黃業(yè)文 吳國宇 張凱 江錦烽

摘要：指出了遙感技術(shù)在森林資源調(diào)查中應(yīng)用廣泛，研究林地變更調(diào)查中的遙感影像判讀技術(shù)，能夠有效提高變更調(diào)查結(jié)果的精度，確保森林資源管理“一張圖”的真實(shí)性和準(zhǔn)確性。結(jié)合2017年度廣西都安縣林地變更調(diào)查項(xiàng)目，利用高分辮率遙感影像，參考林業(yè)經(jīng)營管理檔案，對變化圖斑進(jìn)行修正和判讀，并對判讀結(jié)果進(jìn)行了分析。提出了影響遙感影像判讀的主要影響因素，為森林資源調(diào)查中的影像判讀提供參考。

關(guān)鍵詞：林地變更調(diào)查;判讀;遙感影像;影響因素

中圖分類號：S757 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1674-9944（2020）03-0144-02

1 引言

森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)的組成部分，在滿足人類生活需求、預(yù)防水土流失和保持生態(tài)平衡等方面發(fā)揮著重要的作用。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，資源和生態(tài)環(huán)境問題日益突出，我國林地及森林資源管理面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，因而定期開展林地邊界、林地管理屬性以及森林資源管理利用狀況等變化情況的調(diào)查尤為重要[1，2]。林地變更調(diào)查是林地管理的基礎(chǔ)性工作，摸清森林資源數(shù)量、結(jié)構(gòu)和空間分布等年度變化情況，為科學(xué)、合理地制定林地保護(hù)利用規(guī)劃提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。國家林業(yè)局于2012年開始部署林地變更試點(diǎn)工作，2016年在全國范圍內(nèi)鋪開，經(jīng)過多年的探索實(shí)踐，建立了年度林地變更調(diào)查的常態(tài)化制度，實(shí)現(xiàn)了以縣級行政區(qū)域?yàn)閱挝坏纳仲Y源數(shù)據(jù)年度更新，確保林地管理“一張圖”的真實(shí)性和準(zhǔn)確性[3]。

傳統(tǒng)以實(shí)地勘察為主的森林資源調(diào)查存在宏觀性差、周期長、成本高等不足[4]，難以滿足林地變更信息快速準(zhǔn)確監(jiān)測的需求。遙感技術(shù)具有宏觀、動(dòng)態(tài)、低成本和高效率等優(yōu)勢，在大區(qū)域的資源調(diào)查、氣象觀測和生態(tài)環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，利用遙感技術(shù)對林地及森林資源進(jìn)行監(jiān)測和調(diào)查，對于及時(shí)掌握其現(xiàn)狀和動(dòng)態(tài)變化情況具有重要的意義。

2 材料與方法

2.1 項(xiàng)目區(qū)概況

都安縣位于廣西河池市的南部（東經(jīng)107°51′～108°30′，北緯23°47′～24°35′），在云貴高原向廣西盆地過渡的斜坡上，地勢西北高、東南低，是喀斯特地貌發(fā)育較為典型的地區(qū)，常稱“九分石一分土”，主要河流有紅水河、刁江和澄江，屬于南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)并緣，年均降水量700mm，年均溫19.6℃。該區(qū)地形主要以山地為主，成土母巖為石灰?guī)r，土壤類型以紅壤為主。據(jù)2009年二類調(diào)查數(shù)據(jù)，全縣林地面積為298531.3hm²，約占國土面積408779.59hm²的73%，森林面積為278654.1hm²，森林覆蓋率59%[5]，森林資源較為豐富。

2.2 數(shù)據(jù)來源

自治區(qū)林業(yè)廳提供前后兩期遙感影像;縣林業(yè)局提供前期林地及森林資源年度變更數(shù)據(jù)庫、調(diào)查間隔期內(nèi)林業(yè)經(jīng)營管理檔案數(shù)據(jù);自治區(qū)林業(yè)設(shè)計(jì)院組織技術(shù)人員提取的遙感檢測變化圖斑面狀圖（ArcGIS shp格式）及其因子一覽表。統(tǒng)一采用2000國家大地坐標(biāo)系。

2.3 調(diào)查方法

2.3.1 技術(shù)路線

在林地變更調(diào)查中，變化圖斑主要包括地類、管理屬性發(fā)生變化的圖斑，以及林分調(diào)查因子發(fā)生質(zhì)變的圖斑（圖1）[6]。

2.3.2 圖斑區(qū)劃修正

在森林資源管理信息平臺(tái)上加載多源數(shù)據(jù)，利用人機(jī)交互目視解譯，逐一檢查遙感檢測變化圖斑與其覆蓋區(qū)域的影像表征（顏色、色調(diào)、紋理、大小、形狀、陰影、位置、空間關(guān)系等）的吻合程度，進(jìn)行修正圖斑邊界、刪除錯(cuò)劃圖斑、補(bǔ)繪漏劃圖斑、補(bǔ)繪蓄積量進(jìn)界圖斑等。

2.3.3 圖斑屬性判讀

采用雙軌判讀制對變化圖斑的屬性進(jìn)行判讀，兩人分別判讀并填寫《變化圖斑內(nèi)業(yè)判讀記錄表》，對能夠確定地類、管理屬性或林分因子發(fā)生變化的圖斑，以及補(bǔ)繪漏劃圖斑判讀標(biāo)記為“1”;除此以外的其他圖斑判讀標(biāo)記均為“2”，后期打印外業(yè)圖紙進(jìn)行現(xiàn)地調(diào)查補(bǔ)全圖斑信息。判讀結(jié)束后需對修正和判讀結(jié)果進(jìn)行自檢。

3 結(jié)果與分析

3.1 森林資源變化情況

2016～2017年都安縣林地資源的變化情況：林地面積由311116.33hm²減少至310858.05hm²，減少面積258.28hm²，森林覆蓋率為63.34%。有林地、灌木林地、未成林地、宜林地面積均減少，無立木林地面積增加。有林地、灌木林地減少原因是森林采伐更新變?yōu)椴煞ホE地以及修正前期地類錯(cuò)誤，未成林地、宜林地減少主要是其轉(zhuǎn)變?yōu)橛辛值丶靶拚捌谝蛘{(diào)查因素形成地類錯(cuò)誤，無立木林地增加主要由有林地、灌木林地、征占用引起的。

3.2 圖斑區(qū)劃判讀情況

全縣總小班數(shù)為46952個(gè)，變化圖斑數(shù)為23667個(gè)。經(jīng)過縣級質(zhì)量檢查，小班邊界與影像的吻合程度符合要求，變化小班區(qū)劃和面積求算檢查符合要求，林地?cái)?shù)據(jù)的空間拓?fù)浜蛯傩詳?shù)據(jù)邏輯性檢查合格。經(jīng)過區(qū)級交叉檢查，合格變化圖斑數(shù)為23612個(gè)，不合格圖斑數(shù)為55個(gè)，合格率為99.7%。其中，地類等因子錯(cuò)誤的圖斑有36個(gè)，漏劃圖斑有16個(gè)，需現(xiàn)地核實(shí)圖斑有2個(gè)，邊界與影像不吻合圖斑有1個(gè)。

4 遙感影像判讀的影響因素

4.1 遙感影像時(shí)效性差、分辨率不足

后期遙感影像由多景不同拍攝時(shí)間的影像組成，未能完全反映2017年森林資源整體變化情況，在年底發(fā)生變化的圖斑在遙感影像上沒有表現(xiàn)出來而出現(xiàn)圖斑漏劃的情況。遙感影像分辨率僅為2.5m，在識(shí)別地類、邊界及樹種等方面難度較大，影響遙感影像變化圖斑的判讀結(jié)果，需要進(jìn)行現(xiàn)地核實(shí)，增加了變更調(diào)查的工作量。

4.2 判讀技術(shù)人員經(jīng)驗(yàn)不足

判讀人員需要豐富的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)來提取影像信息，從而識(shí)別出變化圖斑的不同土地類型。而提取影像信息是目視判讀完成地類識(shí)別的基礎(chǔ)，不同土地類型及樹種有不同影像表征，這需要工作人員具備良好的判讀技術(shù)，掌握并能熟練應(yīng)用正確的判讀方法，確保判讀工作的效率，提高變更調(diào)查的準(zhǔn)確度及真實(shí)性。

4.3 經(jīng)營檔案質(zhì)量較差

部分經(jīng)營管理檔案數(shù)據(jù)范圍跟實(shí)際遙感影像變化范圍存在差異。很多林農(nóng)人員缺乏正確的經(jīng)營思想以及林業(yè)部門監(jiān)管不到位，存在超邊界采伐、未經(jīng)審批采伐以及未審批使用林地的情況，造林檔案跟實(shí)際遙感影像變化圖斑邊界不符，由于采伐和造林專題圖層小班是人工勾繪，準(zhǔn)確度相對遙感變化檢測的要低，則以實(shí)際變化范圍進(jìn)行區(qū)劃。

4.4 林地變化原因易混淆

部分林地變化圖斑經(jīng)營強(qiáng)度高，林地土地類型轉(zhuǎn)變快，在短時(shí)間內(nèi)經(jīng)歷了兩個(gè)或多個(gè)變化過程，喬木林轉(zhuǎn)化為灌木經(jīng)濟(jì)林存在“采伐喬木林”和“種植灌木經(jīng)濟(jì)林”兩個(gè)過程，判讀人員在判讀過程中易混淆主要變化原因，出現(xiàn)變化原因與變化年度不對應(yīng)的情況。

5 結(jié)語

遙感影像判讀技術(shù)的應(yīng)用有效提高林地變更調(diào)查信息的準(zhǔn)確性，減少工作人員的工作量和強(qiáng)度，極大地提升了調(diào)查效率，使得林地及森林資源管理由粗放化向精細(xì)化轉(zhuǎn)變。隨著衛(wèi)星遙感、光學(xué)遙感和激光雷達(dá)等新興遙感技術(shù)的發(fā)展，從單一遙感數(shù)據(jù)源向多數(shù)據(jù)源協(xié)同作業(yè)，遙感影像判讀技術(shù)將在提取林分結(jié)構(gòu)參數(shù)、估測蓄積量和識(shí)別林木病蟲害等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，滿足高精度森林信息提取的需求，為提高林地資源管理信息化水平打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙曉曉.新時(shí)期林地變更調(diào)查工作研究[J].林業(yè)科技情報(bào)，2018，50（3）：36～37.

[2]杜志，柯善新，李香林.林地變更調(diào)查工作常見問題與對策研究[J].中南林業(yè)調(diào)查規(guī)劃，2019，38（1）：7～10，49.

[3]區(qū)漢明.廣東省林地變更調(diào)查工作存在的問題與對策研究[J].林業(yè)調(diào)查規(guī)劃，2016，41（1）：44-46，50.

[4]鄧成，梁志斌.國內(nèi)外森林資源調(diào)查對比分析[J].林業(yè)資源管理，2012（5）：12～17.

[5]莫漢寧，蘇初旺.都安縣生態(tài)公益林區(qū)森林防火策略探討[J].綠色科技，2011（4）：172～174.

[6]廣西壯族自治區(qū)林業(yè)廳.廣西壯族自治區(qū)2017年度林地及森林資源變更調(diào)查操作細(xì)則[R].南寧：廣西壯族自治區(qū)林業(yè)廳，2018.

收稿日期：2019-12-29

作者簡介：黃業(yè)文（1990-），男，助理工程師，主要從事林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)工作。

通訊作者：江錦烽（1976->，男，高級工程師，主要從事林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)、監(jiān)測工作。