單擊走點(diǎn)成線，獨(dú)自或者與另外圖斑形成閉合圈時(shí)雙擊結(jié)束形成圖斑面，同時(shí)使用“編輯器”按鈕當(dāng)中的“捕捉”功能，用以捕捉前面區(qū)劃好的圖斑邊界，編輯時(shí)盡量走線圓滑，以提高編輯質(zhì)量。逐個(gè)區(qū)劃，待所有圖斑區(qū)劃完成后，按照林業(yè)調(diào)查編號(hào)規(guī)則，以行政村或工區(qū)為單位按從上到下、從左往右的順序，左擊選中圖斑，鼠標(biāo)在圖斑內(nèi)再右擊選中屬性，填寫臨時(shí)小班號(hào)，依次填寫所有圖斑編號(hào)，保存。

需要打印套合影像的圖斑面，在內(nèi)容列表右擊選中圖斑面下出現(xiàn)的屬性，出現(xiàn)圖層屬性對(duì)話框，選中標(biāo)注，再標(biāo)注字段內(nèi)選擇臨時(shí)小班號(hào)，文本符號(hào)選擇需要的字體及大小、顏色，最后確定，此時(shí)圖面上即可顯示臨時(shí)小班號(hào)，逐塊打印即可。

2.2 ? ?外業(yè)調(diào)查

帶上套合影像的小班區(qū)劃紙質(zhì)圖和規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查登記表，到實(shí)地開展外業(yè)調(diào)查，補(bǔ)充和完善室內(nèi)區(qū)劃不到位、不準(zhǔn)確的部分，測(cè)量和填寫林業(yè)資源調(diào)查登記表，做到圖表臨時(shí)編號(hào)一一對(duì)應(yīng)。外業(yè)調(diào)查結(jié)束，室內(nèi)補(bǔ)充區(qū)劃完善，將紙質(zhì)調(diào)查登記表格錄入林業(yè)資源調(diào)查電子表格。

3 ? ?拓?fù)錂z查

為解決圖斑區(qū)劃中出現(xiàn)的圖層重疊和圖面空隙問(wèn)題，可以建立圖層拓?fù)溥M(jìn)行修改完善。

3.1 ? ?建立拓?fù)?/p>

打開Arcmap，在工具欄里標(biāo)準(zhǔn)工具中的目錄下找到“XX資源調(diào)查項(xiàng)項(xiàng)目”數(shù)據(jù)庫(kù)里的A1數(shù)據(jù)集，選中并右擊新建拓?fù)?，然后根?jù)提示下一步新建A1-Topology，選中圖斑面后添加規(guī)則，先后選中添加不能有空隙和不能重疊規(guī)則，根據(jù)提示點(diǎn)擊“確定”直至完成。

3.2 ? ?修改完善

打開Arcmap，添加新建的A1-Topology，在視窗內(nèi)可以看見重疊和有縫隙的部分顯示紅色，需要修改。點(diǎn)擊編輯器按鈕下的“開始”編輯，然后在工具欄拓?fù)涔ぞ呃稂c(diǎn)擊“選擇拓?fù)洹保_定。具體修改一般采用“對(duì)齊邊”工具，點(diǎn)擊選擇“對(duì)齊邊”，再在圖面上單擊需要修改的邊，再單擊需要對(duì)齊的邊，這樣需要修改的邊就自動(dòng)匹配到需要對(duì)齊的邊，對(duì)紅色部分逐個(gè)修改。修改效果可以通過(guò)拓?fù)涔ぞ呃铩膀?yàn)證當(dāng)前范圍的拓?fù)洹边M(jìn)行驗(yàn)證，修改完善，紅色部分自動(dòng)褪去，尚未褪去的，則按以上方法繼續(xù)修改。

4 ? ?掛接表格

4.1 ? 準(zhǔn)備工作

首先打開Arcmap，添加修改完善后的圖斑面，開始編輯，逐個(gè)點(diǎn)擊圖斑，在屬性的地籍小班號(hào)字段內(nèi)填寫地籍小班號(hào)，規(guī)則一般使用行政區(qū)域代碼+臨時(shí)小班號(hào)，按照林業(yè)調(diào)查小班編號(hào)規(guī)則，從上到下、自左往右循序編寫，做到不重號(hào)、不斷號(hào)。再打開林業(yè)資源調(diào)查電子表格，添加一列地籍小班號(hào)，設(shè)置整列單元格格式為文本格式，然后填寫地籍小班號(hào)，規(guī)則仍然是行政區(qū)域代碼+臨時(shí)小班號(hào)，做到面圖斑的地籍小班號(hào)編號(hào)與林業(yè)資源調(diào)查電子表格的地籍小班編號(hào)一一對(duì)應(yīng)。

4.2 ? ?表格連接

打開Arcmap，添加修改完善后的圖斑面，再添加林業(yè)資源調(diào)查電子表格。在內(nèi)容列表中右擊圖斑面，選中并左擊“連接和關(guān)聯(lián)”下的“連接”選項(xiàng)，出現(xiàn)一個(gè)連接數(shù)據(jù)對(duì)話框，選擇某一表的屬性進(jìn)行連接，然后在第1項(xiàng)里選擇該圖層中連接將基于的字段（C）為“地籍小班號(hào)”，第2項(xiàng)自動(dòng)顯示要連接到此圖層的表為“林業(yè)資源調(diào)查電子表”，并勾選顯示此列表中圖層的屬性表（S），第3項(xiàng)選擇此表中作為連接基礎(chǔ)的字段（F）為“地籍小班號(hào)”，在連接選項(xiàng)中勾選“保留所有記錄（K）”，最后點(diǎn)擊“確定”，圖和表就一一對(duì)應(yīng)連接上了。

此時(shí)圖與表的連接是臨時(shí)的，要永久保存這種連接，需要將連接好的面圖斑數(shù)據(jù)導(dǎo)出去。方法是： 在內(nèi)容列表中右擊面圖斑，選擇數(shù)據(jù)選項(xiàng)下的導(dǎo)出數(shù)據(jù)，在導(dǎo)出數(shù)據(jù)對(duì)話框中選擇“導(dǎo)出所有要素”，在使用與以下選項(xiàng)相同的坐標(biāo)系中勾選將數(shù)據(jù)導(dǎo)出到的要素?cái)?shù)據(jù)集，在輸出要素類選項(xiàng)中點(diǎn)擊選框后面的文件夾（表示要導(dǎo)出數(shù)據(jù)要保存的位置），出現(xiàn)要保存數(shù)據(jù)的對(duì)話框，點(diǎn)擊“查找”找到“XX資源調(diào)查調(diào)查項(xiàng)目”下的數(shù)據(jù)集A1，然后在名稱欄填寫新的文件命名，例如資源調(diào)查小班圖層，保存類型為文件和個(gè)人地理數(shù)據(jù)庫(kù)要素類，點(diǎn)擊“保存”，再在導(dǎo)出數(shù)據(jù)對(duì)話框中點(diǎn)擊“確定”，可將這種圖表連接永久保存[3-4]。

系統(tǒng)運(yùn)算結(jié)束會(huì)提示是否在桌面顯示，點(diǎn)擊“是”，再在內(nèi)容列表中右擊“資源調(diào)查小班圖層”，打開屬性表，屬性表中有Shape_Length字段表示每個(gè)圖斑的周長(zhǎng)（默認(rèn)單位米），Shape_Area字段表示每個(gè)圖斑的面積（默認(rèn)單位平方米）。在這里可以區(qū)別不同的字段，進(jìn)行篩選和查詢、計(jì)算和匯總，同時(shí)在桌面可以看到設(shè)定條件下希望看到的結(jié)果。

5 ? ?結(jié)語(yǔ)

GIS具有強(qiáng)大的計(jì)算、統(tǒng)計(jì)分析和圖表輸出功能，還可以結(jié)合遙感技術(shù)、全球定位技術(shù)等實(shí)現(xiàn)對(duì)林業(yè)資源和空間信息的采集、處理、管理、分析和表達(dá)等，已被廣泛應(yīng)用于林業(yè)調(diào)查和管理，是一項(xiàng)先進(jìn)的現(xiàn)代信息技術(shù)，需要林業(yè)從業(yè)者不斷學(xué)習(xí)和探索，以更好地運(yùn)用于林業(yè)生產(chǎn)和管理實(shí)踐。

6 ? ?參考文獻(xiàn)

[1] 湯國(guó)安.地理信息系統(tǒng)教程[M].北京：高等教育出版社，2007.

[2] 森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查技術(shù)規(guī)程：GB/T 26424-2010[S/OL].（2015-11-05）[2020-05-24].https：//www.doc88.com/p-9962134492051.html.

[3] 劉姝穎.ArcGIS在森林資源矢量數(shù)據(jù)更新中的應(yīng)用[J].福建林業(yè)科技，2019，46（3）：55-61.

[4] 曹霸，肖玲，章紫粼，等.ArcGIS在林地年度變更調(diào)查成果與森林資源普查成果轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用[J].陜西林業(yè)科技，2019，47（3）：43-46.

作者簡(jiǎn)介 ? 唐良東（1973-），男，安徽宣城人，林業(yè)工程師。研究方向：GIS技術(shù)在林業(yè)調(diào)查中的基礎(chǔ)應(yīng)用。

收稿日期 ? 2020-07-14