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森林資源：森林資源的管理–空間資訊系統

94/05/10 13407

陳永寬｜臺灣大學森林資源及環境學系

從超市說起

沒有學分被當，暑假到了，沒有暑修、插班、重考等煩惱困擾你，只想豐富一下漫長的暑期。

去墾丁、知本呢？還是去澎湖、綠島、蘭嶼？
跟誰去？帶啥去？都可以，只要有伴就可以。
怎麼去？何時去？沒先決定個目的地，誰理你？

於是你上網，從墾丁、知本一路找到澎湖、綠島、蘭嶼，有廣告有遊記，圖文並茂目不暇給。其中，電子地圖最吸引你，不只讓你很快知道墾丁、知本、澎湖、綠島、蘭嶼怎麼去，利用分類選項搜尋功能，還可以了解要玩啥就該何時帶啥去何地。這讓你想到上次郊遊烤肉聯誼，為了準備食材器具，你走進超市井然有序的行列裡，東抓西湊竟然沒難倒你。

沒錯，超市商品放置井然有序標示明確，所以選購東西容易；電子地圖因為圖資層次分明，查詢系統完備，所以找尋旅遊資訊容易。空間物件只要分門別類按條理安置得宜，建立完整資料適當管理，獲取空間資訊（spatial information）就像走進超市購物一樣地簡易。各行各業建置空間資訊的動機、目的、組織架構或許有所不同，但意義與內涵則都起源於這個基本道理。

空間資訊面面觀

空間資料的產生、存取、處理、統計分析、更新，以及空間資訊的獲取、展現，都必須符合人類的思考模式，且適合電腦處理。因此，空間資訊系統的研發建置，軟硬體設備、空間資料庫、跨領域專業人員三者缺一不可。

軟硬體設備提供空間資訊處理平臺與作業環境；跨領域專業人員廣泛蒐集空間基礎資料、研訂資料格式標準與規範、開發並維護空間資訊管理軟體；空間資料庫則由空間物件位址與屬性資料二部分構成。空間物件位址即點、線、面等，座標系統決定後，物件在空間中的位址，就可以用座標值精確表示；屬性資料則用以描述空間物件的特徵、數量、現象、位相關係。

空間資訊系統不僅要功能強大，而且必須能把空間資料轉化成有價值的空間資訊，支援決策。

空間資訊　舉凡對空間資料進行獲取、儲存、更新、轉換、管理，經統計分析歸納演繹推理後，所獲取足以支援空間決策的有用資訊，都稱為空間資訊。這一整合性的現代應用科技，稱為空間資訊學（Geomatics），它涵蓋了地面測量、航空測量、遙感探測、地理資訊系統、空間資訊管理等科技，可用於傳統或數位地圖製作、不動產管理、空間定位與導航、環境監測與變遷預測、自然資源管理、市場行銷資訊管理等。

空間資料獲取　空間資料必須以共同的參考基準與座標系統為基礎，記錄各空間物件的位址與屬性，才能描述物件間的位相關係，進行分類及對應圖幅資訊。臺灣目前通用的參考基準有1967年臺灣大地基準（TWD67）與TWD97兩種；通用的座標系統則為大地座標與橫麥卡脫氏投影座標。至於資料獲取的方法，則視資料性質與資料格式、初級資料或次級資料而定。

網格式次級資料可掃描既有圖資取得，至於其初級資料則大多利用遙感探測或數位航測技術獲取。向量式次級資料可經由數位化既有圖資取得，而其初級資料則多利用數位地測或數位航測技術獲取。

目前普遍使用的資料獲取技術有數位地測、數位航測、遙感探測、地理資訊系統等；普遍使用的資料獲取工具有電子經緯儀、全球定位系統、航攝相機、高精度掃描儀、高解析度衛星影像及光達系統等。

屬性資料用以描述空間資料特徵、數量、現象、位相關係，可在資料獲取過程中同時判釋錄存，或在資料獲取後分析萃取得到。

空間資料處理　由於空間資料來源不一，資料獲取所使用的軟硬體與方法各異，導致資料性質、儲存格式、地圖投影模式、座標系統、精度或有不同。資料獲取後，分析、展示、支援決策之前，常需先進行轉換整合，以適用於各種不同目的。屬性資料主要在描述空間資料之特徵、數量、現象、位相關係，因此統計分析歸納演繹推理萃取，也是空間資料處理的重要事項之一。

空間資料庫建置與管理　空間資料既經獲取處理，如能按條理建置資料庫，使組織架構層次分明，資料分門別類安置，適當管理，則分析、查詢展示、支援空間決策就較為容易。

臺灣目前建置的國土資訊系統資料庫，它的內容就特別著錄了識別資訊、資料品質資訊、空間資料組織資訊、空間參考組織資訊、實體與屬性資訊、資料提供方式、詮釋資料的參考資訊、引用資訊、資料的時段資訊、聯絡資訊、額外資訊等，希望能使資料使用人充分了解資料的特性與限制。

空間資料分析　資料分析是萃取資訊的方法，有賴相關行業專家依決策模式所含變數，自資料庫中擷取資料進行分析。它可以是單一程序，也可以是反饋程序，視問題的複雜性而定。

空間資料查詢展示　電子地圖只是空間資訊展現的方式之一，屬二維展示技術。如結合跨領域專業人員，使用高階軟硬體設備，建置三維時空資料庫與管理系統，以三維動畫技術展示空間決策資訊，則會更生動。

空間資訊的應用　空間資訊科技應用甚廣，除上述電子地圖、國土資訊系統外，其他如不動產管理、空間定位與導航、環境監測、自然資源管理、市場行銷資訊管理，以及公共管線、公共工程、地政、戶政管理等，舉凡可空間定位的物件與事務，都屬空間資訊服務範圍。

森林資源分布於地球表面空間，其生息演替資料都可利用空間定位分析來處理，應用空間資訊科技於森林資源管理上，對於實務推展會有莫大的助益。

森林資源

要能永續經營森林資源，必須充分了解生態環境，而生態環境資訊則需分析歸納自大量基礎資料。生態環境資料含空間資料與屬性資料，兩者都可以空間定位，所以空間資訊科技自然成為建置與維護生態環境資料庫的必要工具。

森林是重要的可再生資源之一，經營管理得當，森林資源可生生不息，永續提供人類林木及副產品、遊憩機會、美學價值，森林環境還可調節水資源、保安國土、保育野生動植物及平衡生態系。

森林資源包括林地資源、林木資源及其他自然資源。林地約占臺灣全島面積的58％，林木資源與木材生產量雖少，物種豐富度與生物多樣性卻高。維持良好森林環境以保育稀特有瀕臨滅絕物種、防止山崩地滑保安國土、提供遊憩機會、調節水量、提升水質等任務，更顯重要。

回顧臺灣經濟發展過程，林業曾經扮演極重要角色，尤其二次大戰後的30年間，臺灣工商業不發達，在不了解、不思考、不尊重森林資源特性的情況下，把森林資源當礦藏開採，每年繳庫數字占政府財政總預算比率之高，有案可查。當年，所謂公益性、保續性、經濟性等森林資源經營三原則，以及森林資源多目標經營等等，都只是口號罷了。

直到1975年，行政院明示不再以開發森林為財源，而以國土保安為長遠利益目標後，1977年林務局據以擬定「臺灣林業經營改革方案實施計畫」，確定林業工作四重點是加強國土保安、維護森林資源、發展森林多目標利用、以及改進業務管理，森林資源多目標經營觀念，及森林資源提供給全體國民共享的理想，才初步釐清。盈餘繳庫壓力雖已減少，但林務局仍被視為事業單位，仍需自給自足收支平衡，理念與實務間仍相矛盾。

1989年7月，林務局改為公務預算機關後，經營管理所需經費由政府編列預算支應，伐木量由每年150萬立方公尺降至20萬立方公尺以下，臺灣森林經營始有全新面貌。這時，全球早已響起一片森林資源必須在符合生態原則下進行永續經營的呼籲聲。

其實，森林資源經營管理如果真的要大幅興革，以因應經營環境變遷與世界潮流，我們至少尚需誠懇面對下列幾個問題。

一、如何教育林業人員、森林資源經營決策者及預算編列審查機關，促使調整心態，順應森林生態特性，視林業是腳踏實地的公益服務業，而非營利事業，更非廣告業、新聞業。

二、如何讓林業實務單位、國家公園、保育團體建立共識，互信諒解，明確劃分經營管理服務權責，共同努力。

三、如何扭轉社會大眾對於林務單位，只會砍樹破壞自然環境的刻板印象，肯定林務單位、國家公園、保育團體近年來在自然資源維護與生態環境保育方面的努力，共同激勵士氣群策群力。

四、如何利用空間資訊科技，建立森林資源資訊系統，支援林業實務與保育需求，以提高營林、保林、保育效率。

五、如何落實森林生態系永續經營理念，使森林資源管理自然融入整體生態環境中，順天應人生生不息。

所謂森林生態系經營，就是依生態原則經營管理森林資源，使符合民眾需求和環境價值，在經濟上可行並能被社會大眾所接受，讓森林成為可預期、健壯、多樣的永續生態體系。森林資源經營管理常透過資源調查或監測，獲取所需資訊，目的在了解森林資源的質、量、位址、屬性與時序，以做為編定經營計畫的依據。

傳統的森林資源經營計畫，常只考量單一資源或單一目標，無法預測或評估其對森林生態系所可能造成的整體影響。森林生態系經營，則須在多尺度多時空架構下，以集水區單元、地景單元、生態單元等為經營單元，同時重視相鄰生態系間的關係。也就是說森林生態系經營必須涵蓋生物、物理、人文三個向度，在應用生物、物理科技來滿足、服務人類的同時，更要從人文向度去思考生態系經營為的是什麼？對森林的未來所期待的是什麼？

森林生態環境資訊龐雜多樣，可概括分為林地資源資訊、林木資源資訊、其他自然資源資訊，以及其他營林相關資訊等四類，這四類資訊都可經由空間定位來描述其屬性。因此，空間資訊科技便成為森林資源管理的必要工具。

空間資訊系統是結合空間資訊科技、空間資料庫、資料庫管理科技，可對真實世界進行空間資料獲取、存取、處理、轉換、分析、展示的一種整合性資訊管理系統，能提供空間資訊支援空間決策。林業上可應用於植群生態資訊建立、林地分級、造林樹種選擇、林火管理、地景變遷監測與規劃、森林集水區經營、森林資源經營規劃、自然保護區設置、野生動物棲地分析等，國內外已有頗多應用實例。

森林資源資訊系統

森林資源管理所需資訊，依資料性質可區分為圖籍、影像與文數字表格三類。以往都以底圖、照片保存圖籍與影像資料，以臺帳（經整理後的森林資源調查紀錄紙本）保存文數字表格資料，編號列管，按圖索驥，可視為類比式森林資源經營資訊系統。但由於數量龐雜，保存不易，查詢費時，分析比對尤需有超人耐心，使用效率相對較低。

數位空間資訊科技快速發展後，這些資料都可經數位化後做適當安排，保存於電腦儲存媒體中，如果軟硬體設計得當，則存取、處理、分析、查詢、展示均極方便，以這種方式建構的系統稱為數位式森林資源資訊系統。

一套完整的森林資源資訊系統，應具有資料獲取與驗證、資料存取與管理、資料轉換與處理、模擬分析與查詢、資料輸出與展示等功能。

資料獲取與驗證功能–負責把現有圖籍、地測資料、航空照片、衛星影像、臺帳及其他屬性資料等，經數位化後轉換成數位資料並驗證，供電腦處理；資料轉換與處理功能–包括資料維護、更新、編輯、重訂規格等要項；資料存取與管理功能–資料庫中空間資料與屬性資料龐雜，須有良好資料庫管理系統管理存取，提高作業效率；模擬分析與查詢功能–森林資源資訊系統的建置目的，在於快速而正確地提供決策資訊。因此，模式庫的模擬分析與答詢功能不可或缺；資料輸出與展示功能–資料經處理分析後，最終結果可透過適當顯示裝置，以影像、圖籍、文數字、表格等形式輸出展示。

森林資源資訊系統，是一套利用電腦硬體設備與軟體功能，輔助獲取、儲存、更新、處理、分析、模擬、展示森林資源經營資訊的整合性系統。結合林學、林業與空間資訊科技人員的專業知識，建立資料庫與模式庫後，就可用來對個別經營計畫方案進行模擬分析，分辨優劣，是營林決策支援系統的一環。

未來展望

森林資源資訊系統實質上是空間資訊科技的應用，空間資訊科技正快速演進，森林資源資訊系統不能自滿於空間與屬性資料的獲取、儲存、更新、處理、分析、模擬、展示，必須進而朝向跨機構整合多時空資訊，即時動態支援森林資源經營決策的方向發展。因此，加速資料獲取時效、提高各單位間系統相容性、提升多元分散異質資料整合能力、研發森林資訊視覺化技術、建置分散式多時空資料庫、應用網路技術方便查詢檢索等，是今後工作重點與未來發展趨勢。

森林資源包括林地資源、林木資源、野生動植物資源、休閒遊憩資源、水資源、環境資源等，欲永續經營如此龐雜的可再生資源，必須自關懷人文向度著眼，掌握生物與物理向度相關資訊，在符合生態原則的前提下，正確決策，忠實執行。

森林生態系永續經營所需資訊的來源，包括資源衛星影像、航空照片、各類圖籍、文數字資料，以及長期地面監測、調查、訪問資料。這些生態環境資料多具空間屬性，其蒐集建立與維護，必須借助空間資訊科技，以提高效率與品質。

就兼顧森林長期生產力的提升、森林更新能力的維持、物種與生態歧異度的保存三者而言，森林生態系永續經營是森林資源管理必然要走的方向。而生態資料庫與經營模式庫的建立，是建構森林生態系永續經營資訊系統的開始，已無庸置疑，自然資源各經營管理與研究單位如能同心協力，將其儘速建構完成，共享資料，則對於森林資源經營決策與經營實務的支援能力，必隨著增加。

都市住久了，許多人不易認知森林資源對人類生存環境的重要性，只知直接間接取用林產物，直到有一天發現全球環境有了顯著變遷，才了解到環境保育萬事莫如保護森林資源急。所謂「為子子孫孫留下一片淨土」，其真義除在喚醒環保意識監督執法外，也在促使眾人感懷森林從業人員，長期忍受寂寞、默默耕耘，為臺灣保留下可貴的森林資源，並努力使其生生不息。

保育森林資源，需要全民一本愛鄉護土的情懷，共同參與。努力把森林資源時空資訊，建置得一如超市貨品般井然有序，早日使森林資源管理運用，就像到超市購物一樣地簡易。

相關網站

國土資訊系統：http://ngis.moi.gov.tw/
內政部土地基本資料庫：http://www.moiland.gov.tw/landdatabase/chhtml/
農委會林務局：http://www.forest.gov.tw/
農林航空測量所：http://www.afasi.gov.tw/
中研院數位典藏：http://odae.iis.simica.edu.tw/
中研院數位典藏國家型科技計畫：http://www.ndap.org.tw/
中研院水文數值空間資訊系統：http://gis2.sinica.edu.tw/ies/
國家地震工程研究中心：http://www.ncree.gov.tw/

資料來源

《科學發展》2005年5月，389期，32 ~ 39頁

科發月刊(5221)

森林資源：森林資源的管理–空間資訊系統

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