浅谈石漠化治理信息系统的数据库设置与建立
——以全国第二次石漠化监测工作中的贵阳清镇市为例
蒲 新
（贵州省林业学校，贵州贵阳 550201）
摘要：以GIS为技术平台，以全国第二次石漠化监测清镇市的数据为依托，探讨了石漠化治理信息系统的数据库设置与建立，并对数据库的录入、建立的流程提出了具体的方法。 关键词：GIS；石漠化治理信息系统；石漠化；数据库
Discussion on Database Design and Construct of Rock
Desertification Control Information System
--------Taking the Second National Desertification Monitoring as an
Example in Qingzheng of Guiyang
PU Xin
（Guizhou Forestry School，Guiyang, 550201，China）
Abstract: This paper studied the design and construct of Qingzheng’s The second rock desertification monitoring ’s database of information ,based on GIS. Bring out the specific way of input and construct for database of information.
Keywords: GIS, rock desertification, database, rock desertification management information system
1 前言
石漠化(Rocky Desertification)是指在亚热带脆弱的喀斯特环境背景下，受人类不合理社会经济活动的干扰破坏，造成土壤严重侵蚀,基岩大面积出露,土地生产力严重下降，地表出现类似荒漠景观的土地退化过程。
2011年初开始，国家林业局组织开展了岩溶地区第二次石漠化监测工作，采用地面调查与遥感技术相结合，以地面调查为主的技术路线，全面应用“3S”技术，通过石漠化监测地理信息管理系统，取得了客观、可靠的监测数据。数据表明我国土地石漠化整体扩展的趋势得到初步遏制，由过去持续扩展转变为净减少，岩溶地区生态状况呈良性发展态势，但局部地区仍在恶化，防治形势仍很严峻。
石漠化受自然条件的影响很大，同时也受各种人为因素的影响。石漠化治理信息系统数据库的设置和建立要根据各地的不同自然环境、人为因素，因地制宜地建立石漠化治理信息系统。建库能够全面地了解
作者简介：蒲新，讲师；电话：1****3483，Email:****************
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石漠化的总体情况，及时地发现石漠化程度的变化状况，有效地监测石漠化系统的数据变化，及时分析造成石漠化的问题所在。本文以全国第二次石漠化监测工作中的贵阳清镇市为例，通过对清镇市石漠化数据的建库、管理、分析选择适宜的方法，利用GIS（地理信息系统）作为技术支撑，建立专门的信息管理系统，提供动态的石漠化演变数据，对石漠化的成因进行科学的研究，为决策提供有效的数据库，以便采取正确有效的治理措施。
2 石漠化现状
清镇市石漠化土地面积32840.7 hm2，占国土总面积的22.01%，其中：
按程度分 轻度石漠化12187.5 hm2，占石漠化土地的37.11%；中度石漠化土地15722.1 hm2，占石漠化土地的47.87%；重度石漠化土地4396.7 hm2，占石漠化土地的13.39%；极重度石漠化534.4 hm2，占石漠化土地的1.63%。
按石漠化治理措施 石漠化土地治理措施面积12275.6hm2，其中：封山管护13.3 hm2，占石漠化土地治理措施面积的0.12%；封山育林（草）2960.6 hm2，占石漠化土地治理措施面积的24.12%；人工造林2532.2 22
hm，占石漠化土地治理措施面积的20.63%；其它林草措施1053.4 hm，占石漠化土地治理措施面积的8.58%；其它工程措施5716.1 hm2，占石漠化土地治理措施面积的46.56%。
按石漠化变化原因 石漠化土地变化原因面积32833.9 hm2，其中：工矿工程建设9.9 hm2，占石漠化土地变化原因面积的0.03%；不适当经营方式9.1 hm2，占石漠化土地变化原因面积的0.03%；其它10.6 hm2，占石漠化土地变化原因面积的0.033%；灾害性气候6.8 hm2，占石漠化土地变化原因面积的0.021%；工程建工程建设44 hm2，占石漠化土地变化原因面积的0.136%；自然修复29850.9 hm2，占石漠化土地变化原因面积的90.91%；前期误判1872.7 hm2，占石漠化土地变化原因面积的5.70%；技术因素1029.9 hm2，占石漠化土地变化原因面积的3.14%。
3 利用“3S”技术在GIS的平台上建库
3.1 数据采集
主要数据包括基础地理数据、矢量数据及其它各类数据。一方面以2005年的第一次石漠化为基础数据，在此基础上进行外业调查和室内内业工作，主要包括目视解译划分图斑、现地核实、GPS特征点调查、质量检查等工作。
3.2 技术方法
利用2011年贵州省林地保护利用规划的卫星遥感影像，以前期（2005年）石漠化监测图斑数据为本底，利用“3S”技术与地面调查相结合，以地面调查为主的技术路线。将1：1万地形图和2005年石漠化监测图斑区划空间信息数据叠加在1：1万卫星遥感影像（RS）上作为工作底图，建立解译标志，在室内按照图斑区划条件，对发生变化的图斑进行目视解译区划。结合全球卫星定位系统（GPS）到实地核准图斑界线并调查核实各项监测因子，完成图斑界线与监测因子的入库修正，利用地理信息系统（GIS）汇总获取本期石漠化的面积、分布、程度及其它方面的信息，最后根据两期调查结果进行对比分析，掌握石漠化的动态变化情况。
3.3 建库目标
本次石漠化治理成果信息系统的数据库的建库目标是建立一个准确的、真实的、有效的、可利用的、有研发价值的数据库。
2
3.4 石漠化治理成果信息系统的数据库建立的流程设计
石漠化数据 RS（遥感） 摇感解译 GIS（地理信息系统） 矢量化11年林保、05年石漠化底图 GPS（全球定位系统） 建立GPS特征点 录入属性、建库 石漠化程度图 各因子详细数据库 规划分区图
完善数据库
图1 清镇市第二次石漠化监测数据库建立流程设计图 4 石漠化数据库各因子的标准
4.1．石漠化划分等级与指标
石漠化程度反映土地退化的严重程度及恢复其生产力和生态系统功能的难易状况。石漠化程度划分为4个等级，详见表1。
表1 石漠化程度划分等级
石漠化程度 等级
轻度石漠化 Ⅰ
中度石漠化 Ⅱ
重度石漠化 Ⅲ
极重度石漠化 Ⅳ
4.2 石漠化程度评定因子（表2-表5）
石漠化程度评定因子有基岩裸露度、植被类型、植被综合盖度和土层厚度。
表2 基岩裸露度评分标准
基岩裸露度 (石砾含量)
程度 评分
30-39% 20
40-49% 26
50-59% 32
60-69% 38
≥70% 44
表3 植被类型评分标准
植被类型
类型 评分
乔木型 5
灌木型 8
草丛型 12
旱地作物型 16
无植被型 20
表4 植被综合盖度评分标准
盖度
植被综合盖度
评分
5
8
14
20
26
旱地农作物植被综合盖度按30-49%计。
50-69%
30-49%
20-29%
10-19%
＜10%
表5 土层厚度评分标准
厚度
土层厚度
评分
Ⅰ级（≥40cm） 1
Ⅱ级（20-39cm） 3
3
Ⅲ级（10-19cm） 6
Ⅳ级（＜10cm） 10
4.3 石漠化程度评定标准
根据以上4个评价指标评分之和确定石漠化程度，具体评价由计算机自动生成。评分标准如下： ⑴ 轻度石漠化（Ⅰ）：各指标评分之和≤45；⑵ 中度石漠化（Ⅱ）：各指标评分之和为46-60；⑶ 重度石漠化（Ⅲ）：各指标评分之和为61-75；⑷ 极重度石漠化（Ⅳ）：各指标评分之和＞75。
4.4 演变类型评价标准
⑴ 明显改善型：影像特征变化明显，现地调查植被状况明显改善，石漠化状况顺向演变或者石漠化程度顺向演变两级或者两级以上。⑵ 轻微改善型：影像特征变化小，现地调查植被状况轻微改善，石漠化程度顺向演变一级。⑶ 稳定型：影像特征没有变化，现地调查植被状况基本维持稳定，石漠化状况与石漠化程度均没有发生变化。⑷ 退化加剧型：影像特征变化小，现地调查植被有轻微退化，石漠化程度逆向演变一级。⑸ 退化严重加剧型：影像特征变化明显，现地调查植被退化明显，石漠化状况逆向演变或者石漠化程度逆向演变两级或者两级以上。
4.5 坡度标准
指图斑的坡度，山地坡面与水平面的夹角，按度数分成平坡、缓坡、斜坡、陡坡、急坡和险坡六级。① Ⅰ级为平坡 ＜5°；② Ⅱ级为缓坡 5-14°；③ Ⅲ级为斜坡 15-24°；④ Ⅳ级为陡坡 25-34°；⑤ Ⅴ级为急坡 35-44°；⑥ Ⅵ级为险坡 ≥45°。
以上各因子的标准是按照《贵州省岩溶地区第二次石漠化监测实施细则》执行。
5 数据库的构建
地理数据包含属性数据和空间数据。
5.１ 属性数据库的建立
5.1.1 数据编码
为了方便GIS软件的数字化操作，对数据库的因子赋于代码或数值，提高计算机的计算能力和分析能力，使其更具有操作性。如表6。 5.1.2结构设计
根据清镇市现有的数据，把数据库按其对石漠化成因影响进行归类，设计其属性数据库结构：见图２
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属性数据库 石漠化数据库 石漠化基础石漠化演变石漠化前后环境因子 治理措施 气候环境因土壤环境因土地利用因前期采取治应采取治理图２ 属性数据库 5.2 空间数据库的建立
空间数据是指用来表示空间实体的位置、形状、大小及其分布特征诸多方面信息的数据，它具有定位、定性、时间和空间关系等特性。GIS 以图层为基础，与地图中的专题图层一样，GIS 数据集表示的是各要素的逻辑集合，包括各要素的地理位置、形状以及以属性存储的描述性信息。 5.2.1 图层
空间数据分基本图数据层和专题图数据层，高清晰卫星影像图做为石漠化数据库的主要地理底图，然后把河流、道路及湖泊等基础图叠加进去，组成基本底图数据层。专题图数据层包括：石漠化程度、土壤类别等。
a.基本图：主要反映石漠化地区的自然地理、社会经济要素和调查测绘成果，是求算面积和编制石漠化专题图的基础资料，包括省、县和乡行政界线、主要道路和水系、村以上居民点位置、图名、图例、直线比例尺、编图说明、编图单位和时间等基础信息。
b.专题图：由基本图生成，以反映专业内容为主，其图种和比例尺根据经营管理需要确定。主要包括岩溶土地分布图、石漠化程度分布图。 5.2.2 图形的录入
采用GIS平台进行图斑管理，在基础地理信息和图斑图形数据基础上用GIS平台编制基本图和专题图。 根据现地核实结果，在计算机上对室内人机交互目视解译形成的图斑界线进行修正。同时，以代码方式输入每个图斑的调查因子（属性数据），形成shape格式的矢量图形数据类型（包括空间数据和属性数据）。数据录入完成后，利用国家林业局提供的软件进行调查因子之间的逻辑检查，不符合逻辑的因子必须返回修改，待逻辑检查全部通过后，才能作为上报数据。
5.3 空间数据与属性数据的连接
空间数据与属性数据都是通过元素的ID来进行连接的，可以在打开一个地图后，看属性表，不同的数据文件有不同的规则，都有个类似Object ID的字段做唯一的标识和联系。
6 系统功能
根据石漠化治理信息系统的数据库建立的目的，利用结构化和原理化相结合的方法，对系统进行功能解析，建立模块体系。体系由数据查询功能模块、数据统计功能模块、数据分析功能模块组成。
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口ｉⅧｎｍ叭４ｍ·¨∞
ｍｆ，｝“ｍ－ｈ一Ⅲ￡6.1 数据查询功能
采用GIS技术，可以提供度的信息组合查询方式，如地域查询、指标及分组查询、时间维的查询和模糊查询等。更为重要的是，可实现统计数据与地图的双向定位；GIS还提供了很多空间分析方式，如缓冲分析、邻域分析、空间自相关分析等，可以任意指定空间范围进行数据查询。
6.2 数据统计功能
基于地理信息集成， GIS系统将各类数据统计计算，图文并茂地展现，可以弥补传统的表格表现力的不足，而且有助于发现数据背后隐含的规律，并可通过专网向各部门提供信息服务，提高统计数据的利用价值。
6.3 数据分析功能
地理信息系统(GIS)具有很强的空间信息分析功能，这是完全区别于计算机地图制图系统。利用空间信息分析技术，通过对原始数据的观察和实验，可以获得新的经验和知识，并以此作为空间行为的决策依据GIS不仅仅提供静态的查询功能，更重要的在于它还可以根据需要建立一个应用分析的模式，进行动态的分析。
6.3.1 叠加分析功能
叠加分析是叠加两幅或两幅以上的图层，在空间上比较图层的要素和属性，包含合成叠加分析和统计叠加分析，合成叠加分析是根据两组多边形边界的交点建立具有多重属性的多边形。统计叠加分析是统计一种要素在另一种要素中的分布特征。
本次石漠监测工作中，我们把清镇市前、本期岩溶土地石漠化状况与前、本期石漠化程度各图层进行叠加，把各因子用不同颜色表现出来，最后成图如3，能很直观、很清析地表现出石漠化的动态变化状况，见图3。
图3 清镇市石漠化动态变 图4 清镇市石漠化演变类把清镇市石漠化演变类型的各图层叠加，把各因子用不同颜色表现出来，最后成图4，能很清楚地了解到哪此地方属于石漠严重加剧型；哪些地方属于明显改善型；哪些地方属于正在加剧型；哪些工作做得比较好，属于稳定型，见图4。 6.3.2 缓冲区分析
缓冲区分析是地理信息系统重要的空间分析功能之一，它在林业、资源管理、城市规划中有着广泛的
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应用。例如：湖泊和河流周围的保护区的定界,建筑区的选择,民宅区远离街道网络的缓冲区的建立等。 6.3.3 常规统计分析
常规统计分析主要完成对数据集合的均值、总和、方差、频数、峰度系数等参数的统计分析。
7 结束语
目前GIS技术在石漠化监测工作中已得到普遍运用，本文以全国第二次石漠化监测贵阳清镇市为例，设置和建立了石漠化治理信息系统的数据库，目标是为提高石漠化的治理工作，提供有效的动态石漠化信息数据，对石漠化动态变化有一个更具体、更详尽的了解和掌握。
随着GIS软件技术的不断更新和开发利用，我们要充分地利用对石漠化工作有极大价值的GIS平台，为我们今后的石漠化研究方向和治理策略提供更先进的、更准确的、更有效的石漠化数据库。
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（责任编辑 王妍）
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