GIS在沙棘资源建设中的应用
李敏 张丽
（黄河上中游管理局 西安 710021）
(此文刊载于《沙棘》2003年第3期）
地理信息系统（英文为Geographic Information Systems，简称GIS）作为支持空间定位信息数字化获取，管理和应用的技术体系.随着计算机技术、空间技术和现代信息基础设施的飞速发展，在经济信息 化进程中的重要性与日俱增。特别是当今“数字地球“概念的提出，使得人们对GIS的重要性有了更深地了解。进入９０年以来，地理信息系统在全球得到了空前迅速的发展，广泛应用于各个领域，产生了巨大的经济和社会效益。
笔者使用世界银行推荐的ATLAS—GIS软件和世界银行提供的黄河流域分县数字地图，对黄河中游沙棘资源建设进行管理与分析，取得了一些初步的经验，论述于下，供从事沙棘和类似工作的技术人员参考。
一、ATLAS—GIS功能概述
1、GIS简介
通俗地讲，地理信息系统（GIS）是整个地球或部分区域的资源、环境在计算机中的缩影。严格地讲，它是反映人们赖以生存的现实世界（资源或环境）的现势与变迁的各类空间数据，及描述这些空间数据特征的属性，是对一个地区某一地理特征的定性/定量的描述与分析。在计算机软件和硬件的支持下，以一定的格式输入、存贮、检索、显示和综合分析应用的技术系统。
从技术角度讲，GIS是建立在地理科学，计算机科学，遥感与卫星通讯技术等学科基础之上的现代信息应用技术。GIS又是在计算机科学中发展起来的一门信息技术应用学科。它是一种特定而又十分重要的空间信息系统，它是以采集、贮存、管理、处理分析和描述整个或部分地球表面（包括大气层在内）与空间和地理分布有关的数据的空间信息系统。它是建立在数据库基础之上的，有自己独特的计算机硬件和软件支持的，动态直观地分析和显示某一方面计算数据的实用信息技术。
在具体应用上，GIS是一个用于贮存、分析、描绘地图和可地图化信息的自动化的信息系统。典型的GIS包括：用于描述地理单元，以及它们的属性和相互（空间模式）关系的空间关系数据库；一套用于增加、管理、分析和显示地理关系数据库的软件工具。
GIS常用的四种地理单元类型：
点：城市、井、洞、树、建筑等
线：道路、铁路、河流、管道等
面：地形、降雨等
区域：森林、土地、行政单元等
2、ATLAS—GIS系统概述
笔者所使用的ATLAS—GIS 是美国ATLAS公司生产的GIS软件。该软件具有分别记录图形（GEOGRAPHY）和属性（ATRIBUTE）的功能。菜单命令（Menu Command）分为三级，共206个：
一级命令 二级命令 三级命令
File 7 31
View 7 15
Select 10 20
Edit 4 21
Operate 7 9
Thematic 3 5
Display 7 26
Print 3 6
Configure 6 11
合计：10 55 141
执行这些命令将产生141个不同的结果。
二、记录沙棘资源开发利用
在ATLAS—GIS软件中记录图形的命令是GEOGRAPHY，记录属性的命令为ATRIBUTE。
1、在GEOGRAPHY中提供了建立和修改数字化地图的功能，通过这些功能，我们能够建立数字化的地图和不同的“层”（Layer）。在该软件中建立的“层”可以是面、线或点等。本沙棘资源开发利用GIS设置的层有：基础层和专业层两类。基础层包括县、主要河流、黄河等。专业层包括加工厂、科研单位等。沙棘加工厂和科研单位的“层”属于“点”状。
2、ATRIBUTE是GEOGRAPHY的属性，每一个“层”都有其ATRIBUTE。在ATRIBUTE中提供了如下的功能：建立属性数据库，修改属性数据库。通过这些功能笔者以县为单位，在“县”层中建立了黄河中游沙棘资源开发利用的属性数据库。根据沙棘资源建设的需要，数据库的内容包括：
①沙棘林面积。数据类型为数字，采用普查成果及多年种植统计。
②降水量。数据类型为数字。
③总人口。数据类型为数字。
④农业人口。数据类型为数字。
⑤水土流失面积。数据类型为数字。
⑥总面积。数据类型为数字。
⑦在图形输入时就确定的数据库记录有ID（每个图斑的唯一名称）、LAYER（层名）、NAME（单位名称）等。
三、GIS在沙棘资源开发利用中的应用
1、分析沙棘资源现状
通过以上的基础工作，建立了图形和数据库就可以利用它们来进行以县为单位的沙棘资源状况的分析。
首先可以作出以县为单位的沙棘分布图（见MAP—1）和降水量分布图（见MAP—2 ）。从图中直观的分析沙棘分布与降水量的关系。
其次通过利用“<”、“>”和“＝”对数据库数据进行选择，作出需要的分析图。如选择沙棘面积大于10000亩的县。
第三通过简短计算，作出单位总土地面积沙棘分布图，进一步分析沙棘分布的状况（见MAP—3 ）。对于沙棘资源的状况，笔者将另文分析。
第四可以根据需要，利用数据库中的数据做出任何分析图。如可以通过计算作出以县为单位的人均沙棘林面积图分析不同地区人均占有沙棘资源的状况。
第五对数据库数据进行统计分析。因MSOFFIC的EXCEL电子表格分析计算和制作各种统计图的功能较强，可以将GIS的数据库连接到MSOFFIC的EXCEL电子表格软件中进行分析计算。
类似地，我们总可以可以通过直接采用数据库数据进行统计分析或对数据库数据进行简单计算作出需要的分析图，对沙棘开发利用的各个领域，如加工、销售、科研等方面进行二维，甚至三维分析。
2、规划沙棘资源建设项目
在分析沙棘增援开发利用现状的基础上，采用GIS进行沙棘增援建设的规划可以直观地进行图上作业，在需要种植和可以种植沙棘的（县级）区域安排沙棘种植任务，使规划准确、快速。例如在400—500毫米降水量之间的区域内选择水土流失严重，有种植基础的县规划种植任务。通过GIS可以快速地统计出降水量在400—500毫米之间的县的数量，进一步可以统计出这些县已经有的沙棘面积，通过计算可以确定出继续种植的潜力。实践证明，在这一区域内选择的宁夏彭阳、甘肃镇原、陕西吴旗、山西岢岚、内蒙古准旗等都是正确的，这些县在沙棘种植上都取得了较大成果。
3、管理沙棘资源建设项目
从1986年开始黄委沙棘办公室就在黄河中游选择了十余个县开展沙棘资源建设试点，其沙棘种植数量记录在GIS系统的数据库中。其后十几年沙棘资源建设范围不断扩大，包括沙棘种植任务的项目逐渐增加，同样可以采用GIS进行管理，监测建设范围（县、市）的分布和种植情况。
①、记载并分析沙棘资源建设的区域。沙棘资源建设有其特定的区域，通过GIS项目管理系统，从图形中可以直接了解和分析沙棘种植区域是否按照规划设计进行（见MAP—4 ）。
②、通过数据库将沙棘资源开发利用的沙棘逐年记录。包括年种植面积、保存面积等，管理年度计划的实施情况。其中可以通过ATRIBUTE－POPAP功能，逐县查看计划的执行情况，并做出统计分析图。
③、综合图和数据库检索处理各种数据，包括文字记录。
类似地，可以通过GIS项目管理系统采集并输入沙棘开发利用、市场销售、科学研究等各个方面的信息，进行管理分析。
四、结语
通过使用GIS，有如下初步的体会与建议。
1、可以方便地记录、查询有关的信息；可以通过图形显示，形象直观地显示有关信息；可以通过综合使用图形和数据，进行各种分析研究。
2、对于大型管理系统，可以对GIS软件进行相应开发，利用软件商提供的编辑语言（命令）制作易操作的计算机界面。笔者认为，GIS软件商已经在软件中提供了充足的功能和命令，对于专业技术人员，一般情况下，可以直接使用GIS软件，不需进一步的编辑开发。
3、本GIS软件版本较老，在属于自然地理资料、数据方面信息的自动采集和录入方面功能较弱，在数据处理和分析方面受到一些限制，因此如果要进行深入的研究和规划，需要采用新的版本或新的软件。
4、近年来GIS不断与CAD、GPS、遥感、多媒体和动画技术、虚拟现实技术、Internet技术等信息技术结合，获得了迅速的发展，开拓了地理信息资源利用的新领域。我们应与时俱进，不断创新，提高科技水平，推动我国沙棘资源开发利用取得新的进展。