第五章 GIS 在林业及其相关领域中的应用

5.1 GIS 森林资源常规管理中的应用

一、资源档案管理

1. 资源数据一体化查询 ；

2. 资源数据及时更新；

3. 资源统计报告和图形输出 ;

二、资源动态变化监测

1. 林业土地利用变化监测 2. 林分变化监测

林分因子包括林种，树种，郁闭度，蓄积，龄级等。

森林资源空间分布图

属性表

森林资源动态变化图

0

200

400

600

800

1000

1979 1984 1990 1995 2000

万公顷

林业用地

有林地

林分

用材林

防护林

经济林

薪炭林

特用林

各林分面积动态变化

0

50

100

150

200

250

1979 1984 1990 1995 2000

万公顷

　

Forest Damage Monitoring by Change Detection

Old ortho image (1 year ago) New ortho image (present)

Newly damaged area

三、森林火险预警

1. 森林火险嘹望塔的合理布局规划 ;

2. 火险实时预报 ;

3. 森林防火扑救指挥系统 ;

四、营林规划设计

1. 造林规划 ；

2. 速生丰产林培育及低产林改造规划 ；

3. 抚育采伐更新设计 ;

4. 封育 ;

五、林业生产辅助决策

1.GIS 辅助设计；

林区道路网规划设计 、工程量计算 等。

2. 方案比较 ;

3. 辅助决策 ;

六、林业专题分析

1. 森林病虫害预测预报 ;

2. 森林灾后损失估计 ;

5.2 GIS 天然林工程中的应用一、天然林资源家底清查 ；

天然林资源家底调查的具体内容包括地类分布面积、森林类型和蓄积量 ( 或生物量 ) 。通过 GIS 的运作，为天然林区输出森林植被的图件和数表，以及文字的总结报告 。

二、天然林监测 ；

掌握工程区域内各类型资源数量、质量及其动态变化 ；

对工程的生态效益、社会效益、经济效益作出准确客观评估，为规范和指导天然林资源的保护提供重要的依据，实现资源的可持续发展 。

天然林资源监测指标体系

静态结构指标

动态变化指标

综合效益指标

资源现状指标社会经济变化指标资源动态变化指标社会经济变化指标生态效益指标

社会效益指标

生态效益指标

三、天然林分析评价

通过数据分析可以认识和了解天然林资源的特征，内部结构、功能、运行机制，计划管理，并为天然林保护的决策和管理服务。

四、天然林管理与决策

建立天然林资源信息决策管理的专家系统。

5.3 GIS 在旅游管理中的应用 GIS 在旅游管理中具有广泛的应用前景，能够充分体现以下特点 ：

(1) 能快速得到分析结果。以往人工进行旅游规划时，需要一两个月甚至更长时间。而现在利用 GIS 软件，只要一两个小时甚至更短的时间，就可以得出结果。

(2) 易于更改规划结果，实现动态规划。当影响旅游规划的因素发生改变时，以前需要投入大量的人力进行修改规划方案。利用 GIS 软件规划时，只要对数据库进行修改，即可得到新的规划方案。

(3) 易于显现分析结果。大部分 GIS 软件都具有很强的地图编辑与显示能力，对规划分析结果利用地图形式显现出来，比较形象生动。

系统结构图

5.4 GIS 在荒漠化防治中的应用

在 GIS 支持下，从景观生态的角度出发，通过对土地利用和区域景观格局的研究，了解荒漠化景观格局的动态变化，制定荒漠化评价指标体系，建立定量评价模型，进行荒漠化程度的判定和区分，对荒漠化的势态预测，为荒漠化防治决策提供依据。

省（市）、自治区荒漠化监测站省（市）、自治区荒漠化监测站

中国荒漠化监测中心中国荒漠化监测中心

重点地区荒漠化监测站重点地区荒漠化监测站

定 位 观 测 站定 位 观 测 站县地级荒漠化监测站县地级荒漠化监测站

第六章 GPS 原理及应用

6.1 GPS 概述

1.GPS 的诞生

20 世纪 70 年代初，美国着手研究导航卫星测时测距全球定位系统（ Navigation Satellite Timeing and ranging/Global Position System,NAVSTAR/GPS), 现在通称全球定位系统（ GPS ）。

其特点：（ 1 ）利用人造地球卫星进行点的测量导航；（ 2 ）全球连续覆盖，导航定位精度高、速度快、抗干扰性强等。

GPS 提供两种服务：（ 1 ） SPS （ Standard Positioning Service), 用于民用事业；

（ 2 ） PPS （ Precise Positioning Service), 用于军事。

美国政府对 GPS 精度的限制（ 1991-1994 ）：

(1)SA （ Selective Availability) 技术 ---- 有选择可用性；

(2)AS(Anti-spoofing) 技术 ---- 反电子欺骗技术；

SPS 服务水平定位精度降低到 100m ，在密码保护下 PPS 服务精度提高到 1m.

2000 年 5 月取消了 SA 政策。

6.2 GPS 的组成 GPS 由空间星座、地面控制系统、用户系统。

一、空间星座24 颗星（ 3 颗备用）； 6 个轨道平面；

离地高度 20000KM ；

11 小时 58 分 / 周；

2 周 / 天；

二、地面控制系统

5 个监控站：数据自动采集，为主控站提供各种观测数据；

3 个注入站：将推算出的卫星星历，钟差和导航电文等控制指令注入到相应卫星的存储系统，并监测注入信息的正确性。

1 个主控站：数据处理和管理中心，用监控站和本站提供的观测数据计算卫星星历，提供时间基准，数据到注入站；

三、用户系统 组成：接收机、天线、计算设备和相关软件。

核收部分为接收机，主要用于 GPS 卫星发射的信号，并根据信号到达接收机的时间，确定接收机与卫星间的距离。

天线 天

线

主机箱记录簿

主机

电源

电台

6.3 GPS 的定位原理

地球

GPS 接收机

GPS 卫星 2

GPS 卫星 3

GPS 卫星 1

GPS 卫星 4