趙 忠

(黑龍江省同江市勤得利農(nóng)場，黑龍江 佳木斯 156429)

森林蘊含著巨大的生態(tài)價值，具有凈化環(huán)境、釋放氧氣的能力，還具有防風固沙、調(diào)節(jié)氣候、保存物種等作用，同時，森林也是陸地主要碳儲庫和種質(zhì)庫，維護了地球氣候穩(wěn)定和陸地生物多樣性，是人類生存和發(fā)展不可或缺的重要資源。林業(yè)資源調(diào)查是一項基礎(chǔ)性工作，掌握區(qū)域內(nèi)林業(yè)資源現(xiàn)狀，對林業(yè)發(fā)展進行規(guī)劃決策提供依據(jù)。當前，衛(wèi)星遙感技術(shù)已廣泛應(yīng)用于林業(yè)資源調(diào)查工作中，提高了資源調(diào)查工作的精度和廣度，減少了野外調(diào)查的頻度和強度，可有效節(jié)省人力與財力。利用衛(wèi)星遙感影像判讀地類屬性和主要林分特征因子，需要用到地形圖、林相圖，而我國有北京54、西安80、WGS84、CGCS2000等多種測量坐標系，由于坐標原點不同所以需要進行坐標轉(zhuǎn)換。本文對這一問題進行了研究，以更好地將衛(wèi)星遙感技術(shù)應(yīng)用于林業(yè)資源調(diào)查，進一步提高林業(yè)資源調(diào)查的數(shù)字化水平，推動我國林業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

1 林業(yè)資源調(diào)查及衛(wèi)星遙感調(diào)查技術(shù)的必要性

林業(yè)資源是非常寶貴的自然資源，雖然屬于可再生資源，但再生速度十分緩慢。如果森林遭遇大規(guī)?；馂?zāi)和病蟲害等突發(fā)性災(zāi)害，附著在林木上的生態(tài)價值快速喪失，很容易引發(fā)多種氣象與地質(zhì)災(zāi)害。林業(yè)工作者運用衛(wèi)星遙感技術(shù)進行資源清查，在不同調(diào)查地進行不同比例尺地物點坐標轉(zhuǎn)換，更精確地掌握森林邊界、立地條件和資源情況，進行更加全面和細致的監(jiān)測，重點關(guān)注森林邊界發(fā)生變化情況。通過開展高質(zhì)量的森林資源清查與實際作業(yè)，發(fā)現(xiàn)廣大林區(qū)內(nèi)火情和蟲情頻發(fā)的地區(qū)，防止森林資源受到長期損害[1]。

除了森林火災(zāi)和病蟲害之外，濫砍濫伐也是森林資源的重大威脅，應(yīng)該加以禁止。雖然《森林法》中明確規(guī)定了非法砍伐的法律責任，但在實際的林業(yè)資源管理之中，由于我國林地面積廣大，且多處于偏遠地區(qū)，如果出現(xiàn)了濫砍濫伐的情況，很難在短期內(nèi)發(fā)現(xiàn)并予以制止，很容易導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境受到破壞。如前不久甘肅敦煌市陽關(guān)林場萬畝防護林遭到非法皆伐，通過2018年至2019年間衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)了林地破壞圖斑，調(diào)查組在進行現(xiàn)地核查后明確了毀林事實。在這一事件中，如果沒有基于地物點坐標轉(zhuǎn)換的衛(wèi)星遙感調(diào)查，將很難在短時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)毀林事實，造成的資源和生態(tài)損失將難以估計。因此，采取不同比例尺的地物點坐標轉(zhuǎn)換，可以利用不同時期資料，對比森林資源變化情況，維護我國森林資源健康與穩(wěn)定發(fā)展，充分發(fā)揮林業(yè)資源生態(tài)和社會價值[2]。

2 衛(wèi)星遙感調(diào)查林業(yè)資源的基本步驟

運用衛(wèi)星遙感進行林業(yè)資源監(jiān)測，主要是對于兩個不同監(jiān)測時間節(jié)點的遙感影像進行對比，建立動態(tài)的監(jiān)測數(shù)據(jù)庫，匯總各種不同類型的匯總表、流量表和專題圖片等。這個過程可以分成幾個不同的階段，一是制作出本底數(shù)據(jù)；二是對本底數(shù)據(jù)與影像做檢測；三是對衛(wèi)片的影像做套合；然后是檢測和分析，并形成各類調(diào)查成果[3]。

基于地物點坐標轉(zhuǎn)換進行衛(wèi)星遙感監(jiān)測有一定的方法步驟。在調(diào)查范圍內(nèi)布設(shè)清晰顯著的地物點，通過衛(wèi)星影像建立和地面一致的解譯的標志，之后再做好分類工作，進行野外抽查與檢驗。在蓄積量計算的時候，將系統(tǒng)布點作為主要的判定，建立好區(qū)級的連清的體系，通過縣級的連清點進行判讀，對于各個地區(qū)的總蓄積做好計算。之后，再通過計算機系統(tǒng)和各個森林分類測量的結(jié)果，來進行模擬，再做小班與割線機的森林蓄積。在建立好各個地區(qū)班級的連清體系之后，結(jié)合相應(yīng)的判讀結(jié)果，對整個地區(qū)的森林總蓄積進行計算，之后再利用計算機系統(tǒng)與各個森林分類結(jié)果來進行計算。

3 地物點坐標轉(zhuǎn)換技術(shù)要點

3.1 地物點布設(shè)

將調(diào)查地區(qū)作為總體，更好建立地區(qū)級的連清體系，在該地區(qū)1∶5萬比例尺的地形圖上，來按照相關(guān)比例做好地物點布設(shè)，并且布設(shè)好地物點。這樣能更好地做好地形地物的識別，保證能夠做到引線起點的選擇，減少引線方面的人工勞動，并且加強野外地物點的調(diào)查精度，將1∶5萬的比例尺地形圖轉(zhuǎn)換到1∶1萬比例尺的地圖之中[4]。

3.2 地物點轉(zhuǎn)換

為了做好各種林地類型的面積和蓄積計算，需要進行影像圖片套合，需要保證做好地物點比例尺轉(zhuǎn)換，首先要滿足1∶5萬的比例尺，之后再依照特征明顯的地物，可以線裝地物(公路、鐵路、河流等)為主，與衛(wèi)片完全套合之后，再根據(jù)樣地的位置來進行數(shù)據(jù)判讀[5]。

3.3 坐標轉(zhuǎn)換

在過去的坐標轉(zhuǎn)換實踐中，通常采用將所有的地物點坐標值輸入計算機，求算出其坐標對應(yīng)值，然后對照坐標值標上地形圖的方法，勞動量一般較大。當前，隨著數(shù)字時代的到來，坐標轉(zhuǎn)換軟件已經(jīng)普及，如LGO、TGO、COSA、Coord、SurveyTools坐標轉(zhuǎn)換軟件等。其中，SurveyTools功能強大、操作便捷，它可以進行高斯投影正算和反算、不同橢球間的坐標轉(zhuǎn)換、抵償高程面的建立及坐標轉(zhuǎn)換。利用SurveyTools進行平面坐標轉(zhuǎn)換，不需要掌握橢球參數(shù)，適合任何形式的平面直角坐標系，將自由坐標系中的坐標轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一坐標系中的坐標。

4 坐標偏差解決方法

在不同地理坐標系統(tǒng)中，地形圖比例尺存在著一定的差異，在不同地區(qū)境內(nèi)同時存在1∶1萬和1∶5萬比例尺地形圖，在公里交叉點處容易發(fā)生偏差，這對地物點的布設(shè)和轉(zhuǎn)換帶來了很大困難。如不能做好對照地物點的布設(shè)與轉(zhuǎn)換，容易導(dǎo)致整個記錄時間被拉長，導(dǎo)致整個外業(yè)調(diào)查的時間滯后，對于整個地區(qū)的遙感調(diào)查進度造成負面影響[6]。為了解決坐標偏差的問題，需要綜合考慮地物點布設(shè)情況和地物點轉(zhuǎn)換情況，再采用有效的軟件工具進行坐標轉(zhuǎn)換。

雖然多種不同比例尺地形圖地理坐標系統(tǒng)不同，但是每種地形圖坐標是一定的，多種坐標之間有著一定規(guī)律性，不同的坐標值對應(yīng)著不同的回歸關(guān)系。為了能夠滿足地形地物點的不同比例尺的地形圖，需要按照相應(yīng)的比例與坐標值，針對不同的要求與任務(wù)的需求，針對當?shù)氐牧值?、林分以及森林環(huán)境展開綜合評估，充分掌握當?shù)貐^(qū)域的氣候條件、植被情況以及水土環(huán)境等，防止重復(fù)工作，做好坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換。

如果完全脫離實地調(diào)查，單純調(diào)用地形圖進行對接與轉(zhuǎn)換，往往會出現(xiàn)效率低與速度慢的情況，即使采用了SurveyTools等高性能轉(zhuǎn)換軟件也是如此。因此，需要充分掌握當?shù)氐牡乩項l件和立地狀況，更新現(xiàn)有林地環(huán)境數(shù)據(jù)。同時，由于在轉(zhuǎn)換時容易發(fā)生人為操作誤差，需要采取典型地物表示明確的標志點，來進行回歸的分析法，建立好不同坐標之間的數(shù)學轉(zhuǎn)換公式，盡量減少人為操作誤差發(fā)生的可能性。這種情況下，轉(zhuǎn)換速度比較快，轉(zhuǎn)換精度比較高，這種方法值得在衛(wèi)星遙感調(diào)查工作中推廣。

5 結(jié)論

在森林資源調(diào)查工作中，不同比例尺地物點坐標轉(zhuǎn)換是不可或缺的基礎(chǔ)性工作，只有將多個坐標系統(tǒng)的地形圖轉(zhuǎn)換到同一標準下，才能進行下一步驟。當前，坐標轉(zhuǎn)換可以在應(yīng)用SurveyTools等軟件工具完成，但軟件也具有一定的計算邏輯，是基于不同坐標系統(tǒng)之間的回歸關(guān)系來工作的，而工作基礎(chǔ)還是地物點布設(shè)和轉(zhuǎn)換，要加強這些方面的工作，重視實地調(diào)研，結(jié)合當?shù)丨h(huán)境條件，找到顯著地物并準確測量，盡量減少人為誤差的發(fā)生。