森林资源空间数据集成管理技术的研究与应用

论文摘要

森林资源数据获取与更新是森林资源调查永恒的主题,从有森林调查开始,森林调查从业者对获取准确的森林资源数据进行不懈的努力。从全林每木到抽样调查,从样地调查到角规抽样,从对坡勾绘到航片的应用,从航片到卫片,从手工制图到地理信息的应用,从罗盘配合地形图定位到GPS手持机和PDA的应用等,无不表明森林资源空间数据的获取手段的提高和调查数据精度的提高。本研究采取理论和实践紧密相结合的技术路线,主要是应用“3S”技术,对在森林资源空间数据的采集和更新的实际工作遇到的具体问题做了一些研究来提高数据采集和更新的效率,主要内容如下：1采用以Visual Basic6.0为开发平台,对MapInfo Professional进行集成开发,实现非地理要素的结合,发挥了工具型地理信息系统的长处又弥补了属性数据编辑能力不强的弱点。2通过地理信息属性数据录入的研究,实现了数据的双模式输入,即代码输入和下拉框选择输入,实现了华表组件的数据和地图窗口的互动,编辑小班属性的同时可以看到小班的图形数据以及小班范围内的遥感影像,克服了小班图形数据和属性数据”张冠李戴”的现象。3将森林资源空间数据的采集工作分解到林班,能够使每一个工作人员完成自己的内业工作,对提高森林资源空间数据的准确性,提高数据采集的速度和质量。4针对具有一个控制点的图像研究出图像单点配准的方法,简化了图像配准的过程,提高了工作效率。5应用地形数据(DEM)直接完成小班的立地条件数据填写,提高了准确性。应用DEM数据制作成的晕渲地形林相图,直接具有立体效果,形成新一代的地形林相图。方便林业基层工作人员读图和调查人员区划立地类型小班。6 GPS数据提供的地理数据为森林资源空间图形数据采集和更新提供了准确的数据源,这些数据是巨大的信息财富。本研究提供了利用这些数据的方法,在实际生产中得到广泛引用,取得了很好的效果。7采用局部矢量化的方法,利用三类调查数据对森林资源空间数据的更新,扭转了现实森林资源管理中,数据“1年清、2年变、3年乱”的被动局面。8森林资源空间数据的主要来源是遥感数据,对两期的TM影像进行比较可以发现该时间段的森林变化情况,对这些变化的发现可以使森林调查有的放矢,提高森林调查的质量。本研究通过两期影像NDVI差值的分布,来确定两期的资源变化,取得了很好的效果,在实践中有指导作用。9将样地数据进行矢量化管理,将样木的真实空间分布进行描述,实现森林资源空间数据一体化管理,实现抽样调查体系和目测现地调查体系的结合。通过这些数据完成检查小班的调查质量,计算精度,两套调查体系进行比估等工作。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 综述
• 1.1 引言
• 1.2 森林资源的数据特征
• 1.3 森林资源调查的沿革
• 1.3.1 调查体系形成
• 1.3.2 我国森林调查的分类
• 1.3.3 现行二类调查方法
• 1.3.4 计算机在森林资源调查中的应用
• 1.4 "3S"技术
• 1.4.1 地理信息技术（GIS）在森林资源调查中的应用
• 1.4.2 遥感技术（RS）在森林调查和监测中的应用
• 1.4.3 全球定位系统（GPS）在森林资源调查中的应用
• 1.4.4 嵌入式GIS
• 1.4.5 小结
• 1.5 研究的目的和意义
• 1.5.1 研究目的
• 1.5.2 研究意义
• 1.5.3 技术路线
• 1.5.4 创新点
• 2 森林资源管理平台设计和数据处理
• 2.1 地理信息系统软件的分类
• 2.2 MapInfo产品简介
• 2.2.1 Maplnfo产品的应用模式的选择
• 2.3 GPS的应用
• 2.3.1 GPS手持机数据利用
• 2.3.2 对讲机GPS的应用
• 2.3.3 小结
• 2.4 图像的单点配准
• 2.4.1 图像配准的原理
• 2.4.2 Mapinfo Professional中图像配准文件的结构
• 2.4.3 BMP文件结构分析
• 2.4.4 坐标旋转变换
• 2.4.5 实现步骤
• 2.4.6 结果验证
• 2.4.7 小结
• 3 森林资源空间数据采集与更新
• 3.1 森林资源空间数据的快速采集
• 3.1.1 数据采集工作的有效分解
• 3.1.2 方便的打开地图界面
• 3.1.3 平差功能的实现
• 3.1.4 成图标准化
• 3.1.5 小班注记的形成
• 3.1.6 提出小班界
• 3.1.7 小班着色
• 3.1.8 小结
• 3.2 属性数据的采集
• 3.2.1 华表组件简介
• 3.2.2 华表组件与地理信息系统属性表的信息传递设计
• 3.2.3 属性数据的快速采集设计
• 3.2.4 筛选功能的实现
• 3.2.5 小结
• 3.3 局部矢量化
• 3.3.1 局部矢量化的提出
• 3.3.2 局部矢量化的设计思想
• 3.3.3 局部矢量化的关键
• 3.3.4 局部矢量化的实现
• 3.3.5 小结
• 3.4 森林资源空间历史数据的管理
• 3.4.1 时态GIS
• 3.4.2 时间维的表达方式
• 3.4.3 时态GIS的实现方式
• 3.4.4 小结
• 4 地形数据的应用
• 4.1 地貌立体表示方法
• 4.2 数字高程模型（Digital Elevation Model,简称DEM）
• 4.2.1 规则格网模型
• 4.2.2 等高线模型
• 4.2.3 不规则三角网（TIN,Triangulated Irregular Network）
• 4.3 错误高程值的查找
• 4.3.1 检查等高线高程值的常用方法
• 4.3.2 检查等高线错误的原理
• 4.3.3 实现步骤
• 4.4 海拔高、坡度、坡向的填写
• 4.4.1 DEM模型的获得
• 4.4.2 将Grid模型转换为点、面实体的图层
• 4.4.3 点状实体的海拔高、坡度和坡向填写
• 4.4.4 面状小班海拔高、坡度和坡向的填写
• 4.5 林相图的"平面立体"制作
• 4.5.1 地形数据的准备
• 4.5.2 山体阴影的处理
• 4.5.3 加载到地图窗口中
• 4.5.4 "平面立体"林相图的应用
• 4.6 小结
• 5 森林资源变化监测
• 5.1 植被指数
• 5.2 TM影像的光谱特征
• 5.3 归一化植被指数NDVI
• 5.4 监测原理
• 5.5 森林资源变化监测步骤
• 5.5.1 数据源
• 5.5.2 二进制图像数据输入
• 5.5.3 遥感影像的纠正配准
• 5.5.4 影像裁切
• 5.5.5 求算NDVI
• 5.5.6 求算NDVI的差值影像
• 5.5.7 森林资源变化定位
• 5.5.8 检测验证
• 5.6 小结
• 6 样地的管理模式研究
• 6.1 样地管理模式的选择
• 6.2 样地的输入界面设计
• 6.3 样地每木输入设置
• 6.4 样地材料的逻辑检查
• 6.5 样地计算
• 6.6 样地与小班因子对照表
• 6.7 小结
• 结论与讨论
• 参考文献
• 附录
• 攻读学位期间发表的学术论文及参与的科研项目
• 致谢
• 个人简历