地理信息系统在“退耕还林、三北防护林”工程管理中的应用

【摘要】建立退耕还林及三北防护林地理信息系统，完善管理机制，实现空间信息的查询管理、动态监测及数据更新、数据处理、数据存储、统计分析、制图制表等功能，提高劳动效率，将管理工作迈向一个新的台阶。

【关键词】地理信息系统技术标准数据采集；退耕还林

地理信息系统（简称GIS）是一项以计算机为基础的新兴技术，围绕着这项技术的研究、开发和应用形成了一门交叉学科。在计算机软硬件支持下，可以对空间数据按地理坐标或空间位置进行各种处理，对数据的有效管理。通过对各种因素的综合分析，它可以迅速获取满足应用需要的信息并能以地图图形或数据的形式表示处理的结果。退耕还林及三北防护林地理信息系统结构与流程。

1.技术标准

标准化的作用是为了获得在硬件、软件和系统上的综合投资效益，首先具备可移植和互操作性。信息往往是一个由多种计算机平台组成的复杂网络系统，有了标准，可以促进用户从网络的不同节点上获取数据；其次是可伸缩性，为了适应不同的项目和应用阶段，必须以相同的用户界面在不同大小级别的计算机上运行；第三是通用环境，标准提供了一个通用的系统应用环境，如提供通用的用户界面和查询方法等，利用这个通用环境形成与国家数字地球并轨。

1.1图的技术标准

采用统一的坐标系统，表达空间信息的数据均采用统一的国家西安80坐标系统，统一地图投影（UTM）。

1.2数据组织

为便于计算机管理和应用，如存储、检索、分析、图形再现和数据交换等，数据库分基础数据库（即基础地形图）、专题（图）数据库等，每个数据库由若干数据层构成。各库主要信息如下：基础数据库：图层点状层、线状层面各种界线的注记国界、省界、地区界、县市界、林业局界、乡镇界、林场界、成图界、林班界、小班界、村屯界，各种界线的彩色边水系层河流、渠道等注记河流、渠道、堤岸、水涯线湖泊、水库、养鱼池等居民地层居民地的注记省、市、县、乡、场、村、居民点、独立房屋的界线省、市、县、乡、场、村、居民点、独立房屋用不同的颜色区分交通层铁路、公路（高速公路、主要公路、简易公路、大车道、小路）地形层用数字注明201计曲线　202首曲线　203间曲线　204助曲线。专题数据库：区划注记特种用途林、防护林种区、林班号、面积等注记林班线林班面小班层小班号、面积等注记小班线小班面地类符号层省址、市址、县址、林业局址、乡址、林场址、国营农场、林业站、检查站、防火站、农田、沼泽地。

1.3采用统一的分类编码

保证信息的规范化、标准化、实现数据共享。运用山海仪绘软件，结合手工绘制图的经验及林业图示标准，规范数字图标准，制定出点、线、面符号库。

1.4质量控制

设计过程的质量控制是指在充分掌握资料的基础上，制定质量目标。

（1）空间数据的数学基础：图廓点、公里网、经纬网交点、控制点等坐标值正确，根据地形图测绘的规范要求，在回放图上，上述各点的点位误差不超过±0.1mm，图廓线边长误差不超过±0.2mm，图廓对角线误差不超过±0.3mm。

（2）空间数据的平面精度：数字化（扫描矢量化）采集数据的数字产品其误差以偏离中心位置为衡量标准，主要地物的误差不得超过±0.2mm，次要地物的误差不得超过±0.3mm，线状目标位移中误差不得大于±0.35mm。

（3）空间数据的高程精度：内业数字化采集的数字地图其高程点的高程值正确。等高线的高程不应与相邻高程点的高程或地物产生地理适应性矛盾，并能显示该地区的地貌形态特征。

（4）空间数据与描述它的属性数据之间一一对应的关系须正确，也即空间数据与属性数据必须具有正确的相关性，具有一个以上属性表时，各属性表之间的相关性和网络层次应当正确描述和建立。

2.数据采集

2.1空间数据采集

本工艺采用软件的原则是：效率优先、操作简单、管理方便、出图美观。空间数据采集绘制基本图，通过扫描仪进入计算机或野外GPS数据直接传入计算机成图。基本图是地理信息系统制图的关键，一旦扫描进入计算机矢量化后，再修改就非常困难，所以基本图成图的要求和传统的基本图成图要求相似，主要强调了空间信息的准确性，对空间特征的描述性信息要求较高。要求界线清晰是基本图最起码的要求，场界、林班界、小班界清楚；起始点、终止点必须明确，不能产生异议；邻接的地区必须标注清楚。作为林班界、小班界的单线河流、道路的要求：在计算机中对基本图矢量化时，图像都转化为灰度图像，单线河、道路与小班线相似，易混淆，必须标出。

2.2控制点注记

地理信息系统中的地图通常是按照实际的地球坐标存储的，地图上地理特征的坐标与真正的地理位置相对应，这也是地理信息系统真正意义所在。在基本图扫描进入计算机之前，必须标记好控制点，用以图像配准和矢量文件坐标变换。布设控制点的原则是：布设在公里网交叉处，分布均匀覆盖整个图幅，至少布设四个，在实践中布设九个控制点基本满足要求。

2.3属性数据采集

属性数据库建立：每个小班卡片为数据库中的一个记录，经输入、检查、修改，建成小班调查因子数据库。在数据库中每项调查因子为实现属性库与图形库的联结及对应于图形库中的关键字，在小班数据库中增加了一个数据项ID；文件以乡（镇）或林场名称命名。

3.应用软件开发

3.1属性数据程序设计

属性数据从总体设计上分库结构设计，编码表设计，程序设计三部分。库结构主要有小班计算因子库、档案管理因子库和其它辅助库组成。程序设计部分主要由主控模块和小班数据管理、档案管理、统计计算和打印输出统计表四大功能模块组成。这四大功能模块之间既相互独立又通过小班信息库相互联接。

3.2计算统计表模块

统计计算工作已经全面实现微机化，统计计算结合GIS软件求算的面积，开发相应的程序，求积、查表、派生因子、统计表计算程序。

3.3打印输出模块

此模块包括各种统计表的打印输出程序。如各年度退耕还林工程上报核实情况统计表；各年度退耕还林工程计划执行情况统计表；各年度退耕还林工程核实面积按林种统计；各年度退耕还林工程核实面积按树种比重、合格率统计表等。

3.4地类符号注记

地类符号注记是指把库中的小班按不同地类给地类符号字段填上表示不同地类的符号。这些地类符号是用造字程序编制的，注到图上后属注记参数，不属符号参数。具体哪个符号表示什么地类，图例中也有详细说明。

3.5小班注记

小班注记是指把库中小班的某些属性如小班号，权属，起源，郁闭度，地位级，面积和龄级付给text字段。小班自动着色（下转第302页）（上接第286页）和注记库中的其它字段，是小班的主要属性，供联图后作属性查询时使用。后附小班自动着色和注记库结构。

4.培训与管理

提高林业工作者对退耕还林、三北防护林的管理工作的重视。加强岗前培训，应安排专人负责图表卡及计算机数据录入等工作，认真学习相关技术规定，保证人员都能深刻理解和熟练掌握技术标准和工作方法。学习先进技术手段，保证基础材料的可靠性。每道工序全部实行电脑程式化管理。工作人员配备GPS手持机和专用掌上电脑，要求工作人员在每个小班和标准地中心用GPS与掌上电脑连接进行即时定位，掌上电脑会自动记录定位时间和坐标值，杜绝不到位现象的发生，保证数据的真实性。普及业务人员的计算机基础知识，熟练属性数据应用软件，学习录入标准及方法。随着软件的开发，我省造林绿化管理在地理信息系统等学科领域的发展与应用，实现了革命性的飞跃，加速了我省造林绿化管理由粗放型向集约型方向的转移，使我省的林业信息技术逐步向世界先进水平靠拢。　[科]