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(hù)上起著至關(guān)重要的作用，而森林資源調(diào)查是目前國(guó)內(nèi)最直接的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)手段，為維持森林生態(tài)系統(tǒng)健康、森林資源科學(xué)管理利用提供了必要依據(jù)。遙感技術(shù)作為一種新興的科學(xué)技術(shù)手段，具有簡(jiǎn)單、快捷、可操作性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，尤其是以遙感集成的3S技術(shù)在森林資源調(diào)查中應(yīng)用較多，該技術(shù)不但能提高森林資源調(diào)查的效率，還可以使部分人工無(wú)法進(jìn)行實(shí)測(cè)的樣地調(diào)查精確度得到提升，有助于推動(dòng)林業(yè)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。同時(shí)，也為國(guó)家和各級(jí)政府制定經(jīng)濟(jì)和環(huán)境發(fā)展計(jì)劃、政策、方針等提供一定的依據(jù)。

關(guān)鍵詞：森林;資源調(diào)查;遙感;3S;應(yīng)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(dòng)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(wù)的集合，對(duì)于人類生活和社會(huì)發(fā)展有著至關(guān)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(dòng)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(duì)林業(yè)用地進(jìn)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(yàn)歷史、經(jīng)驗(yàn)條件及未來(lái)發(fā)展等方面的調(diào)查。通過(guò)開(kāi)展森林資源調(diào)查，能夠及時(shí)掌握并分析森林資源的動(dòng)態(tài)變化，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)森林資源結(jié)構(gòu)，制訂有效的森林規(guī)劃和經(jīng)營(yíng)方案，有助于森林資源的科學(xué)管理，進(jìn)一步加強(qiáng)生態(tài)林業(yè)建設(shè)，推動(dòng)林業(yè)經(jīng)濟(jì)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(guó)森林資源調(diào)查目前分為三類，即全國(guó)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(kāi)展區(qū)域?yàn)槿珖?guó)各省、各大區(qū)，以抽樣調(diào)查為主，同時(shí)設(shè)固定樣地，2020年前每五年開(kāi)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(gè)周期，并以編制中長(zhǎng)期的林業(yè)計(jì)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(shí)施范圍為林業(yè)局、林場(chǎng)或旗縣林業(yè)基地，主要運(yùn)用目測(cè)、實(shí)測(cè)、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(yíng)方案和總體設(shè)計(jì)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(shí)測(cè)結(jié)合抽樣的調(diào)查方式，進(jìn)行作業(yè)地全面詳查，以便后期施工作業(yè)的設(shè)計(jì)。以上三種不同類型的森林資源調(diào)查在我國(guó)合理組織森林經(jīng)營(yíng)、制定適宜森林經(jīng)營(yíng)方案及實(shí)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(wèn)題

就理論效果和實(shí)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(dòng)態(tài)為目的，主要調(diào)查對(duì)象是郁閉度0.2以上的喬木林樣地，是目前國(guó)際上公認(rèn)的最行之有效的森林資源監(jiān)測(cè)方法，然而，由于當(dāng)前科學(xué)技術(shù)對(duì)測(cè)量精度的限制，絕大多數(shù)調(diào)查單位都會(huì)受到影響。目前國(guó)內(nèi)普遍以現(xiàn)地實(shí)測(cè)和觀測(cè)點(diǎn)目測(cè)方法為主，大部分樣地均通過(guò)原始野外調(diào)查方法，外業(yè)工作費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，一些調(diào)查樣地，往往需步行五六個(gè)小時(shí)，甚至數(shù)天才能達(dá)到，加上作業(yè)時(shí)間大多集中于高溫、多雨的季節(jié)，無(wú)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(guò)程中也伴有很強(qiáng)的危險(xiǎn)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(shù)和儀器應(yīng)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(fèi)時(shí)費(fèi)力、效率低的問(wèn)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(duì)比較大，只有當(dāng)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(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，無(wú)論是國(guó)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(jì)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(shí)際需求。我們要做到森林資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)出數(shù)快、精度高，滿足實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)要求，就要科學(xué)利用一些現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，如計(jì)算機(jī)技術(shù)和衛(wèi)星遙感技術(shù)。

2?遙感技術(shù)在森林資源調(diào)查中的應(yīng)用

2.1?遙感技術(shù)概述

遙感技術(shù)是人們利用一定的設(shè)備（如人造衛(wèi)星、飛機(jī)或其他飛行器）收集地物目標(biāo)的電磁輻射信息，然后對(duì)這些信息進(jìn)行全方位的攝影和掃描，再對(duì)這些信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)地球表面的多個(gè)目標(biāo)進(jìn)行遠(yuǎn)程的探測(cè)和識(shí)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(yīng)的時(shí)空變化模式來(lái)反映地物信息，識(shí)別遙感影像中森林資源的對(duì)應(yīng)區(qū)域，并利用各種分類算法對(duì)其進(jìn)行分類。在進(jìn)行數(shù)據(jù)的解釋時(shí)，必須要應(yīng)用地學(xué)相關(guān)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(dāng)前現(xiàn)有資料和外業(yè)工作經(jīng)驗(yàn)，才能準(zhǔn)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(shí)，能夠精準(zhǔn)獲取各地類面積?；贕IS的航空攝影技術(shù)，最大優(yōu)點(diǎn)是可以根據(jù)森林林區(qū)內(nèi)各地塊的發(fā)生情況進(jìn)行簡(jiǎn)單、快速的更新，而且花費(fèi)較少。遙感圖像以其宏觀、獲取方便、多時(shí)象、多分辨率、多波段等優(yōu)勢(shì)能夠快速有效地進(jìn)行森林資源動(dòng)態(tài)分析監(jiān)測(cè)。對(duì)于國(guó)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(guó)的高分二號(hào)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(cè)量指標(biāo)，如樹高、林層、胸徑、下木郁閉度等因子對(duì)分辨率要求較高，目前最高衛(wèi)星的分辨率還不能達(dá)到其要求。

2.2?無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在森林資源調(diào)查中應(yīng)用

無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)主要是利用無(wú)人駕駛飛行器技術(shù)、遙感傳感器技術(shù)、遙測(cè)遙控技術(shù)、通信技術(shù)、GPS差分定位技術(shù)和遙感應(yīng)用技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)智能化、專用化、自動(dòng)化快速獲取國(guó)土資源、自然環(huán)境、地震災(zāi)區(qū)等空間遙感信息，且完成遙感數(shù)據(jù)處理、建模和應(yīng)用分析的應(yīng)用技術(shù)，具有機(jī)動(dòng)、快速、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)已逐漸成為未來(lái)的主要航空遙感技術(shù)之一。在森林資源調(diào)查中主要應(yīng)用的就是無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)，主要利用其成像速度快、高時(shí)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(diǎn)，能夠做到對(duì)森林資源進(jìn)行立體覆蓋，及時(shí)探明森林資源的變化情況，準(zhǔn)確獲得當(dāng)下林分的樹種組成及空間結(jié)構(gòu)變化關(guān)系，從而第一時(shí)間明確森林資源的動(dòng)態(tài)變化特征，為生態(tài)文明保障制度的實(shí)施提供數(shù)據(jù)支持，有利于生態(tài)保護(hù)工作的開(kāi)展。