GIS在林业工程规划设计中的运用分析
任昭钢 王伟
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任昭钢 王伟,. GIS在林业工程规划设计中的运用分析[J]. 林业研究,2024.8. DOI:10.12721/ccn.2024.157410.
摘要: 本论文主要探讨地理信息系统(GIS)在林业工程规划设计中的应用,并结合安徽舒城万佛山的实际情况进行具体分析。通过对GIS技术特点和功能的阐述,结合舒城万佛山森林资源现状,提出基于GIS的林业工程规划设计方案,旨在充分发挥GIS在林业工程规划设计中的应用效益。
关键词: GIS技术;林业工程;规划设计;森林
DOI:10.12721/ccn.2024.157410
基金资助:

引言

林业工程规划设计是实现林业可持续发展的重要手段,它涉及森林资源的合理利用、生态环境的保护以及林业经济的发展等多个方面。随着信息技术的飞速发展,地理信息系统(GIS)作为一种强大的空间数据分析和处理工具,在林业领域得到了广泛地应用。安徽舒城万佛山位于大别山东麓,是国家级森林公园和自然保护区。该地区森林资源丰富,生态环境优美,但在林业工程规划设计方面仍面临着一些挑战。因此,研究 GIS 在舒城万佛山林业工程规划设计中的应用具有重要的现实意义。

1.GIS技术相关阐述

GIS(地理信息系统)是一种基于计算机工具,可实现空间数据采集、管理、分析、输出等功能[1]。该项技术的特点表现为:

(1)空间性。GIS技术可处理、分析地理空间数据,如地理位置、面积、形态等。

(2)综合性。GIS技术可是心爱多类型数据的整合,包括地形地貌、植被、土壤、气候等。

(3)动态性。GIS技术借助无线通信技术,可实时更新数据,及时呈现地理现象变化情况。

(4)可视化。以图表、地图等形式呈现地理信息,可更直观地观察地理情况。

由于GIS以上特点,因此十分适用于林业,其主要应用功能包括以下几点:

(1)数据采集与管理。GIS技术可收集、整理森林资源中的各项数据,将采集的数据加入到数据库当中。

(2)空间分析。包括缓冲区、叠加、网络等分析内容,可为林业工程规划数据提供信息支持。

(3)地图制作。生成不同专题的地图,例如林地利用图、森林资源分布图等。

(4)决策支持。对模型进行分析预测,为后续林业规划决策提供依据。

2.林业工程规划设计现状

舒城万佛山位于安徽省六安市舒城县西南,总面积20000公顷,森林覆盖率高达95%以上。区内有丰富的动植物资源,是华东地区重要的生物多样性保护区域。该地区林业工程规划设计现状表现为:

(1)已经进行部分森林资源的调查工作,但数据完整性、数据精度有待进一步提升。

(2)制定部分林地利用规划,处于初期实施阶段,存在些许问题。

(3)初步建立完成了森林火灾预防体系,扑救能力有待进一步加强。

(4)生态旅游处于初期发展阶段,规划设计存在些许漏洞,有较大的发展和完善空间。

3.基于 GIS 的林业工程规划设计方案

3.1数据采集与整合

为了充分发挥林业工程规划设计的效益,保证数据采集与整合的全面性、精准性、准确性尤为重要。综合利用“3S技术”(GPS、RS、GIS)以及实地测量等先进技术,从而采集万佛山地区高精度地形数据信息,包括山脉起伏、山谷走向、坡度变化等信息。同时利用高分辨率遥感影像,精准识别并提取植被覆盖度、植被类型等信息,以及土壤水分、肥力、性状等数据信息[2]

全面收集并整理历史调查数据,将过去纸质的森林资源清查资料、林地利用规划文件转化为数字化信息,让这些数据、资料与新采集的信息相互融合。还需要收集相应的研究报告、文献资料,从而获取万佛山生态特征、物种分布等信息。此外,加强数据整合,建立统一的数据标准与规范要求,让不同来源、不同格式的数据在比例尺、坐标系、数据精度等方面保持一致,消除数据间的矛盾与差异。建立综合数据库,包含地形、植被、土壤、森林资源、人文活动等多方面信息,为后续林业工程规划设计提供数据支撑。

3.2森林资源调查与评估

通过前期整合工作获取丰富的信息数据,借助GIS强大的数据分析功能,开展森林资源调查评估工作。使用空间分析工具即可精准分析出森林资源的质量、数量、结构、空间分布等特征,可计算各类树种的面积、蓄积量等信息,确定不同区域的植被占比情况和分布情况。同时,全面评估森林生态系统服务功能,借助生态模型、新型算法,测算森林水源涵养能力,评估对水土保持的贡献度,并计算森林存储、吸收二氧化碳量(碳汇功能)。采用有效的评估手段,可明确森林资源生态价值的重要性。

为了进一步加强对森林资源的监测管理,必须有一套完整的森林资源动态监测体系作为支撑。该体系定期采集数据、更新数据库,借助GIS的对比分析功能,快速计算出森林资源变化趋势,针对森林面积变化、生态功能波动、树种结构变化,针对性提出相应的管理措施与解决方案。

3.3森林规划与利用

根据万佛山地区地形、土壤、植被等自然条件,采用GIS的空间分析、模型评价等功能,展开林地适宜性评价。评价中充分考虑多种因素,包括坡度、坡向、土壤肥力、海拔、水源条件等,科学判断每块林地的最佳用途。在此基础上,实现生态公益林、商品林、经济林的科学划分。生态公益林采取严格的保护措施,严禁非工作人员干扰,保证其生态功能的稳定性;商品林应制定科学的更新、采伐规划,确保可持续发展;经济林应结合当期自然条件、市场需求,种植适宜的林木品种,保障经济效益[3]

充分利用GIS空间规划功能进行森林规划改造、抚育、采伐,优先在宜林荒山荒地和退化林地进行造林,选择适宜的树种和造林方式。对于需要抚育的林地,根据林分状况和生长阶段,确定抚育的重点区域和措施。在采伐区域的规划上,遵循可持续经营原则,避免过度采伐对森林生态系统造成破坏。

3.4森林火灾预防与扑救

借助GIS技术搭建森林火灾风险评估模型,综合考虑地形地貌、气候环境、植被类型、人类活动等因素,对万佛山地区火灾风险展开量化评估,制定详细的火灾风险等级图,明确火灾重点防范区域。根据最终的评估结果,规划防火隔离带,确定隔离带的宽度。隔离带通常设置在山谷、山脊等部位,用于阻挡火势蔓延。对消防通道科学规划和布局,保障在发生火灾后消防车辆第一时间达到现场。此外,还要根据地形条件明确瞭望塔最佳设置位置,从而提高火灾监测范围。

在基础上制定森林火灾应急预案,借助GIS技术展开模拟演练,在虚拟环境模拟不同规模、不同类型的火灾场景,从而判断应急预案是否可行。根据模拟演练结果,对应急方案进行优化设计,包括扑救路线调整、消防资源调配等,从而提升火灾扑救成功率和效率[4]

3.5生态旅游规划

采用GIS工具精准规划旅游路线、旅游景点,根据当地生态环境的保护需求、承载能力合理设计,以免对敏感区域造成人为破坏。还需要设置各个功能区,包括游客休息区、观景平台、服务区等,为游客提供更加舒适的旅游体验。

此外,加强GIS技术与互联网技术的结合,为游客提供在线导航、实时景点介绍、游客服务等功能。游客可以通过手机等终端设备,获取准确的位置信息和丰富的旅游资讯,提升旅游的便利性和满意度。

结束语

综上所述,GIS 技术在林业工程规划设计中的应用,提高了规划设计的科学性、合理性和可行性,有效地促进了森林资源的保护和利用,推动了林业的可持续发展。未来,GIS将与其他新技术如物联网、大数据、人工智能等深度融合,为林业工程规划设计提供更加强大的支持。

参考文献

[1] 王慧霞.GIS在林业工程规划设计中的应用分析[J].中文科技期刊数据库(全文版)农业科学, 2022(7):333-336.

[2] 张娜,黄雪莹,杜彪彪.GIS技术在林草资源监测和调查中的应用[J].中文科技期刊数据库(全文版)工程技术, 2023(4):499-502.

[3] 何光明,朱阳飞.GIS技术在林业生态建设中的利用[J].南方农业, 2021, 15(30):128-129.

[4] 熊作彧.GIS在林业工程规划设计中的应用[J].幸福生活指南, 2019(44):122-125.

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