王 奇

（國家林業(yè)和草原局調(diào)查規(guī)劃設(shè)計院，北京 100013）

森林資源是我國的重要資源，但隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，森林資源遭到了一定的破壞，森林保護工作變得越來越重要。為準(zhǔn)確實時獲取區(qū)域森林資源分布狀況，保證林業(yè)建設(shè)工作順利推進，必須開展森林資源調(diào)查工作，構(gòu)建完善的動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，以得到定量的森林面積、結(jié)構(gòu)等數(shù)據(jù)內(nèi)容。

在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)水平不斷提升的時代背景下，社會發(fā)展對于我國森林資源調(diào)查監(jiān)測工作提出了更高的要求。但目前來看，我國森林資源調(diào)查監(jiān)測工作存在信息化技術(shù)應(yīng)用不足、從業(yè)人員素質(zhì)不高等問題。為了進一步提升森林資源調(diào)查監(jiān)測工作的有效性，應(yīng)積極研究森林資源調(diào)查監(jiān)測信息化技術(shù)方法。

1 森林資源調(diào)查監(jiān)測信息化的重要性

1.1 構(gòu)建森林管理體系

積極推動森林資源調(diào)查監(jiān)測信息化發(fā)展，有助于構(gòu)建更加現(xiàn)代化的森林管理體系，提高森林資源管理的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、自動化水平。在開展森林資源調(diào)查工作的過程中，往往需要調(diào)查大量的森林植被及多樣化的森林因子，而推動森林資源調(diào)查監(jiān)測信息化發(fā)展有利于幫助工作人員更加高效地調(diào)查與管理這些因素。當(dāng)前，我國諸多地區(qū)已經(jīng)構(gòu)建林業(yè)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，按照年度通過對接觸式圖像傳感器（Contact Image Sensor，CIS）的應(yīng)用，實時動態(tài)地對現(xiàn)有的各類森林資源檔案數(shù)據(jù)進行更新，極大程度上提升了檔案數(shù)據(jù)的動態(tài)管理水平，進而提高了森林資源管理水平。由此可見，森林資源調(diào)查監(jiān)測信息化對于建設(shè)現(xiàn)代化森林管理體系意義重大。

1.2 提高從業(yè)人員素質(zhì)

積極推動森林資源調(diào)查監(jiān)測信息化發(fā)展，可以在一定程度上提升從業(yè)人員自身素質(zhì)，并對其工作行為產(chǎn)生一定的規(guī)范作用。由于森林資源調(diào)查監(jiān)測人員需要深入林區(qū)開展工作，工作環(huán)境相對復(fù)雜和艱苦，并且與外界之間的交流和溝通較少，久而久之便會導(dǎo)致其難以更新思想觀念，無法真正提高個人素質(zhì)。而推動森林資源調(diào)查監(jiān)測信息化發(fā)展，森林資源調(diào)查監(jiān)測從業(yè)人員勢必會投入對相關(guān)信息技術(shù)的學(xué)習(xí)中，這不僅能有效調(diào)動其學(xué)習(xí)熱情和主觀能動性，而且能在極大程度上提升其知識水平和應(yīng)用能力。同時，信息化建設(shè)的高效落實可以為高效的溝通和交流創(chuàng)造良好的條件，使森林資源調(diào)查監(jiān)測從業(yè)人員汲取先進的經(jīng)驗，高效、高質(zhì)量開展調(diào)查監(jiān)測工作［1］。

1.3 降低工作開展成本

提高森林資源調(diào)查信息化水平，不僅有助于節(jié)約森林資源調(diào)查工作投入的成本，而且有利于提高調(diào)查精度。工作人員可以通過掌上電腦或者全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS）等各種工具的應(yīng)用開展外業(yè)信息采集工作，有效緩解人工操作壓力，加快調(diào)查進程。工作人員可以使用3S 技術(shù)開展規(guī)劃設(shè)計調(diào)查工作，相對于以往的調(diào)查方法來說，能有效提高工作效率，減少工作成本投入，并且不會受到各種人為因素的負(fù)面影響，有利于提高采集的森林資源數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。此外，工作人員能在應(yīng)用信息化技術(shù)的基礎(chǔ)上構(gòu)建更加科學(xué)系統(tǒng)的林業(yè)信息管理系統(tǒng)，提升信息傳遞、存儲的速度及質(zhì)量，為各項信息的合理存儲和調(diào)用奠定堅實的基礎(chǔ)。

1.4 推動林業(yè)整體發(fā)展

現(xiàn)如今，人類社會已迎來信息時代，信息化技術(shù)勢必會在人類生活生產(chǎn)中產(chǎn)生重要作用，推動社會現(xiàn)代化發(fā)展。從本質(zhì)上來看，林業(yè)產(chǎn)業(yè)是社會發(fā)展中極為關(guān)鍵的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，如果林業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展沒有充分適應(yīng)當(dāng)下社會發(fā)展的信息化要求，便難以真正使林業(yè)煥發(fā)應(yīng)有的活力，不利于推動林業(yè)持續(xù)、平穩(wěn)發(fā)展。由此可見，林業(yè)整體的發(fā)展離不開信息化建設(shè)。森林資源調(diào)查工作是林業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的一項核心工作，從近年來我國所開展的森林普查工作來看，推廣運用信息化技術(shù)后，我國森林資源調(diào)查工作取得了更好的成績。

2 森林資源調(diào)查監(jiān)測信息化技術(shù)方法的應(yīng)用及優(yōu)化路徑

2.1 技術(shù)應(yīng)用

2.1.1 信息快速提取技術(shù)。在當(dāng)前我國森林資源監(jiān)測技術(shù)實際應(yīng)用過程中出現(xiàn)了許多技術(shù)難點，如難以實現(xiàn)連續(xù)監(jiān)測、信息獲取不及時等?；诖?，中國林業(yè)科學(xué)研究院的相關(guān)工作人員在時間序列MODIS 影像數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上研發(fā)了新型的信息快速提取技術(shù)。該技術(shù)的應(yīng)用能幫助工作人員快速獲得當(dāng)下全國范圍內(nèi)的各種森林資源信息，可以有效縮短監(jiān)測周期。靈活使用信息快速提取技術(shù)能夠起到優(yōu)化調(diào)查方案的作用，進而突破以往森林資源調(diào)查監(jiān)測中的局限性。通過對信息快速提取技術(shù)的合理應(yīng)用，在分析植被指數(shù)序列特征及時間序列光譜特征等的基礎(chǔ)上能高效應(yīng)對地類光譜重疊及光譜混合等問題，進一步提升森林信息估測的實際精度，具體可達 5%［2］。

2.1.2 可視化模擬技術(shù)。有關(guān)學(xué)者將林分經(jīng)營理論及實踐與計算機可視化模擬技術(shù)相結(jié)合，提出了人工林林分交互式經(jīng)營可視化模擬技術(shù)，并研發(fā)了面向經(jīng)營者的可用定量化方法實現(xiàn)林分經(jīng)營目標(biāo)的人工林林分交互式經(jīng)營可視化模擬系統(tǒng)，幫助經(jīng)營者實時掌握林分動態(tài)變化?？梢暬M技術(shù)主要分為2 種，即生長可視化和經(jīng)營可視化。生長可視化主要是基于不同的數(shù)據(jù)源，構(gòu)建起林分結(jié)構(gòu)的可視化自適應(yīng)模型。相關(guān)研究人員通過建立最小結(jié)構(gòu)單元分布格局的模型，在一定程度上達到林分空間結(jié)構(gòu)的可視化模擬目標(biāo)，完整展現(xiàn)林分結(jié)構(gòu)。在經(jīng)營可視化方面，相關(guān)研究人員創(chuàng)新應(yīng)用了當(dāng)前先進的流程式設(shè)計理念，這樣能高效解決普遍存在于林分經(jīng)營建模中的操作性不強及交互性較弱等問題。筆者充分探析了當(dāng)前普遍應(yīng)用的經(jīng)營措施決策、條件判斷及采伐決策可視化模型等，對正式運行過程中的引擎及自動跟蹤服務(wù)進行定義，以高效落實林分經(jīng)營具體過程的可視化模擬。

2.1.3 遙感數(shù)據(jù)。在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)水平不斷提升的時代背景下，遙感技術(shù)較之以往也有了極大程度的進步，在森林資源調(diào)查監(jiān)測中合理使用遙感技術(shù)能有效提升工作質(zhì)量和效率，并為調(diào)查監(jiān)測的準(zhǔn)確性提供充足的保障。工作人員應(yīng)用遙感技術(shù)之前需要先明確各類監(jiān)測指標(biāo)，如植被覆蓋面積及動物種類等，合理使用高分辨率的衛(wèi)星數(shù)據(jù)開展監(jiān)測工作，同時對比優(yōu)化最終的監(jiān)測結(jié)果。這樣能幫助工作人員更加精確地發(fā)現(xiàn)相關(guān)因素的變化情況，一旦其指標(biāo)發(fā)生變化，衛(wèi)星系統(tǒng)可以第一時間判斷其發(fā)展趨勢及其變化產(chǎn)生的具體原因，有助于提升監(jiān)測的實效性。在森林資源調(diào)查監(jiān)測中對于遙感技術(shù)的應(yīng)用存在一定的時空限制，如果所開展的監(jiān)測工作時間間隔相對較短，那么對于森林資源變化所做出的評價便會欠缺客觀性［3］。

2.2 優(yōu)化路徑

2.2.1 搭建信息化管理平臺。近年來，我國社會發(fā)展水平逐漸提升，現(xiàn)代信息化技術(shù)在眾多領(lǐng)域得到極為廣泛的應(yīng)用，在林業(yè)產(chǎn)業(yè)方面也不例外。要想真正提升森林資源調(diào)查監(jiān)測工作的信息化水平，應(yīng)積極開展信息化管理平臺建設(shè)工作，進而為各項工作的開展提供良好的平臺支撐。

在當(dāng)前“互聯(lián)網(wǎng)+”模式進一步應(yīng)用的過程中，信息的傳播廣度有所擴大，速度有所加快，信息化管理平臺的建設(shè)能為信息的準(zhǔn)確和高效處理創(chuàng)造良好的條件。為了能獲取更加完善和有價值的信息，相關(guān)人員應(yīng)在實踐中不斷完善和優(yōu)化管理平臺，進一步展現(xiàn)出其在整合和分析數(shù)據(jù)方面的實際作用，最終充分利用數(shù)據(jù)展現(xiàn)森林資源的動態(tài)變化情況，有助于幫助工作人員針對性地改進資源管理中不合理的部分，提升管理成效［4］。

首先，相關(guān)研究人員需要針對性地構(gòu)建起基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺，為有關(guān)機構(gòu)和行業(yè)提供充足的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。其次，相關(guān)研究人員應(yīng)搭建管理平臺系統(tǒng)，確保其能實現(xiàn)對于各業(yè)務(wù)子系統(tǒng)的全面覆蓋。在系統(tǒng)中對各類信息數(shù)據(jù)進行存儲時應(yīng)注意統(tǒng)一其格式，以便為數(shù)據(jù)共享和統(tǒng)一管理的高效落實創(chuàng)造良好的條件［5］。再次，相關(guān)研究人員需要積極開展基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫建設(shè)。最后，完成數(shù)據(jù)庫建立工作后，相關(guān)研究人員需立足具體的部門需求開發(fā)相關(guān)管理軟件，保障信息化管理平臺整體的適用性及應(yīng)用價值。

2.2.2 完善動態(tài)監(jiān)管條件。信息化技術(shù)在森林資源調(diào)查監(jiān)測中應(yīng)用的目的是獲得動態(tài)監(jiān)測的效果，因此，工作人員應(yīng)從整合資源、完善設(shè)施及基礎(chǔ)調(diào)查方面采取相應(yīng)的優(yōu)化措施。

首先，在整合資源方面，應(yīng)當(dāng)對現(xiàn)有的各種監(jiān)測技術(shù)進行優(yōu)化整合，并對相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進行完善。對傳統(tǒng)技術(shù)和先進技術(shù)進行整合應(yīng)用，包括全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)與遙感技術(shù)等，以有效突破以往監(jiān)測工作的局限性，進一步展現(xiàn)出先進技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，彌補人工操作的不足。

其次，在完善設(shè)施方面，有關(guān)部門應(yīng)綜合考慮多方面影響因素，積極擴大森林資源動態(tài)監(jiān)測的范圍，并在原有基礎(chǔ)上增加在森林資源動態(tài)監(jiān)測方面的資金投入，大力引入先進的無人機和計算機等。大量實踐證明，無人機運行快，操作簡單，并且具備低空高分辨率的遙感攝影功能，因而能快速獲取有效且準(zhǔn)確的森林資源信息。一般情況下，無人機監(jiān)測技術(shù)主要應(yīng)用于小范圍區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)信息獲取，并且根據(jù)設(shè)計好的航線進行拍攝，由此獲取高質(zhì)量的森林資源數(shù)據(jù)信息。近年來，無人機監(jiān)測技術(shù)在森林資源調(diào)查監(jiān)測中的應(yīng)用越來越廣泛，并且取得了理想的應(yīng)用效果。此外，要加強網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，進而針對性地搭建起切實可行的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，更加高效地實現(xiàn)對于森林資源信息的優(yōu)化處理［6］。

最后，在基礎(chǔ)調(diào)查方面，工作人員基于當(dāng)下所掌握的森林資源的基本特征，充分結(jié)合資源管理的具體要求，對森林資源的分布情況及資源保護和開發(fā)情況展開全方位的調(diào)查、了解。其調(diào)查的核心是了解森林資源分布面積等，同時要及時更新森林資源調(diào)查成果，實時動態(tài)掌握當(dāng)下森林資源的實際變化狀況，并基于數(shù)據(jù)成果完成調(diào)查監(jiān)測圖的繪制。

2.2.3 深入挖掘數(shù)據(jù)信息。森林資源調(diào)查主要分為一類調(diào)查［以全國（或大區(qū)域）為對象的森林資源調(diào)查］、二類調(diào)查（為編制規(guī)劃設(shè)計而進行的調(diào)查）、三類調(diào)查（為作業(yè)設(shè)計而進行的調(diào)查）。其中，一類調(diào)查主要由省林業(yè)部門負(fù)責(zé)，主要是針對森林資源展開連續(xù)清查，目的是從宏觀上掌握森林資源的現(xiàn)狀和變化。在一般情況下，不要求落實到小地塊，也不進行森林區(qū)劃。當(dāng)前，大都采用以固定樣地為基礎(chǔ)的連續(xù)抽樣方法。2005 年起，我國森林資源一類調(diào)查增加了遙感圖片衛(wèi)星判讀的工作，主要是輔助固定樣地調(diào)查，提高一類調(diào)查的精度。二類調(diào)查包括區(qū)劃、調(diào)查、資源統(tǒng)計分析3 大部分。森林經(jīng)營單位應(yīng)調(diào)查該單位所有和經(jīng)營管理的土地，縣級行政單位應(yīng)調(diào)查縣級行政范圍內(nèi)所有的森林、林木和林地。三類調(diào)查又稱作業(yè)設(shè)計調(diào)查，是林業(yè)基層單位為滿足伐區(qū)設(shè)計、撫育采伐設(shè)計等的需要而進行的調(diào)查。對林木的蓄積量和出材量要做出準(zhǔn)確的測定和計算。而構(gòu)建起相應(yīng)的信息化管理平臺能進一步提升各類信息資源的實際利用效率，從根本上提升森林資源管理成效［7］。

開展森林資源調(diào)查監(jiān)測工作的目的主要是明確各種森林資源信息，因此，建設(shè)信息化管理平臺時應(yīng)注重整合各類信息，提升系統(tǒng)平臺應(yīng)有的智能化、網(wǎng)絡(luò)化、協(xié)調(diào)化水平，幫助林業(yè)部門更加順暢地獲取森林資源信息數(shù)據(jù)，進而為其制訂管理決策提供支持。例如，將森林生長情況及各種經(jīng)營措施實時動態(tài)地記錄在地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）系統(tǒng)中［8］。與此同時，工作人員應(yīng)充分發(fā)揮遙感技術(shù)（Remote Sensing，RS）在信息獲取方面的重要作用，通過合理應(yīng)用RS 技術(shù)，針對森林資源展開隨機和立體化的抽樣調(diào)查工作，實現(xiàn)對森林資源時空變化的高效分析。

目前的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以高效實現(xiàn)數(shù)據(jù)的錄入、查詢、統(tǒng)計等功能，但無法發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)存在的關(guān)系，無法根據(jù)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)預(yù)測未來的發(fā)展趨勢。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)是最近幾年興起的科學(xué)技術(shù)，充分利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，從中找出潛在的、隱含的、有價值的信息，為使用者的業(yè)務(wù)決策和戰(zhàn)略發(fā)展服務(wù)。建立基于森林資源的數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用工具，能提供簡單、統(tǒng)一的運算分析機制，能很好地反映多因素交互作用和綜合影響，從而得到盡可能翔實、符合客觀規(guī)律的森林資源調(diào)查結(jié)果。

3 結(jié)語

森林資源調(diào)查數(shù)據(jù)往往龐雜而繁多，如何把這些數(shù)據(jù)變成有價值的信息，是林業(yè)信息化工作中的棘手問題。因此，推動森林資源調(diào)查監(jiān)測信息化發(fā)展是今后促進林業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。強化對現(xiàn)代化信息技術(shù)的應(yīng)用，能有效提升森林資源監(jiān)測工作的有效性，對于林業(yè)可持續(xù)發(fā)展有著積極的促進作用。