王 黎

(山西省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院,山西 太原 030012)

航測(cè)技術(shù)在營(yíng)造林綜合核查中的應(yīng)用

王 黎

(山西省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院,山西 太原 030012)

分析了山西省營(yíng)造林綜合核查的現(xiàn)狀，提出了現(xiàn)階段山西省營(yíng)造林核查存在著檢查手段和方式落后、檢查效率較低、檢查質(zhì)量有待進(jìn)一步提升等問(wèn)題。介紹了“無(wú)人機(jī)+數(shù)據(jù)采集儀”航測(cè)技術(shù)的工作方案，并與傳統(tǒng)的營(yíng)造林綜合核查手段進(jìn)行了對(duì)比，發(fā)現(xiàn)“無(wú)人機(jī)+數(shù)據(jù)采集儀”航測(cè)技術(shù)的效率和質(zhì)量均高于傳統(tǒng)航測(cè)技術(shù)。

營(yíng)造林綜合核查；航測(cè)；無(wú)人機(jī)；數(shù)據(jù)采集儀

航測(cè)，就是利用航空器具及相配套的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量、測(cè)繪和分析，屬于測(cè)繪科學(xué)中的遙感科學(xué)。目前，航測(cè)已被越來(lái)越多地應(yīng)用于地質(zhì)、環(huán)保、交通、林業(yè)、水利等與國(guó)土勘探有關(guān)的行業(yè)中，在精確性、效費(fèi)率及時(shí)空的即時(shí)性方面表現(xiàn)出了無(wú)可比擬的優(yōu)越性。筆者試圖以無(wú)人機(jī)配合數(shù)據(jù)采集儀的方式實(shí)現(xiàn)山西省在營(yíng)造林工程綜合核查工作方面的技術(shù)變革，對(duì)其變革的可行性和可靠性進(jìn)行綜合分析，為實(shí)際工作的開(kāi)展提出指導(dǎo)意義。

1 山西省營(yíng)造林綜合核查的現(xiàn)狀

營(yíng)造林綜合核查，是以立足林業(yè)大局、服務(wù)六大工程、提高工作效率、節(jié)約核查經(jīng)費(fèi)、減輕基層壓力為目的，對(duì)人工造林(更新)核查(實(shí)績(jī)核查、保存狀況調(diào)查)、飛播造林核查(出苗情況核查、成效核查)和封山育林核查(實(shí)績(jī)核查、成效核查)進(jìn)行綜合，監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)全國(guó)營(yíng)造林及重點(diǎn)林業(yè)工程建設(shè)的實(shí)績(jī)與成效，為科學(xué)管理和決策提供依據(jù)。目前，山西省營(yíng)造林核查具有以下幾個(gè)特性：

1) 獨(dú)立性。山西省營(yíng)造林項(xiàng)目目前主要有退耕還林工程、中央財(cái)政補(bǔ)貼造林工程、天然林保護(hù)工程、產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目、歐投項(xiàng)目、三北防護(hù)林建設(shè)工程、太行山綠化工程、京津風(fēng)沙源治理二期工程等，這些工程分屬于不同的管理部門。如，退耕還林工程分屬省退耕辦管理，中央財(cái)政補(bǔ)貼造林工程分屬?gòu)d植樹(shù)造林處管理，三北防護(hù)林建設(shè)工程、太行山綠化工程、京津風(fēng)沙源治理二期工程分屬省造林局管理，天然林保護(hù)工程分屬省林管局管理等。工程項(xiàng)目在營(yíng)造方向、補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)、作業(yè)區(qū)域分布、造林類別等方面均有不同程度的差別。而山西省的營(yíng)造林核查，一直以來(lái)都是以單獨(dú)的工程項(xiàng)目進(jìn)行檢查驗(yàn)收。

2) 繁雜性。主要指山西省營(yíng)造林核查內(nèi)容的繁雜性。如，退耕還林工程核查對(duì)象分為實(shí)績(jī)核查和成效核查兩大類，實(shí)績(jī)核查對(duì)象為上一年度人工造林和封山育林面積核實(shí)情況、合格情況、工程管理情況；成效核查對(duì)象為人工造林滿3 a的面積保存情況、成林情況和封山育林滿5 a的成效情況、工程管理情況。新一輪退耕還林工程核查對(duì)象為區(qū)域內(nèi)各年度任務(wù)在國(guó)家計(jì)劃下達(dá)第3 a的退耕地還林面積核實(shí)情況、合格情況、工程管理情況。而補(bǔ)貼造林工程核查對(duì)象為中央財(cái)政補(bǔ)貼造林工程試點(diǎn)縣人工造林滿3 a的面積。

3) 長(zhǎng)時(shí)性。因?yàn)楣こ谭N類眾多，施工具體時(shí)間不同，核查工作內(nèi)容繁雜、體量龐大，就形成了核查工作時(shí)間跨度較長(zhǎng)的特性。每年的核查工作基本上從3月份開(kāi)始，一直到11月份左右才能結(jié)束。

2 山西省營(yíng)造林核查存在的問(wèn)題

2.1 檢查手段和方式落后

目前，山西省營(yíng)造林核查基本上采用傳統(tǒng)的檢查、調(diào)查方式。如，使用地形圖調(diào)繪以核對(duì)各類營(yíng)造林項(xiàng)目面積，采用傳統(tǒng)的小班因子測(cè)量、測(cè)算方式，手工填寫野外調(diào)查表，利用計(jì)算機(jī)匯總各類型統(tǒng)計(jì)表等。

2.2 檢查效率較低

高科技手段在檢查工作中使用頻率低。檢查手段和方式落后，檢查效率得不到明顯提高。

2.3 檢查質(zhì)量有待進(jìn)一步提升

人為因素(如，水平差異和主觀因素)對(duì)傳統(tǒng)檢查調(diào)查結(jié)果影響較大。檢查質(zhì)量要在增加科技投入、減少人為因素影響的基礎(chǔ)上得到提升。

3 “無(wú)人機(jī)+數(shù)據(jù)采集儀”航測(cè)技術(shù)

3.1 “無(wú)人機(jī)+數(shù)據(jù)采集儀”工作方案

以林地變更數(shù)據(jù)為本底數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)采集儀和無(wú)人機(jī)技術(shù)進(jìn)行營(yíng)造林綜合核查，分為數(shù)據(jù)預(yù)處理、外業(yè)核查、成果的管理與輸出(含統(tǒng)計(jì)分析)幾個(gè)階段，如圖1.

圖1 “無(wú)人機(jī)+數(shù)據(jù)采集儀”工作方案

3.1.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理

將林保、林地變更小班數(shù)據(jù)等屬于不同體系的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一化處理(提取核查所需字段)，對(duì)遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮和切片預(yù)處理。

3.1.2 外業(yè)核查

將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的核查數(shù)據(jù)加載到數(shù)據(jù)采集儀中，進(jìn)行外業(yè)核查工作。

加載數(shù)據(jù)：遙感影像數(shù)據(jù)、林?；蛄值刈兏“鄶?shù)據(jù)、抽查的小班數(shù)據(jù)，以及其它營(yíng)造林作業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)的數(shù)據(jù)。

現(xiàn)地導(dǎo)航：利用GPS導(dǎo)航到達(dá)現(xiàn)地，采集儀中將留存航跡，據(jù)此可以判斷檢查人員是否確實(shí)到達(dá)要檢查的小班地塊。

檢查拍照：拍攝檢查小班的照片類型包括全景照片、不同方向拍攝的照片、反映小班營(yíng)造林情況的細(xì)部照片，及其它有必要的照片等。照片上可帶GPS坐標(biāo)信息，必要時(shí)也可錄制視頻和語(yǔ)音說(shuō)明。

營(yíng)造林小班檢查：小班勾繪完成后自動(dòng)計(jì)算面積，隨時(shí)與檢查小班進(jìn)行對(duì)比，核實(shí)面積是否和設(shè)計(jì)一致。根據(jù)現(xiàn)地情況填寫相關(guān)因子，并與現(xiàn)地照片進(jìn)行比對(duì)，提高檢查質(zhì)量和工作效率，減少人為因素影響。

無(wú)人機(jī)航測(cè)：按照營(yíng)造林綜合核查的小班情況，在航測(cè)地面站中進(jìn)行路線規(guī)劃，利用數(shù)據(jù)采集儀導(dǎo)航定位到現(xiàn)地，依據(jù)天氣情況進(jìn)行航測(cè)，拍攝空中全景照片。航測(cè)完成后將數(shù)據(jù)及時(shí)導(dǎo)入移動(dòng)工作站進(jìn)行處理，并將處理好的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，之后提取與營(yíng)造林核查相關(guān)的信息。在數(shù)據(jù)采集儀中填報(bào)相應(yīng)數(shù)據(jù)，經(jīng)邏輯檢查和綜合核查后得出相應(yīng)結(jié)論。

核查驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范查詢：因不同營(yíng)造林工程標(biāo)準(zhǔn)不同，在核查驗(yàn)收人員對(duì)標(biāo)準(zhǔn)細(xì)節(jié)不確定時(shí)，可在數(shù)據(jù)采集儀中隨時(shí)查看營(yíng)造林工程的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，確保核查和驗(yàn)收工作的質(zhì)量。

綜合核查數(shù)據(jù)比對(duì)查重：在需要核查的全部工程造林項(xiàng)目核查完成后，進(jìn)行綜合邏輯分析與重復(fù)性查詢，得出符合綜合核查技術(shù)規(guī)程的成果。

3.1.3 成果的管理與輸出

依據(jù)要求編制相應(yīng)的軟件，從數(shù)據(jù)采集儀采集的基礎(chǔ)調(diào)查數(shù)據(jù)中得出系統(tǒng)的核查成果數(shù)據(jù)。成果管理輸出階段主要包括現(xiàn)地核查驗(yàn)收數(shù)據(jù)的接收與管理，以及數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)與管理。根據(jù)研究制定的符合綜合核查工作的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，將審核后的數(shù)據(jù)入庫(kù)。將影像(包括基礎(chǔ)影像和航測(cè)影像)、工程營(yíng)造林作業(yè)設(shè)計(jì)、各期檢查核查、驗(yàn)收及相關(guān)照片等數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單查詢和綜合查詢，生成綜合核查統(tǒng)計(jì)報(bào)表和統(tǒng)計(jì)圖表等成果，進(jìn)行年度分析、多年度對(duì)比分析等，為工程管理和領(lǐng)導(dǎo)決策提供有力的依據(jù)和技術(shù)支撐。

3.2 無(wú)人機(jī)使用范圍

由于無(wú)人機(jī)應(yīng)用于林業(yè)航測(cè)調(diào)查在山西省尚處于試驗(yàn)探索階段，且無(wú)人機(jī)的使用及效果受其自身?xiàng)l件的影響較大，故現(xiàn)階段使用范疇為：

1) 待核查小班面積大于13.33 hm2或待核查地塊集中連片面積大于20 hm2.

2) 核查地塊與飛機(jī)起飛點(diǎn)間的直線距離不得超過(guò)500 m.

3) 核查地塊須有明顯的造林痕跡(造林坑)。

4) 風(fēng)力環(huán)境小于5級(jí)。

5) 無(wú)強(qiáng)電磁、磁場(chǎng)干擾。

6) 核查地塊附近無(wú)大面積水域。

7) 核查地塊附近無(wú)軍用或民用航空設(shè)施及軍用基地等。

3.3 差異性對(duì)比

傳統(tǒng)的營(yíng)造林綜合核查手段與“無(wú)人機(jī)+數(shù)據(jù)采集儀”核查手段的優(yōu)劣勢(shì)對(duì)比情況見(jiàn)表1.

表1 優(yōu)劣勢(shì)分析

4 結(jié)論

山西省從2015年開(kāi)始首次在森林資源連續(xù)清查中大量使用數(shù)據(jù)采集儀，并且其在之后的林地變更調(diào)查中成為了通用、固定的野外數(shù)據(jù)采集方式。通過(guò)近兩年的使用，充分證明了數(shù)據(jù)采集儀在現(xiàn)階段林業(yè)調(diào)查中的重要性。而無(wú)人機(jī)目前僅在個(gè)別單位用于取證拍照，形成航測(cè)數(shù)據(jù)和進(jìn)行建模分析等只是在山西省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院進(jìn)行了初步探索，但其在林業(yè)調(diào)查領(lǐng)域的作用已經(jīng)得到初步體現(xiàn)。在未來(lái)的營(yíng)造林工程核查中，航測(cè)技術(shù)的使用將使山西省的林業(yè)調(diào)查提升到一個(gè)嶄新的高度，工作效率和工作質(zhì)量將得到有效提高。

[1] 王鳳國(guó)，胡潤(rùn)強(qiáng).無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐及可行性分析[J].甘肅科技，2014(6)：34-36.

[2] 張文博.無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)在土地綜合整治中的應(yīng)用研究[D].長(zhǎng)沙：長(zhǎng)沙理工大學(xué)，2013.

[3] 張玉茜.無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)在水土保持學(xué)科的應(yīng)用[J].科技資訊，2015(20)：191-192.

2017-01-14

王 黎(1971— )，男，山西臨縣人，2007年畢業(yè)于北京林業(yè)大學(xué)，高級(jí)工程師。

S779

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1007-726X(2017)02- 0058- 03