基于Arcgis的林业空间数据分析

【摘要】森林是国民经济的重要组成部分。利用GIS技术可进行林业作业设计、资源管理、病虫害监测及防火监控等工作，并能够直观高效地表达林业各种空间数据。Arcgis是实现GIS功能的重要软件。本文通过介绍使用Arcgis林业空间数据分析，达到了对林业资源的有效管理。同时，也表现出现代GIS技术在林业资源管理中的有效性和重要性。

【关键词】Arcgis空间数据管理

一、引言

地理信息系统简称GIS（Geographic Information System），是20世纪60年代开始逐渐发展起来的一门综合性的空间数据处理技术，随着计算机技术、空间技术、无线电传输等技术的快速发展，GIS技术近年来发展十分迅速，已成为国内外研究的热点，到今天已经逐渐成为一门相当成熟的技术，并且得到了极广泛的应用。GIS技术在林业方面的使用，可以使特定区域内林业经营管理进入到数字化、集成化、智能化、网络化，为林业的可持续发展提供技术支撑，为林业现代化建设提供新的管理手段。简单的说，地理信息系统就是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统。

二、地理信息系统的优势

由于林业自身有诸如森林生长的长期性、森林资源分布的地域辽阔性、森林资源的再生性、森林成熟的不确定性等特点，用传统的手段来管理和展现森林资源信息并以此来指导林业生产已日益暴露其严重的弊端。先进的GIS技术，能够充分把握林业资源信息的特点，为林业资源管理提供有力的保障。

1.森林资源信息管理

作为森林调查、数据管理的工具，主要特点是建立地理信息库，主要限于制图和简单查询；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；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。

2.森林分类经营管理

利用地理信息系统，可以做到以林班、林场、林业局、地区及全省为单位的森林分类经营管理，能够做到分类更为科学、更为客观，为各级领导及林业管理部门、生产部门提供可操作的森林分类经营方案及科学依据。

3.森林采伐设计管理

应用GIS技术可以把下达采伐限额指标与其数字化图面材料结合起来。对于森林采伐量的空间直观分析就是将采伐预定量落实到小班，应用GIS技术直观地反映到具体地域空间，反映出各种不同的采伐方式和采伐量的地理空间分布。借助于GIS，制定详细的采伐计划，确定有关采伐的目的、地点、树种、林种、面积、蓄积、采伐方式和更新措施。

4.林业用地信息管理

林业土地变化包括林地类型和林地面积两方面。GIS借助于地面调查或遥感图像数据，实现了地籍管理，将资源变化情况落实到山头地块，并利用强大的空间分析功能，可及时对森林资源时空序列、空间分布规律和动态变化过程作出反映，为科学地监测林地资源的变化、林地增减原因、掌握征占林地的用途和林地资源消长提供了依据。

5.火灾发生时森林保护

国内外对GIS在林火管理中的应用主要在林火管理辅助设计、林火预测预报、林火探测与扑救、林火损失评估等几个方面。我国从上到下已建立了较为完善的森林火灾预警预报系统和辅助决策系统，显著提高了快速反应能力和综合防控能力，使我国森林防扑火工作发生了根本转变。

6.林权管理

权属分国家、集体、个人三种形式，不同权属的森林实行“谁管谁有”的原则，大部分权属明确，产权清晰，界线分明，标志明显，山林权与实地、图面相符，少数地方界线难以确定，可用邻边分析暂定未定界区域。从而减少或避免各种林权纠纷。

三、使用Arcgis对林业空间数据进行分析

随着我国林业空间数据库的建立和应用，如何高效合理地利用空间数据进行业务处理，成为了林业GIS技术应用的新课题。

空间间数据处理是基于已有数据派生新数据的一种方法。是通过空间分析方法来实现的。是基于矢量数据进行的，包括如下几种常用的操作：融合，剪切，拼接，合并（并集），相交（交集）。根据数据来源不同，要进行相应预处理：

1.地理变换

地理变换是一种在地理坐标系（基准面）间转换数据的方法，当将矢量数据从一个坐标系统变换到另一个坐标系统下时，如果矢量数据的变换涉及基准面的改变时，需要通过地理变换来实现地理变换或基准面平移。主要的地理变换方法有：三参数和七参数法。

2.投影变换

当系统所使用的数据是来自不同地图投影的图幅时，需要将一种投影的地理数据转换成另一种投影的地理数据，这就需要进行地图投影变换。

2.1空间数据融合的具体步骤

2.1.1在 ArcMap中新建一个地图文档，加载数据 GISDATA\森林覆盖.shp 和GISDATA\县界.shp

2.1.2调整图层顺序，将县界置于下方。

2.1.3打开 ArcToolbox，在 ArcToolbox 执行“联合”命令

2.1.4在联合对话框中输入要素：依次添加 “森林覆盖”“县界”两个图层。输出要素类：设置为 Union.shp

图1融合后的森林覆盖面积图

可以轻易看出其中有森林覆盖的区域面积是和没有森林覆盖的区域面积是多少，并且能够看出主要集中哪些版块。

2.2空间数据相交的具体步骤

2.2.1在 ArcToolbox 中，执行“相交”命令

2.2.2在“相交对话框”中 输入要素：依次添加 “森林覆盖.shp”“县界.shp”两个图层输出要素类：设置为 Intersect.shp

2.2.3查看输出要素类“InterSect.shp”，并与“西双版纳森林覆盖”及“图层合并”操作所得结果——“Union”进行比较

可以发现，这正是解决了现实生活中林业管理可以从图上动态管理和监测，从而可以做到更真实，更直观地把握森林资源的状况及变化。

图2相交后的森林覆盖面积图

三、小结

我国林业用地所占比例很大，可开发利用的潜力也很大。为促进林业用地的管理进一步合理开展，可利用地理信息系统，做到有效地管理林业部门的土地资源，实现对林业用地的权属利用情况及开发前景动态管理。GIS技术在森林资源管理系统应用，使森林资源管理中的森林资源信息实现全面共享，在林业各个部门的森林资源清查、经营管理、决策支持和森林资源监测中发挥重要作用，对实现林业信息化、完善林业管理、坚持林业可持续经营具有重要意义。应用地理信息系统，可以实现对森林病害、虫害、鼠害发生规律、分布状况及控制程度动态监测及跟踪管理，能够克服工作的盲目性和被动性，做到心中有数，防治工作及时。从发展前景上看，地理信息系统必将在如下林业建设方面广为应用，并发挥划时代的作用，能够更为科学、更为客观，为各级领导及林业管理部门、生产部门提供森林分类经营方案及科学依据。

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