張永健 王龍龍 劉靖宇 擺翔

摘?要：森林資源是人類生活環(huán)境的重要組成部分，在調(diào)節(jié)地球氣候、涵養(yǎng)水源、水土保持等生態(tài)防護上起著至關重要的作用，而森林資源調(diào)查是目前國內(nèi)最直接的動態(tài)監(jiān)測手段，為維持森林生態(tài)系統(tǒng)健康、森林資源科學管理利用提供了必要依據(jù)。遙感技術作為一種新興的科學技術手段，具有簡單、快捷、可操作性強等優(yōu)點，尤其是以遙感集成的3S技術在森林資源調(diào)查中應用較多，該技術不但能提高森林資源調(diào)查的效率，還可以使部分人工無法進行實測的樣地調(diào)查精確度得到提升，有助于推動林業(yè)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。同時，也為國家和各級政府制定經(jīng)濟和環(huán)境發(fā)展計劃、政策、方針等提供一定的依據(jù)。

關鍵詞：森林;資源調(diào)查;遙感;3S;應用

1?森林資源調(diào)查介紹

1.1?森林資源調(diào)查概述

森林是生態(tài)系統(tǒng)的主體，是人類、動物、植物等賴以生存的必須保障。森林資源作為提供森林產(chǎn)品和服務的集合，對于人類生活和社會發(fā)展有著至關重要的作用，主要包括直接資源（如林地、林木及其中的植物、野生動物和非生物資源）和間接資源（如森林文化、觀賞和森林旅游等資源）。森林資源調(diào)查是對林業(yè)用地進行其自然屬性和非自然屬性的調(diào)查，包括森林資源狀況、森林經(jīng)驗歷史、經(jīng)驗條件及未來發(fā)展等方面的調(diào)查。通過開展森林資源調(diào)查，能夠及時掌握并分析森林資源的動態(tài)變化，準確預測森林資源結(jié)構(gòu)，制訂有效的森林規(guī)劃和經(jīng)營方案，有助于森林資源的科學管理，進一步加強生態(tài)林業(yè)建設，推動林業(yè)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

1.2?森林資源調(diào)查形式

按照森林資源調(diào)查范圍不同，我國森林資源調(diào)查目前分為三類，即全國森林資源連續(xù)清查（一類調(diào)查）、森林資源調(diào)查（二類調(diào)查）和作業(yè)調(diào)查（三類調(diào)查）。一類森林資源調(diào)查開展區(qū)域為全國各省、各大區(qū)，以抽樣調(diào)查為主，同時設固定樣地，2020年前每五年開展一次，自2020年起，每年調(diào)查所有固定樣地的五分之一，可以做到年度出數(shù)，每五年為一個周期，并以編制中長期的林業(yè)計劃方針和政策為主要調(diào)查目的;二類森林資源調(diào)查的主要實施范圍為林業(yè)局、林場或旗縣林業(yè)基地，主要運用目測、實測、抽樣相結(jié)合的調(diào)查方法，旨在查清小班地塊的現(xiàn)有資源，為編制經(jīng)營方案和總體設計提供依據(jù);三類森林資源調(diào)查區(qū)域集中在林業(yè)的作業(yè)地段，采取實測結(jié)合抽樣的調(diào)查方式，進行作業(yè)地全面詳查，以便后期施工作業(yè)的設計。以上三種不同類型的森林資源調(diào)查在我國合理組織森林經(jīng)營、制定適宜森林經(jīng)營方案及實現(xiàn)森林多功能利用等方面發(fā)揮了較為的積極作用。

1.3?森林資源調(diào)查現(xiàn)存問題

就理論效果和實際操作而言，現(xiàn)行的一類調(diào)查方法以掌握宏觀森林資源現(xiàn)狀與動態(tài)為目的，主要調(diào)查對象是郁閉度0.2以上的喬木林樣地，是目前國際上公認的最行之有效的森林資源監(jiān)測方法，然而，由于當前科學技術對測量精度的限制，絕大多數(shù)調(diào)查單位都會受到影響。目前國內(nèi)普遍以現(xiàn)地實測和觀測點目測方法為主，大部分樣地均通過原始野外調(diào)查方法，外業(yè)工作費時、費力，一些調(diào)查樣地，往往需步行五六個小時，甚至數(shù)天才能達到，加上作業(yè)時間大多集中于高溫、多雨的季節(jié)，無疑又增加了調(diào)查的困難度;而且有些樣地分布在高山，在調(diào)查過程中也伴有很強的危險性。野外工作效率低下，也與調(diào)查手段和方法落后、新興技術和儀器應用較少。二類調(diào)查方法將蓄積量調(diào)查作為小班調(diào)查的主要內(nèi)容，跟一類調(diào)查類似，存在費時費力、效率低的問題，而且將抽樣控制和小班林木蓄積調(diào)查相結(jié)合的二類調(diào)查方法偏差相對比較大，只有當小班調(diào)查的總蓄積量落到抽樣控制的范圍內(nèi)才算有效，否則就要逐一修正各小班蓄積量。隨著我國社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，無論是國家層面，還是地方層面，傳統(tǒng)的人工外業(yè)調(diào)查加內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理計算的方法，在數(shù)據(jù)精度和出數(shù)效率上，已經(jīng)難以滿足實際需求。我們要做到森林資源動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)出數(shù)快、精度高，滿足實時監(jiān)測要求，就要科學利用一些現(xiàn)代科學技術，如計算機技術和衛(wèi)星遙感技術。

2?遙感技術在森林資源調(diào)查中的應用

2.1?遙感技術概述

遙感技術是人們利用一定的設備（如人造衛(wèi)星、飛機或其他飛行器）收集地物目標的電磁輻射信息，然后對這些信息進行全方位的攝影和掃描，再對這些信息數(shù)據(jù)進行處理和分析，最終實現(xiàn)對地球表面的多個目標進行遠程的探測和識別。隨著科技的發(fā)展，利用遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)已經(jīng)成為快速獲取森林資源信息最有效的手段之一。結(jié)合遙感影像中的光譜特征、輻射特征和幾何特征及其相應的時空變化模式來反映地物信息，識別遙感影像中森林資源的對應區(qū)域，并利用各種分類算法對其進行分類。在進行數(shù)據(jù)的解釋時，必須要應用地學相關分析法，綜合影像的亮度、色調(diào)、形狀特征和紋理結(jié)構(gòu)，并且充分結(jié)合當前現(xiàn)有資料和外業(yè)工作經(jīng)驗，才能準確判定地物所屬類型。遙感信息經(jīng)解譯后輸入地理信息系統(tǒng)（GIS），再經(jīng)GIS翻譯，將森林資源分布圖以專題圖的形式輸出，同時，能夠精準獲取各地類面積?；贕IS的航空攝影技術，最大優(yōu)點是可以根據(jù)森林林區(qū)內(nèi)各地塊的發(fā)生情況進行簡單、快速的更新，而且花費較少。遙感圖像以其宏觀、獲取方便、多時象、多分辨率、多波段等優(yōu)勢能夠快速有效地進行森林資源動態(tài)分析監(jiān)測。對于國家性、大面積的森林資源調(diào)查一般采用TM衛(wèi)星影像，而地區(qū)性的則采用SPOT或Quickbird影像，目前我國的高分二號衛(wèi)星影像也已經(jīng)用于森林資源調(diào)查中。但是由于一些測量指標，如樹高、林層、胸徑、下木郁閉度等因子對分辨率要求較高，目前最高衛(wèi)星的分辨率還不能達到其要求。

2.2?無人機遙感技術在森林資源調(diào)查中應用

無人機遙感技術主要是利用無人駕駛飛行器技術、遙感傳感器技術、遙測遙控技術、通信技術、GPS差分定位技術和遙感應用技術，可以實現(xiàn)智能化、專用化、自動化快速獲取國土資源、自然環(huán)境、地震災區(qū)等空間遙感信息，且完成遙感數(shù)據(jù)處理、建模和應用分析的應用技術，具有機動、快速、經(jīng)濟等優(yōu)勢，現(xiàn)已逐漸成為未來的主要航空遙感技術之一。在森林資源調(diào)查中主要應用的就是無人機遙感技術，主要利用其成像速度快、高時效性、高空間分辨率和高精度且不受外界環(huán)境影響等優(yōu)點，能夠做到對森林資源進行立體覆蓋，及時探明森林資源的變化情況，準確獲得當下林分的樹種組成及空間結(jié)構(gòu)變化關系，從而第一時間明確森林資源的動態(tài)變化特征，為生態(tài)文明保障制度的實施提供數(shù)據(jù)支持，有利于生態(tài)保護工作的開展。