國有林場有林地林分因子調(diào)查特點(diǎn)

雷富生，黃思遠(yuǎn)，張?zhí)炻?，馮俊源，龐宇超

（廣西壯族自治區(qū)國有博白林場，廣西 玉林 537617）

依據(jù)實(shí)際調(diào)查數(shù)據(jù)，目前我國的森林面積已經(jīng)達(dá)到了2.2億hm2，而儲積已經(jīng)達(dá)到了176.5億m3，在過去的30年中，二者均處于持續(xù)增長狀態(tài)，這就使得我國成為當(dāng)前全球范圍內(nèi)森林資源增長速度最快的國家。如何實(shí)現(xiàn)對森林資源現(xiàn)狀與動態(tài)變化趨勢全面、科學(xué)、準(zhǔn)確地掌握成為生態(tài)環(huán)境建設(shè)的重要內(nèi)容，同時也是林業(yè)工作重要內(nèi)容。傳統(tǒng)森林資源調(diào)查主要依賴于手工手段實(shí)現(xiàn)，耗時長、資源消耗量大，同時還具備一定危險(xiǎn)性，已無法滿足我國當(dāng)前森林資源快速發(fā)展現(xiàn)狀。由此，利用遙感衛(wèi)星技術(shù)等現(xiàn)代資源優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)快速獲取、分析林分因子等數(shù)據(jù)成為林業(yè)科技發(fā)展重要趨向。

1 有林場重要因子變更審核制度

森林資源數(shù)據(jù)管理是林業(yè)發(fā)展重要依據(jù)，由此我國政府對林分因子等數(shù)據(jù)管理方面重視程度較高，并結(jié)合實(shí)際需求制定出較為完善的管理辦法，其具體內(nèi)容主要包括如下幾方面：

第一，依法占用征收林地，需提交申請批準(zhǔn)的用地審批文件、報(bào)批時的用地小班表和用地紅線圖（紙質(zhì)版和電子版）。涉及生態(tài)公益林的，在補(bǔ)充生態(tài)公益林時，應(yīng)提交分區(qū)域的清單和重點(diǎn)生態(tài)公益林儲備的備案表。

第二，經(jīng)批準(zhǔn)確實(shí)改變林地（包括少批多占），且不能使森林生態(tài)環(huán)境得到恢復(fù)的，由執(zhí)法機(jī)關(guān)提交現(xiàn)場查證報(bào)告、附圖、小班表、現(xiàn)場照片（附有GPS定位圖）以及森林行政處罰決定。未發(fā)現(xiàn)問題的，應(yīng)提交有資格的森林勘察、規(guī)劃、設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)出具的現(xiàn)場勘察報(bào)告。

第三，涉及生態(tài)公益林調(diào)整的，須提交上級批準(zhǔn)的調(diào)整批復(fù)文件，以及小班名單和小班基礎(chǔ)地圖。

第四，林分起源變更。如林分原產(chǎn)地記錄與實(shí)地調(diào)查不符，需提交由有資格的森林勘測、規(guī)劃、設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)出具的實(shí)地調(diào)查證明和實(shí)地調(diào)查證明。杉木、桉樹和經(jīng)濟(jì)林在樹種組成中占比達(dá)到90%以上的可以進(jìn)行變更。

第五，優(yōu)勢種更替。樹種組成為七成以上（含七成），由林業(yè)站提供小班調(diào)查記錄卡片、小班照片（林相清晰、帶GPS坐標(biāo)）及小班基本圖。樹種組成七成以下（不含七成），應(yīng)提供有資質(zhì)的林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)單位出具的現(xiàn)場核實(shí)報(bào)告、樹種組成相關(guān)材料。

第六，樹齡變動，只準(zhǔn)在5年內(nèi)更改，同一種樹齡的不可更改，新熟林的樹齡也不準(zhǔn)更改。

第七，斜坡改變，斜坡從35°改為35°以下時，需由具有資格的森林勘測、規(guī)劃、設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)出具的實(shí)地查勘報(bào)告。

第八，改變森林資源保護(hù)級別的，須提交原審批部門同意的書面證明。

第九，改變用材林經(jīng)營方式的，應(yīng)當(dāng)提交一份包括經(jīng)審批修改的林業(yè)經(jīng)營計(jì)劃書，以及該年改種情況的清單。

第十，土地行政機(jī)關(guān)變更時，須提交依法使用林地的批準(zhǔn)書或土地權(quán)屬證書。違法侵占的林地，不應(yīng)變更其權(quán)屬。在現(xiàn)場驗(yàn)證時，應(yīng)按照《福建省地方森林資源監(jiān)測體系小班區(qū)劃調(diào)查技術(shù)規(guī)定》、伐區(qū)調(diào)查設(shè)計(jì)規(guī)范等相關(guān)規(guī)定，對數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證、修改。

對于上述第二、第四、第七項(xiàng)，還需要由具有資質(zhì)的森林調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)單位出具的現(xiàn)場確認(rèn)報(bào)告，由兩名專業(yè)技術(shù)人員（其中至少有一名工程師職稱）簽名，并附上單位的資質(zhì)證明和調(diào)查人員的職稱證明；現(xiàn)場驗(yàn)證報(bào)告須附上相應(yīng)的小班制基礎(chǔ)圖，對變化的小班制用紅線標(biāo)出；現(xiàn)場查證報(bào)告須附上林相清晰，并附有GPS定位圖。所有的制圖都需要同時提供《2000全國大地坐標(biāo)系統(tǒng)》的電子制圖和紙制圖。

2 森林資源二類調(diào)查主要林分因子估測系統(tǒng)構(gòu)建

2.1 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)以二類森林普查中主林分要素估算的關(guān)鍵技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合 GIS二次開發(fā)和林分要素量化估算的工作過程，通過系統(tǒng)基礎(chǔ)操作、樣地?cái)?shù)據(jù)處理、估測模型構(gòu)建、地形信息提取和林分因子提取，實(shí)現(xiàn)主林分要素估測系統(tǒng)的總體功能框架。各功能模塊中又包含有若干子功能，系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)具體如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)基礎(chǔ)操作模塊所具備功能主要涵蓋地圖文檔管理、數(shù)據(jù)管理、視窗開閉、屬性查看等方面。

在數(shù)據(jù)管理方面，系統(tǒng)利用疊加林分?jǐn)?shù)據(jù)與衛(wèi)星影像對有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到了樣地?cái)?shù)據(jù)，獲取對應(yīng)的衛(wèi)星數(shù)據(jù)，并對衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行初始設(shè)置，從而識別出對衛(wèi)星數(shù)據(jù)評估有重要影響的參數(shù)化因子。

在評估過程中，首先對所設(shè)置的仿真變量進(jìn)行預(yù)選，確定最佳的評估參數(shù)，然后對所設(shè)置的樣方進(jìn)行隨機(jī)抽樣，獲取驗(yàn)證樣方，并以此為仿真變量，結(jié)合樣方特點(diǎn)，對林分各因素進(jìn)行評估，并對評估結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。

地貌信息采集模塊利用DEM的柵格數(shù)據(jù)采集傾斜平面圖，并采集陰坡、陽坡和無坡向的傾斜平面數(shù)據(jù)。

林分因子抽取模塊將基于前期建立的林分因子估測模型，結(jié)合地形、遙感影像、樣地?cái)?shù)據(jù)以及森林類型分布等數(shù)據(jù)，構(gòu)建出林分因子的空間分布，采用平均法或積分法等方法，抽取出相應(yīng)的林分因子，并對其估測精度進(jìn)行評估。

2.2 系統(tǒng)主要功能實(shí)現(xiàn)

該系統(tǒng)在實(shí)際構(gòu)建過程中主要采用C/S架構(gòu)，利用VisualStudio2013作為開發(fā)環(huán)境，通過C語言以及ArcGISEngine10.1與插件式開發(fā)技術(shù)相結(jié)合方式實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)開發(fā)目標(biāo)。系統(tǒng)主界面涵蓋標(biāo)題欄、狀態(tài)欄、菜單欄等，具體如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)主界面

2.2.1 ArcGISEngine組件式開發(fā)

ArcGIS引擎是由ESRI公司提供的二次開發(fā)的組件庫，其涵蓋了一個完整的組件型GIS的類庫，使開發(fā)者能夠?qū)IS桌面應(yīng)用進(jìn)行定制。使用ArcGIS引擎，既能迅速建立起一個單獨(dú)的應(yīng)用，又能對已有的程序做一些擴(kuò)展工作。ArcGIS引擎支持COM、NET框架、Java、C++等多個開發(fā)語言。

ArcGIS系統(tǒng)的開發(fā)平臺包括兩個方面：開發(fā)工具包（SDK）和運(yùn)行授權(quán)（Runtime）。SDK作為EDN系統(tǒng)中的一種標(biāo)準(zhǔn)體系，是基于組件的一種軟件開發(fā)平臺，能夠?yàn)橛脩艋膽?yīng)用系統(tǒng)的建立與配置提供一套完整的工具；在Runtime軟件中，既包括ArcGIS的主要函數(shù)，又包括ArcGIS軟件的擴(kuò)展函數(shù)，從而為用戶進(jìn)行ArcGIS軟件二次開發(fā)提供有利環(huán)境支持。ArcGIS Engine實(shí)際運(yùn)行中可為用戶提供GIS軟件跨平臺構(gòu)件技術(shù)架構(gòu)，使得使用者無須依靠ArcGIS的桌面環(huán)境，僅需購買獨(dú)立的Runtime即可運(yùn)行，具有很大的靈活性和較低的開發(fā)成本。

2.2.2 樣區(qū)資料的整理

該系統(tǒng)樣地?cái)?shù)據(jù)處理主要涵蓋樣地展繪、遙感信息提取、建模變量初選三部分內(nèi)容。

在樣地繪制方面，系統(tǒng)會結(jié)合樣地?cái)?shù)據(jù)形狀、坐標(biāo)點(diǎn)位等信息，生成相應(yīng)的分布向量圖，并將其準(zhǔn)確地繪制到校正后的遙感影像上。

系統(tǒng)在進(jìn)行遙感信息提取工作中，會結(jié)合樣地?cái)?shù)據(jù)提取其對應(yīng)影像波段灰度值信息，再利用編輯功能設(shè)置結(jié)構(gòu)來建立比值波段。

在對林分因素估算的初步選擇上，樣地資料中的屬性信息含有大量的調(diào)查因素，必須通過專家和經(jīng)驗(yàn)來篩選出對評估結(jié)果有一定影響的因素，并采用量化的方法來對坡向等固定因素進(jìn)行分析，最后才能參加估測模型的建立。

2.2.3 估測模型構(gòu)建

估測模型構(gòu)建主要包括模型變量優(yōu)選、樣地采樣、模型求解、模型檢視4個方面，其中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)在于變量優(yōu)選以及模型求解兩部分內(nèi)容。

在變量優(yōu)選方面，當(dāng)對林分因子估算結(jié)果進(jìn)行預(yù)測時，由于一些參數(shù)對估算結(jié)果的影響較小，或僅對一個林分因子估算結(jié)果產(chǎn)生作用，而對其他林分因子估算結(jié)果沒有作用時，就必須采用殘差平方和原則來選擇對估算結(jié)果最優(yōu)的林分因子變量。

在模型求解方面，從設(shè)定樣地到采樣樣地，至此林分因子評估模式的所有前期工作都已基本結(jié)束。進(jìn)而，基于林分要素的參數(shù)化和非參數(shù)化方法，建立森林要素的參數(shù)化和非參數(shù)化方法，并對其進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算。

2.2.4 地形信息提取

地形資訊擷取模組包含兩個主要的部分，分別為斜面資料與斜面資料擷取，斜面資料則分為九類坡向與三類坡向。

在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)擬在前期工作基礎(chǔ)上，通過對研究區(qū)DEM數(shù)據(jù)的處理，提取出不同類型的坡度和坡向信息，并根據(jù)不同方向提取不同類型的斜坡、斜坡和無斜坡三種信息，最后得到的斜坡及三類斜坡信息將用于林分參數(shù)的量化分析。

2.2.5 林分因子提取

林分要素抽取模塊由三個部分組成：量化計(jì)算，小班屬性信息抽取，估算精度計(jì)算。

第一定量分析：采用模型解算得到的林分要素估算模式，結(jié)合地形資料（如：陰坡、陽坡、無坡向、坡度）、遙感圖像、樣地資料、森林類型空間分布圖等，進(jìn)行林分要素估算，形成林分要素空間分布專題地圖。

第二小班性信息抽?。豪茂B加手段對二次調(diào)查中所獲取小班數(shù)據(jù)及林分因子空間分布數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，隨后利用均值法等方法將林分因子相關(guān)數(shù)據(jù)自動提取至對應(yīng)小班數(shù)據(jù)之中。

第三估算精度：根據(jù)小班面積、小班林分因子實(shí)測值，以及小班林分因子估測值，以文字形式給出估算精度的結(jié)果。

林分因子估測精度計(jì)算方法如下：假定第i（i=1，2，…，n）：各小班林分因子的實(shí)際測量和估算值為以及，每個小班林分系數(shù)的估算的相對準(zhǔn)確率為，各小班林分因子的估值相對精準(zhǔn)度為P，通過下列公式可確定每個小班林分系數(shù)的估算結(jié)果。

3 總結(jié)

綜上所述，林業(yè)技術(shù)人員在實(shí)際工作中應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)對森林資源監(jiān)測相關(guān)技術(shù)研究力度，提升資源數(shù)據(jù)采集精度、效率以及分析質(zhì)量，為林業(yè)發(fā)展與森林資源開發(fā)提供有力保障。