摘要:近年来,人们逐渐意识到森林的价值,并从行为方面进行改变,开始了漫长的种树计划,大片的荒漠和沙漠地区变成了绿油油的、茂密的森林,环境变好,还带来了旅游等方面的收益。本文主要利用文献分析的方法,从不同方面去剖析地理信息系统的应用。主要贡献在于对这种系统的定义进行了概述,对系统与森林资源管理存在的某些联系进行了剖析;根据实际分析了在具体方面的应用。
我国的水土资源比较丰富,再加上最近几十年来人们大量的植树造林,森林资源已经变得越来越丰富。在森林里,最为关键的群体就是动物与植物,其使得森林的生物链变得比较完整。当森林遭到破坏后,由于其具备一定的修复能力,通过一段时间就能够恢复到以前的情形。森林对于水土资源的保护,以及当地气候的调节具有重要的作用。然而,随着社会的发展,人们对树木的需求不断加剧,对于森林的开发也在加剧,这容易造成森林的破坏。此外,国家一直强调环境保护。因此,利用现代化的信息技术实现森林资源的管理显得非常有必要和有意义。
1、地理信息系统的概念与优势
地理信息系统是专门对地理信息进行管理的系统,其主要用于森林资源探测、环境管理方面。该系统主要使用Java语言进行编写,通过前端的美化工作,使得系统能够完成信息的管理。有的系统属于大型系统,需要对众多的数据进行分析,一般会结合模型对数据进行分析,从而生成相关的报表。系统的优势也比较明显,系统设计了众多的接口,能够与无人机数据传输接口进行对接,与天上卫星数据传输接口进行对接,并且由于用到了模型,所以具备了自动分析的能力。
1.1 地理信息系统的概念
人们对于地理信息系统有着具体的定义,指的是一套能够对地理信息进行收集、整理与分析的系统。这套系统能够实现地理数据的收集、传输、存储、分析和应用。该系统涉及到众多的技术,最常见的是知识图谱技术和物联网技术。进入21世纪后,计算机技术得到了空前的发展,这明显加速了地理信息系统的发展。软件系统和通信技术的突破,使得地理信息的传播也发生了质变,传播速率明显提升。进入21世纪初期后,因为GIS产业信息化的推进,与之相关的产品逐渐问世,其在世界范围内各行各业的应用也在逐渐加速。地理信息系统的应用已经不仅仅限于林业管理方面,在水土资源勘测、环境保护、农业发展管理、旅游等方面也有非常多的应用。借助信息技术的不断发展,地理信息系统在功能上变得越发完善,从而其应用前景也变得越来越开阔。
1.2 地理信息系统的优势
1.2.1 达到图形和数据的同步更新
地理信息系统已经从以往的森林管理方式中摆脱出来,其能够发现森林资源遭受的各种灾害,观察到森林资源细微的变化,并且能将这种变化进行保存,对图形和数据进行及时更新。此外,其能够使用当前比较主流的图像处理技术、遥感技术等,实施监控森林的变化,能够让工作人员及时、全面了解森林资源的变化,从而当灾情发生时能够及时采取措施管理。数据的更新相对容易,要求图形也随着数据进行更新,需要系统用到模型,让系统能够自动化将统计学的知识运用其中。不过,在当前的地理信息系统中,这已经得到了改进,基本上都能实现图形和数据的同步更新。知识图谱作为全新的数据库,属于图数据库,能够存储更大的信息,以图的形式进行存储。此外,能够利用知识表示技术对知识图谱进行更新,扩充知识图谱,使得数据信息更加精准,生成的图形更加具有说服力。
1.2.2 促进森林资源体系建设
以往使用的是比较传统的森林资源管理方法,这种方法的管理效率较为低下。在利用地理信息系统后,这样的局面发生了改变,能够更快速实现森林资源体系的建设。正是在系统的帮助下,能够制作出更加精细、准确的表格和图形,实现数据的实时对比与分析。此外,由于使用了自动化的相关技术,计算机能够自主实现监控与分析,达到了自动化管理,极大提高了人工操作带来的误差,也节省了时间。体系化的建设需要硬件和软件作为支撑,硬件设备包括计算机、各种传感器、无人机、监控器、高清相机等,而软件需要地理信息系统、录像软件、办公软件和图形分析软件。在体系化的建设中,也离不开自动化技术的支持,管理森林资源是一个庞大的工程,工作人员不可能24h都处于工作状态,但借助自动化技术就容易很多。
1.2.3 促进多信息的查询
由于地理信息系统整合了当前许多的信息技术,不仅停留在属性的查询,对于其它的图形信息也能够达到精确查询,包括小班与林班的信息查询,同时也能够实现图元的查询。查询的结果不仅仅是文字,还包括一些经典的统计图、位置图、地貌图等。以往仅能显示出图形数据,而不能使其与属性进行结合。而利用该系统后,就能够实现森林资源信息的全覆盖,根据需要做好统计工作,办事效率得到了提升。地理信息系统属于大型的信息管理系统,在查询上一般会利用哈希算法或深度搜索算法,对关键字进行匹配,采用的树形结构查询,也使得查询时能够获取更多的信息。在前端设计时,也拥有多个查询输入框和按钮,查询的方式更加多样。
2、地理信息系统与森林资源管理之间的关系
2.1 地理信息系统与森林资源档案管理
通过该系统能够达到森林资源档案信息更有效的管理,时效性得到了提升。从实际情况来看,森林资源档案管理技术是建立在历史森林资源数据的整理上,会及时将当前的实时数据存档,并且与以往的监测数据进行对比。此外,利用该系统能够自动绘制出森林资源的图形,对森林里的小类进行统计,并作出相关的统计图。如果需要完成该系统的各项功能,就需要在此基础上再建立一个能够匹配的数据库或知识图谱。森林资源本身就比较丰富,拥有众多的物种,每个物种都有数量庞大的树木,这些都需要存进系统里,建立与之相关的档案。
2.2 地理信息系统与森林资源政策管理
通过该系统能够动态了解到森林资源的变化情况,对树木的种类、信息进行存储、分析、统计,从而达到森林资源的政策管理,这能够为今后森林资源的合理利用提供依据,也有利于后期对森林资源的结构作出一定的调整。当前,我国的政策就是大力植树造林,换取绿水青山,每年都会引进一些新物种,种植一些新树苗,从而使得森林的覆盖率逐渐扩大。
2.3 地理信息系统与森林结构调整管理
该系统属于综合性平台,使用了众多的现代化技术,能够完成数据的采集、分析与显示,从而方便工作人员对森林资源进行管理。此外,森林资源管理人员需要及时对当地的地形、地貌、地势进行分析,绘制出森林资源的地址年龄,从而有利于对森林资源作出调整,使得生态更加平衡。当发现某些林区已经逐渐老化后,需要及时作出森林资源结构的调整。在做好上面的工作后,森林资源的管理人员还需要分析森林资源的组成、结构,做好树木的生长年份记录。为了防止森林遭受病虫灾害,应避免单一的树木成片种植,需要多物种进行交叉种植,这样森林的结构会更加合理,不容易被破坏,并且森林的自我修复能力会更强。森林资源的管理人员要合理利用系统,及时了解森林的情况,对于某些树木长势不好的地区需要进行树种的补种,要让森林中的土地得到全面利用,使绿化程度逐渐得到提升。
3、地理信息系统的多方面运用
3.1 在森林资源结构调整中的应用
该部分主要的工作就是要求森林资源管理人员利用系统分析地貌、地势,对整个森林资源的年龄结构有比较清晰的认识,根据这种结构分析做好管理的调整工作,这能够提高森林资源管理的效率,在植树造林上速度更快。此外,通过该系统的运用,能够及时了解荒芜土地的状况,做好植树工作,还能够预防森林火灾,标记森林里树木的类型与年龄,从而对森林资源作出必要的调整。
3.2 在森林资源经营管理中的应用
对于该部分,主要的应用体现在如下层面。要避免乱砍滥伐,通过系统可以了解打拼森林林区的年龄结构,对于年龄比较老的树木可以进行规划,逐步进行砍伐,不可盲目砍伐;要定期进行植树造林,这是一个长期的过程,需要制定出比较详细的植树造林计划,在选择树木物种上也要有所讲究,并且要因地制宜;要根据森林资源的实际情况定期开展封山育林计划,在封山育林的过程中要做好宣传,工作人员要每天进行巡查,利用无人机做好监测工作。森林资源管理属于一个长期的事业,每天都要对森林资源进行巡查。在当前的情况下,由于利益的驱动,不少偷盗者偷偷潜入森林,砍伐树木屡见不鲜。据报道,甚至出现偷盗者砍伐已经生长了500a的紫杉醇树种,仅仅因为其树皮里含有珍贵的药用成分。如果利用各种传感器,如物联网的传感器、无人机等设备,再结合配套的软件,就能够实现对森林资源的层层设防,全天候24h自动监控,一旦有险情就会立刻引发警报,或者被系统拍摄到,这就有利于对森林资源进行经营。
3.3 体现在森林档案处理方面
研究表明,档案管理在森林资源的全面管理中占有重要的地位,在很大程度上影响着管理的整体进步和发展。此外,加强地理信息系统的应用,可以通过对与森林资源有关的档案信息的综合管理,以最快速度去完成这些工作。这对于数据库而言有了更苛刻的要求,当前的图数据库是主流,能够动态存储大量的信息,并且能够结合数学方面的算法实施对数据的精准管理,高效解决了森林资源档案管理面临的难题。森林资源本身就比较庞大,物种的种类和数量非常多,需要隔一段时间种植新物种,去除一些年龄结构偏大的树种,这些都需要进行存档处理,而利用系统可以自动进行数据的动态处理,及时进行备份和保存。
3.4 在森林资源动态监测中的应用
运用该系统也能够实现森林中动态资源的监控工作,因为其能够借助传感器、卫星、无人机等设备采集森林信息。在一些大型的山区,由于群山众多地势险要,森林的覆盖率非常庞大,仅依靠人工实地统计工作难度比较大。因此,需要借助卫星、无人机做好监测工作,利用多种方式做好森林资源的统计工作。森林资源管理人员要对系统有一个全面的了解。在实际监测过程中,要善于发现系统的问题所在,从而避开不足之处,使得对森林资源管理的精确度有所提升。当前,新型技术层出不穷,能够极大促进对森林资源的管理,如知识图谱等技术,这些技术已经非常成熟,且能够得到推广和运用,这在森林资源的管理中将会发挥出巨大的作用,提高管理的质量和水平。
3.5 森林资源信息改进管理
该管理系统主要研究和保存管理森林资源、查询调查结果、编制统计数据、编制专题图、统计调查,或将有关森林资源信息的统计报告给森林系统的政府或其它部门。将调查结果作为评价基础,与各种森林资源数据(包括公益林、营造林和其它测试对象数据)相结合,可以完成森林资源信息的研究和分析,提高结果的真实可靠性。能够充分利用调查结果,并将其与其它具体森林资源信息进行整合,这样就能够较为全面地掌握森林资源的变化,为工作人员提供比较优质的查询服务。此外,还能够实现对森林资源的改进。
4、总结
当前,我国的森林资源变得越来越丰富,人们对于森林资源的利用也在加剧。在环境保护的背景下,利用现代化的信息技术对森林资源进行管理拥有众多的意义。总而言之,在现代林业逐渐发展的前提下,开发出比较先进且能够有效管理森林资源的系统意义重大,其能够完全改变以往对于森林资源管理的方式,提高办事效率,降低工作人员的压力,使得森林资源的管理更加可持续化。
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文章来源:曾霞.地理信息系统在森林资源管理中的应用研究[J].农业与技术,2021,41(14):71-73.
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