基于信息技術(shù)的森林資源調(diào)查體系分析

趙興強(qiáng) 梁麗華

摘 要 為了實(shí)現(xiàn)對(duì)森林資源的管護(hù)，需要建立一套高效的森林資源調(diào)查體系，對(duì)森林資源開(kāi)展有效的調(diào)查。因此，對(duì)基于信息技術(shù)的森林資源調(diào)查體系進(jìn)行分析，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)研究提供借鑒。

關(guān)鍵詞 森林資源;調(diào)查體系;信息技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：S757.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.27.109

森林資源作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及生態(tài)環(huán)境建設(shè)過(guò)程中的重要組成部分，保證了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速穩(wěn)定發(fā)展及城市化建設(shè)進(jìn)程的進(jìn)一步推進(jìn)。因此，需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)森林資源調(diào)查工作的深入研究，掌握森林資源動(dòng)態(tài)及森林資源數(shù)量等關(guān)鍵信息，并以此為依據(jù)科學(xué)利用森林資源，實(shí)現(xiàn)森林資源利用與生態(tài)環(huán)境建設(shè)之間的平衡，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展。而信息技術(shù)是目前各行業(yè)或各領(lǐng)域發(fā)展過(guò)程中必不可少的技術(shù)之一，在森林資源調(diào)查工作中的應(yīng)用也十分廣泛，在森林資源儲(chǔ)蓄量評(píng)估、森林資源面積計(jì)算及森林資源定位等方面發(fā)揮著重要的作用，對(duì)森林資源的可持續(xù)發(fā)展有著重要影響?；诖?，為保證森林資源調(diào)查結(jié)果的科學(xué)性和有效性，探討森林資源調(diào)查中信息技術(shù)的集成與體系構(gòu)建。

1 信息技術(shù)應(yīng)用于森林資源調(diào)查體系的必要性

森林資源利用與生態(tài)環(huán)境建設(shè)需要以森林資源科學(xué)規(guī)劃為基礎(chǔ)，而我國(guó)的森林面積較大，想要單純依靠人力進(jìn)行森林資源調(diào)查幾乎不可能。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，信息技術(shù)逐漸被應(yīng)用到社會(huì)發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域，推動(dòng)了各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展。將信息技術(shù)應(yīng)用在森林資源調(diào)查過(guò)程中，能夠改變過(guò)去單純依靠人力進(jìn)行森林資源數(shù)據(jù)調(diào)查的傳統(tǒng)模式，實(shí)現(xiàn)對(duì)樹(shù)木種類(lèi)、地域分布等重要信息的采集、分析與處理，進(jìn)而使森林資源調(diào)查工作更加信息化、全面化、綜合化和科學(xué)化。目前，傳統(tǒng)的森林資源調(diào)查方式正向基于信息技術(shù)的森林資源調(diào)查方式轉(zhuǎn)變，不僅可以進(jìn)一步減少森林資源調(diào)查工作中的失誤，還能提升森林資源調(diào)查效率。

2 森林資源調(diào)查中信息技術(shù)的集成與體系構(gòu)建

2.1 信息技術(shù)的集成

隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，不同側(cè)重點(diǎn)的信息技術(shù)逐漸出現(xiàn)。在森林資源調(diào)查過(guò)程中，通過(guò)將這部分技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)化融合與集成，建立起綜合性信息化系統(tǒng)，可以使森林資源調(diào)查工作更加高效開(kāi)展。其中，信息技術(shù)的集成以3S技術(shù)為基礎(chǔ)，3S技術(shù)分別指遙感技術(shù)、地理信息技術(shù)、全球定位技術(shù)[1]。為實(shí)現(xiàn)有效的森林資源數(shù)據(jù)調(diào)查，可以將計(jì)算機(jī)與3S技術(shù)及無(wú)人機(jī)技術(shù)等進(jìn)行集成，通過(guò)衛(wèi)星定位等方式將地面情況以圖片或視頻的方式傳入計(jì)算機(jī)，借助遙感技術(shù)和地理信息技術(shù)等進(jìn)一步收集定位信息，加以處理后得到地表信息?？梢?jiàn)，在森林資源調(diào)查中，通過(guò)信息技術(shù)的集成應(yīng)用，可以進(jìn)一步減少森林資源調(diào)查過(guò)程中的人為參與[2]。

2.1.1 遙感技術(shù)

遙感技術(shù)主要利用遙感器從空中探測(cè)地面物體的性質(zhì)，根據(jù)物體對(duì)波譜產(chǎn)生的不同響應(yīng)來(lái)識(shí)別各類(lèi)地物。該技術(shù)的應(yīng)用要借助地面上空的飛行器來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)遙感器接收地面數(shù)據(jù)，經(jīng)記錄、傳送、分析及判讀從中獲取有用的信息。利用遙感技術(shù)獲取信息不但速度快、周期短，而且手段多、信息量大、條件限制少，可獲取大范圍的數(shù)據(jù)資料。通過(guò)遙感技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了森林內(nèi)部蓄積量與生物量的量化及定性化體現(xiàn)，而且通過(guò)建立大量的數(shù)據(jù)模型能夠進(jìn)一步體現(xiàn)遙感技術(shù)在森林資源調(diào)查中的應(yīng)用價(jià)值。

2.1.2 地理信息技術(shù)

地理信息技術(shù)是一個(gè)能夠?qū)Φ乩矸植紨?shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的綜合性技術(shù)系統(tǒng)，也是森林資源調(diào)查中必不可少的技術(shù)之一。地理信息技術(shù)的操作對(duì)象是空間數(shù)據(jù)，其應(yīng)用在森林資源調(diào)查中的技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在它對(duì)數(shù)據(jù)綜合、模擬以及分析評(píng)價(jià)的能力，能夠得到常規(guī)方法或者普通信息系統(tǒng)難以獲取的重要信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)地理空間過(guò)程演化的模擬和預(yù)測(cè)。目前，該技術(shù)主要應(yīng)用在林地面積計(jì)算、單木材積計(jì)算、每公頃林木株數(shù)計(jì)算、林分蓄積量估算、林分生物量估算等領(lǐng)域[3]。

2.1.3 全球定位技術(shù)

隨著我國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建立與完善，全球定位技術(shù)在森林資源調(diào)查中發(fā)揮著日益重要的作用。在森林資源的調(diào)查過(guò)程中，對(duì)于位置信息往往都有著比較高的精確度要求，但傳統(tǒng)的調(diào)查方式都是采用“人工+理論”的方式，所取得的調(diào)查結(jié)果并不全面且不夠精確，因此并不能有效保證森林資源調(diào)查工作的有效性。但是，在森林資源的調(diào)查過(guò)程中，通過(guò)將全球定位技術(shù)融入其中，能夠獲得更好的定位效果。目前，在森林資源的調(diào)查過(guò)程中，全球定位技術(shù)的使用通常要與遙感技術(shù)相結(jié)合，能夠快速找到對(duì)應(yīng)的區(qū)域，實(shí)現(xiàn)對(duì)遙感方向、距離、高度等關(guān)鍵信息的精準(zhǔn)把握，然后再通過(guò)疊加處理技術(shù)將其呈現(xiàn)出來(lái)。

2.1.4 無(wú)人機(jī)技術(shù)

隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的日漸成熟，航空攝影系統(tǒng)正逐漸被廣泛應(yīng)用到森林資源信息調(diào)查過(guò)程中。與其他技術(shù)相比，無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用在森林資源調(diào)查中具有明顯的優(yōu)勢(shì)：無(wú)人機(jī)因具有運(yùn)動(dòng)速度快、運(yùn)行維護(hù)成本低、森林資源信息測(cè)定方便等優(yōu)勢(shì)，可以實(shí)時(shí)、快速地獲取森林資源數(shù)據(jù)，同時(shí)該技術(shù)又具有較高的成像分辨率，同樣適用于低空作業(yè)[4]。目前，通過(guò)無(wú)人機(jī)技術(shù)可以獲取森林內(nèi)部數(shù)據(jù)，從而進(jìn)一步掌握森林資源數(shù)據(jù)情況。無(wú)人機(jī)搭載的數(shù)碼相機(jī)可以有效獲取遙感監(jiān)測(cè)結(jié)果，能夠使工作人員實(shí)時(shí)了解目標(biāo)森林蓄積情況、森林內(nèi)部的林分密度、單棵立木樹(shù)高等情況。

2.2 體系構(gòu)建

森林調(diào)查指以林地、林木及林區(qū)范圍內(nèi)生長(zhǎng)的動(dòng)植物及其環(huán)境條件為對(duì)象的林業(yè)調(diào)查。在森林資源調(diào)查體系中，由于各類(lèi)調(diào)查的對(duì)象和目的不同，所采用的方法、技術(shù)方案和所提供成果的詳細(xì)程度和精度也各不相同。例如：森林經(jīng)營(yíng)單位應(yīng)調(diào)查該單位所有和經(jīng)營(yíng)管理的土地，縣級(jí)行政單位應(yīng)調(diào)查縣級(jí)行政范圍內(nèi)所有的森林、林木和林地。按調(diào)查的地域范圍和目的，森林資源調(diào)查分為：以全國(guó)（或大區(qū)域）為對(duì)象的森林資源調(diào)查，簡(jiǎn)稱(chēng)一類(lèi)調(diào)查;為編制規(guī)劃設(shè)計(jì)而進(jìn)行的調(diào)查，簡(jiǎn)稱(chēng)二類(lèi)調(diào)查;為作業(yè)設(shè)計(jì)而進(jìn)行的調(diào)查，簡(jiǎn)稱(chēng)三類(lèi)調(diào)查。這3類(lèi)調(diào)查上下貫穿、相互補(bǔ)充，形成森林調(diào)查體系，是合理組織森林經(jīng)營(yíng)、實(shí)現(xiàn)森林多功能永續(xù)利用、完善各級(jí)森林資源管理制度的基本技術(shù)手段[5]。一般來(lái)說(shuō)，森林資源調(diào)查體系主要包括數(shù)據(jù)平臺(tái)、共享服務(wù)平臺(tái)、開(kāi)放接口和省級(jí)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)森林資源相關(guān)數(shù)據(jù)與信息的保存、管理、更新、匯聚、承載和共享等功能。此外，在森林資源調(diào)查體系中還可以采用云架構(gòu)將業(yè)務(wù)系統(tǒng)與用戶(hù)建立聯(lián)系，并構(gòu)建一個(gè)高效的維護(hù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的高效維護(hù)。

3 問(wèn)題及展望

3.1 問(wèn)題

在對(duì)森林資源進(jìn)行調(diào)查過(guò)程中，需要對(duì)樹(shù)冠分類(lèi)、林分因子及其他樹(shù)種的關(guān)系進(jìn)行鑒別，但是借助目前的計(jì)算機(jī)技術(shù)尚不能完成這些工作。隨著技術(shù)的不斷完善，計(jì)算機(jī)的信息處理能力也在逐漸增強(qiáng)，此問(wèn)題將會(huì)在未來(lái)得到解決。

3.2 展望

目前，我國(guó)的衛(wèi)星技術(shù)已經(jīng)接近世界先進(jìn)水平，因此可以利用高分辨率衛(wèi)星和中分辨率衛(wèi)星相結(jié)合的方式對(duì)森林進(jìn)行調(diào)查。在中分辨率衛(wèi)星圖像上布設(shè)高分辨率樣地，能夠獲取更加豐富的信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)造林地、獨(dú)立樹(shù)木、林分樹(shù)冠的識(shí)別[6]。此外，為保證森林資源估算的精準(zhǔn)度，可以采用增大森林資源調(diào)查樣地?cái)?shù)量的方式。

4 結(jié)語(yǔ)

森林資源調(diào)查作為我國(guó)資源統(tǒng)計(jì)的重要組成部分，對(duì)我國(guó)林業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、城市建設(shè)及環(huán)境安全保護(hù)等方面均起到重要的推動(dòng)作用。在開(kāi)展森林資源調(diào)查過(guò)程中，需要進(jìn)一步重視對(duì)信息技術(shù)的應(yīng)用，從而為森林資源發(fā)展及社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供重要保障與支持。

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（責(zé)任編輯：趙中正）

收稿日期：2021-08-21

作者簡(jiǎn)介：趙興強(qiáng)（1975—），男，廣西桂平人，碩士，工程師，研究方向?yàn)榱謽I(yè)管理。

為通信作者，E-mail：52104391@qq.com。