賴堂煌，李國(guó)旭

（江西省全南縣林業(yè)局，江西全南 341800）

進(jìn)入21 世紀(jì)以來，林業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化升級(jí)，林業(yè)新技術(shù)得到創(chuàng)新發(fā)展，衛(wèi)星遙感影像、無人機(jī)、平板電腦及森林資源管理“一張圖”等新技術(shù)及設(shè)備在森林資源調(diào)查監(jiān)測(cè)、森林防火、病蟲害防治、林地管理和營(yíng)造林生產(chǎn)等方面得到廣泛應(yīng)用。先進(jìn)科學(xué)技術(shù)及設(shè)備的加持，不僅能有效提升林業(yè)工作效率和質(zhì)量，還能促進(jìn)林業(yè)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)協(xié)調(diào)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)林業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

1 衛(wèi)星遙感影像的運(yùn)用

遙感衛(wèi)星擁有的高分辨率影像圖具有信息量大、操作方便、可用性強(qiáng)等特點(diǎn)，能客觀真實(shí)地反映地理空間信息，在我國(guó)林業(yè)生態(tài)建設(shè)中的運(yùn)用越來越廣泛，發(fā)展前景廣闊。

1.1 森林資源調(diào)查監(jiān)測(cè)

森林資源調(diào)查監(jiān)測(cè)的主要任務(wù)是掌握森林資源的類型分布、森林面積及植被消長(zhǎng)變化等動(dòng)態(tài)信息，而衛(wèi)星遙感影像能直觀地反映地理位置、地形、水系、路網(wǎng)等信息，可提高森林資源調(diào)查監(jiān)測(cè)精度，節(jié)省森林資源調(diào)查監(jiān)測(cè)的時(shí)間和成本。利用遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)，依托GIS 地理信息系統(tǒng)制成調(diào)查地圖及各類圖表，為森林資源監(jiān)測(cè)調(diào)查提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持，也可將不同時(shí)間段的遙感影像用于監(jiān)測(cè)森林資源的演替機(jī)制與變化規(guī)律[1]。

基礎(chǔ)的衛(wèi)星遙感識(shí)別是用目視的方法對(duì)林地小班進(jìn)行判讀，在調(diào)查前確定林地小班的地類、將林地劃分成獨(dú)立的小班，再結(jié)合野外調(diào)查數(shù)據(jù)確定小班屬性，以縮短外業(yè)調(diào)查時(shí)間，提高調(diào)查效率。具體操作方法為，調(diào)查人員以衛(wèi)星遙感影像圖為底圖，選擇具有一定代表性的調(diào)查路線，在調(diào)查人員進(jìn)入要調(diào)查的林地小班后，將衛(wèi)星遙感影像圖與現(xiàn)地實(shí)際情況進(jìn)行比對(duì)，記錄林地小班的立地因子、林分因子、權(quán)屬因子等數(shù)據(jù)，并拍攝小班實(shí)況照片，然后通過樣圓（方）調(diào)查、角規(guī)調(diào)查和目視調(diào)查等方法開展小班蓄積量調(diào)查。

1.2 森林火災(zāi)預(yù)防監(jiān)測(cè)

1.3 林業(yè)案件查處

查處林業(yè)案件時(shí)，辦案人員會(huì)到案件現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地勘察，以便確定疑似違法圖斑的面積、蓄積量等案件關(guān)鍵數(shù)據(jù)。但存在部分案件因距案發(fā)時(shí)間過久或現(xiàn)場(chǎng)變化太大等因素，導(dǎo)致違法面積和蓄積量等數(shù)據(jù)確定困難，影響案件的查處效率。應(yīng)用衛(wèi)星遙感影像技術(shù)能有效解決違法面積、蓄積量等數(shù)據(jù)不易確定的問題。例如，2018 年江西省贛州市全南縣通過比對(duì)2016年與2018 年的衛(wèi)星遙感影像資料（見圖1），確認(rèn)樹木被伐面積，證明犯罪嫌疑人的濫伐林木行為。

圖1 2016 年和2018 年衛(wèi)星遙感影像對(duì)比

2 無人機(jī)的運(yùn)用

江西省全南縣林地總面積134 203.8 hm2，其中林地面積125 524.5 hm2，活立木蓄積量1 380 萬m3，森林覆蓋率83.39%，森林資源管理難度大，基層護(hù)林員難以做到全方位巡護(hù)，而利用無人機(jī)可有效解決在森林病蟲害防治、營(yíng)造林生產(chǎn)、森林防火、資源調(diào)查監(jiān)測(cè)等管理中遇到的難題。

2.1 森林病蟲害防治

森林病蟲害大多出現(xiàn)在林區(qū)深處，地形復(fù)雜，人工難以及時(shí)監(jiān)測(cè)病蟲害發(fā)生情況和采取防治措施。而利用無人機(jī)航拍技術(shù)能及時(shí)監(jiān)測(cè)森林的動(dòng)態(tài)變化，全面掌握病蟲害現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，快速制訂防治方案，彌補(bǔ)人工作業(yè)的不足，提高防治效率。同時(shí)，在防治過程中，無人機(jī)可作為作業(yè)機(jī)掛載噴藥設(shè)施于高空噴灑防治藥劑，能有效擴(kuò)大防治面積、避免人員接觸，提高防治工作的效率和安全性[3]。

2.2 森林資源執(zhí)法保護(hù)

2018 年，全南縣水利局首次引入無人機(jī)助力水政執(zhí)法，通過增加無人機(jī)巡航，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)執(zhí)法巡查常態(tài)化，構(gòu)建“地加空”立體式的動(dòng)態(tài)監(jiān)管格局，加大執(zhí)法監(jiān)管力度，提高執(zhí)法監(jiān)察實(shí)效。2018 年，全南縣通過利用無人機(jī)開展空中巡查，共拍攝30 min 視頻，120 張照片，巡查面積約40 km2。全南縣在今后的森林資源執(zhí)法保護(hù)工作中將充分利用無人機(jī)開展水域巡查，擴(kuò)大巡查范圍，加大對(duì)違法采砂、侵占水域等違法行為的打擊力度，使森林資源執(zhí)法保護(hù)工作更加信息化、常態(tài)化、全面化。

2.3 森林防火

傳統(tǒng)的森林防火工作主要是依靠巡防人員實(shí)地巡邏，效率低下。應(yīng)用無人機(jī)進(jìn)行森林防火，可通過設(shè)定固定的飛行路線，在監(jiān)測(cè)飛行中實(shí)時(shí)傳回現(xiàn)場(chǎng)影像數(shù)據(jù)，相關(guān)監(jiān)測(cè)人員能根據(jù)影像數(shù)據(jù)及時(shí)發(fā)現(xiàn)火情，并第一時(shí)間匯報(bào)指揮中心，做到早發(fā)現(xiàn)、早撲救。同時(shí)，利用無人機(jī)對(duì)火情進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，可確定起火范圍和火勢(shì)發(fā)展方向，制訂滅火計(jì)劃，提高火災(zāi)撲救的效率和安全性[4]。

2.4 森林資源調(diào)查監(jiān)測(cè)

當(dāng)前林業(yè)工作人員雖會(huì)利用衛(wèi)星遙感、3S 等技術(shù)進(jìn)行森林資源調(diào)查監(jiān)測(cè)，但仍需要大量的林業(yè)工作人員進(jìn)行實(shí)地調(diào)查和取樣，在耗費(fèi)大量人力、物力的同時(shí)，仍然存在調(diào)查精度不足、效率低下等問題。應(yīng)用無人機(jī)既能快速準(zhǔn)確地獲取調(diào)查范圍內(nèi)的高精度空間遙感信息，又能通過搭載不同類型傳感器獲得不同波段的光譜信息，有效提升森林資源調(diào)查效率和調(diào)查精度，節(jié)約調(diào)查成本[5]。例如，2021 年國(guó)家下發(fā)森林督查圖斑XX 號(hào)，結(jié)合無人機(jī)拍攝的影像資料（見圖2），確定為山體滑坡造成的森林資源破壞，成功銷案。

圖2 山體滑坡現(xiàn)場(chǎng)

3 森林資源管理“一張圖”的運(yùn)用

森林資源管理“一張圖”始建于2010 年，是在國(guó)家林業(yè)局發(fā)布的《全國(guó)林地保護(hù)利用規(guī)劃綱要（2010-2020 年）》基礎(chǔ)上，利用3S 技術(shù)建立的森林資源矢量數(shù)據(jù)庫。通過對(duì)衛(wèi)星遙感影像的判讀和現(xiàn)地調(diào)查，結(jié)合森林資源經(jīng)營(yíng)檔案的動(dòng)態(tài)化管理模式，將林地征占用、造林更新、自然災(zāi)害、林木采伐、林業(yè)案件等林地及森林動(dòng)態(tài)情況進(jìn)行年度更新，同時(shí)修改完善小班邊界和小班屬性，形成基于GIS 的森林資源矢量數(shù)據(jù)庫，為林地及森林資源科學(xué)化、精細(xì)化管理奠定基礎(chǔ)[6]。

3.1 林地管理

森林資源管理“一張圖”能為林地管理人員提供林地空間、屬性數(shù)據(jù)等林地信息。在建設(shè)項(xiàng)目使用林地管理中，將建設(shè)項(xiàng)目矢量圖層導(dǎo)入至森林資源管理“一張圖”圖層中，“一張圖”能準(zhǔn)確顯示建設(shè)項(xiàng)目區(qū)域的地理位置、小班屬性等關(guān)鍵因子；在調(diào)查非法占用林地時(shí)，將不同時(shí)段的衛(wèi)星遙感影像加載到森林資源管理“一張圖”中，可根據(jù)影像變化情況勾繪出非法用地范圍，提取地類、林種、起源、公益林事權(quán)及林地保護(hù)等級(jí)等小班信息[7]。

例如，全南縣陂頭鎮(zhèn)在規(guī)劃一個(gè)新的水電站項(xiàng)目中，需林業(yè)部門調(diào)查項(xiàng)目區(qū)域的林地情況。林業(yè)調(diào)查人員通過利用森林資源管理“一張圖”技術(shù)，將電站項(xiàng)目規(guī)劃區(qū)矢量圖層加載到森林資源管理“一張圖”圖層上，標(biāo)注項(xiàng)目區(qū)內(nèi)的林地小班屬性，提前掌握項(xiàng)目區(qū)內(nèi)的林地狀況，進(jìn)而有針對(duì)性的進(jìn)行外業(yè)調(diào)查，提升調(diào)查效率。

區(qū)域需水包括生產(chǎn)需水、生活需水、生態(tài)需水，受到氣候條件、人口增長(zhǎng)、國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局等多方面因素影響。其中，作物在生長(zhǎng)過程中因供水不足，阻礙正常生長(zhǎng)而發(fā)生的水量虧缺稱為農(nóng)業(yè)干旱。

3.2 營(yíng)造林管理

森林資源管理“一張圖”數(shù)據(jù)，能實(shí)現(xiàn)造林規(guī)劃、設(shè)計(jì)及驗(yàn)收工作的有效連接。1）規(guī)劃、設(shè)計(jì)工作。提高了造林作業(yè)規(guī)劃、設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性、合理性；提高了造林工作人員選擇造林地類、面積的合理性。2）檢查驗(yàn)收工作。將造林規(guī)劃或造林作業(yè)設(shè)計(jì)圖紙導(dǎo)入森林資源管理“一張圖”中，結(jié)合影像進(jìn)行對(duì)比，能準(zhǔn)確查驗(yàn)造林面積。3）監(jiān)測(cè)工作。通過對(duì)森林資源管理“一張圖”進(jìn)行年度更新，將年度新造林地塊落界到林地面上，形成年度變化圖斑，能有效監(jiān)測(cè)造林動(dòng)態(tài)變化和造林成效。

例如，全南縣作為森林資源管理“一張圖”的試點(diǎn)地區(qū)，通過整合地區(qū)自然資源，制作自然資源管理“一張圖”，同時(shí)與村民簽訂土地相關(guān)協(xié)議，明確土地保護(hù)與利用義務(wù)，給予村民經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償，解決了部門管理權(quán)責(zé)利劃分不清和交叉用地的問題，擴(kuò)大了森林資源的管理范圍，提高了自然資源管理水平[8]。

3.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

森林資源管理“一張圖”實(shí)行年度變更、年度出數(shù)的動(dòng)態(tài)管理，將森林資源年度變更數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)，并將數(shù)據(jù)導(dǎo)出至Excel 表格，制作各種分布圖進(jìn)行直觀呈現(xiàn)，滿足森林資源數(shù)據(jù)分類和精確統(tǒng)計(jì)，推動(dòng)森林資源數(shù)據(jù)社會(huì)化管理、利用。

4 平板電腦的運(yùn)用

2019 年開展第七次森林資源二類調(diào)查后，平板電腦在林業(yè)實(shí)踐中得到快速推廣應(yīng)用，尤其是在森林資源調(diào)查和林業(yè)工程驗(yàn)收方面。相較于傳統(tǒng)的紙質(zhì)地形圖，平板電腦除了具有定位、導(dǎo)航、測(cè)算等功能外，還可以實(shí)時(shí)查詢和輸入小班因子和計(jì)算蓄積量，在調(diào)查因子輸入完畢后，還能通過軟件即時(shí)檢查存在的邏輯錯(cuò)誤[9]。

4.1 森林資源調(diào)查監(jiān)測(cè)

與手工輸入調(diào)查方式相比，平板電腦可以實(shí)現(xiàn)調(diào)查過程的全電子化操作，無需攜帶紙質(zhì)地形圖。具體操作方式為，在調(diào)查現(xiàn)場(chǎng)打開平板電腦中的調(diào)查軟件，加載所需數(shù)據(jù)，導(dǎo)入所需調(diào)查區(qū)域的圖層、行政界限、經(jīng)營(yíng)管理界限及小班界限等，在到達(dá)小班位置后，結(jié)合現(xiàn)地調(diào)查實(shí)際進(jìn)行小班區(qū)劃和填寫調(diào)查因子。與傳統(tǒng)調(diào)查相比，應(yīng)用平板電腦時(shí)只需在現(xiàn)場(chǎng)填寫關(guān)鍵數(shù)據(jù)，后期在通過內(nèi)業(yè)整理來完善其他數(shù)據(jù)因子，提高了調(diào)查效率。同時(shí)，平板電腦能通過連接WiFi 或插入SIM 卡具備通訊功能，便于調(diào)查檢測(cè)人員實(shí)時(shí)交流調(diào)查中出現(xiàn)的問題，及時(shí)解決[10]。例如，2019 年全南縣開展的第七次森林資源二類調(diào)查工作，共調(diào)查縣級(jí)固定樣地381 個(gè)，調(diào)查固定小（細(xì)）班18 583 個(gè)，面積156 575.4 hm2。此次調(diào)查全程采用平板電腦進(jìn)行外業(yè)調(diào)查和內(nèi)業(yè)整理工作，提高了調(diào)查效率和質(zhì)量。此次調(diào)查結(jié)束后，江西省、贛州市共抽查了樣地54 個(gè)，小班1 015 個(gè)，分別占總數(shù)的14.2%和5.5%，合格率均為100%，創(chuàng)造了歷次森林資源二類調(diào)查的最好成績(jī)[11]。

4.2 林業(yè)工程驗(yàn)收

在以往開展低質(zhì)低效林改造、森林撫育、退耕還林等林業(yè)工程驗(yàn)收工作時(shí)，工作人員需攜帶大量紙質(zhì)地形圖爬山涉水進(jìn)行驗(yàn)收，導(dǎo)致工作人員行動(dòng)困難、驗(yàn)收工作效率低下。而應(yīng)用平板電腦可預(yù)先加載森林資源管理“一張圖”數(shù)據(jù)，再疊加需要驗(yàn)收的工程矢量數(shù)據(jù)，形成一套完整的電子數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上對(duì)每個(gè)林業(yè)工程小班進(jìn)行逐塊驗(yàn)收核查，提高工程驗(yàn)收的效率、質(zhì)量，提高驗(yàn)收安全性[12]。

5 結(jié)語

林業(yè)可持續(xù)發(fā)展需依靠林業(yè)新技術(shù)創(chuàng)新，新技術(shù)在林業(yè)實(shí)踐中的使用又需要提高林業(yè)技術(shù)人員的創(chuàng)新理念和使用新技術(shù)的能力。提高林業(yè)新技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用范圍和效率，需增加資金投入、加大技術(shù)培訓(xùn)力度、建立完善的新技術(shù)推廣和使用體系，以提高無人機(jī)、衛(wèi)星遙感、平板電腦等現(xiàn)代林業(yè)技術(shù)手段在林業(yè)實(shí)踐中普及率和應(yīng)用效率。