應用三維遙感影像輔助林地權屬勘界探討

阮逸 吳進波 金可選 谷勤恒 葉勝忠 鄒壽錫

（浙江省永嘉縣林業(yè)局 325100）

應用三維遙感影像輔助林地權屬勘界探討

阮逸 吳進波 金可選 谷勤恒 葉勝忠 鄒壽錫

（浙江省永嘉縣林業(yè)局 325100）

通過試點，實現(xiàn)了三維遙感影像輔助林權勘界工作。新技術的應用集成了遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)等多項技術，特別是三維的應用提供了一個直觀的虛擬環(huán)境，為林權勘界提供了諸多便利。本文闡述了三維遙感影像輔助林權勘界的數(shù)據處理及應用方法，并于常規(guī)臨山勘界作了對比分析，對三維gis的優(yōu)勢和在林權勘界中存在的問題進行探討，以期更加完善三維遙感技術在林業(yè)工作中的應用與推廣。

林業(yè)；遙感影像；輔助林權勘界；虛擬現(xiàn)實；三維顯示

隨著計算機技術和數(shù)據獲取技術的迅速發(fā)展，具有處理三維數(shù)據能力的三維GIS的發(fā)展受到了極大的關注。三維GIS在日益增長的三維空間信息需求的牽引和蓬勃發(fā)展的現(xiàn)代新興技術的驅動下得到了穩(wěn)步的發(fā)展，同時，信息與通信技術的進步為更有效地處理和利用海量三維空間數(shù)據提供了強有力的支撐。三維GIS突破常規(guī)二維表示對形式的束縛，為更好地洞察和理解現(xiàn)實世界提供了直觀的表示。利用高分辨率遙感影像和三維虛擬技術直觀地反映山地的自然地貌和植被狀況，使在室內進行林權勘界成為可能。永嘉縣是浙南山區(qū)的林業(yè)大縣，首次采用了三維遙感影像輔助林權勘界，取得了一定的成果也遇到了一些問題，在此進行分析探討，為下一步工作提供借鑒。

1 概況

永嘉縣地處浙江省東南部，全縣擁有林地面積212800hm2，占國土面積的79.8%，森林活立木蓄積758.6萬m3，森林覆蓋率72.06%，是個林區(qū)縣。2007年-2008年，在山林延包期間，全縣集體林權權屬登記面積163200hm2，發(fā)放林權證 6341本。其中集體統(tǒng)管山確權登記116866.6hm2，發(fā)林權證4154本；自留山確權登記面積24266.7hm2，發(fā)林權證67678本；責任山確權面積20733.4hm2，發(fā)林權證18153本；國有林確權登記面積 4373.4hm2，發(fā)林權證 12本。并且實行了山林權屬“數(shù)字化”管理，全縣山林權屬信息全部錄入浙江省林權管理信息系統(tǒng)，同時建成了比較完整的紙質山林權屬檔案。

根據《中共中央國務院關于全面推進集體林權制度改革的意見》“明確承包關系后，要依法進行實地勘界、登記，核發(fā)全國統(tǒng)一試樣的林權證，做到林權證登記內容齊全規(guī)范，數(shù)據準確無誤、圖、表、冊一致，人、地、證相符”的要求，完成永嘉縣的林權勘界工作，將是一項非常艱巨的工作，尤其是在《物權法》將農民的承包經營權從債權上升為物權后，林權勘界附圖，成為林權證發(fā)證有效的依據，也是明析產權最有效的手段。林權勘界的準確性就顯得尤其重要。

2012年4月-8月，應用三維gis及遙感影像輔助林權勘界技術，完成了永嘉縣橋下鎮(zhèn)38個村的勘界試點，新技術的應用基本解決了傳統(tǒng)林權勘界工作量大、調繪難、進度慢、費用高的難題。

2 數(shù)據處理與應用方法

2.1 數(shù)據處理

2.1.1 遙感影像處理

本次林權勘界采用了“QuickBird”和“Worldview”的 4波段捆綁數(shù)據。全色波段的空間分辨率為0.6m和0.5m，多光譜波段空間分辨率為2.4m和2m，波段為紅、綠、藍及近紅外。以1∶10000地形圖為地理參考，在ERDAS轉譯rps模塊中選取控制點，先在全色波段上選取足夠的控制點，再在多光譜波段選取同名點，在利用數(shù)據自帶的rpc參數(shù)進行空間三角測量，糾正控制點的誤差。然后進行正射糾正，分析輸出全色和多光譜影像。采用Broney算法對影像進行融合處理，并進行分段線性拉伸，形成最終的影像。

2.1.2DEM數(shù)據

提供1:10000矢量地形圖中的等高線，應用Arcinfo軟件的功能生成DEM數(shù)據。DEM數(shù)據的空間分辨率為10m，以img格式存放，采用高斯-克呂格投影，中央經線為 123°。供遙感影像正射糾正使用，在ArcGlobe中實現(xiàn)了三維虛擬山林場景時該DEM作為高程數(shù)據使用，以完成三維顯示。

2.2 應用方法

2.2.1 三維影像輔助林權勘界的實現(xiàn)

專業(yè)技術人員使用電腦，在ArcGlobe環(huán)境中實現(xiàn)三維虛擬場景，通過投影儀或大屏幕電視展示出來。經過漫游，旋轉，放大，縮小，等等多種操作全方位顯示場景，引領林權權利人在室內辨認勘界，確認界線無異議后，再由林業(yè)技術人員按集體山林權證登記的村、組林地所有權地塊勾繪到地形圖上。

2.2.2 糾紛山的處理

對有爭議的糾紛山，要按照“屬地管理、分級負責、尊重歷史、妥善處理、依法調處”的原則協(xié)調解決。調解成功的簽訂協(xié)議書，勾繪出界線；調處不成的在地形圖上用藍線（虛線）勾繪出雙方的糾紛界，以鎮(zhèn)（街道）為單位進行登記造冊，報調處山林糾紛辦公室。

2.2.3 后處理

錄入林權證的屬性數(shù)據和空間數(shù)據，并進行關聯(lián)，使屬性與空間數(shù)據相互對應，通過對應檢查錯誤，并予以糾正，形成階段性成果，再將最終結果存檔，同時上傳浙江省林權管理系統(tǒng)。

2.2.4 三維遙感影像林權輔助勘界流程圖

3 與常規(guī)勘界方法對比分析

減少野外登山，降低工作強度，提高林權勘界的工作效率。在常規(guī)的林權勘界中，需相鄰雙方人員到現(xiàn)地進行確認劃界。國內和本縣林地權屬登記發(fā)證始于20世紀80年代初期，至今30余年，對于當時確定的文字界線，知道的人逐年減少且都是年老力衰的老年人，已經難以勝任登山實地勘界的野外工作。同時隨著人們生活條件的提高，偏遠交界處的村民向中心區(qū)域聚集，邊界附近人為活動極少，山林植被越來越茂盛，許多山路都已淹沒，難以行走，上山確認界線已極為困難。加上時間的約束和氣候的影響，通過臨山勘界實現(xiàn)大范圍林權勘界幾乎不可能完成。應用三維遙感影像為村民營造一個直觀的現(xiàn)實山地環(huán)境，使得村民在室內就可以身臨其境，免除外業(yè)的辛苦，提高林權勘界的工作效率。

擴大視野，提高了林權勘界的準確性。在常規(guī)勘界中，即使相鄰雙方都到現(xiàn)場，由于山高林密，視線不清，山林界線確認困難，影響了林權界線的準確性。應用三維虛擬技術，可以從各個角度遠、近距離觀察，以看清山林全貌，繼而辨認劃界，確保了林權勘界的準確性。

增加多元輔助措施，有助于解決山林糾紛。利用三維虛擬技術，對于雙方有爭議的山場，一時難以確認的，可以用虛線劃出爭議山場范圍，暫時擱置，雙方慢慢協(xié)商解決；也可以通過雙方充分溝通，當場調解確認登記解決。從而可摸清全縣山林糾紛地塊、面積、范圍界線，同時減少了山林糾紛，為社會穩(wěn)定作出貢獻。

減少溝通障礙，提高界線公認性。臨山勘界常用地形圖專業(yè)性強，村民看不懂，在勘界時村民與地形圖勾繪人員容易出現(xiàn)溝通障礙，當勾圖出現(xiàn)偏差時，村民由于看不懂圖，就無法及時發(fā)現(xiàn)。采用三維虛擬技術，勾繪的界線直接出現(xiàn)在虛擬場景中，便于村民當場核對。

4 討論

4.1 應用三維Gis的優(yōu)勢

自然地貌的直觀表達。在原有的二維為基礎的平面圖上，表示自然因子是一項很困難的事情。但在三維GIS中，任一點的坡度、坡位和高程等自然因子，只要通過DEM就可以很方便的計算和表示，使用戶對地形地貌一目了然。

林相或森林植被的模擬再現(xiàn)。在三維GIS中，不但可以從各個視角觀測山地及其周圍的森林生長情況，而且可以預先定義行走路線，動態(tài)顯示沿線所能見到的林相或森林植被，展示了三維GIS的獨特魅力。

森林資源的三維空間表達與管理。空間分析三維化，也就是直接在三維空間中進行空間操作與分析，對空間對象進行三維表達與管理，使得三維GIS在功能上更加強大，使用更為方便。

三維空間定位。在傳統(tǒng)的勘界中，由于向導和調查人員等人為因素，增加了勘界的難度和差錯率。在三維GIS中，通過保留勘界的拐點坐標，定義為三維行走路線，可以虛擬再現(xiàn)勘界的過程，為林權勘界的正確性提供強有力的技術保證。

4.2 存在問題

不同三維GIS軟件可移植的通用性較差。檔案管理的嚴謹性與群眾應用的大眾性、普及性存在沖突。由于保密需要，目前我國地形圖不能上傳公用網，也不能制作電子資料先期發(fā)放給確權勘界的村民，讓其拿回家觀看一遍熟悉圖面。這樣造成了部分村民，很難快速適應虛擬場景的使用。而部分村民熟悉網絡上流行的商用三維GIS軟件，如谷歌地球、百度地圖等，有提出在其上確權勘界的要求。但是由于文件格式和坐標系統(tǒng)的不同，文件相互轉化比較繁瑣，準確度不高而且可操作性較差，使三維Gis應用受到了限制。

軟件的專業(yè)性強，基層人員不易掌握。地球空間信息技術是新興的技術，專業(yè)性很強，軟件的普及性低，而在基層中既懂林業(yè)又懂計算機的人員不多，精通地球空間信息技術的技術人員就更少。因此不但需要三維GIS軟件有更友好的界面和更簡潔的操作，而且要對林業(yè)技術人員進行專業(yè)培訓，以便于三維遙感影像在林權勘界中的應用與推廣。

[1] 邊馥苓．空間信息導論[m]．北京:測繪出版社，2006．

[2] 林輝．《用erdas處理塊寫圖像》．華東森林經理，2008.3.

[2] 林輝．《林業(yè)遙感圖像處理點滴》．云南林業(yè)調查規(guī)劃設計，2001.1.

TP753

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1004-7743（2012）04-0064-03

2012-09-22