第一篇：ArcGIS在林业规划设计中的应用实践探寻
ArcGIS在林业规划设计中的应用实践探寻
摘 要 ArcGIS在林业规划设计中被广泛应用，其汇集了大量管理者的实践经验。为了保证和推广ArcGIS平台在林业规划设计中的实践应用，分析其在林业规划设计方面的优势，探讨在林业管理等方面的实践应用。
关键词 ArcGIS；林业规划；林业管理
中图分类号：S757.4 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.15.052
ArcGIS是GIS的森林管理系统软件，是一个非常重要且功能强大的辅助分析工具，可以从该平台获得完整的解决方案，并且持续管理大量数据。ArcGIS平台提供了强大的功能技术来支持可持续森林管理的实施，是森林规划和设计中信息技术和管理的重要工具。ArcGIS的基本概念
ArcGIS由于其功能强大，又便于数据分析和处理，在森林资源管理领域被广泛应用。ArcGIS在森林资源管理中的应用具有重要意义，其对以往无法实现的各种功能进行了模拟分析，帮助管理者制定长远的发展规划和战略方案，同时，ArcGIS保证了实现森林资源可持续发展的可能性，提供了强有力的技术支持[1]，也使林业规划设计实现了以前不能完成的各种功能，利用ArcGIS进行数据模拟分析，便于管理者制定长期有效的发展规划和战略，便于森林设计规划的可持续发展。ArcGIS可应用于林业生态管理与环境协调管理、森林火灾预测与监测、森林规划、造林规划、森林道路规划、虫害管理和城市森林管理。林业应用ArcGIS的优势
ArcGIS技术系统平台在同等领域平台中性能优秀，ArcGIS系统的主要应用优势表现在统计数据请求，专业分析和分类管理，数据更新，维护方便，易于访问等方面。其功能可以满足森林资源管理信息系统的需求分析，同时ArcGIS也降低了数据管理和数据维护的成本[2]。GIS平台数据库利用了地理数据库模型，主要面向对象的空间数据模型，现了空间数据和属性统计统一管理，尤其是在基础地理数据和森林资源管理方面，其构造需要大批量的地理空间基础类型数据，包括一些高程数据和图像类型数据，GIS平台在这方面有长足的优势，并且可以降低数据库的维护成本。ArcGIS系统还可以降低重复投资的可能性，具有良好的可扩展性。同时，应用效果得到改善，网络地图服务更加丰富和便捷。ArcGIS的具体应用
ArcGIS平台为实现以往无法实现的功能提供了理论基础，使用GIS来分析和模拟数据，获取模型并制定有效的开发计划。目前，以往无法实现的功能已经被广泛应用在具体的实际实践中，大部分森林管理者把GIS平台作为工作的主要平台，借助GIS平台，可以有效解决很多过去无法解决的问题，例如GIS平台在森林资源管理预测和监测森林火灾情况两方面具有巨大的优势。借助GIS平台，管理者可科学合理地管理现有森林资源，建立科学的分析模型，用GIS和烟气传播模型科学分析火灾的可能分布和强度级别规划，帮助管理员预测火灾并采取具体措施[3]。同时，平台也可以分析资源、人口和建筑模型等数据，有效地预防和防止森林火灾，管理者可以通过GIS平台，有效地识别危险区域和高危险火灾区域。
目前，大多数资源管理方面的部分都以法律法规等手段来管理土地占用，GIS平台无疑是一个不错的选择。管理者可以利用GIS平台来科学地调查和分析现有的活动，描述和寻求多层次的数据科学方面，并且利用专业和科学的模型来模拟未来的情况。同时，ArcGIS平台可以提供和支持网络公众浏览调阅等森林规划方面有价值的地图和地形模型数据以及具体的生态系统现况，并且ArcGIS平台生成的地图包含大量科学的多方面、多层次的数据，对森林情况的了解十分有帮助。森林规划也可以借助这些数据进行一定的科研类型工作，并且这些数据也可以让公众可以更好地了解森林情况。同时，各种有科学价值的地图可以通过ArcGIS模拟模型来产生，来吸引公众的参与。
生态系统管理ArcGIS软件可以分析各种因素和设计模型，实现科学的林业管理，利用数据源和可能的分析和模拟，森林管理者可以通过GIS平台来进行科学地规划解决方案，其分析工具和系统模型等方面有着完整的解决方案，可以模拟生态过程，例如采用叠加分析、生物多样性分析等方法[4]，利用GIS平台达到对现实情况的模拟。通过这些分析，GIS可以同时分析多个数据，利用模型有效地观察生态系统过程，保持科学的可持续发展，发展大型生态系统并防止破坏。从经济或政策的角度来看，这是一种生态系统协调的发展方式，也是一种均衡的发展方式。
ArcGIS为全面的模型分析和预测提供了详细的长期林业生产分析、野生动植物的动态数量，以及森林的地理空间数据和详细的属性数据，并且可以执行具体的分析和预测。通过统一存储数据，管理者可以将预测模型调用到GIS并轻松调用数据。利用各方面的模型和数据分析，可以在规划过程中反映时间和空间数据，并可以提供森林规划，为管理员提供特定的数据和模型支持。用户可以使用ArcGIS技术全面比较多层数据的各个方面，并通过模拟ArcGIS Professional模型和详细而独特的现象来执行预测，使用GIS仿真模型生成一系列地图[5]。
同时，可以利用ArcGIS软件帮助管理人员管理城市森林资源，科学分析和管理数据，包括编制树木健康和多样性数据，如数目、树种分析等，有了这些条件，管理者就能更有效地实现城市绿化的管理，为森林研究提供最详细的科学数据。ArcGIS技术可以利用城市相关林业部门的树木信息以及生态系统的数据来模拟可能存在的病虫害发展趋势，并确定潜在的危险区域，便于管理和防治病虫害。借助GIS平台，管理者可以绘制街道和行政边界等数据，利用GIS数据和森林数据等，制定合理有效的绿化计划，有效地管理现有可利用的森林资源，提高网络民众对绿化等方面的认识，森林管理者可以通过利用现存的数据库中数据，在GIS平台上设计出大量的相关数据，并且架设动态访问时间和路径，同时ArcGIS平台可以利用城市森林生态系统数据等方面对某些城市生态状况进行数据模拟，这又使城市森林经营者能够对森林的生态状况有一个特定的控制。并可以了解城市森林的生态状况，对森林道路、树种组成等数据的综合分析。除了上述应用功能外，ArcGIS在森林生态平衡和造林规划中也发挥了重要作用，为森林的建设和运营提供了优良和强大的保护。该平台为森林管理体系的科学可持续性发展提供了可能性，便利了森林管理体系管理者，同时由于该体系因具有良好的性价比，方便的可操控性，良好的数据管理系统，成为森林规划管理体系中的最佳选择平台之一。结语
ArcGIS被广泛应用在地理系统等领域，提高了管理者的管理效率，在森林管理方面等具有重大意义。森林管理工作具有长期性、复杂性和多样性，通过ArcGIS在林业规划中的应用，管理人员具备了科学管理大量数据的能力，保证森林经营可持续发展。ArcGIS软件提供强有力的技术支持，是林业规划管理的强大工具。
参考文献：
[1] 杨启刚.ArcGIS在林业上的应用研究[J].绿色科技，2013（2）：226-228.[2] 赵常忠.浅议ArcGIS在林业中的应用[J].中国农业信息，2016（9）：110，114.[3] 徐向阳，钱远煌.浅谈ArcGIS在林业规划设计制图中的应用[J].湖北林业科技，2012（5）：47-50.[4] 邓司马，王跃辉，刘跃锋，等.ArcGIS在基层林业工作中的应用[J].吉林农业，2016（4）：115.[5] 彭秀丽.ArcGIS在基层林业工作中的应用探析[J].现代园艺，2015（22）：225-227.（责任编辑：赵中正）
第二篇：GIS在林业中应用
GIS在林业中的应用
摘要: 在概述地理信息系统(GIS)的概念、功能、应用领域的基础上, 对GIS 在林业中多方面的应用现状进行了综述, 并对GIS 在林业中的应用前景进行了探讨, 指出地理信息系统在林业上应用研究的重要性。
关键词: 地理信息系统;林业;应用现状;前景
背景：林业具有用地广阔、生产周期长, 其所涉及的森林系统结构复杂, 森林资源附于地表等特点。而85%以上的森林管理决策与其空间位置有关, 采用传统方法制定管理决策, 缺乏直观性和决策过程的可视化, 给经营管理带来许多困难。而GIS能快速准确地获取多种组合形式的林业资源统计数据, 清晰直观地表现数据之间的联系和发展趋势, 实现数据可视化以及空间地理分析与实际应用的集成。以满足森林资源管理和领导决策的需求, 进而可以利用GIS对林业资源质和量的变化进行动态监测与规划;解决林业上长期以来经营粗放、信息技术落后的问题, 促进林业的经营管理走上可持续发展道路。
1.地理信息系统简介
GIS 是Geographical Information System 的缩写，即地理信息系统。地理信息系统是介于信息科学、空间科学和地球科学之间的交叉学科与新技术学科，对空间信息的管理与分析是它的优势所在，它是一种兼容、存储、管理、分析、显示与应用地理信息的计算机系统，是分析和处理海量数据的通用技术。地理信息系统是以地理空间数据为基础，在计算机软硬件的支持下，对空间相关数据进行采集、管理、操作、模拟、分析和显示，并采用地理模型分析方法，适时提供多种空间和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务而建立起来的计算机技术系统。
地理信息系统是空间数据的管理系统，是空间数据和属性数据的综合体，其主要有以下特征：①空间定位特征：②多维结构特征③明显的时序特征
地理信息系统大致可以分为 3 大类：①专题信息系统．它是具有优先目标和专业特点的地理信息系统，如水资源管理信息系统，矿产资源信息系统，水土流失信息系统等．②区域信息系统，主要以区域综合研究和全面的信息服务为目标，按区域范围大小可有不同的规模，如加拿大国家地理信息系统、中国黄河流域信息系统等．③地理信息系统工具库，它是一组有图形图像数字化、存储管理、查询检索、分析运算和多种输出等地理信息系统基本功能的软件包．地理信息系统的任务，就是对地球表层人文经济、自然资源及 环境等多种信息进行综合分析与管理． 2.森林资源信息管理
用GIS 的数字地形模型(DTM), 地面模型, 坡位、坡面模型可表现资源的水平分布和垂直分布, 利用栅格数据的融合, 再分类和矢量图的叠加, 区域和邻边分析等操作,产生各种地图显示和地理信息, 用于分析林分、树种、林种、蓄积等因子的空间分布。使用这些技术, 研究各树种在一定范围内的空间分布现状与形式, 根据不同地理位置、立地条件、林种、树种、交通状况对现有资源实行全面规划, 优化结构, 确定空间利用能力, 提高森林的商品 价值。各地、各林业局、各林场森林面积, 森林蓄积, 森林类型, 林种分布, 树种结构, 林龄结构及变动情况等, 过去只能从森林资源档案数据库中了解情况, 应用地理信息系统可以做到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。3.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。4.天然林保护工程管理及封山育林
实施天然林保护工程,“两类三划分”必须要落实到可操作的地块, 并可进行动态管理。只有利用地理信息系统才能真正做到科学经营管理, 否则很难将天然林保护工程各项工作落到实处。封育区域的确定涉及一些地理地貌和社会经济及人为活动等因素。GIS 的分析设计可兼顾多种要素, 采用DTM和森林分布图及专题图叠加, 区划出合理且更易实施的封育区域。
5.森林限额采伐管理
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。制定采伐计划安排, 制作采伐图表和更新设计。应用地理信息系统, 可以清楚地把握各地、各林业局及林场,乃至各林班、小班的森林资源状况, 下达森林采伐限额指标可做到有的放矢。同时, 可以确定各小班的森林经营及采伐方式, 实现以小班为单位的动态经营管理。6.森林结构调整 用缓冲分析方法进行河岸防护林, 自然保护区, 林区防火隔离带等公益林的规划, 确定防护林的比例和相应的分布范围。根据森林资源分布状况和自然、社会经济分布特点以及社会经济需求进行空间属性分析可以确定不同林种的布局。一方面根据森林资源可持续发展的需要利用地形地貌、立地条件分布特点林木生长各个阶段的经济和生态效益特点利用GIS 和相关的技术确定合理的龄组结构;另一方面指定相应的森林时序结构的调整方案并落实到具体的山头地块, 在大力造林、绿化、消灭荒山的同时, 按照龄组法调整龄组结构, 加速林木成熟, 使各龄组比重逐步趋向合理, 充分发挥林地的生产潜力。7.抚育间伐、速生丰产林培育及更新造林管理
利用GIS 强大的数据库和模型库功能, 检索提取符合抚育间伐的小班, 制作抚育间伐图并进行GIS的空间地理信息和林分状况数据结合, 依据模型提供林分状况数据如生产力、蓄积等值区划和相关数据,据此可按林分生产力进行基地建设。GIS可通过分析提供森林立地类型图表, 宜林地数据图表, 适生优势树种和林种资料, 运用坡位、坡面分析,按坡度、坡向划分的地貌类型结合立地类型选择造林树种和规划林种, 指导科学造林。8.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做出反映, 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。我省林业用地约占全省国土面积的5119 % , 可开发利用的潜力很大。至今为止, 林业用地的管理还较为粗放。利用地
理信息系统, 可以做到有效地管理林业部;习的土地资源,实现对林业用地的权属、利用情况及开发前景动态管理。
9.森林病虫鼠害监测、控制、森林防火监测及动态管理
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,能够克服工作的盲卧险和被动性, 做到心中有数, 防治工作及时。可通过建立应用地理信息系统, 对省、地、县森林防火系统进行动态监测和管理。国家林业局林业规划院于90年代就研制出了“林火管理”地理信息系统。目前, 我省森林防火办也着手构建全省森林防火GIS 系统。该系统的
建立, 必将会大大提高我省的森林防火现代化管理水平,并产生巨大社会效益和经济效益。10.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。
应用前景：
一方面,GIS在林业学科中的应用促进了学科的知识创新和理论深化研究, 促成了各学科间的相互联系, 极大地推动了林业系统科学及其分支学科的发展。另外, 随着新分支学科的建立, GIS应用越来越广泛。如有的学者提出利用GIS建立植物转基因飘流状况的国家和省级地理信息系统。另一方面,各学科的不断发展和深入反过来又需要GIS的不断完善, 并为GIS提供实验基地。如为了便于更科学合理地管理某一区域的自然资源, 就需解决GIS同GPS、RS以及与专家决策支持系统的耦合问题, 这将促进GIS技术的不断完善。GIS、RS和GPS的集成(“3S”的集成)已成为一种必然的趋势。“3S”的集成是一种利用各自的技术特点快速准确地提供所需信息的技术。基本是RS 提供最新的图像信息, GPS提供精确的位置信息, GIS为图像的存储、处理、分析及应用提供技术手段。“3S”的应用可为林业生产管理和决策者快速地提供精确的信息。森林是农业的生态屏障, 也是陆地生态系统的主体。我国森林生态功能较弱, 林业生产技术总体水平较低, 对林业生产调控能力差, 再加上林业生产的高风险性、区域性, GIS技术的发展和应用为提高林业生产的调控能力, 实现林业现代化和因地、因时的科学化管理提供了技术支持。林业生态系统是一个极其复杂的系统, 对这一系统的监测、模拟和科学管理等复杂问题应用传统的GIS是很难解决的, 因为这些问题需要大量的知识与经验, GIS与专家系统结合而成的智能GIS, 并利用神经网络模型将成为解决这些复杂问题的重要途径, 目前这方面的研究已得到了重视。另外, 随着网络GIS、虚拟GIS、开发式GIS、真3维和时空4 维数据结构等这些GIS技术研究成果的推出和不断完善, 林业作为GIS技术使用大户, 必然会受到深远的影响。
结束语：进入90 年代以来, GIS 正朝着分布式的、开放的、网络化的、大众化的、全球性的GIS 发展,被人们广泛应用于各个领域, 产生了巨大的经济和社会效益。当前, 我国已经提出了建设 数字林业 的概念, 是否建立和使用了先进的林业地理信息系统, 正在成为衡量当地林业管理水平的重要标志。随着 3S 技术、网络技术、计算机技术等现代信息技术的迅速发展, 极大地促进了林业资源经营、管理、利用的信息化、网络化、数量化和模型化进程。目前, GIS 在我国林业上的应用还处于起步阶段, 国内从事林业GIS 研究的人数不多;GIS 在林业上还主要应用在建立数据库、数据库查询、空间叠加分析、缓冲区分析和成果显示输出等几个方面。在林业GIS 基础数据库建设、林业通用GIS技术模块、林业行业数据标准和林业GIS 海量数据支持等方面报道较少, 这需要广大的林业工作者共同努力, 促进我国林业GIS 事业的快速向前发展
第三篇：GPS在林业中的应用
GPS在林业中的应用
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2012年 06月 20
目录
前言..................................................................................................................................................3 1GPS在林业中的应用简介............................................................................................................3
1.1 应用功能...........................................................................................................................4
1.1.1 GPS定位功能.........................................................................................................4 1.1.2 GPS测距功能.........................................................................................................5 1.1.3 GPS测速与导向.....................................................................................................5 GPS在森林调查中的应用...........................................................................................................5
2.1 GPS在森林调查及资源管理中的应用.............................................................................6
2.1.1 测定森林分布区域.................................................................................................6 2.1.2 进行样地初设与复位.............................................................................................6 2.1.3 利用手持GPS导航伐开境界线............................................................................6 2.1.4 利用差分或测量型GPS对林区各种境界线实施精确勘测、制图和面积求算 7 2.2 GPS在野生动植物资源调查中的作用.............................................................................7
2.2.1 在动物资源调查中的作用.....................................................................................7 2.2.2 在植物资源调查中的作用.....................................................................................7 GPS 在林业作业中的应用..........................................................................................................8
3.1 GPS在林业生产和规划中的应用....................................................................................8
3.1.1 在工程测量中的应用.............................................................................................8 3.1.2 GPS在伐区调查设计中的应用..............................................................................8 3.1.3 在林业专题图制作中的应用.................................................................................8 3.2 GPS在造林中的应用........................................................................................................8
3.2.1 GPS在飞播造林中的应用.....................................................................................8 3.2.2 GPS在造林分类、清查中的应用..........................................................................9 3.3 GPS在森林资源评估及森林资源管理中的应用.............................................................9
3.3.1 设计踏查.................................................................................................................9 3.3.2 采伐设计.................................................................................................................9 3.3.3 林地管理...............................................................................................................10 3.3.4 验收检查...............................................................................................................10 3.3.5 毁林案件勘察.......................................................................................................10 4 GPS在森林保护中的作用.........................................................................................................10 4.1 GPS在森林防火中的应用..............................................................................................10 4.1.1 GPS在林火信息管理中的应用............................................................................10 4.1.2 森林防火中GPS的技术应用..............................................................................11 4.2 GPS在森林病虫害的监测与防治中的应用...................................................................11 4.2.1 病虫害的监测.......................................................................................................11 4.2.2 在病虫害防治和农药喷洒中的应用...................................................................11 5 GPS在林业其他方面的应用.....................................................................................................12 5.1 GPS在森林旅游及探险中的应用..................................................................................12 5.2 GPS在林业科学研究中的应用......................................................................................12 6总结.............................................................................................................................................13
前言
随着科学技术的进步和发展，林业系统新技术应用越来越普及，应用范围越来越广泛。特别是GPS技术的推广应用，在森林资源监测、营林规划设计、森林灾害预警、科学宏观决策等方面带来了深刻的变革和重大影响，显著提高了林业系统各部门的经营管理水平。
在林业系统中，GPS的普及应用有效地提高了林业工作的效率和精度，改变了传统的林业工作模式，实现了无纸化和一体化作业流程，使林业的工作模式出现了质的突破，大大地提高了林业调查内、外业的效率和精度。GPS是林业部门未来作业中必不可少的工具，广泛使用一定会取得巨大的经济效益和社会效益。GPS在林业中的应用简介
GPS系统是一个高精度、全天候和全球性的无线电导航、定位和定时的多功能系统，将GPS这一先进的测量技术应用在林业工作中，能够快速、高效、准确地提供点、线、面要素的精密坐标，完成森林调查与管理中各种境界线的勘测与放样落界，成为森林资源调查与动态监测的有力工具。GPS技术在确定林区面积、估算木材量、计算可采伐木材面积、确定原始森林道路位置、对森林火灾周边测量和测定地区界线等方面可以发挥其独特的重要的作用。在森林中进行常规测量相当困难，而GPS优越的定位、导航技术可以发挥它的优越性，精确测定森林位置和面积，绘制精确的森林分布图。GPS在林业中的应用已经不再局限于以上这些功能，它在林业应用中的不断深入和扩展必将改变林业现状，使林业步入现代化的行列，为社会和经济的发展提供有力的保障。
在森林、树丛和山系中考察时，如何辨别方向，如何返回，是林业工作者面临的实际问题。森林、树丛中没有定位、导向路标，如何返回出发地和标本采集地亦是难题。有许多人在科学考察中可能有过时间长短不一的迷路经历。全球定位系统（GPS）的出现，使林业工作者在野外工作中有了新的导向、定位工具。GPS利用分布于外层空间的多颗卫星为地球表面任意一点提供定位、导航和测绘服务。除了军事用途外，GPS也广泛用于民用。GPS定位导航仪利用接到的卫星
播放的信号，经过几何计算来确定位置。全球定位系统播放卫星星历和卫星位置推算信号，前者给出系统中每一颗卫星的位置和状况，后者给出播放信号之卫星的定位信息。GPS定位导航仪接到信号后，根据接收信号的时间与发射初始时间之差计算出定位导航仪与卫星之间的距离。当算出与至少三颗定位卫星之间的距离后，GPS定位导航仪就能确定其在地球表面的空间位置。现在，全球定位系统接收仪的体积越来越小，像袖珍计算器的大小，重量不足400克的手持式全球定位系统定位导航仪的面世，给野外的定位、导向和测速带来了极大的便利。使用全球定位系统能在两分钟内确定工作人员所在位置的经纬度和海拔高度。其天线亦可以分离安装在汽车的挡风玻璃上。民用型GPS定位仪的单机精度一般为15米，实际使用时定位精度可能更高些。
1.1 应用功能
林业工作者在野外工作中可以使用手持GPS定位导航仪进行定位、测距、测线、测面积和导向等功能。
1.1.1 GPS定位功能
在野外工作中确定位置是定向测距的第一步。GPS定位导航仪具有自动抽样定位功能。有些型号能每10分钟自动开机定位将数据记录于缓冲区，然后自动关机，有的能够连续25小时自动定位记录信息。利用GPS的定位功能，不但可以将标本或数据采集地点的精确位置记录下来，而且依靠其导向功能多少年后，即使地表景观和标志物改变了，亦能找到过去的标本采集地点，并不需要借助地图。这一优点在大海、大湖、沙漠和林业中显得更为重要。通过GPS可以将地理位置转化成GIS的数据格式并输入到GIS中，通过GIS来产生地图，如过火区边缘，交通道路，防火隔离带都可以用GPS将其采集到GIS中。GPS可以把野外采集到的地理位置转化成点、线、或多边形数据。扑火队伍和运载货物的装备配有GPS和相应的通讯设施后，就可以将队伍行进的位置和路线及时传输到指挥部的GIS系统之中，GIS就可以准确地定位到地图之中。从而就可以对行动的方向、位置、到达的目标地，及时的纠正和调整。
1.1.2 GPS测距功能
利用输入定位点数据，或某地点的经纬度和海拔高度，GPS定位导航仪能计算地球表面上任意两点间的距离。在野外工作中，可以将出发点或工作点储存为定位点。然后可随时测定距这地点的距离。亦可测定任意两个定位点间的距离。于是，解决了野外样线调查时样线长度的测定。样线的长度常达数千米或数万米，若用皮尺和记步器测定，或是无法实现或是误差较大。当我们研究野生树种的生长区域或生长地点时，利用GPS定位导航仪将这些地点定位并储存后，可以研究某些树种在某些区域的分布，以及这些树种的生存条件如地理位置、地貌、气候、湿度，同时也可研究该林区的整个生态系统的不同组成的分布。当测定某树种的分布区域时，只要将分布区的最宽处两点定位，GPS定位导航仪均能在瞬间计算出分布区域的宽度，也可通过测得的数据算出其面积。同时把不同的树种的数据记录并描绘成图，就可以得到该区域内树种的分布图，并可根据最新发现随时更新旧图。
1.1.3 GPS测速与导向
GPS具有测定速度和方向导航的功能。在人迹罕至、地形复杂、地物丰富和交通不便的偏远山区，尤其原始森林、天然林中大树遮天，面积广阔，难辨方向，常常造成工作人员迷失方向，GPS的导航功能可以使人们顺利的找到出发的起始地点。GPS在森林调查中的应用
在森林资源一类调查中，利用GPS的导航功能，输入固定样地的坐标，由GPS接收机引导调查人员到达样地，不仅定位速度快、精度高，而且可以将原有的明标改成暗标。在森林资源二类调查中，利用GPS进行测量定位，可以快速、高效、方便地把调查的样本单元落实到地面上进行测量和调查。同时，储存在 GPS 接收机中的样地坐标及调查数据还可通过数据转化直接形成数据库，从而有利于数据的汇总统计。
2.1 GPS在森林调查及资源管理中的应用 2.1.1 测定森林分布区域
美国林业局根据林区的面积和区内树木的密度来销售木材，对木材面积的测量闭合差必须小于1%。在一块用经纬仪测量过面积的林区，采用GPS沿林区周边及拐角处进行了GPS定位测量并进行偏差纠正，得到的结果与已测面积误差为0.03%，这一实验证明了测量人员只要利用GPS技术和相应的软件沿林区周边使用直升飞机就可以对林区的面积进行测量。过去测定所出售木材的面积要求用测定面积的各拐角和沿周边测量两种方法计算面积，使用GPS进行测量时，沿周边每点上都进行了测量，而且测量的精度很高。
2.1.2 进行样地初设与复位
在我国森林资源清查中，固定样地的定位与复位测量是采用地形图引线定位和直接搜寻样地的方法，此法费工费时而且精度较低。GPS技术的快速动态定位特性，为上述工作提供了有力的技术支持。差分定位是目前GPS最为广泛使用的方法，其基本思路是：借助一个已知精确位置的参考点（一般为国家级测量控制点）和一个数据通信链（无线电），使用GPS接收机和电台达到运动载体实时精确动态定位的目的。差分方法有伪距差分、坐标差分、相位差分3种。利用差分GPS导航功能，只要输入固定样地的纵横坐标，按导航方向可直接到达样地中心。通过2003年连续清查使用GPS技术发现，较以前方法提高工作效率2倍以上，且精度极高。
2.1.3 利用手持GPS导航伐开境界线
利用手持GPS导航伐开境界线，如平坦地林班线的伐开和确立标桩。以往该类工作采用角规、拉线等方法，工作强度大、误差高、准确度低，进场需要反工，浪费严重。采用GPS后，利用其航迹纪录和测角、测距功能，不但降低了劳动强度，而且准确度高，落图简便，极大的提高了效率。
2.1.4 利用差分或测量型GPS对林区各种境界线实施精确勘测、制图和面积求算
如：各种道路网、局界、场界地类位置和绘制图形并求算面积，转绘于林业基本用图上，达到对各种森林地类变化的动态监测的目的，测量精度达到分米级。利用差分或测量型GPS进行图面区划界线的精确现地落界，如两荒界、行政区界等，解决现地界线不清和标志位置不准的普遍存在的问题。
2.2 GPS在野生动植物资源调查中的作用 2.2.1 在动物资源调查中的作用
在野生动物资源调查中，利用GPS接收机寻找样带的起点，并根据输入的样带终点坐标引导调查人员在规定的样带线内调查。由于接收机还有存储运动轨迹的功能，因此可以在数据转化时显示调查的速度、轨迹的数据，从而对调查质量进行质量监督和管理。另外GPS还可用于野生动物栖息地的定位，根据栖息地的森林景观类型权数推算总体种群数量。
2.2.2 在植物资源调查中的作用
在野生植物资源调查中利用GPS进行生物密度分析，初设及复位样地对植物的多度和频度进行调查。GPS定位可以对古树名木及稀特有植物进行研究和保护。GPS 在林业作业中的应用
3.1 GPS在林业生产和规划中的应用 3.1.1 在工程测量中的应用
GPS可以克服山高林密、交通和透视条件差或常规测量困难及精度不高等林业工程测量的不足，可以快速、高效地实现森林资源勘察、地形测量、林区公路勘测等。
3.1.2 GPS在伐区调查设计中的应用
采伐林地一般是地形陡峭、树高郁闭、灌木丛生，常规伐区调查难度大或精度不高，采用GPS 接收机进行伐区调查设计，可以克服因植被阻挡和坡度造成的通视困难，随调查人员的运动实时记录下伐区边界坐标及运动轨迹，与计算机接口后方便地进行标图并求出伐区面积。
3.1.3 在林业专题图制作中的应用
GPS可用于在森林调查样点和生长预估，观测样点的导航定位，可用于林区公路、涵洞和各种物标的测量，可用于种群分布、数量和野生动物迁移区的确定。GPS在测量学上带来的变革，彻底改变了传统林业专题图在制作上的手工绘制成图慢、精度低、投入高的缺点。GPS配合地理信息系统可以满足多种专题图制作的要求，并实现出图的准确、高效和自动化。
3.2 GPS在造林中的应用
3.2.1 GPS在飞播造林中的应用
利用GPS的导航功能，可以更有效地实施飞播造林工程。这种方法可以减少地面工作人员数量、降低劳动强度、节约飞播经费、加快了飞播进度，为实施大面积、大规模造林工程提供了技术保障
在没有采用GPS之前，飞行员很难对已播和未播林地进行判断，经常会出现重播和漏播的情况，飞播效率很低。采用GPS后，利用其航迹记录功能，飞行员可以轻松了解上次播种的路线，从而有效避免了漏播和重播。此外，利用航线设定功能，飞行员可以在地面对飞行距离和航线进行设定，在飞行中按照预先设定好的航线工作，极大地降低了作业难度。
3.2.2 GPS在造林分类、清查中的应用
利用GPS 的航迹记录和求面积功能，林业工作人员很容易对物种林的分布和大小进行纪录整理，同时了解采伐和更新的比例，对各林业类型进行标注，方便了林业的管理。在我国黑龙江和吉林、内蒙等省区的分类经营、造林普查、资源调查中，已经开始大量采用GPS技术，取得了很好的效果，不但节省了大量的人力、物力和资金，而且极大的提高了工作效率。实践证明，采用GPS完全可以取代传统的角规加皮尺的落后测量手段，并取得极大的经济效益。
3.3 GPS在森林资源评估及森林资源管理中的应用
在森林资源评估：在进行森林资产评估时，可以用GPS接收机和数据处理软件系统精确地测定各林种、各不同年龄林分的面积，水资源、农田、荒山、宜林地等面积，从而避免评估中的主观随意性，提高森林资产评估的准确性、公正性和科学性。
3.3.1 设计踏查
使用GPS对准备采伐的伐区、小班进行踏查，初步确定小班及伐区的位置、面积、运材线路等，经过内业进一步筛选后，确定需采伐的小班；对占用的林地，使用GPS进行初步定位、量测，以决定是否审批或初步计算各种补偿费用。
3.3.2 采伐设计
在采伐设计中，可使用GPS定位、求面积、割分采伐小班，将GPS采集的数据提供给资源管理GIS，能够绘制采伐设计图，还可用于运材林道的设计等等。
3.3.3 林地管理
林地资源是林业生存与发展的基础。对各种征占、侵占林地的行为，可用GPS准确定位、求面积，将GPS采集的外业数据提供给GIS，绘制出被征占、侵占林地的准确位置、面积及图形。
3.3.4 验收检查
在对采伐的小班进行验收时，使用GPS可快速、准确地定位所采伐的小班位置是否正确、面积是否准确、是否超边越界等。
3.3.5 毁林案件勘察
毁林案件勘察、乱砍滥伐、毁林开垦、蚕食林地、放牧毁坏造林地等的林政案件时有发生，使用GPS可快速、准确地勘察被毁林地的位置、面积，并可用GPS采集的数据，绘制出被毁林地的位置图，为案件的处理提供准确数据。GPS在森林保护中的作用
4.1 GPS在森林防火中的应用 4.1.1 GPS在林火信息管理中的应用
GPS和地理信息系统、卫星遥感技术相结合，可以建立高效、实时、实用的林火信息管理系统，一旦发生森林火灾，只需输入利用遥感技术获得的火点坐标，系统即可自动选定最佳的行进线路，利用GPS接收机对扑火队进行实时的导向和定位，从而及时、准确到达火场，组织扑救工作。另外，GPS还可以简单精确地测定受灾林地面积，估计森林火灾的损失，并输出森林火灾受害图、火险等级图等，对森林防火有重要的意义。
4.1.2 森林防火中GPS的技术应用
采用手持GPS进行火场定位、火场布兵、火场测面积、火灾损失估算，精确度高、安全性强，能够实时、快速、准确地测定火险位置和范围，为防火指挥部门提供决策依据，已为国内外防火机构广泛采用。
GPS技术在森林防火上可发挥重要作用。我国较早利用的如沾河林业局，利用差分GPS技术，在防火飞机的环动仪上安装热红外系统和GPS接收机。防火飞机巡飞时，如有火情热红外系统立刻发现并被GPS确定发生位置的精确坐标，配合地面防火塔，迅速向地面接收站报告。GPS和地形图配合使用，可以确定林火的进展情况。用GPS确定林火的位置，在地形图上绘制火场示意图。这样就可以及时地掌握林火的发生范围、面积等。为采取相应的扑救措施提供了依据；依靠GPS的导航功能，可实施飞机直接灭火措施。首先把火场的位置信息输入到GPS接收机，然后利用它进行导航，快速寻找火场，实施快速灭火（如，喷洒灭火剂、运送灭火队伍等等）。
4.2 GPS在森林病虫害的监测与防治中的应用 4.2.1 病虫害的监测
利用GPS对虫害和病害进行跟踪调查，了解病虫害的发生位置，发展程度及分布状况，从而正确做出判断及时进行防治。
4.2.2 在病虫害防治和农药喷洒中的应用
飞机属于高速飞行的动态用户，在飞机上加装GPS，不仅可使其在全球范围内获得连续实时的导航能力，而且还能够得到高精度的三维定位和速度信息，这对于飞机的升空、着陆、飞行方向及速度的确定，空中准确投掷及空中交通管制有重要的意义。
目前，国家正在实施天然林保护工程，建立全国天然林保护工程信息系统，这一系统的技术核心是计算机网格技术、“3S”技术和多媒体技术。病虫害防治是天然林保护工程中必须考虑的专业问题，研究利用GPS进行大面积病虫害防治方法具有现实意义。国内外许多从事林业的专家已经在这方面进行了初步研究。
应用GPS为林业飞防导航，可以摆脱庞大的地面指挥和信号系统，减少车辆、通讯设备和人员的使用，降低组织工作的难度，减少人力、物力和财力的浪费，降低防治成本；免除地面指挥人员和信号队员饱受日晒和药薰之苦，降低劳动强度，提高工作效率；对于山高林密的作业区，信号队员不易到达或不能及时到位，人工导航漏喷或重喷现象严重，GPS导航很好地解决了这一问题。应用GPS导航可以彻底摆脱地面信号标志和人工信号队导航。广西应用飞机喷撒白僵菌原粉防治马尾松毛虫有20 多年的历史，GPS导航技术的应用将使飞防工作迈上新的台阶。GPS在林业其他方面的应用
5.1 GPS在森林旅游及探险中的应用
森林旅游多在人迹罕至、地形复杂、地物丰富和交通不便的偏远山区，尤其原始森林、天然林中大树遮天，面积广阔，难辨方向，常常造成游人的失踪和消亡。GPS 接收机已被徒步山林旅行、森林荒漠探险、森林草地狩猎的人们视为“护身符”。同时利用安装在旅游车上的GPS，实时获得汽车位置、运行速度和方向，加上“风景导航”系统，便可随时计算出旅游车的位置，并向系统查询景区信息，指示最近的景区特色，解说资料及行走方向，也可自由选择想去的景区并由车上的GPS自动选择最佳的行走路线。
5.2 GPS在林业科学研究中的应用
由于森林资源的具体特点，使林业科研需要借助于大量的资源数据才能进行动态预测和科学经营。GPS是森林资源信息和数据的重要捕捉手段，经过简单的数据和信息转化成为基础的数据库和图形库。在林业地理信息系统的开发研究中，GPS不仅是属性数据和空间数据的重要来源，而且可以改善GPS数据的准确度和数据更新效率，加速地理信息系统在生产实际中的推广应用。
6总结
社会经济的高速发展，森林资源的开发和保护需要紧紧跟上经济发展的步伐，及时掌握资源动态变化，正确做出决策就显得尤为重要。GPS在林业建设行业中市场广阔，应用潜力巨大，已在森林资源调查、规划设计林区物探、荒漠化监测、森林防火、森林病虫害防治等方面取得了可喜的成绩，GPS技术的普及为林业发展提供了新技术和新方法，彻底改变了林业部门原有的工作模式，GPS技术的普遍应用必将促进林业工作向着精确、高效、现代化的方向发展，一定会带来经济效益和社会效益共同进步。
第四篇：3S技术在林业中的应用
3S(GIS、GPS、RS)技术在林业中的开发与应用
林业新科技革命的突破口可归为三个方面：
①在常规育种技术和生物技术相结合方面有所突破，以解决林木生长率较低、森林质量较差和人工林病虫害较严重等问题，达到“高产、优质、高效和稳定”。
②在森林资源管理与信息技术相结合方面有所突破，通过发“3S”技术，在森林资源调查、监测和图像处理方面有较大的进步，不仅在全国森林资源管理上得到推广应用，同时逐步普及到县(市)林业局和林场生产管理上；
③在多目标的森林资源培育技术方面有所突，形成森林资源培育、农林复合经营、防护林建设等森林资源环境综合配套技术体系。
随着高新技术的发展，我国森林资源管理在航天遥感、航空遥感、雷达遥感、GPS定位技术及GIS地理信息系统等学科领域的发展与应用上实现革命性的飞跃，加速了我国森林资源经营管理由粗放型向 集约型方向的转移，使我国的林业信息技术逐步向世界先进水平靠拢。
计算机技术是当代三大高新技术之一，随着以电子计算机为中心的“3S一体化”技术及网络技术的迅速发展，以其为技术手段的森林资源综合管理的可操作性越来越明显，展示了广阔的发展前景。建立区域性森林资源地理信息系统(GIS)，以高时空分辨率，多层次、动态描述森林资源的时空分布特征，描绘森林资源的动态变化规律，研究和探索森林资源在区域内的空间分布状况以及相应的时空演替规律，为科学合理地经营管理，实现森林资源的持续发展和分类经营提供依据。运用GIS技术，将调查数据、基本地理要素、小班区划界线、专业调查数据等有机地结合起来，应用在森林资源调、资源分析及森林经营管理等各项林业活动中，将会产生巨大的效益。
“3S一体化”技术在多资源综合调查及动态监测中的应用地理信息系统(GIS)、遥感技术(RS)和全球定位系统(GPS)随着计算机技术、无线电技术以及地球环境科学的发展从各自相对独立发展阶段进入相互融合、相互渗透和共同发展阶段。“3S一体化”技术为森林资源清查、野生动植物资源等多资源调查提供有力的技术手段,通过不同卫片光谱特征性质的分析来进行动态监测。同时,地理信息系统可以将森林的自然及社会经济属性转述为数字形式，从而为森林资源全方位多层次的综合管理提供有力的技术支持 在遥感、地理信息系统和全球定位系统现有技术的基础上，进一步完善森林资源清查、灾害调查、监测与预测预报、森林信息动态更新的“3S”一体化技术与分析处理系统；开发网络GIS与微型GIS系统，逐步形成以网络为传输工具、网络GIS为传输平台、微型GIS为林业数据管理、遥感为数据更新信息源的林业信息共享服务信息产业，为林业生产和生态监测、灾害预报等提供遥感制图、信息更新、辅助决策等信息技术服务，提高林业生产整体水平。
二、“3S”技术在林业生产管理领域的现实意义
林业生产领域的管理决策人员面对着各种数据，如林地使用状况、植被分布特征、立地条件、社会经济等许多因子的数据，这些数据既有空间数据又有属性数据，对这些数据进行综合分析并及时找出解决问题的合理方案，借用传统方法不是一件容易的事，而利用GIS方法却轻松自如。社会经济在迅速发展，森林资源的开发、利用和保护需要随时跟上经济发展的步伐，掌握资源动态变化，及时做出决策就显得异常的重要。常规的森林资源监测，从资源清查到数据整理成册，最后制定经营方案，需要的时间长，造成经营方案和现实情况不相符。这种滞后现象势必出现管理方案的不合理，甚至无法接受。利用GIS就可以完全解决这一问题，及时掌握森林资源及有关因子的空间时序的变化特征，从而对症下药。在我国上万个基层林业生产单位中，森林资源清查、各种经营方案的设计（如造林规划、抚育间伐、伐区设计等）常常需要大量的人力、物力、财力。利用“3S”技术的优势可表现在：
1、节省经费
（1）节省二类调查经费：制作一张林相图，过去利用人工制作，大约要7天，而利用GIS，不到1小时。整理内业工作，从勾绘草图、小班求积、清样、标注、描色、数据分析、统计等都可以实现计算机化，与人力相比GIS在总体上可节省5倍的经费。
（2）利用已有的林相基本图和数据，GIS可以随时制作任何林业专题图，如造林规划图、土地分布图、经营抚育实施图、成熟林分布图等，节省专题图制作费。
（3）节省伐区设计的内业经费。
（4）节省外业调查经费，利用GIS更新后的林相图、制作立体林相图，更有利于外业调查。
（5）利用GPS+PDA+GIS外业调查更趋科学化。
2、提高工作效率
（1）提高制图速度、缩短内业时间。
（2）提高二类、伐区和其他专题调查的效率。
（3）提高制作经营决策方案的效率。
3、使林业经营管理更趋科学化
（1）将空间数据作为不可缺少的因素与属性数据进行综合分析，改变单一属性数据分析的缺陷。使制作的决策方案更加合理。
（2）对林业森林资源的空间属性数据进行动态管理，一旦资源发生变更，即刻对资源数据进行更新，从而准确掌握资源的状况，做出有效的决策。
（3）制作与生长模型，决策模型等有关的专题地图提供形象化的决策分析方案，为经营方案准确有效的实施奠定基础。
三．“3S”技术国内外发展状况
GIS在林业生产领域的应用国外起步较早，GIS开始走向实用前，就进行了这方面的探索，目前在国际上已有许多成功的例子，80年代中加拿大在林业部门开始进行大范围的应用。目前在许多州及林业生产管理部门中，GIS发挥了巨大作用。由于我国政府部门的重视和国际组织的援助，我国国家森林资源监测地理信息系统的建设工作作目前正在开展。这标志着林业资源管理将开始迈向一个新的里，基层林业GIS的建设在我国是势在必行。
目前，美国已开发成功应用于森林资源调查的“3S”技术，加拿大、日本、印度等国，在大约25分钟内可以利用前一天接收的MSS和TM卫星遥感数据，按统一的指标体系和图例，输出整幅的1：20万或1：50万土地利用/土地覆盖图。
在森林资源的调查和监测方面，目前美国已突破了传统的范围，渗透到全球环境变化监测和森林保健（FHM）监测研究。利用航天、遥感技术建立大范围的森林生态图（ECOMAP）和森林健康指数图，对森林的生物和环境因子，森林的健康状况进行连续和动态的研究和监测。自80年代中期以来，美国林务局在资源、流域、森林多样性保护等方面的管理监测中广泛推广应用地理信息系统、全球定位系统、遥感技术和计算机等先进技术手段，并对有关数据信息的收集、补充、贮存和完善制定了统一的标准。近年来联邦林务局正在组织一项综合遥感信息处理集成资源数据库的项目研究，目的是将遥感及其相关技术用于GIS数据库的建立。在美国，不论是科研、教学部门，还是行政管理部门，从宏观决策、资源数据存贮和统计分 析到日常工作，计算机应用非常普遍，各项工作的进行都十分规范。
林业遥感和信息管理领域 美国林业政策制定和科研立项的正确性和科学性来源于各基础数据的真实性、正确性和可靠性。注重学习和研究美国数据库的长期维护、保存策略和政策；数据库开发及其质量控制保证系统，数据库的实用性开发，尤其是资源数据库为全球环境变化研究服务的途径和方法；大型数据库的建立和数字化储存技术（如用光盘作为储存介质）等。“3S”技术在林业应用，其中应用最多的单位是林业基层单位，GIS应用最为广泛。制定森林经营决策方案方面，GIS借助其拥有的数据库和数据管理功能等，可以很方便地在空间、属性数据的基础上建立生长，预测、经营、决策模型。通过对各种经营过程进行模拟、比较和评价；选择出最优经营方案，井形成综合或专题报告输出供决策者参考。1990年日本的伊藤达夫利用GIS制定森林经营开发方案，应用后取得了满意效果。
林业制图方面，GIS制图是一项技艺性强且工作量极大的工作，但GIS提供的制图功能使制图工作变得轻松自如。在制作植被分布图时，GIS把地图的信息源依海拔、坡向、坡位、坡、度、土壤类型、年降雨量等分成不同的“层”，使每一层与一定立她上的植被相联系，从而简化、连贯了植被成图工作。通过图形的组合、叠加、复合，实现地图的拼接、裁剪（缩放等各种功能）从而制作用户所需的各种复杂的专题地图，GIS在日本林业上的应用功能就是森林资源数据管理、分析与各种地图、图形的处理等。
GIS在林业上的应用过程大致分为3个阶段，即：
①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，利用GIS绘制森林分布图及产生正规报表。GIS的应用主要限于制图和简单查询。
②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。
③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。
三个阶段反映了林业工作者对GIS认识的逐步深入。GIS在林业上的应用在我国还处在很初级的水平，大部分处在第一阶段。一些先进发达国家，GIS在林业上的应用已进入了第二、第三阶段。
四．GIS在林业领域中的应用
<一>.森林资源管理地理信息系统
1． 基础数据库的建立
(1)基础地图整理和空间数据库的建立：
自然资源地图、如森林分布图、林相图、土壤分布图、森林资源产量、质量崐分布图、野生动植物分布图、病虫害分布图、降水分布图(年最高、最低、积雪等)、辐射量、日照量分布图、热量资源分布图等。
I.自然地理地图：如地形图、地貌图(往往用于大范围的森林资源管理)、水系、流域分布图等。
II.社会经济地图：如交通分布图、人口分布图、资源消耗分布图、居民点分布图、木材加工利用分布图等。III.森林经营地图：如林业区划图、造林规划图、资源预测图、森林火险等级分布图、调查样地分布图、IV.树木种源规划图、森林资源评价图、自然保护区规划图、森林公园规划图、环境保护规划图、土地利用图等。
森林资源管理的某些专题应用领域的信息管理往往只需要一部分图件作为其信息源。以上列出的所有地图有些是最初的原始材料, 有些则可以利用地理信息系统的空间、属性数据分析处理功能被制作出来。如森林经营地图中的一些图件就可以通过资源、地理、社会经济等有关地图进行综合处理而获得，资源图件也可以根据生长预测模型进行属性数据分析以及空间、属性数据的相关分析进行设计和制作。用户可以根据具体情况确定哪些地图作为森林资源地理信息管理的信息源。
(2)属性数据库建立：“二类”调查数据目前在我国大都采用关系数据库，每个小班调查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和样地调查数据库。在数据库中：
数据项：每项调查因子。为实现属性库与图形库的联结，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；记录：以小班记录或样地记录为单位；文件：以乡(镇)或林场(采育场)为单位，文件以乡(镇)或林场(采育场)名称命名。森林资源数据库中，小班调查记录卡含小班编码、调查因在不同的省（区）有相应的标准，在其二类清查的规程中有相应的说明。
(3)森林资源分析和评价
I.林业土地利用变化监测: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。
II.地理空间分布:用GIS的数字地形模型(DTM)，地面模型，坡位、坡面模型可表现资源的水平分布和垂直分布，利用栅格数据的融合，再分类和矢量图的叠加，区域和邻边分析等操作，产生各种地图显示和地理信息，用于分析林分、树种、林种、蓄积等因子的空间分布。使用这些技术，研究各树种在一定范围内的空间分布现状与形式，根据不同地理位置、立地条件、林种、树种、交通状况对现有资源实行全面规划，优化结构，确定空间利用能力，提高森林的商品价值。
III.森林资源动态管理:建立县级森林资源连续清查和“二类”调查数据库系统，完善了森林资源档案，并根据实际经营活动情况及生长模型及时更新数据，为及时准确地掌握森林资源状况和消长变化动态，提供了依据。空间数据与属性数据的有机联结实现了双向查询，根据图形查询相应的属性数据如可通过林班或小班图形查询其相应的调查或统计数据；也可按照属性特点查找对应的地理坐标或图形。查询结果以专题图、统计图表等方式输出。
(4)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。
森林结构调整：
I.林种结构调整:用缓冲分析方法进行河岸防护林，自然保护区，林区防火隔离带等公益林的规划，确定防护林的比例和相应的分布范围。根据森林资源分布状况和自然、社会经济分布特点以及社会经济需求进行空间属性分析可以确定不同林种（如用材林、经济林、造纸林、生态防护林、风景林、水源涵养林等）的布局。
II.龄组结构调整:一方面根据森林资源可持续发展的需要利用地形地貌、立地条件分布特点林木生长各个阶段的经济和生态效益特点利用GIS和相关的技术确定合理的龄组结构；另一方面指定相应的森林时序结构的调整方案并落实到具体的山头地块，在大力造林、绿化、消灭荒山的同时，按照龄组法调整龄组结构，加速林木成熟，使各龄组比重逐步趋向合理，充分发挥林地的生产潜力。
森林经营：
(1)采伐: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。制定采伐计划安排，制作采伐图表和更新设计。
(2)抚育间伐:利用GIS强大的数据库和模型库功能，检索提取符合抚育间伐的小班，制作抚育间伐图并进行合理株数模拟预测。
(3)造林规划:GIS可通过分析提供森林立地类型图表，宜林地数据图表，适生优势树种和林种资料，运用坡位、坡面分析，按坡度、坡向划分的地貌类型结合立地类型选择造林树种和规划林种。
(4)速生丰产林、基地培育：GIS的空间地理信息和林分状况数据结合，依据模型提供林分状况数据如生产力、蓄积等值区划和相关数据，据此可按林分生产力设计速丰林培育和基地建设。
(5)封山育林:封育区域的确定涉及一些地理地貌和社会经济及人为活动等因素。GIS的分析设计可兼顾多种要素，采用DTM和森林分布图及专题图叠加，区划出合理且更易实施的封育区域。
<二>.省、地、县林业资源信息管理与GIS
根据各级林业管理职能的需要，将林业地理信息系统分为三个层次，它们是：省级林业地理信息系统、市级（地区）林业地理信息系统和县（市）级（其中包括林管局）林业地理信息系统。县、市级林业地理信息 系统是广东省级、市级（地区）林业地理信息系统的基础。
1．省级林业GIS对上与国家级林业GIS衔接，对下连接市级（地区）林业GIS，通过它可以直接检索和管理各市级（地区）、县（市）级林业的基本信息，为省级林业主管部门提供辅助决策工具。
2．市级（地区）林业GIS直接检索和管理县级、乡级的林业基本信息，作为市级（地区）林业主管部门的辅助决策工具。
3．县级林业GIS落实到乡、村以及小班地块，为县级林业规划管理、资源监测等不同林业生产管理工作提供服务。县级林业地理信息系统是整个体系的基础，它可以进行林业多种专题的应用，如二类清查内业处理、林业地籍管理、伐区设计、造林规划、抚育间伐、资源监测等。同时确保与其它经济领域应用（如农业国土环境保护等）的接轨。县（市）级林业GIS是市级（地区）林业GIS和省级林业GIS的基础，在建立县（市）级GIS的同时考虑到与市级（地区）、省级甚至国家级林业GIS的接轨。在整个体系中从纵向控制的角度，省控制到市级（地区），市级（地区）控制到县，县控制到乡，最后直接控制到小班地块。实现整个林业信息管理的计算机化。
<三>．“3S”在森林防火管理应用
林火信息管理
林火发生是一个极其复杂的自然现象，它涉及的因素许多，有其自然属性，又有其社会属性。自然属性中有可燃物的类型及其分布状况、地形地貌分布状况、气象因子等等。作森林防火工作者往往要面对错综复杂、各种各样的信息，并在此基础开展我们的林火预防、扑救、善后处理等工作。要全面掌握如此之多的信息非人力所为。特别林火发生又带其突发性，要在很短的时间判断林火的发展趋势，并及时采取决策，同时还要随时掌握现场的状况，就需要指挥者具有丰富的经验掌握丰富的知识。作为指挥者要做到这一步就必须采用先进的科学技术来提高他的判断能力和现场指挥能力。目前用GIS这一工具就可以达到将所有的有关信息有机管理起来并随时调整直观现象的表现出来，做到预防工做决策得力，扑救有效。
林火信息管理有以下几个方面：（1）数据库建立：可以通过不同的方法将森林防火有关的数据采集到计算机之中，建立相应的数据库。这些数据库有地图数据库、属性数据库和方法库。
地图数据库：
林相图或森林分布图或可燃物类型分布图，行政区划图（根据不同的管理层次可分为乡、县、地区、省、全国等级的行政区划）地形图（包括完整的地形地貌信息）水系图（包括江河湖泊，他是重要的扑火物质，又是良好的天然屏障）居民地及扑火队伍分布图（是防火的主要力量，又是扑火决策需要考虑的重要信息源）救火设施分布图（包括了望台分布、救火设施：车辆，灭力机具等、机降点、通讯分布、气象台站等）、交通道路分布图（各种级别道路分布、以区分它对各种运载工具的运行条件）、防火隔离带分布（天然和人工的）、社会经济分布图（有厂矿、学校、各种机构分布情 况）。GIS可以将这些地图进行数字化，并通过相互处理的丰富的形象的地图提供给决策者。
属性数据；将与地图有关的属性特征建立的数据库，其中有小班数据库（有关林相图的属性数据）、气象数据、火灾记录数据、扑火队伍数据、行政区划数据、林业区划数据、道路数据、居民地数据、防火机构数据航空扩林数据、社会经济数据等。这些数据可以是数字的，文字的，也可以是照片，声音，视频等多媒体数据。通过建立属性数据和图形数据库的关联，就可以将地图（空间的）和属性的信息有机的结合，达到相互调用和综合分析。方法或模型库：
对空间和属性数据 的内在关系，以数学模型，才分生长数学模型，材积毛模型、火型为模型，有了这些模型就可以把握住客观事物的内在规律，掌握自然现象的本质。
（2）数据库的动态管理：对地图数据的编辑更新。可利用资源状况、社会经济状况、生产经营状况的各种数据进行及时的更新。如造林、抚育、采伐、道路建设等各种经营活动对资源的变化都可以随时利用GIS管理起来，随时都有反映现状的信息，做到决策方案的真实可靠。
（3）数据检索和输出：利用GIS可以随时制作输出各种专题图和有关表格。它可以比传统手工制作的地图和表格提高效率几倍至几千倍甚至上百倍的效率。也可以在几分钟甚至几秒钟之内查询到所要的数据并以不同方法（地图、表格、多媒体）的形式表现出来。随着以后技术投入，还可以用仿真和虚拟现实的方式将信息直观的提供给决策者。
2． 林火扑救指挥和时实监测
GIS 在迅速反映管理辖区的有关信息，并将信息提供给指挥者。
（1）与遥感卫星的结合：利用人造卫星搭载遥感仪器可以探察包括森林、土地、环境和其他地球资源和大气现象。他形象面积大，成象迅速、成本低廉，能随时监测林火的发生和林火的动态变化。近几年在我国森林防火管理工作中发挥了巨大作用。但由于精度相对来说很低，在某些应用中还具有很大的局限性，在具体林火的扑救方面表现出不足。如结合GIS就可以将这一个缺陷弥补，并可产生不可估量的效果。GIS可以将遥感图象与已有的各种专题地图进行匹配，将遥感的图象与各种专题地图叠加在一起，也可以将根据图象上火点的位置在地图上准确定位，并反映周边的资源和社会经济状况。由此可以判断造成灾害的可能性，以及造成灾害的后果。
（2）与GPS的结合：GPS-全球定位系统在近几年国内外发展和应用十分迅速。它是由均匀分布的24颗空间卫星不断地单向传输住处到用户的GPS接收器，根据卫星的位置，定位精度可以达到100米至毫米。由于它可以在全球任何地方，任何时间，任何气候都可以接收并定位，故对我们林火管理工作的开展产生不可估量的影响。GPS图的制作 通过GPS可以将地理位置转化成GIS的数据格式并输入到GIS中，通过GIS来产生地图，如过火区边缘、交通道路、防火隔离带都可以用GPS将其采集到GIS中。GPS可以在野外采集到的地理位置转化成点、线或多边形数据。GPS与扑火队伍和运载配备GPS和相应的通讯设施后，就可以将队伍行进的位置和路线及时传输到指挥部的GIS系统之中，GIS就可以准确地定位到地图之中。从而就可以对行动的方向，位置，到达的目标地及时的纠正和调整。
（3）GIS了望台的结合进行林火定位：根据了望台的观测情况和数据传输到GIS系统后就可以采用交会方法将林火的位置定位在地图上。
（4）现场报告与林火的定位：GIS具有丰富的查询功能，对于现场报告的模糊信息可以利用GIS模糊查询的功能，对森林火灾的发生位置进行定位，也可以直接报告经纬度的数据或大地坐标数据在GIS中的地图上将林火定位，并将其他相关的数据显示给指挥者。
（5）最佳路径的确定：GIS可以根据交通道路的分布情况，以及扑火队伍的实际位置和要到达的目的地的信息，自动计算出最佳的行进路线。次佳行进路线以及达到目的地所需的时间，并以图形和数学的形式提供给指挥者。
（6）GIS与通讯网络的结合：通讯可以将GIS系统形成具有活力的指挥中心的信息进行快速更新，决策方案能及时发递。GIS结合通讯技术，将变成GIS为中心枢纽的信息网，从各个方面以各种途径传递各种信息，GIS可以将此统一的管理协调起来。具体来说有以下几个传递途径。
I.遥感数据的通讯传输
II.气象数据的通讯传输 III.GPS数据的通讯传输
IV.与上级指挥机构的数据传输
V.横向联合机构数据交换的数据传输
VI.上级相关部门的数据传输
3． 林火的预测预报
由于GIS能将不同的信息源进行统一管理和综合分析，因而将更有利于进行林火发生，发展进行曲分析并且最形象，直观的形式将林火的火险分析提供给管理者。再及GIS林火预测预报的过程是：
接收气象数据选用火险等级分析模型综合资源气象和地形地貌数据进行综合分析得出火险等级数据图形显示或输出火险等级分布图发出警告信息。
火险等级区划有宏观和微观的不同层次，宏观预报是根据不同区域各气象台站观测的数据和区域植被的生长特点来预测火险等级指数，如省火险等级分布，全国火险等级分布，微观火险等级预报具体可落实到山头地块。预测的结果具体详细，但需要的数据量大。
4． 林火设施的布局分析
（1）了望台布局分析：利用地形图和了望台站网的分布特点，可计算出盲区（了望台不可见的山头地块）、定位区（可以利用不同了望台定位的地块）和不可定位区（只有一个了望台可见）在需要建立或增设了望台站的地区可以利用GIS设计观察覆盖面大，盲区小的了望 台分布方案。
（2）交通道路布设：根据目前的林道分布的现状和林火火险等级的分布图以其森林经营的要求利用GIS可以设计出既有利于社会经济要求，又利于林火快速扑救的林区交通道路的设计方案。
（3）防火隔离带的布设：利用GIS所表现的综合治理信息可以直观在地图上设计出经费节省效果佳的防火隔离带。
5． 其它
（1）火灾折算；对过火面积、蓄积损失、经济损失，以及在扑火过程中的各种经济投入能快速并准确地统计计算。
（2）灾后处理：火烧迹地的清理，造林规划
（3）火行为分析
（4）计划烧除
（5）总体规划 由于GIS的特点它的功能和方法正不断在森林防火管理的工作中得以应用。
五．“3S”技术在林业中的应用及展望
“3S”技术中，作为单项的GPS、RS、GIS在林业中已各自取得辉煌的成就，例如，GPS用于飞播造林辅助导航，样地野外定位，伐区测定边界和面积，林业工程测量等，取得良好的经济效益。RS在我国林业中的应用更是令人瞩目，“三北”防护林遥感综合调查在两年时间查清了占全国60%面积的“三北”地区森林、土地、草场 等再生资源的数量，并对“三北”的生态环境进行了评价。使国家有关部门在短时间里掌握了如此大面积的资源状况及变化情况，对人迹稀少、常规方法难以调查的地区，RS更显其威力，西藏自治区森林资源调查就是用遥感技术完成的。
GIS的应用也由当初的简单查询和制图制表发展为森林经营管理的重要工具，除了完成常规的数据管理功能外，可方便地在空间属性数据基础上建立生长、预测、经营、决策等专业模式，通过对各种经营过程进行模拟比较和评价，选择出最优经营方案，并通过与RS的结合作出了许多区域性的森林资源、土地资源的动态化监测。
随着“3S”技术的日益成熟和实用化，其具有实时或准实时获取信息、处理信息的能力，必将给林业生产开拓一块崭新的天地。从“3S”技术的特点和林业生产的内容分析，可以预见，“3S”技术将对林业产生以下影响：
1.改变以往的林业调查作业方式。由于“3S”技术能快速、实时地获取地面三维信息，省去了以往图像繁重的校正工作及手工作图的作业方式，人工劳务介入量大大减少，作业步骤变得简单，周期缩短，成本成倍降低，整个过程将以自动化作业为主。
2.对林火、病虫害等灾害事件监测能力大大增强。我国进行了机-星-地航空遥感试验，已实现了侧视雷达扫描图像的实时数字传输，保障了对灾害事件的全天候监测，并快速地通过通讯卫星向远距离发送。
3.快速编制各种林业专题图件。以往林业制图，由于遥感数据定位困难，人工劳务介入量大，地形图成了编制其它图件的基本图，使得林业专题图的编制费时费力，在一些无地形图的地区更是无法进行。利用“3S”技术可以不受时间、地域的影响，利用其获取的直接地学编码图像，直接输出包括地形在内的各种专业图件，编制时间大大缩短，精度也有了较高的保证。
4.有利于建立现代的国家森林资源监测体系。随着我国经济发展及社会环境意识的增强，传统的森林资源监测体系已不能完全适应社会经济可持续发展的需要。利用“3S”技术建立森林资源监测体系易于克服传统监测体系的缺陷，做到： 1)动态监测森林资源的空间分布信息；
2)不仅对国家及大区域的森林资源进行宏观监测还能对局部微观区域的森林资源变化进行监测；
3)在监测内容上，不仅对森林资源数量进行监测，更能加强对生态环境信息的动态监测； 4)在数据更新方面，利用“3S”技术的实时或准实时功能，能更好地完成监测体系的数据更新
第五篇：信息技术在林业管理中的应用
信息技术在林业管理中的应用
摘要：信息技术的日趋成熟和广泛应用也为林业的发展带来的新的方向和机遇，促进南阳林业建设信息化是现代林业的基本要求，也是衡量林业生产力水平的重要标志。南阳林业信息化的建设应该从以下四个方面入手：
1、加强林业资源监测信息化
2、综合营造林管理信息化
3、林业灾害监控与应急管理信息化
4、林业产业管理信息化
主题词：信息技术 林业 应用
以电子计算机为代表的现代科技的高速发展，将我们带入了信息化的社会，信息技术的日趋成熟和广泛应用也为林业的发展带来的新的方向和机遇。林业信息化是指在林业各个领域应用信息技术，采集、开发和利用信息资源，促进生态建设、林业产业、生态文化和行政管理的科学发展，带动林业实现现代化的过程。它是国家信息化的重要组成部分，是现代林业建设的基本内容，也是衡量林业生产力发展水平的重要标志。
我国林业部门从80 年代初开始使用DBMS 进行生产管理, 国家林业局1992 年设立信息中心,开始了信息化建设的步伐, 提出了“数字林业”建设目标, 建立了森林资源数据处理系统(DPS)、森林资源管理信息系统(MIS)、森林资源决策支持系统(DDS)、林木良种管理信息系统、主要经济树种在线查询系统等。进入21 世纪,“数字林业” 1
建设进展顺利, 林业信息系统已覆盖全国, 基于“3S”技术的森林资源、造林绿化和天然林保护、退耕还林、防沙治沙等林业重点工程建设的现代化林业管理体系正在逐步建立。林业档案数字化工程已完成,国家林业局政府网站建设进一步完善, 内容不断丰富, 信息量不断增加, 并与新华社、国家图书馆等70 多家网站建立了链接, 林业信息化建设达到前所未有的高度。
南阳是一个林业大市，全市林业用地面积1647.28万亩,其中有林地1390.04万亩。将信息技术运用于林业发展，是促进林业科学发展的重要手段，是关系林业工作全局的战略举措和当务之急。加快推进林业信息化，有利于逐步建立起功能齐备、互通共享、高效便捷、稳定安全的林业信息化体系，促进林业决策科学化、办公规范化、监督透明化、服务便捷化，为建设现代林业奠定扎实基础，应该从以下几个方面入手。
一、加强林业资源监测信息化
长期以来，由于林业基础薄弱和生产力水平低下，林业的经营管理始终处于粗放经营的局面。如森林资源数据的获取，长期依靠大量的人力完成，靠人的两条腿满山遍野，一株一株的测量，数据处理靠手工运算 每次调查的数据都需要1 2年才能使用，各类森林资源数据和信息更新周期太长。RS（遥感）、GIS（地理信息系统）、GPS（全球卫星定位系统）合称3S技术的日新月异，为实时林业资源调查和监测提供了可能。通过遥感影像、航片、卫片、无人机、地面近景摄像等三维激光扫描等进行数据的精确获取和快速获取，便于实时动态的对林业资源的变化进行监测。
森林分类经营区划中应用GIS技术将研究区域的森林进行功能区分 ,能把森林区划分类经营的成果以可视化的方式展现，区划的成果可保存,能够一次输人,多次调用。改变了以往的林业区域布局带有较强主观倾向性的弱点。遥感图像主要采用中分辫率（空间分辫率10m——3m）多谱段（波谱分辫率至少含可见光、近红外）卫星遥感数据，经过处理的遥感图像数据，按标准生成数字图像或影像图。GPS技术在国民经济的许多领域已开展使用 ,在林业也不例外。凡是涉及到点、线、面、立体空间的点位确定和点间位置关系的确定都可以通过GPS技术解决,而且迅速、准确。
二、综合营造林管理信息化。
GIS技术在营造林规划设计中运用,方便更准确地了解林业资源现状及生物多样性,可以有效直观地进行生产经营方案的制定。应用管理营造林规划档案,动态生成本地区的可造林地情况分布图,可以更好地实现适地适树提供可视化手段。此外,可以利用的空间分析功能把坡度、坡向、土壤类型、海拔高度等因子作为适地适树分析的主要立地因子进行立地分析和造林树种的选择,提高适地适树分析的可视化程度。
河南省2007年进行的生态省规划工程、国家每年下达的退耕还林、国家级公益林和天然林保护工程以及各种防护林工程外资造林工程，规模庞大，每年的验收和自查都要经历相当长的时间，动用大量的人力物力。运用信息技术，对所有的工程造林和地方一般造林进行一次全面的自查，建立造林地区域分布图，逐小班记录在计算机中，建立起一套造林小班数据库，明确小班的位置、面积、树种、管护以及成活保存等基本信息，这样无论是检查还是自查时都可以方便的通过数据库调取小班情况，进行实地核对，将节省大量的人力物力，还能防止同一小班重复申报不同工程的现象出现。
三、林业灾害监控与应急管理信息化
森林火灾、病虫害灾害以及自然地质灾害对森林的影响是巨大的，我们南阳对森林火灾火情的监测主要是通过地面巡护和设置瞭望台监测的方法来实现的，这种方法人为主观因素较大，在交通不便和自然条件不适合时，都不宜进行监测。卫星遥感技术来监测火源火情是利用极轨气象卫星、陆地资源卫星、地球静止卫星、低轨卫星探测林火。能够发现热点，监测火场蔓延的情况、及时提供火场信息，用遥感手段制作森林火险预报，用卫星数字资料估算过火面积。它探测范围广、搜集数据快、能得到连续性资料，反映火的动态变化，而且收集资料不受地形条件的影响，影像真切。
病虫害对森林资源的破坏以及对林产品造成的损失也是触目惊心的 ,其损失的程度超过森林火灾。应用遥感探测森林病虫害的原理是依据森林植物绿色叶子内部组织结构和功能的变异 ,而对光谱反射率有明显的影响 ,可以根据光谱反射率的差异在红外彩色片上的反映 ,对森林病虫害进行探测。
林业生产灾害频繁爆发 ,例如水、旱、病虫、火、雹、霜冻、风倒、雪压等，这些灾害造成的受灾面积往往很大 ,需要短时间内迅速查清面积范围 ,以便及时抢救 ,或供生产计划部门进行病虫害防治 ,扑灭林火 ,监测火灾蔓延林区水利建设及火烧迹地的管理等 ,利用红外波段的航空遥感和卫星影像绘制灾区平面图是非常有效的。
四、林业产业管理信息化
林业产业涉及方面较多，有经济林、药用林、木材加工、花卉种苗等，林业产业管理信息化主要通过应用现代信息技术动态掌握林业重点企业运行、林产品市场价格、林产品进出口态势、重点地区和重点林产品经营加工情况，并进行综合分析评价、预测预警，实现对林业产业管理现状和发展动态的信息化管理，构建布局合理、结构稳定、功能完善的林业产业体系。把林业信息网络真正作为林业种苗和产品交易的平台，林业技术交流的窗口，林业方针政策的咨询中心，真正做到为广大林农服务。林业信息中心要建立信息服务平台，成立网上技术，信息与政策专家服务队，对林农提出的技术、市场需求信息和政策问题，专家咨询服务中心可在网站给予及时的答复，对问题当时难于解答的，可由网上专家服务中心到现场进行面对面的咨询，也可以通过专家服务电话，予以解答，真正解决林农对林业技术、市场信息和政策咨询的需要。
二十一世纪是一个信息技术发达的时代，信息技术的发展带来了各个行业新的革命，南阳林业也应该把握机遇，迎头赶上信息化的步伐，没有信息化的快速发展，就不可能有真正意义上的现代林业。
（1）《全国林业信息化发展“十二五”规划》（2011-2015年）
（2）《中国林业信息化发展战略研究报告》
（3）《遥感图象处理与判读规范》（试行）国家林业局森林资源管理司，1999年5月
（4）《广东林业信息化现状及对策建议》，张春花 广东林业科技，2005年第21卷第4期.（5）《浅谈信息技术在林业中的应用》，陈烨，崔文霞，新疆林业2008(6)
（6）《基于3S技术的数字林业的思考》，周早弘，华东森林经理 2004,18(1)
（7）《3S技术在林业中的应用》，刘捷，天津农业科学 ,2007，13（1）62-64
（8）《应用信息技术，提高林业管理水平》，高明楣 农业经济 2004(5)
（9）《浅谈遥感技术在林业生产中的应用》，黄传忠，中南林业调 查规划，2000年8月，第19卷第3期
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