新技術(shù)在林業(yè)工作中的應(yīng)用

農(nóng)愛生

藤縣塘步鎮(zhèn)林業(yè)工作站 廣西梧州 543302

1 遙感技術(shù)

1.1 遙感技術(shù)簡介

遙感技術(shù)（RS技術(shù)）是隨著傳感器技術(shù)、航空和航天平臺技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)發(fā)展取得的可以用來探查地球的環(huán)境和資源的技術(shù)，現(xiàn)代遙感正由定性向定量、靜態(tài)向動態(tài)方向發(fā)展，獲得的衛(wèi)星TM影像分辨率不斷提高。梧州市1999年利用遙感衛(wèi)星TM影像調(diào)查森林的分辨率為30m，2008年后利用遙感衛(wèi)星TM影像調(diào)查的影像分辨率達到2.5m，現(xiàn)衛(wèi)星影像能較好準確反映了森林資源狀況[1]。

1.2 遙感技術(shù)在林業(yè)應(yīng)用

根據(jù)遙感圖像特征和色調(diào)、光澤、形態(tài)、結(jié)構(gòu)、相關(guān)分布和地域分布等準確判讀地類、林種、樹種、郁閉度等森林調(diào)查因子，應(yīng)用于林政管理工作的森林資源二類調(diào)查外業(yè)工作，直接在室內(nèi)完成過去只能野外調(diào)查完成的大部分工作，大大提高了外業(yè)調(diào)查工作效率，應(yīng)用前景極為廣闊。

1.3 遙感技術(shù)在林業(yè)中應(yīng)用存在問題探討和改進建議

我們在進行遙感調(diào)查時，不難發(fā)現(xiàn)，由于目前采用的森林資源調(diào)查的遙感衛(wèi)星產(chǎn)生的遙感影像分辨率還有局限，利用衛(wèi)片圖判讀樹齡和四旁樹、孤立木等均難以實現(xiàn)，尤其是難以準確區(qū)分灌木林、疏林地，所以有必要進行相應(yīng)的補充外業(yè)調(diào)查。

我們南方屬多山地區(qū)，地勢凹凸不平，陰坡太陽照不到的地方衛(wèi)片普遍顯示深褐色，判讀時不能看清楚，就像拍攝暗處的一般照片很難看清楚所拍攝對象一樣。所以如果要用遙感衛(wèi)星照片判讀森林調(diào)查因子應(yīng)該盡量選擇太陽直射時遙感得到的衛(wèi)星照片，例如我們梧州地區(qū)，位于北回歸線附近，選擇夏至前后中年12時左右拍攝衛(wèi)星片才是最好的，才能夠準確判讀，其它地方也應(yīng)該選擇能遙感最清晰衛(wèi)星照片的日期和天氣。

2 GPS技術(shù)

2.1 GPS技術(shù)簡介

GPS即全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的簡稱。它主要由三大部分組成：即空間星座部分、地面監(jiān)控部分和用戶設(shè)備。其工作原理及特點主要原理及特點主要是通過分布在地心的六個極地軌道面上的24顆通信衛(wèi)星提供全天候的、實時的地理信息，實時計算出所處的位置，從而達到精確定位和導(dǎo)航的目的。作為一個全球性的衛(wèi)星導(dǎo)航、定位的三維測量系統(tǒng)，其可以為人們提供定時、連續(xù)的位置、時間、速度等信息數(shù)據(jù)[2]。

2.2 GPS技術(shù)在林業(yè)應(yīng)用

（1）用于連續(xù)清查找樣點中心樁。廣西全國連續(xù)清查森林資源系統(tǒng)從2005年起改圓形角規(guī)樣地為方形樣地，與全國連清樣地接軌，并引入手持GPS導(dǎo)航找點，建立樣地中心樁GPS座標。對找樣地中心樁進行樣地復(fù)位在過去設(shè)圓形樣地時是比較費時的工作，特別是樣木少的非林地、荒山和疏林樣木少的林地，自改為方形樣地引入GPS導(dǎo)航找樣地中心樁后，找中心樁效率發(fā)生質(zhì)的變化，改變了原始通過羅盤儀、皮尺引線找點的困難。

（2） 用于保護野生動物。利用GPS技術(shù)， 像在候鳥翅膀綁上微型衛(wèi)星定位發(fā)射儀，能夠監(jiān)控候鳥棲息地和遷移動態(tài)，制定針對性的保護野生動物管理決策。

（3）用于造林驗收和林地管理林業(yè)制圖。過去傳統(tǒng)林業(yè)制圖是利用地形圖，運用對坡勾圖辦法確定目標林地邊界，按照邊界進一步求算面積。現(xiàn)在可以利用GPS技術(shù)測量目標林地邊界各拐點坐標，根據(jù)坐標準確描繪林地邊界拐點在紙質(zhì)地形圖（或電子地形圖）上，把拐點閉合連接起來就是目標林地圖形，通過面積求算軟件可計算出目標林地面積，這種方法能夠準確確定林地界線，避免人為目測誤差，數(shù)據(jù)具有客觀性、準確性，對于征占用林地和造林驗收制圖和面積求算非常準確，這種方法具有操作簡單，時間成本低等優(yōu)點。

（4）用于森林防火指揮和山火查處。森林火災(zāi)是一項非常嚴峻的問題，在GPS技術(shù)的應(yīng)用下，能夠定位火場，定位起火點，對森林火災(zāi)的起因和發(fā)展基本情況有所掌握。根據(jù)森林火災(zāi)火場定位、森林火災(zāi)發(fā)展方向和森林火場大小給森林火災(zāi)撲救指揮提供導(dǎo)航、撲救方案和投入人力方案提供幫助。森林火災(zāi)的起火點查明是查處山林火災(zāi)的突破瓶頸，通過衛(wèi)星定位起火點，事半公倍。常規(guī)火災(zāi)查處是靠人的口供，如果肇事人的口供不實，往往無從查處，這是查處森林火災(zāi)的難點，如果依靠科技，利用衛(wèi)星遙感技術(shù)結(jié)合GPS定點技術(shù)確定森林火災(zāi)的起火點將給森林火災(zāi)查處帶來質(zhì)的變化[3]。

（5）用于山林糾紛的處理。通過GPS定位能夠解決很多因界線不明的山林糾紛。就藤縣為例，2009年藤縣搞林改后，大部分林農(nóng)已取得林權(quán)證，但大部持證人的相鄰界線沒有明顯地物，沒有建立GPS坐標，在互相沒有經(jīng)營情況下，時間長了，經(jīng)常會出現(xiàn)界線不明的糾紛。由技術(shù)員人為確定相鄰界線時，因技術(shù)差別、地形圖比例比較小，各人判定的界線不一，沒有客觀性，隨意性強，人為目測處理難度很大，群眾大多不接受技術(shù)人員目測定界，難以解決糾紛。如果引入GPS定位相鄰界線，具有科學(xué)性、權(quán)威性，雙方比較容易接受，容易解決糾紛。工作中實際上就是確定各自林權(quán)證的交界線的拐點坐標（或者交界線山腳和山頂位置坐標），利用坐標用手持GPS到爭議林地定位就行了，只要和群眾講清科學(xué)道理，就可解決此類糾紛。

2.3 GPS技術(shù)在林業(yè)中應(yīng)用不足探討和改進意見

GPS坐標有兩個坐標系，混用坐標系會給定點、找點帶來困難，利用GPS導(dǎo)航找點應(yīng)注意建立坐標時是那個坐標系的，導(dǎo)航就要用那個坐標系，“北京54座表系”與“西安2000座標系”公里網(wǎng)坐標差幾十米，如果用錯坐標系，將導(dǎo)致幾十米誤差，給導(dǎo)航帶來誤差。

GPS技術(shù)確定森林火災(zāi)起火點進行查處山林火災(zāi)及利用GPS技術(shù)進行指揮森林火災(zāi)撲救利用不廣。究其原因主要是衛(wèi)片的分辨率不高，不容易發(fā)現(xiàn)起火點，也有因衛(wèi)星遙感、GPS技術(shù)是國家高端部門掌控，涉及知識產(chǎn)權(quán)保護，下面查處山林火災(zāi)部門和指揮撲救山火部門不輕易取得相關(guān)信息。今后國家需發(fā)展分辨率更高的衛(wèi)星遙感技術(shù)，并實現(xiàn)資源共享，基層具體工作部門也可獲取信息才能更好推廣應(yīng)用。

目前，GPS技術(shù)應(yīng)用在野生動物保護和山林糾紛處理方面的應(yīng)用相對較少，仍需加強GPS技術(shù)的推廣應(yīng)用，使科學(xué)技術(shù)發(fā)揮更大作用。

3 地理信息系統(tǒng)

3.1 地理信息系統(tǒng)簡介

地理信息系統(tǒng)（CIS技術(shù)）是依靠計算機技術(shù)運用信息科學(xué)理論及系統(tǒng)程序綜合分析、科學(xué)管理空間數(shù)據(jù)，為管理決策提供數(shù)據(jù)支持的信息技術(shù)系統(tǒng)。在森林資源規(guī)劃設(shè)計調(diào)查中CIS技術(shù)通過構(gòu)建一個信息管理系統(tǒng)，主要涵蓋森林植物的群落位置（經(jīng)緯度）、面積、海拔高度、邊界、植物種類、土壤類型等為主的森林植物信息系統(tǒng)，系統(tǒng)性、綜合性的分析地區(qū)森林資源中的各個要素，從而有助于加強現(xiàn)代森林資源的高效利用與科學(xué)管理。

3.2 地理信息系統(tǒng)在林業(yè)中應(yīng)用

目前各林業(yè)部門利用的福昕閱讀器讀取的森林資源規(guī)劃設(shè)計調(diào)查基本圖就是地理信息系統(tǒng)（CIS技術(shù)）在林業(yè)中具體應(yīng)用，它通過森林資源調(diào)查單位利用電子地形圖（象福昕閱讀器讀出的地形圖）作工作圖，將工作圖與衛(wèi)星影像重迭，根據(jù)建立的目視判讀解釋標志，結(jié)合可靠資料，對衛(wèi)星影像進行判讀，衛(wèi)星影像圖判讀結(jié)果勾繪套合于衛(wèi)星影像圖上的電子地圖上，得出林班、小班界線，并利用電子閱讀器軟件計算面積，并編號記載圖班判讀因子。目前森林資源調(diào)查設(shè)計基本圖既具有地理信息，也有林班、小班界線、小班面積、樹種和造林日期等等，它可以進入互聯(lián)網(wǎng)，技術(shù)人員可以獲得技術(shù)成果共享，進行造林設(shè)計、林地管理等各項工作。

地理信息系統(tǒng)還可為林業(yè)部門提供森林資源現(xiàn)狀和森林分類區(qū)劃成果，繪制森林資源現(xiàn)狀圖等。

3.3 地理信息系統(tǒng)在林業(yè)中應(yīng)用不足地方探討

普通林業(yè)技術(shù)人員存在不懂有關(guān)程序編制，不了解地理信息系統(tǒng)在林業(yè)中應(yīng)用，但技術(shù)應(yīng)用前景是明顯的，必要推廣，并應(yīng)用于工作實際。

4 激光技術(shù)

4.1 激光技術(shù)簡介

激光是波長短的光，有容易反射的特點。簡單一點激光技術(shù)可以說是一個物體發(fā)出激光，另一物體反射回來，利用激光來回時間差能測出兩物體距離的測距技術(shù)。就林業(yè)利用方面，復(fù)雜一點激光技術(shù)可以叫激光雷達技術(shù)，激光雷達通過傳感器發(fā)出的激光脈沖來測定目標物距離，可以獲得從森林冠層表面到林下地表之間的三維結(jié)構(gòu)信息。

4.2 激光技術(shù)在林業(yè)中應(yīng)用

簡單的激光技術(shù)可以用在林業(yè)中測距使用，例如測樹高，過去正常測法是要用皮尺拉一段水平距，再利用測高儀測樹根與樹冠視線的坡度，再利用直角三角形原理計算樹高。利用激光技術(shù)發(fā)明的激光測距儀可以快速測出水平距離，省去拉皮尺的麻煩，提高測樹高效率。復(fù)雜的激光雷達技術(shù)可以用在在大范圍森林資源調(diào)查中，可以利用直升機搭載機載的雷達激光設(shè)備從森林飛過去，雷達激光設(shè)備的掃描儀，其脈沖的激光點有的打到樹頂，有的打到樹冠，有的打到地面，經(jīng)特殊軟件處理可以獲得從森林冠層表面到林下地表之間的三維結(jié)構(gòu)信息。三維立體圖中信息量豐富，其中最直接的效果是能精確提供林分的平均樹高和郁閉度。并可通過模型產(chǎn)出森林生物量、碳匯、森林垂直結(jié)構(gòu)空間格局等監(jiān)測評估產(chǎn)品。廣西近年的二類調(diào)查推廣利用高分辨衛(wèi)星遙感圖片和激光雷達技術(shù)調(diào)查森林資源，蓄積量因子（樹高）調(diào)查效率得到質(zhì)的提高，相應(yīng)森林資源調(diào)查效率和質(zhì)量同時得到提高。

4.3 激光技術(shù)使用不足之處及發(fā)展探討

激光雷達技術(shù)測林分平均高需要飛機等設(shè)備，用在大范圍森林資源調(diào)查林業(yè)效益還可以，但小范圍森林資源調(diào)查效益不高，我們還需要基本測樹辦法補充。搞森林資源調(diào)查，調(diào)查林地種類、林地邊界和測樹高、胸徑是常規(guī)工作，林地種類、林地邊界可以從遙感獲得的衛(wèi)星照片判讀，工作效率提高快，但測樹高、樹胸徑工作效率提高不多，這是森林調(diào)查發(fā)展的瓶頸，只有測樹的效率提高了才能再次提高效率。我們現(xiàn)在計算機技術(shù)、傳感器技術(shù)已經(jīng)成熟，在有激光測距技術(shù)存在前提下，設(shè)計一個能感應(yīng)樹根、樹頂與儀器連線坡度的感應(yīng)器，設(shè)計一個可以把儀器與樹根、樹頂?shù)臏y距數(shù)據(jù)與測坡度的數(shù)據(jù)運算出樹高的微處理器，可以發(fā)明出測高工具，調(diào)查時直接可以用測高工具測出樹高，不用拉皮尺和使用羅盤儀。另外同樣道理也可發(fā)明測胸徑的儀器，測胸徑儀器已有外國人已發(fā)明的先例，對于計算機技術(shù)、傳感器技術(shù)、激光技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在先進的階段，完全可以制作出測樹高和測樹徑的工具，我們今后研制測樹高、測胸徑儀器必定能實現(xiàn)，這是我們新技術(shù)研制新工具的發(fā)展方向。

5 福昕閱讀器

5.1 福昕閱讀器簡介

Foxit Reader(福昕閱讀器)是福昕軟件開發(fā)有限公司研制開發(fā)的一款免費的PDF文檔閱讀器和打印器，具有令人難以置信的小巧體積、快捷的啟動速度和豐富的功能。福昕閱讀器可以讀出地形圖，變換各種比例尺地形圖，計算面積和測距等。

5.2 福昕閱讀器技術(shù)在林業(yè)中應(yīng)用

福昕閱讀器可以用在林業(yè)各項工作中的設(shè)計制圖、求算面積、測不同點距離。福昕閱讀器使林業(yè)工作實現(xiàn)林業(yè)圖紙無紙化，方便資源共享。福昕閱讀器制圖時可以放大地形圖比例，使過去不能上圖的小地類一樣能上圖。福昕閱讀器計算各地類面積使利用透明方格紙求算面積成為歷史。福昕閱讀器還有打印功能，也能打印圖紙。

6 結(jié)語

新技術(shù)在林業(yè)工作中的應(yīng)用必須朝提高工作效率和提高工作質(zhì)量兩方面發(fā)展，有提高效率和質(zhì)量能力新技術(shù)才有生命力，推廣新技術(shù)應(yīng)用時也應(yīng)認識新技術(shù)應(yīng)用不足的一面，不足的地方必須加以改進，這樣新技術(shù)在林業(yè)工作中應(yīng)用方能達到科技興林目的。