辛成蓮

（騰沖市地?zé)峄鹕斤L(fēng)景自然公園管理中心，云南騰沖 679100）

1 GIS 概述

地理信息系統(tǒng)（GIS）是一種強(qiáng)大的技術(shù)工具，用于收集、存儲、管理、分析和可視化地理空間數(shù)據(jù)。它結(jié)合了地理信息、地圖、數(shù)據(jù)管理和空間分析技術(shù)，使人們能夠更好地理解地球上發(fā)生的現(xiàn)象以及這些現(xiàn)象之間的關(guān)系。GIS 的應(yīng)用范圍廣泛，涵蓋自然保護(hù)、城市規(guī)劃、環(huán)境管理、災(zāi)害響應(yīng)、農(nóng)業(yè)、地質(zhì)勘探等諸多領(lǐng)域[1]。

在自然保護(hù)地勘界立標(biāo)中，GIS 的優(yōu)勢表現(xiàn)得尤為明顯。首先，GIS 可以協(xié)助野外調(diào)查，幫助收集大量地理空間數(shù)據(jù)，如植被分布、野生動物棲息地等。其次，GIS提供了高效的數(shù)據(jù)管理能力，可以整理、存儲和更新大規(guī)模地理數(shù)據(jù)集，保障數(shù)據(jù)的完整性和可靠性。此外，GIS 在空間分析方面也是獨(dú)具優(yōu)勢，例如緩沖區(qū)分析可以幫助確定自然保護(hù)地的邊界，交叉分析則可以評估不同保護(hù)地類型之間的交互影響。

2 自然保護(hù)地勘界立標(biāo)

自然保護(hù)地勘界立標(biāo)是一項(xiàng)關(guān)鍵性任務(wù)，旨在確保自然保護(hù)地的邊界和面積準(zhǔn)確明確，以便保護(hù)和維護(hù)珍貴的生態(tài)系統(tǒng)、生物多樣性和自然遺產(chǎn)。這是一個綜合性的過程，需要綜合考慮自然地理?xiàng)l件、生態(tài)環(huán)境、人類活動和法律法規(guī)等因素。

GIS 在自然保護(hù)地勘界立標(biāo)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。首先，GIS 在數(shù)據(jù)收集階段起到了重要作用。通過衛(wèi)星影像、航空影像、地圖和傳感器技術(shù)，GIS 幫助野外調(diào)查人員收集詳細(xì)的地理空間數(shù)據(jù)，包括植被分布、動物棲息地、水體分布等，從而形成全面、準(zhǔn)確的地理信息數(shù)據(jù)庫。其次，GIS 在數(shù)據(jù)管理方面發(fā)揮重要作用。大量地理空間數(shù)據(jù)需要被有效地整理、存儲和管理。GIS 提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管理工具，可以建立高效的數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，確保數(shù)據(jù)的完整性和可靠性。在勘界立標(biāo)的空間分析階段，GIS 發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。通過緩沖區(qū)分析、交叉分析和空間模型等技術(shù)，GIS 幫助決策者評估不同保護(hù)地類型之間的交互影響，優(yōu)化保護(hù)地的邊界和面積，確保保護(hù)措施的合理性和有效性。最后，GIS 在決策支持方面發(fā)揮重要作用。它能夠?yàn)闆Q策制定提供數(shù)據(jù)支持和預(yù)測模擬，幫助決策者更好地理解不同決策方案的可能結(jié)果，從而做出更明智的決策。

3 GIS 在數(shù)據(jù)收集中的應(yīng)用

3.1 規(guī)劃野外調(diào)查

在數(shù)據(jù)收集前，GIS 可以幫助規(guī)劃和設(shè)計野外調(diào)查的路線和采樣點(diǎn)位。通過路徑優(yōu)化算法，GIS 可幫助選擇最佳路線，以確保調(diào)查范圍覆蓋關(guān)鍵地理要素。GIS還能輔助決策者確定野外調(diào)查的重點(diǎn)區(qū)域，如生態(tài)敏感區(qū)、瀕危物種棲息地等，以優(yōu)先考慮這些區(qū)域的數(shù)據(jù)收集。

3.2 數(shù)據(jù)采集工具

GIS 提供了多種數(shù)據(jù)采集工具，如GPS 設(shè)備、移動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。這些工具能夠幫助野外調(diào)查人員實(shí)時記錄地理位置信息，觀察地理特征并采集相關(guān)數(shù)據(jù)。采集的數(shù)據(jù)可以直接與GIS 系統(tǒng)同步，確保數(shù)據(jù)的及時性和準(zhǔn)確性。

3.3 獲取地理空間數(shù)據(jù)

GIS 整合多種數(shù)據(jù)源，如衛(wèi)星影像、航空影像和遙感數(shù)據(jù)等，為野外調(diào)查提供詳盡的地理空間數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)疊加和融合，GIS 幫助野外調(diào)查人員形成多層次的地理信息圖層，從而全面了解勘界立標(biāo)區(qū)域的地理特征。

3.4 數(shù)據(jù)驗(yàn)證與糾錯

野外調(diào)查所得數(shù)據(jù)需要進(jìn)行驗(yàn)證和糾錯，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和一致性。GIS 提供了數(shù)據(jù)編輯和校正功能，幫助及時發(fā)現(xiàn)并糾正數(shù)據(jù)采集中的錯誤。通過數(shù)據(jù)驗(yàn)證和糾錯，可以提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，確保后續(xù)的空間分析和決策支持的準(zhǔn)確性。

3.5 數(shù)據(jù)整合與共享

野外調(diào)查人員收集的數(shù)據(jù)可以通過GIS 系統(tǒng)進(jìn)行整合和共享。這樣，不同部門或機(jī)構(gòu)之間可以共享數(shù)據(jù)，避免重復(fù)采集，提高數(shù)據(jù)利用效率[2]。同時，GIS 系統(tǒng)還可以為數(shù)據(jù)提供權(quán)限管理，確保數(shù)據(jù)的安全性和保密性。

4 GIS 在數(shù)據(jù)管理中的作用

4.1 數(shù)據(jù)整理與歸檔

GIS 可以幫助整理和歸檔野外調(diào)查所得的地理空間數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)清洗和處理功能，GIS 幫助去除數(shù)據(jù)中的重復(fù)、錯誤或缺失信息，確保數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性。數(shù)據(jù)整理后，GIS 將其按照一定的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行歸檔，確保數(shù)據(jù)的組織結(jié)構(gòu)合理，方便后續(xù)的數(shù)據(jù)查詢和分析。

4.2 數(shù)據(jù)存儲與管理

GIS 提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲和管理功能。它可以創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫，將大量地理空間數(shù)據(jù)以圖層的形式進(jìn)行組織和存儲。數(shù)據(jù)庫可以根據(jù)不同的數(shù)據(jù)類型、屬性和空間信息進(jìn)行分類，方便數(shù)據(jù)的管理和檢索。

4.3 數(shù)據(jù)更新與維護(hù)

自然保護(hù)地的邊界和面積可能隨著時間和環(huán)境變化而更新。GIS 可以幫助實(shí)時更新和維護(hù)數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的時效性。通過GIS 的版本控制和數(shù)據(jù)追蹤功能，可以記錄數(shù)據(jù)的歷史變化，保留歷史數(shù)據(jù)，方便進(jìn)行數(shù)據(jù)的回溯和對比分析。

4.4 數(shù)據(jù)共享與權(quán)限管理

GIS 提供了數(shù)據(jù)共享和權(quán)限管理的功能?？梢栽O(shè)置不同用戶的數(shù)據(jù)訪問權(quán)限，確保數(shù)據(jù)的安全性和保密性。同時，GIS 可以方便地將數(shù)據(jù)共享給不同部門或合作伙伴，促進(jìn)數(shù)據(jù)的共享與交流，提高數(shù)據(jù)利用效率。

4.5 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量控制

GIS 在數(shù)據(jù)管理中可強(qiáng)制執(zhí)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，確保數(shù)據(jù)的一致性和規(guī)范性。通過數(shù)據(jù)質(zhì)量控制功能，GIS 能夠檢查和糾正數(shù)據(jù)中的錯誤，提高數(shù)據(jù)的質(zhì)量和可靠性。

5 GIS 在空間分析中的應(yīng)用

5.1 緩沖區(qū)分析

GIS 可以通過緩沖區(qū)分析來確定自然保護(hù)地的緩沖區(qū)范圍。緩沖區(qū)是以保護(hù)地邊界為基準(zhǔn)，向外延伸一定距離的區(qū)域，用于保護(hù)周圍的生態(tài)環(huán)境。通過GIS 的緩沖區(qū)分析，可以確定合適的緩沖區(qū)范圍，以保護(hù)保護(hù)地的生態(tài)系統(tǒng)，減少外部干擾。

5.2 交叉分析

交叉分析是將不同的地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加和交叉，以獲得更深入的分析結(jié)果。在自然保護(hù)地勘界立標(biāo)中，交叉分析可以用來評估不同保護(hù)地類型之間的相互影響[3]。通過GIS 的交叉分析，可以了解不同保護(hù)地類型的空間分布和覆蓋范圍，幫助決策者做出合理的保護(hù)地規(guī)劃。

5.3 空間模型

GIS 提供了空間模型的功能，可以對地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬和預(yù)測。在自然保護(hù)地勘界立標(biāo)中，空間模型可以用來模擬不同保護(hù)地邊界和面積對生態(tài)系統(tǒng)和物種多樣性的影響。通過GIS 的空間模型，可以評估不同勘界方案的優(yōu)劣，輔助決策者做出科學(xué)合理的決策。

5.4 資源評估

在空間分析中，GIS 可以對自然保護(hù)地內(nèi)的資源進(jìn)行評估，如土地利用、植被類型、水體分布等。這些評估可以幫助決策者了解保護(hù)地的資源分布情況，為保護(hù)地規(guī)劃和管理提供數(shù)據(jù)支持。通過GIS 的資源評估，可以實(shí)現(xiàn)資源的合理利用和保護(hù)，促進(jìn)自然保護(hù)地的可持續(xù)發(fā)展。

5.5 優(yōu)化邊界和面積

最終的目標(biāo)是確定最佳的自然保護(hù)地邊界和面積。GIS 在空間分析中可以進(jìn)行多次模擬和優(yōu)化，以找到最合理的勘界方案。通過GIS 的空間分析，可以綜合考慮生態(tài)系統(tǒng)的完整性、生物多樣性的保護(hù)和人類活動的可持續(xù)性，幫助決策者做出更加科學(xué)和全面的決策。

6 GIS 在可視化和決策支持中的作用

可視化和決策支持是自然保護(hù)地勘界立標(biāo)過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它涉及將復(fù)雜的地理空間數(shù)據(jù)以圖形化和直觀的方式展示，以幫助決策者更好地理解和分析數(shù)據(jù)，并做出科學(xué)決策。地理信息系統(tǒng)（GIS）作為一種強(qiáng)大的技術(shù)工具，在可視化和決策支持方面發(fā)揮著重要作用。

6.1 地理信息可視化

GIS 可以將大量地理空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可視化的地圖、圖表和圖形。這種可視化方式使復(fù)雜的數(shù)據(jù)變得直觀和易于理解。地理信息可視化幫助決策者更好地了解自然保護(hù)地的地理特征、資源分布和生態(tài)環(huán)境狀況，從而更好地把握保護(hù)地的整體狀況。

6.2 決策支持分析

GIS 可以對地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行空間分析和模擬，幫助決策者理解不同決策方案可能帶來的結(jié)果。通過GIS的決策支持分析，決策者可以模擬不同保護(hù)地邊界和面積對生態(tài)系統(tǒng)和物種多樣性的影響，評估不同方案的優(yōu)劣，為決策提供科學(xué)依據(jù)。

6.3 可視化決策制定

GIS 創(chuàng)建的可視化地圖和圖表，可以直觀地傳達(dá)自然保護(hù)地的信息，幫助決策者更好地了解保護(hù)地的情況?？梢暬瘺Q策制定使決策者能夠更直觀地了解保護(hù)地規(guī)劃和管理方案的效果，更好地進(jìn)行決策。

6.4 多維數(shù)據(jù)展示

GIS 可以將多維數(shù)據(jù)整合到同一個地圖上展示，如生態(tài)環(huán)境指標(biāo)、人類活動數(shù)據(jù)、植被類型等[4]。這種多維數(shù)據(jù)展示幫助決策者綜合考慮不同因素，更全面地了解保護(hù)地的狀況，做出更全面的決策。

6.5 預(yù)測和模擬

GIS 提供了預(yù)測和模擬的功能，可以根據(jù)不同決策方案模擬未來的發(fā)展趨勢。預(yù)測和模擬幫助決策者在做出決策之前對不同方案的結(jié)果有更清晰的認(rèn)識，并做出相應(yīng)調(diào)整[5]。

7 GIS 在自然保護(hù)地勘界立標(biāo)中的應(yīng)用案例

來鳳山園區(qū)位于騰沖市西部與騰沖市相接，勘界后地理坐標(biāo)：北緯24°25′01″～25°03′05″，東經(jīng)98°23′35″～98°29′19″。地屬騰沖市中和鎮(zhèn)、荷花鎮(zhèn)、和順鎮(zhèn)、騰越街道辦事處和清水鄉(xiāng)，面積4707.54hm2（勘界后）。來鳳山園區(qū)東與騰越街道辦事處文筆街相接，南與清水鄉(xiāng)毗鄰，西與荷花鎮(zhèn)毗鄰，北與中和鎮(zhèn)大臥龍村相接。

騰沖轄區(qū)地區(qū)以其豐富的地?zé)崤c火山資源而著名，涵蓋了騰沖火山地?zé)釃业刭|(zhì)公園、騰沖地?zé)?、火山縣級自然保護(hù)區(qū)和騰沖地?zé)峄鹕斤L(fēng)景名勝區(qū)三個保護(hù)地。為了有效保護(hù)這些珍貴資源，確立其邊界和面積，地理信息系統(tǒng)（GIS）在勘界立標(biāo)過程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

騰沖森林資源自然遺跡和自然景觀豐富，以火山、地?zé)豳Y源為主的自然遺跡較為罕見，通過創(chuàng)建各級各類自然保護(hù)地，全市重要自然生態(tài)系統(tǒng)、自然遺跡、自然景觀和生物多樣性得到系統(tǒng)性保護(hù)，提升全市生態(tài)產(chǎn)品供給能力，維護(hù)西南生態(tài)安全，為筑牢西南第一生態(tài)屏障打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。由于各類自然保護(hù)地創(chuàng)建時間和原創(chuàng)建單位不同，存在交叉重疊、范圍不清、區(qū)劃不合理現(xiàn)象，為了較好地開展好各類保護(hù)地的保護(hù)工作，開展自然保護(hù)地勘界定標(biāo)并建立矢量數(shù)據(jù)庫，與國土空間規(guī)劃進(jìn)行有郊銜接，在重要地段、重要部位設(shè)立界樁和標(biāo)識牌，解決自然保護(hù)地由于技術(shù)原因引起的數(shù)據(jù)、圖件與現(xiàn)地不符等問題，并可以按管理程序一次性糾正，地理信息系統(tǒng)（GIS）在勘界立標(biāo)過程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。以下以全市3 個自然保護(hù)地為案例進(jìn)行分析。

案例一：騰沖地?zé)峄鹕斤L(fēng)景名勝區(qū)。其包含8 類功能區(qū)，總面積11535.00hm2。GIS 在數(shù)據(jù)整理中對各功能區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類整理，確保數(shù)據(jù)的清晰組織。通過可視化手段，GIS 呈現(xiàn)了不同功能區(qū)的地理分布，輔助決策者了解各區(qū)域的特點(diǎn)。

案例二：云南騰沖火山地?zé)釃业刭|(zhì)公園。其分為馬站園區(qū)和來鳳山園區(qū)兩個片區(qū)， 總面積20169.36hm2。GIS 在數(shù)據(jù)收集階段通過野外調(diào)查和遙感數(shù)據(jù)獲取，整合了地質(zhì)、地?zé)?、植被等多類地理空間數(shù)據(jù)?？臻g分析中，利用緩沖區(qū)分析劃定馬站園區(qū)的保護(hù)范圍，通過交叉分析評估不同片區(qū)的資源交互影響。

案例三：騰沖地?zé)?、火山縣級自然保護(hù)區(qū)。其分為馬站火山片區(qū)和老滾鍋地?zé)崞瑓^(qū)兩個片區(qū)，總面積1454.22hm2。GIS 整合了地?zé)釤狳c(diǎn)、火山地貌等數(shù)據(jù)，利用空間模型模擬不同片區(qū)的資源影響?？梢暬瘺Q策支持方面，GIS 繪制了資源分布圖，結(jié)合分析結(jié)果，幫助決策者制定最佳的保護(hù)策略。

這3 個案例研究展示了GIS 在騰沖地?zé)崤c火山保護(hù)地勘界立標(biāo)中的多重應(yīng)用。GIS 在數(shù)據(jù)收集、管理、空間分析、可視化和決策支持方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用，為保護(hù)地的規(guī)劃和管理提供了科學(xué)依據(jù)。通過GIS 技術(shù)，騰沖地區(qū)的寶貴地?zé)崤c火山資源得到了充分保護(hù)，為可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)保護(hù)提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。這些案例為今后其他地區(qū)的自然保護(hù)工作提供了有益的借鑒。

8 結(jié)語

GIS 在自然保護(hù)地勘界立標(biāo)中發(fā)揮著不可替代的作用。在這個過程中，GIS 應(yīng)用涵蓋了數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)管理、空間分析、可視化和決策支持等多個方面。通過GIS的技術(shù)支持，保護(hù)地的邊界和面積可以得到準(zhǔn)確界定，從而保護(hù)和維護(hù)自然生態(tài)系統(tǒng)、生物多樣性和自然遺產(chǎn)。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和數(shù)據(jù)的不斷積累，GIS 在自然保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用將愈發(fā)廣泛和深入，為全球生態(tài)環(huán)境保護(hù)事業(yè)做出更大的貢獻(xiàn)。