摘要 AcrGIS是各行各业常用的地理信息系统软件，在林业中的应用也十分广泛，近年来越来越多地被运用于数据分析与统计。应用AcrGIS软件对各种林业数据进行分析统计，能够节省广大林业工作者大量的时间与精力。以林地质量等级评价为例，研究通过AcrGIS软件对遥感数据的提取分析，取得以往必须现地采集的一些数据，如坡向、坡度、坡位等因子的一系列方法，以及通过AcrGIS软件对栅格数据进行空间分析的具体应用，旨在发掘AcrGIS地理信息系统对林业数据分析的潜力，并探索林业工作中遥感数据与AcrGIS地理信息系统的相互应用。
关键词 AcrGIS地理信息系统；
林业数据；
遥感数据空间分析
中图分类号：S127 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2023）02–0049-03
在各种林业调查规划工作中，林业各项资源数据的分析研究工作是工作人员经常要做且比较繁琐的。以往，进行数据分析大多以手工或各种不同的软件相互穿插完成，现在各种数据量越来越大，信息越来越多，以往的分析手段已不能满足日常工作的要求。
AcrGIS软件以前大多数时间被用来制作图件，但实际上，AcrGIS的功能远不止于此。它有着强大的数据空间分析与统计功能。既可以用它对遥感数据（包括遥感影像和DEM数据）进行各种数据的提取和分析，也可以用它对各种矢量数据和栅格数据进行空间
分析。
下面以XX县为研究区域，以遥感数据为基础，用AcrGIS软件进行一个林地质量等级评价分析的探索。
林地质量根据林木生长相关的地貌特征、土壤、气候等各种自然环境因素和森林资源可用程度等条件，对林地质量进行综合评定。等级划分为Ⅰ级（1）、Ⅱ级（2）、Ⅲ级（3）、Ⅳ级（4）、Ⅴ级（5）5个质量等级。需要具备一定的土壤质地、地形等条件，一般选取林地土壤厚度、土壤类型、坡度、坡向、坡位和交通区位等6项因子（表1），采用层次分析法，用下列公式计算林地质量综合评分值[1]。
EEQ＝Vi×Wi （i＝1，2，3，…n）
式中，EEQ代表林地质量综合评分值（0～10）；
Vi代表各项指标评分值（0～10）；
Wi代表因子的权重（0～1）。
现在已有的数据是土壤厚度、土壤类型的矢量数据。现在分析提取地形地貌主要基于栅格数据DEM（Digital Elevation Model，数字高程模型）数字地形分析技术（Digital Terrain Analysis，DTA）。按照DEM特征提取所使用的基本分析方法，分为基于地形分析的地形特征分析方法和基于水系分析的提取方法2类分析方法[2]。此次研究选用基于地形分析的地形特征分析方法（表面分析法），通过计算研究区域的几何属性，利用坡度、高程、平面曲率等几何因子进行空间分析，提取坡位、坡向等地貌特征。
先用DEM数据计算提取坡向、坡度、坡位等。下载的DEM数据是地理坐标系，需要将其转为投影坐标。
1 提取坡度
（1）打开ArcGIS，打开ArcToolbox
→Spatial Analyst工具→表面分析→坡度→添加DEM数据，计算出坡度，输出坡向栅格数据。
（2）用 “重分类”工具进行坡度分级：打开ArcToolbox→Spatial Analyst工具→重分类→重分类→加入刚才计算出的坡度栅格数据→分类→分为5类→中断值为5°、15°、25°、35°，把坡度分为平坡（0～5°）、缓坡（6°～15°）、斜坡（16°～25°）、陡坡（26°～35°）、急险坡（≥36°）5级。
2 提取坡向
（1）打开ArcToolbox→Spatial Analyst工具→表面分析→坡向→添加DEM数据，计算出坡向，输出坡向栅格数据。
（2）用重分类工具进行坡向分级：中断值为-1、45、135、225、315，把坡向分为：无坡向（-1）、阴坡（0～45、315～360）、半阴坡（45～135）、阳坡（135～225）、半阳坡（225～315）5级。
3 提取坡位
3.1 首先提取上、中、下3个坡位
（1）打开ArcToolbox→Spatial Analyst工具→表面分析→坡向→添加DEM数据，计算出坡向；
用“重分类”工具进行坡向分级：将坡向分为8个坡向和1个平坡：平地（-1）、北（0～22.5、337.5～360）、东北（22.5～67.5）、东（67.5～112.5）、东南（112.5～157.5）、南（157.5～202.5）、西南（202.5～247.5）、西（247.5～292.5）、西北（292.5～337.5）、北（337.5～360）类。将重分类的坡向栅格数据转为SHP文件。
（2）用“分区统计”工具提取每个坡面的最大高程值和最小高程值：统计类型选择MAXIMUM和MINIMUM。
（2）用栅格计算器计算每个坡面上、中、下坡位的临界值，以确定各个坡面的坡位，输入公式：Con（"ASTGTM_N22E099X.img" <（ （"MAX.tif" - "MIN.tif"） * 0.33+ "MIN.tif"），2，Con（（"ASTGTM_N22E099X.img" >= （（"MAX.tif" - "MIN.tif"） * 0.33 + "MIN.tif"）） & （"ASTGTM_N22E099X.img" < （（"MAX.tif" - "MIN.tif"） * 0.66+ "MIN.tif"）），3，Con（"ASTGTM_N22E099X.img" >= （（"MAX.tif" - "MIN.tif"） * 0.66 + "MIN.tif"），4）））其中：2代表下坡，3代表中坡，4代表上坡，生成上、中、下坡位柵格数据。
3.2 提取山脊线
3.2.1 提取没有误差的DEM坡向变率SOA（平面曲率Slope of Aspect） 先用“坡向”工具计算出坡向，再用坡度工具→添加计算出的坡向数据，计算出坡向的坡度，记为soa1；
求反地形的数据：栅格计算器→输入公式：”DEM的最高海拔”－”DEM”得到反地形数据F_DEM；
用F_DEM栅格数据计算出坡向，再用坡度工具计算出反地形坡向的坡度，记为soa2；
用栅格计算器→输入公式：（（soa1＋soa2）－Abs（soa1－soa2））/2，计算得出坡向变率SOA。
3.2.2 求正负地形栅格数据 求取
MEAN（平均值）：打开ArcToolbox→SpatialAnalyst工具→邻域分析→焦点统计→添加DEM栅格数据，统计类型为MEAN，邻域分析为矩形或圆形，邻域设置为11，11，得到一个MEAN（平均值）图层。
栅格计算器→输入公式：”DEM”－”dem”，求得ZFDX（正负地形）图层。
栅格计算器→输入公式：ZFDX＞0&SOA＞40 提取出山脊线，value值记为5。
3.3 提取平坡
打开栅格计算器→输入公式：InList（"Aspect（坡向）"，[-1]） ，提取出平坡，value值记为1。
3.4 计算坡位栅格数据
用栅格数据集中的 “镶嵌至新栅格”工具，依次添加平坡、脊部以及上、中、下坡3个栅格图层，镶嵌运算符选择FIRST，生成一个新的栅格图层：坡位栅格数据图层。
4 提取交通区位
按照交通区位分级标准，将整个研究区域分成5个等级（表2）。
该研究区域以公路运输为主要运输方式。用“欧氏距离”工具以公路为起点，按不同运输距离生成各级分析数据，提取出欧氏距离栅格数据；
用“重分类”工，添加上面计算出的欧氏距离栅格数据→分为5类，中断值为1 000、3 000、5 000、10 000，把数据分为1（0～1 000）、2（1 000～3 000）、3（3 000～5 000）、4（5 000～10 000）、5（＞10 000）5个等级。最后提取出交通区位分级图层。
5 提取土壤类型和土壤厚度分级栅格数据
首先，为土壤类型和土壤厚度按等级赋值，将要素图层的土壤类型和土壤厚度转为栅格图层；
用重分类工具将转为栅格数据的土壤类型和土壤厚度进行分级，得到土壤类型和土壤厚度的分级图。
至此，评价林地质量等级的6项因子全部被提取和分级完毕（图1）。
6 计算林地质量等级
按各因子权重计算林地质量等级，土壤厚度、土壤类型、坡度、坡向、坡位和交通区位等6项因子的权重值见表3。
ArcToolbox→Spatial Analyst工具→叠加分析→加权总和→添加6项因子的分级图层，输入各项因子的权重值，通过将栅格各自乘以指定的权重并合计在一起，叠加多个栅格计算出林地质量等级数据（图2）。用“重分类”工具将林地质量等级数据进行分级，得到林地质量等级的分级图。
7 统计林地质量等级的面积占比
用转换工具中“栅格转面”将林地质量分级栅格数据转为矢量数据，放置在文件数据库中；
打开ArcToolbox→分析工具→统计分析→汇总统计数据→添加文件数据库中的“林地质量分级矢量数据”，统计字段选择Shape_Area；
统计类型选择SUM；
案例分组字段选择gridcode，最后统计出该研究区域的林地质量等级评价的结果（图3）。
8 结束语
利用AcrGIS地理信息系统还可以做更多的事情。例如，用于整合林草数据与国土数据、对地类的概念、界定存在的差异进行对比分析、对林地变更前后数据空间进行对比分析等。AcrGIS地理信息系统的空间分析功能能够更快速地进行多数据、多层次、不同空间的数据对比分析，利用遥感数据与AcrGIS地理信息系统提取分析得到的数据，节省了大量的人力物力，且更科学、快速，还能避免人为的错漏和失误。本研究对“林地一张图”与森林督查以及许多林业工程建设都具有一定的借鉴意义。
在信息时代下，林业也已进入数字林业时代。为保障林业工程建设的新要求和高标准，提高数据的科学性和准确性，实现林草工程建设的可持续发展，可以以数字化为基础，充分利用遥感数据和地理信息系统，为生态林业工程的建设提供更好的服务。
参考文献
[1] 国家林业局.县级林地保护利用规划编制技术规程：
LY/T 1956—2011[S].
[2] 汤国安，杨玮莹，杨昕，等.对DEM地形定量因子挖掘中若干问题的探讨[J].测绘科学，2003，28（1）：28-32，1.
责任编辑：黄艳飞
Discussion on Forestry Data Analysis Using Remote Sensing Data Based on AcrGIS
Zhang Hong （Kunming Branch of Yunnan Forestry Survey and Planning Institute， Kunming， Yunnan 650200）
Abstract AcrGIS is a commonly used geographic information system software in all walks of life. It is also widely used in forestry. In recent years， more and more people have used it in data analysis and statistics. The application of AcrGIS software to the analysis and statistics of various forestry data also saves a lot of time and energy of forestry workers. Taking the evaluation of forest land quality grade as an example， this paper studies a series of methods to extract and analyze remote sensing data through AcrGIS software to obtain some data that must be collected in the past， such as slope aspect， slope， slope position and other factors， as well as the specific application of some tools of AcrGIS software to spatial analysis of grid data， It also explores the mutual application of remote sensing data and AcrGIS in forestry work.
Key words AcrGIS system; Forestry data; Spatial analysis of remote sensing data
作者簡介 张虹（1970—），女，辽宁桓仁人，工程师，主要从事林业调查规划、林业工程制图研究。
收稿日期 2022-12-08
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