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摘要 地理信息系统具有强大的空间分析能力，是实现林业生物灾害的精确管理的重要工具。运用ENVI与ArcGIS一体化集成平台，建立林业生物灾害TSE分析模型，实现林业生物灾害的精细化预报，以期为林业生物灾害精确管理提供可靠的依据。
关键词 地理信息系统；遥感；林业生物灾害；精确管理
中图分类号 S763 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）11-0195-01
1 地理信息系统发展概述
地理信息系统，即Geographic Information System，Geo-Information system，或者GIS。广义的是指地理空间信息管理系统，通常意义上的是狭义的，是指获取、存贮、查询、分析和显示地理空间数据的信息处理系统。最早的可操作的地理信息系统，是20世纪60年代初，Tom Linson为加拿大土地勘查局存贮、操作和分析数据开发的CGIS。随着计算机图形学的发展，地图叠置和拓扑网络分析等空间分析方法的引入，以及行式打印机和笔试绘图仪的研发，GIS技术日臻成熟。在众多的GIS平台中，Esri的ArcGIS为用户提供了一个可伸缩的、较为全面的GIS平台，被广泛用于交通、水利、电信、物流、国防、气象、应急救灾、环境、科研、教育等行业的地图生产、数据分析与共享[1]。
2 当前国外地理信息系统应用
GIS最先主要用于土地利用规划、野生动物栖息地分析、自然灾害评估、林木管理与河流监控等自然资源管理领域，如美国地质调查局通过国家地图项目，提供了全美范围内的地理空间数据，应用于跨领域的野火分析、土地利用、气象与水文信息服务等自然资源管理领域。随着GIS应用领域的不断拓展，GIS很快被用于灾害风险分析、紧急救援、犯罪分析、公共健康管理、环境管理、地籍管理、交通应用、精准农业。再加上空间定位技术和互联网的普及与GIS的融合，GIS很快应用于各领域的导航服务，尤其是当今智能手机和车载导航仪的普及，GIS的导航应用已经成为普通民众不可缺少的出行工具之一。
3 国内林业生物灾害监测中地理信息系统的应用
在国内的林业生物灾害管理中，GIS的应用起步较晚。最早主要用于林业生物灾害的数据统计与显示，如武红敢等[2]利用安徽省潜山县的二类森林资源清查基础数据，研发了森林病虫害监测与管理系统，用于林业生物灾害监测的数据统计、报表与制图。骆社周等[3]研发了基于GIS的松毛虫管理系统，主要用于预测并在地图上显示马尾松毛虫的发生状况。孙浩忠等[4]则提出了利用GPS和GIS绘制县级森林病虫害监测网点位置图的方法。覃传恒[5]开发了基于GIS的广西森林病虫害管理信息系统，用于林业生物灾害监测的数据采集、查询与统计制图。
随着ArcGIS在林业系统的普及，ArcGIS的空间分析工具也逐渐应用到林业生物灾害管理之中。马菁[6]在GIS的信息量模型对林业生物灾害空间预测方面进行了探讨性研究。李浩明[7]开发了基于ArcGIS Server的林业病虫害遥感监测与预测系统，实现了落叶松锉叶峰（Pristphora Iaricis）发生和预测空间数据的显示、查询、空间分析和组织管理等功能。张国庆利用ArcGIS的空间分析工具，对安徽省潜山县第三次林业有害生物普查数据进行了统计分析（图1），并结合历年发生数据，将其应用于2016年的林业生物灾害长期预报、中期预报和短期生产性预报（图2）[8-10]。
4 林业生物灾害地理信息系统应用展望
4.1 ENVI 5.2与ArcGIS一体化集成
随着遥感技术的发展，3S技术（Remote Sensing，RS；Geographical information System，GIS；Global Positioning System， GPS）广泛应用各个行业。尤其是近年来，Exelis Visual Infor-mation Solutions公司的ENVI 5.2的发布，实现了与Esri的 ArcGIS平台的融合，使得遥感影像和图像分析功能可以作为核心组成部分，与ArcGIS一体化集成。
4.2 TSE在林业生物灾害精细化管理中的应用
张国庆[11-19]在提出复杂系统生态论的TSE分析方法（TSDA，Time-Space Dynamic Analysis About Event）的同时，并将其应用于包括林业生物灾害在内的生态系统精确管理方法，运用一体化的ArcGIS和ENVI集成平台，建立林业生物灾害TSE精细化预测预报模型，采用PDCS（Plan，Do，Check，Study）循环，不断提高遥感数据解析的精确度和GIS数据管理的精细度，通过系统关键因子分析，实现林业生物灾害精细化管理。
4.3 GIS在林业生物灾害精确管理中的应用趋势
GIS在林业生物灾害精确管理中的应用，是林业生物灾害精确管理未来发展趋势。笔者认为，在数据获取方面，对于大尺度空间的监测，可以使用高分卫星影像数据，快速获取林业生物灾害发生信息；对于小空间尺度的监测，可以根据需要，采用化学、物理诱集，在线视频监测，航空遥感，或者局地无人机超低空遥测。在数据分析方面，采用TSE方法，引用新的数学分析技术，对上述数据进行建模分析，获取较为精确的预测预警模型，实现林业生物灾害的精细化预报，为林业生物灾害精确管理提供可靠的依据。
5 参考文献
[1] KANG-TSUNG CHANG.Introduction to Geographic Information Systems[M].New York：McGraw-Hill Companies，2008：2-15.
[2] 武红敢，石进，蒋丽雅，等.3S技術在安徽省森林病虫害监测与管理中的应用[C]//昆虫与环境：中国昆虫学会2001年学术年会论文集.北京：中国昆虫学会，2001：298-304. [3] 骆社周，申维，郑晖，等.基于GIS的松毛虫管理系统的设计与开发[J].江西农业大学学报，2006（2）：152-155.
[4] 孙浩忠，周燕萍，兰桂芬，等.GPS与GIS联合进行森林病虫害监测图件制作[J].农业网络信息，2008（11）：28-29.
[5] 覃传恒.基于GIS的广西森林病虫害管理信息系统研究[D].南宁：广西大学，2008.
[6] 马菁.基于GIS的信息量模型在森林病虫害空间预测中的应用方法研究[J].林业调查规划，2014（5）：44-47.
[7] 李浩明.基于ArcGIS Server的林業病虫害遥感监测与预测系统的设计与实现[D].北京：北京林业大学，2011.
[8] 潜山县国家级森林病虫害中心测报点.2016年潜山县林业生物灾害发生趋势预报[EB/OL].（2016-01-01）[2016-05-02].http：//www.qsx.gov.cn/index.php？m=content
关键词 地理信息系统；遥感；林业生物灾害；精确管理
中图分类号 S763 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）11-0195-01
1 地理信息系统发展概述
地理信息系统，即Geographic Information System，Geo-Information system，或者GIS。广义的是指地理空间信息管理系统，通常意义上的是狭义的，是指获取、存贮、查询、分析和显示地理空间数据的信息处理系统。最早的可操作的地理信息系统，是20世纪60年代初，Tom Linson为加拿大土地勘查局存贮、操作和分析数据开发的CGIS。随着计算机图形学的发展，地图叠置和拓扑网络分析等空间分析方法的引入，以及行式打印机和笔试绘图仪的研发，GIS技术日臻成熟。在众多的GIS平台中，Esri的ArcGIS为用户提供了一个可伸缩的、较为全面的GIS平台，被广泛用于交通、水利、电信、物流、国防、气象、应急救灾、环境、科研、教育等行业的地图生产、数据分析与共享[1]。
2 当前国外地理信息系统应用
GIS最先主要用于土地利用规划、野生动物栖息地分析、自然灾害评估、林木管理与河流监控等自然资源管理领域，如美国地质调查局通过国家地图项目，提供了全美范围内的地理空间数据，应用于跨领域的野火分析、土地利用、气象与水文信息服务等自然资源管理领域。随着GIS应用领域的不断拓展，GIS很快被用于灾害风险分析、紧急救援、犯罪分析、公共健康管理、环境管理、地籍管理、交通应用、精准农业。再加上空间定位技术和互联网的普及与GIS的融合，GIS很快应用于各领域的导航服务，尤其是当今智能手机和车载导航仪的普及，GIS的导航应用已经成为普通民众不可缺少的出行工具之一。
3 国内林业生物灾害监测中地理信息系统的应用
在国内的林业生物灾害管理中，GIS的应用起步较晚。最早主要用于林业生物灾害的数据统计与显示，如武红敢等[2]利用安徽省潜山县的二类森林资源清查基础数据，研发了森林病虫害监测与管理系统，用于林业生物灾害监测的数据统计、报表与制图。骆社周等[3]研发了基于GIS的松毛虫管理系统，主要用于预测并在地图上显示马尾松毛虫的发生状况。孙浩忠等[4]则提出了利用GPS和GIS绘制县级森林病虫害监测网点位置图的方法。覃传恒[5]开发了基于GIS的广西森林病虫害管理信息系统，用于林业生物灾害监测的数据采集、查询与统计制图。
随着ArcGIS在林业系统的普及，ArcGIS的空间分析工具也逐渐应用到林业生物灾害管理之中。马菁[6]在GIS的信息量模型对林业生物灾害空间预测方面进行了探讨性研究。李浩明[7]开发了基于ArcGIS Server的林业病虫害遥感监测与预测系统，实现了落叶松锉叶峰（Pristphora Iaricis）发生和预测空间数据的显示、查询、空间分析和组织管理等功能。张国庆利用ArcGIS的空间分析工具，对安徽省潜山县第三次林业有害生物普查数据进行了统计分析（图1），并结合历年发生数据，将其应用于2016年的林业生物灾害长期预报、中期预报和短期生产性预报（图2）[8-10]。
4 林业生物灾害地理信息系统应用展望
4.1 ENVI 5.2与ArcGIS一体化集成
随着遥感技术的发展，3S技术（Remote Sensing，RS；Geographical information System，GIS；Global Positioning System， GPS）广泛应用各个行业。尤其是近年来，Exelis Visual Infor-mation Solutions公司的ENVI 5.2的发布，实现了与Esri的 ArcGIS平台的融合，使得遥感影像和图像分析功能可以作为核心组成部分，与ArcGIS一体化集成。
4.2 TSE在林业生物灾害精细化管理中的应用
张国庆[11-19]在提出复杂系统生态论的TSE分析方法（TSDA，Time-Space Dynamic Analysis About Event）的同时，并将其应用于包括林业生物灾害在内的生态系统精确管理方法，运用一体化的ArcGIS和ENVI集成平台，建立林业生物灾害TSE精细化预测预报模型，采用PDCS（Plan，Do，Check，Study）循环，不断提高遥感数据解析的精确度和GIS数据管理的精细度，通过系统关键因子分析，实现林业生物灾害精细化管理。
4.3 GIS在林业生物灾害精确管理中的应用趋势
GIS在林业生物灾害精确管理中的应用，是林业生物灾害精确管理未来发展趋势。笔者认为，在数据获取方面，对于大尺度空间的监测，可以使用高分卫星影像数据，快速获取林业生物灾害发生信息；对于小空间尺度的监测，可以根据需要，采用化学、物理诱集，在线视频监测，航空遥感，或者局地无人机超低空遥测。在数据分析方面，采用TSE方法，引用新的数学分析技术，对上述数据进行建模分析，获取较为精确的预测预警模型，实现林业生物灾害的精细化预报，为林业生物灾害精确管理提供可靠的依据。
5 参考文献
[1] KANG-TSUNG CHANG.Introduction to Geographic Information Systems[M].New York：McGraw-Hill Companies，2008：2-15.
[2] 武红敢，石进，蒋丽雅，等.3S技術在安徽省森林病虫害监测与管理中的应用[C]//昆虫与环境：中国昆虫学会2001年学术年会论文集.北京：中国昆虫学会，2001：298-304. [3] 骆社周，申维，郑晖，等.基于GIS的松毛虫管理系统的设计与开发[J].江西农业大学学报，2006（2）：152-155.
[4] 孙浩忠，周燕萍，兰桂芬，等.GPS与GIS联合进行森林病虫害监测图件制作[J].农业网络信息，2008（11）：28-29.
[5] 覃传恒.基于GIS的广西森林病虫害管理信息系统研究[D].南宁：广西大学，2008.
[6] 马菁.基于GIS的信息量模型在森林病虫害空间预测中的应用方法研究[J].林业调查规划，2014（5）：44-47.
[7] 李浩明.基于ArcGIS Server的林業病虫害遥感监测与预测系统的设计与实现[D].北京：北京林业大学，2011.
[8] 潜山县国家级森林病虫害中心测报点.2016年潜山县林业生物灾害发生趋势预报[EB/OL].（2016-01-01）[2016-05-02].http：//www.qsx.gov.cn/index.php？m=content