盛曉婷

（山西省林業(yè)和草原資源監(jiān)測(cè)中心，山西 太原 030012）

1 引言

“十三五”時(shí)期以來(lái)，生態(tài)文明建設(shè)首度寫(xiě)入國(guó)家五年發(fā)展規(guī)劃，山西省也在大規(guī)模推進(jìn)國(guó)土綠化工作?！笆濉逼陂g全省累計(jì)營(yíng)造林153.83 萬(wàn)hm2，義務(wù)植樹(shù)20 余億株。到2019 年底，全省森林面積達(dá)到363.40 萬(wàn)hm2，森林覆蓋率從上世紀(jì)50 年代初期的2.40%達(dá)到23.18%，歷史性超過(guò)了全國(guó)平均水平。

根據(jù)山西省森林資源年度清查工作有關(guān)文件要求，原山西省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院于2018 年全面開(kāi)展了年度森林資源清查工作。本工作從2018 年啟動(dòng)，往后每年進(jìn)行1 次，在全省范圍內(nèi)監(jiān)測(cè)森林覆蓋率，依托全省營(yíng)造林綜合核查、林地年度變更調(diào)查、森林資源年度清查成果，按照權(quán)重形成各縣（市、區(qū)）定性和定量的考核評(píng)價(jià)結(jié)果。

2 森林覆蓋率年度監(jiān)測(cè)技術(shù)方案

2.1 技術(shù)路線

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)市、縣林業(yè)建設(shè)成效考核，本次調(diào)查區(qū)域?yàn)槿》秶?1 個(gè)市、119 個(gè)縣（市、區(qū)）。主要采用數(shù)據(jù)為高分辨率農(nóng)經(jīng)影像航片，輔助數(shù)據(jù)為最新林地變更衛(wèi)片影像相關(guān)數(shù)據(jù)，以及谷歌影像等。

本次調(diào)查采用最小樣本法估計(jì)本次監(jiān)測(cè)所需樣地?cái)?shù)量。在國(guó)家森林資源連續(xù)清查體系全省原有9 915 個(gè)固定樣地基礎(chǔ)上，機(jī)械布設(shè)面積1 畝的樣地。

本次監(jiān)測(cè)體系按照國(guó)務(wù)院關(guān)于推廣使用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系（CGCS2000）的要求，以2000 國(guó)家大地坐標(biāo)系為基礎(chǔ)，首先將2000 國(guó)家大地坐標(biāo)系的高分辨率農(nóng)經(jīng)影像散片以縣為單位進(jìn)行拼接，其次將最新的林地變更影像轉(zhuǎn)換為2000 國(guó)家大地坐標(biāo)系。在Arcgis 軟件中，以縣（市、區(qū)）為單位將拼接好的2000 國(guó)家大地坐標(biāo)系的農(nóng)經(jīng)航片和林地變更影像與樣本框疊加，根據(jù)加載的影像，人工判讀每塊樣本框內(nèi)的土地利用類(lèi)型。對(duì)于影像模糊，難以判讀的樣地，還需要參考谷歌歷史影像，如果參考谷歌歷史影像后仍然無(wú)法確定土地利用類(lèi)型，則需要通過(guò)外業(yè)調(diào)查予以核實(shí)。最后基于最終判讀結(jié)果，計(jì)算全省及各縣（市、區(qū)）的森林覆蓋率。

2.2 抽樣方法和森林覆蓋率計(jì)算方法

本次抽樣方法采用系統(tǒng)抽樣最小樣本法，該方法是我國(guó)森林資源調(diào)查中常用的抽樣估計(jì)方法。在調(diào)查對(duì)象中，按照要求的調(diào)查精度，從總體中抽取大于最小理論樣地?cái)?shù)量組成樣本，通過(guò)對(duì)樣本的調(diào)查推算總的覆蓋率。最小樣本數(shù)量與森林資源分布均勻情況、調(diào)查總體面積和估計(jì)精度有關(guān)。比如，山西省國(guó)土面積是浙江省面積的1.50 倍，但由于山西省森林資源數(shù)量少、分布不均勻，因此，山西省森林資源連續(xù)清查固定樣地的數(shù)量是浙江省的2.30 倍還多。

各縣（市、區(qū)）森林覆蓋率，通過(guò)最終判讀為有林地和特殊灌木樣地?cái)?shù)量除以總樣地?cái)?shù)進(jìn)行計(jì)算。

2.3 布設(shè)樣地方案

本次監(jiān)測(cè)體系是在山西省森林資源往年連續(xù)清查體系監(jiān)測(cè)方案原有的固定樣地的基礎(chǔ)上，采用1.0km×1.0km 的抽樣網(wǎng)格，在全省機(jī)械布設(shè)遙感監(jiān)測(cè)樣地。以網(wǎng)格交點(diǎn)作為西南角，劃定面積為1 畝的正方形樣地。遙感監(jiān)測(cè)樣地劃分到二級(jí)地類(lèi)，即林地（有林地、疏林地、灌木林地、未成林地、苗圃地、無(wú)立木林地、宜林地、林業(yè)輔助生產(chǎn)用地）和非林地。外業(yè)調(diào)查采用數(shù)據(jù)采集儀和林業(yè)資源外業(yè)調(diào)查軟件，加載需要進(jìn)行外業(yè)核實(shí)帶有坐標(biāo)的樣地和林地變更影像，利用數(shù)據(jù)采集儀的GPS 定位，導(dǎo)航到樣地西南角，進(jìn)行現(xiàn)地核實(shí)確定土地利用類(lèi)型。對(duì)于不可及樣地，采用對(duì)坡調(diào)繪或無(wú)人機(jī)調(diào)繪等技術(shù)進(jìn)行調(diào)查。

樣地布設(shè)需要在全面踏查全省林地類(lèi)型和數(shù)量的基礎(chǔ)上，選擇典型性、代表性的地段設(shè)置樣地。為了保證抽樣精度（即省級(jí)≥95%、市級(jí)≥95%、縣級(jí)≥85%），全省最少需要135 645 塊樣地。本次抽樣確定全省樣地總數(shù)為156 774 個(gè)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于最少需要樣地?cái)?shù)，能夠滿足縣級(jí)出數(shù)要求的精度。

2.4 樣地判讀方法

本次樣地判讀在樣地內(nèi)采用面積優(yōu)勢(shì)法確定。具體情況有三種類(lèi)型：一是樣本框內(nèi)是純粹地類(lèi)，樣本框內(nèi)是什么地類(lèi)就判定成什么地類(lèi)。二是樣本框內(nèi)有兩個(gè)外延面積均在666.67 hm2（即1 畝）以上的地類(lèi)時(shí)，將樣本框內(nèi)面積比例較大的地類(lèi)確定為樣地地類(lèi)，如果樣本框內(nèi)兩個(gè)地類(lèi)面積相等時(shí)，則將外延面積較大者確定為樣地地類(lèi)。

復(fù)合地類(lèi)如果涉及3 個(gè)或3 個(gè)以上地類(lèi)（且外延面積都達(dá)到1 畝）時(shí)，應(yīng)先確定較高一級(jí)的優(yōu)勢(shì)地類(lèi)，然后再以同級(jí)地類(lèi)中面積占優(yōu)勢(shì)者作為樣地地類(lèi)。比如1 畝的樣地中有疏林地、未成林地和耕地各占1/3，則林地為優(yōu)勢(shì)地類(lèi)，林地中疏林地和未成林地哪個(gè)外延面積大，則確定為哪種地類(lèi)。

由于數(shù)據(jù)判讀不僅是腦力活，而且還是耗時(shí)極長(zhǎng)的體力活，為了確保判讀結(jié)果的準(zhǔn)確性，本次調(diào)查內(nèi)業(yè)判讀采用了背靠背多輪作業(yè)方式。兩名工作人員獨(dú)立對(duì)同一樣地的數(shù)據(jù)進(jìn)行判讀，如果判讀結(jié)果一致，則該樣地的土地利用類(lèi)型按照判讀結(jié)果確定；如果判讀結(jié)果不一致或影像模糊存在疑問(wèn)，則需要通過(guò)外業(yè)調(diào)查予以確定。

經(jīng)過(guò)多輪背靠背檢查后，將全省判讀樣地地類(lèi)與林地變更地類(lèi)進(jìn)行比較，篩選出本次調(diào)查判讀與林地變更地類(lèi)不同且影響森林覆蓋率的樣地進(jìn)行重點(diǎn)檢查，確保內(nèi)業(yè)判讀質(zhì)量的準(zhǔn)確性。主要包括以下兩種情況：森林覆蓋率降低的樣地，林地變更地類(lèi)為林地，年度清查地類(lèi)判讀為非林地的樣地；森林覆蓋率提升的樣地，林地變更地類(lèi)為林地，年度清查地類(lèi)判讀為林地的樣地。

3 森林覆蓋率年度監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

2018 年山西省森林資源年度清查結(jié)果顯示，山西省森林覆蓋率達(dá)到22.79%。晉城市森林覆蓋率34.83%，居全省各市之首。在全省11 個(gè)市中，晉城、呂梁等5 個(gè)市森林覆蓋率高于全省平均水平。全省有3 個(gè)縣森林覆蓋率超過(guò)50%，其中長(zhǎng)治市沁源縣森林覆蓋率以54.12%居首、運(yùn)城市臨猗縣森林覆蓋率51.65%、呂梁市交城縣森林覆蓋率50.41%，分列第二三名；大同市平城區(qū)、臨汾市曲沃縣等17 個(gè)縣（區(qū)）的森林覆蓋率低于10%。

2018 年度清查監(jiān)測(cè)的森林覆蓋率，與林地變更計(jì)算出的森林覆蓋率相比存在一定的差異。主要原因是，由于林地變更小班區(qū)劃通常是用于指導(dǎo)林草生產(chǎn)實(shí)踐，小班區(qū)劃一般以明顯的地形、地物為界，通常以溝、梁、道路、河流為界限。小班面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1 畝，小班內(nèi)通常存在復(fù)合地類(lèi)。例如在有林地中，雖然小班的整體郁閉度超過(guò)0.20，但是也會(huì)存在小面積疏林地、裸巖石礫地等地類(lèi)，林地變更計(jì)算森林覆蓋率時(shí)不會(huì)進(jìn)一步區(qū)劃。而年度清查1 畝的樣本框內(nèi)如果存在著復(fù)合地類(lèi)，還需要進(jìn)一步區(qū)劃判讀。由此，造成林地變更計(jì)算的森林覆蓋率與年度清查監(jiān)測(cè)的森林覆蓋率略有差別。

4 結(jié)語(yǔ)

本次森林資源年度監(jiān)測(cè)以?xún)?nèi)業(yè)為主要手段、外業(yè)為輔助手段進(jìn)行。由于本次調(diào)查采用的是多源高清影像，絕大部分樣地影像清晰可見(jiàn)，采用內(nèi)業(yè)與外業(yè)相結(jié)合的方法，通過(guò)建立解譯標(biāo)志等，只需要對(duì)極少數(shù)影像特征不明顯、影像模糊難以判讀的樣地進(jìn)行外業(yè)核實(shí)，極大地減少了外業(yè)工作量，可以高效率、高質(zhì)量完成工作，同時(shí)也可以節(jié)省外業(yè)經(jīng)費(fèi)。按年度開(kāi)展森林資源清查工作后，往后每年的工作重點(diǎn)主要集中在地類(lèi)發(fā)生變化的樣地上，工作量將一年比一年減少。通過(guò)本次森林資源年度清查工作，實(shí)現(xiàn)了省、市、縣森林資源一體化監(jiān)測(cè)。