森林資源調(diào)查監(jiān)測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展探究

陰飛飛

(山西省臨汾市古縣林業(yè)局，山西 臨汾 042400)

進(jìn)行森林資源調(diào)查監(jiān)測(cè)的主要目的是實(shí)時(shí)了解我國的森林資源儲(chǔ)量信息，做到對(duì)森林資源開發(fā)狀況和利用狀況的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，以期能夠了解森林資源開發(fā)與利用的整體效益，并明確其對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。尤其是在當(dāng)前時(shí)期，社會(huì)生產(chǎn)對(duì)森林資源的需求量持續(xù)增長(zhǎng)，致使部分森林資源遭受大面積的破壞影響，導(dǎo)致區(qū)域生態(tài)惡化。基于此類問題，更應(yīng)加強(qiáng)對(duì)森林資源調(diào)查監(jiān)測(cè)工作的重視，及時(shí)反饋森林資源信息和森林資源的實(shí)際發(fā)展?fàn)顩r，為相關(guān)的林業(yè)部門提供可靠的信息參考，使其能夠根據(jù)自身的營(yíng)造林能力，制定合理的經(jīng)營(yíng)策略。與此同時(shí)，在營(yíng)造林作業(yè)過程中，也可通過森林資源的調(diào)查監(jiān)測(cè)技術(shù)直接了解造林效果，使相關(guān)的林業(yè)部門能夠根據(jù)調(diào)查監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)營(yíng)造林計(jì)劃進(jìn)行科學(xué)調(diào)整，進(jìn)一步提升技術(shù)轉(zhuǎn)化成果。

1.森林資源調(diào)查監(jiān)測(cè)內(nèi)容

根據(jù)森林資源調(diào)查監(jiān)測(cè)等級(jí)需求的不同，其監(jiān)測(cè)范圍和監(jiān)測(cè)內(nèi)容也存在一定的差異。目前來看，國家級(jí)與省級(jí)森林資源監(jiān)測(cè)以森林資源連續(xù)清查為主，之后根據(jù)資源調(diào)查需求的不同，適當(dāng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)內(nèi)容補(bǔ)充，并且對(duì)其監(jiān)測(cè)范圍進(jìn)行擴(kuò)展。例如，在年度的森林資源調(diào)查工作中應(yīng)針對(duì)其資源動(dòng)態(tài)變化做出監(jiān)測(cè)，并且針對(duì)重點(diǎn)的公益林加強(qiáng)監(jiān)測(cè)。縣級(jí)森林資源的調(diào)查監(jiān)測(cè)工作被納入二類調(diào)查等級(jí)，主要是將森林資源的規(guī)劃設(shè)計(jì)作為主要監(jiān)測(cè)目標(biāo)。除此之外，也會(huì)針對(duì)一些重點(diǎn)公益林項(xiàng)目和重點(diǎn)林業(yè)工程項(xiàng)目進(jìn)行監(jiān)測(cè)。具體的森林資源調(diào)查監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括以下幾點(diǎn)：

1.1 國家連續(xù)清查

隨著國家連續(xù)清查作業(yè)的持續(xù)開展，森林資源清查的組織管理水平不斷提升，各地區(qū)和省市也加強(qiáng)了對(duì)森林資源連續(xù)清查工作的重視，并指派專門的小組負(fù)責(zé)完成森林資源清查工作。除此之外，在森林資源清查過程中的技術(shù)體系也在不斷完善，部分地區(qū)在森林資源清查過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，有效減少了清查地的數(shù)量，同時(shí)還能滿足清查作業(yè)的精確度，這在一定程度上節(jié)約了清查作業(yè)的成本投入，并提高了清查作業(yè)效率。有部分地區(qū)的森林資源清查工作中，能夠?qū)⒉糠滞獠恳蛩乜紤]在內(nèi)，做到對(duì)林區(qū)范圍內(nèi)森林動(dòng)態(tài)功能的有效調(diào)查和監(jiān)測(cè)。在實(shí)際清查作業(yè)中，3S技術(shù)發(fā)揮了充分的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，有效提升了森林連續(xù)清查的效率以及外業(yè)作業(yè)的可靠性。

1.2 省級(jí)森林資源調(diào)查監(jiān)測(cè)

在國家連續(xù)清查的基礎(chǔ)上，各省也需積極開展森林資源調(diào)查監(jiān)測(cè)工作。從前期的工作狀況中來看，省級(jí)森林資源調(diào)查中對(duì)于各類森林資源調(diào)查技術(shù)進(jìn)行了有效的嘗試，使得森林資源調(diào)查結(jié)果的空間分辨率顯著提升。尤其是山西地區(qū)，通過不斷地努力嘗試?yán)眯l(wèi)星影像技術(shù)以及GPS技術(shù)有效實(shí)現(xiàn)了對(duì)森林病蟲害的調(diào)查與監(jiān)測(cè)，為森林資源管理和治理工作提供了有力的保障。

1.3 二類調(diào)查工作

自國家林業(yè)和草原局發(fā)布《關(guān)于加強(qiáng)森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查工作的通知》后，各縣市便按照通知要求積極響應(yīng)號(hào)召，有計(jì)劃地開展二類調(diào)查工作。其中3S技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)在二類調(diào)查中發(fā)揮了突出的作用。尤其是隨著各類技術(shù)手段的不斷成熟，調(diào)查內(nèi)容更加精細(xì)，監(jiān)測(cè)指標(biāo)也更加豐富，為營(yíng)造林管理工作提供了可靠的支持，同時(shí)也為各地的生態(tài)建設(shè)工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.森林資源調(diào)查監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

與前期的森林資源調(diào)查工作相比，當(dāng)前的森林資源調(diào)查監(jiān)測(cè)技術(shù)水平取得了較大的進(jìn)展。尤其是在數(shù)據(jù)采集與處理層面，有了新技術(shù)的融入使得數(shù)據(jù)采集內(nèi)容更加豐富，數(shù)據(jù)處理效果更加高效。可以說，森林資源調(diào)查工作已經(jīng)成為林業(yè)建設(shè)和生態(tài)建設(shè)中不可或缺的森林資源監(jiān)測(cè)手段。經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，林業(yè)資源調(diào)查工作隊(duì)伍也在不斷壯大。與此同時(shí)，林業(yè)資源調(diào)查的內(nèi)容和范圍也被不斷補(bǔ)充，由原本的森林資源總量調(diào)查工作，逐步擴(kuò)展為森林資源狀況調(diào)查、濕地狀況監(jiān)測(cè)、營(yíng)造林狀況監(jiān)測(cè)、森林公園監(jiān)測(cè)、園林綠化監(jiān)測(cè)、森林經(jīng)營(yíng)狀況監(jiān)測(cè)、自然保護(hù)區(qū)狀況監(jiān)測(cè)等的一體化調(diào)查監(jiān)測(cè)工作。除此之外，還在其中廣泛應(yīng)用了大量的新興技術(shù)建立起了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程，為森林資源資產(chǎn)評(píng)估和林業(yè)工程監(jiān)理等工作的開展做出了有力的指導(dǎo)，這使得我國的林業(yè)建設(shè)水平有了很大程度的提升，尤其是森林資源監(jiān)測(cè)水平在世界范圍內(nèi)也已經(jīng)位于前列。

2.1 數(shù)據(jù)采集技術(shù)的應(yīng)用

隨著信息技術(shù)水平的不斷發(fā)展。可應(yīng)用于森林資源調(diào)查監(jiān)測(cè)中的數(shù)據(jù)采集技術(shù)也呈現(xiàn)出多樣化發(fā)展的特性。根據(jù)森林資源調(diào)查需求的不同以及實(shí)際外業(yè)作業(yè)環(huán)境的差異，選擇適配度較高的數(shù)據(jù)采集技術(shù)，提升森林資源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)源的可靠性。目前來講應(yīng)用較為廣泛的數(shù)據(jù)采集技術(shù)包括地圖識(shí)別技術(shù)、3S技術(shù)。現(xiàn)就兩種數(shù)據(jù)采集技術(shù)在森林資源調(diào)查工作中的應(yīng)用現(xiàn)狀做具體闡述：

3S技術(shù)具體是指遙感技術(shù)、全球定位技術(shù)以及地理信息系統(tǒng)，其中涉及多學(xué)科的內(nèi)容，并且與空間技術(shù)、衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)、傳感器技術(shù)相關(guān)，在與通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行有效聯(lián)合的基礎(chǔ)上，可進(jìn)一步保障數(shù)據(jù)采集的及時(shí)性和數(shù)據(jù)通信的時(shí)效性，達(dá)成針對(duì)森林資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的目標(biāo)。其中的遙感技術(shù)，即RS技術(shù)根據(jù)其作用形式的不同又可被細(xì)分為航空遙感技術(shù)以及衛(wèi)星遙感技術(shù)，航空遙感技術(shù)是在早期森林資源調(diào)查工作中較為常用的一類數(shù)據(jù)采集技術(shù)，主要是通過航拍的方式對(duì)于特定的林地進(jìn)行清除測(cè)量，并為相關(guān)人員提供立體的信息參考。在衛(wèi)星遙感技術(shù)中可以獲取大量大分辨率的數(shù)據(jù)信息，為森林資源二類調(diào)查工作提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)參考。而在面臨空間數(shù)據(jù)應(yīng)用和管理的問題時(shí)，則需借助GIS技術(shù)，即地理信息系統(tǒng)完成對(duì)空間信息的具象分析，在森林調(diào)查監(jiān)測(cè)作業(yè)中的實(shí)用性強(qiáng)。在國際上的GIS技術(shù)研討會(huì)上對(duì)于GIS技術(shù)在森林資源調(diào)查監(jiān)測(cè)以及森林資源規(guī)劃管理等層面中的應(yīng)用作用給予了一定的肯定，認(rèn)為GIS技術(shù)可以為森林資源調(diào)查工作提供較為理想的數(shù)據(jù)源。另外，GPS技術(shù)強(qiáng)大的衛(wèi)星定位功能在外業(yè)調(diào)查中發(fā)揮了突出的作用，可以彌補(bǔ)在衛(wèi)星遙感圖像效果中存在的不足，做到對(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)源的有效補(bǔ)充。在GPS的準(zhǔn)確定位，遙感圖像的立體呈現(xiàn)以及地理信息技術(shù)的空間管理作用下，能夠有效還原森林資源的實(shí)際狀況。尤其是地圖識(shí)別技術(shù)能夠使森林資源調(diào)查效果更為準(zhǔn)確直觀的形式呈現(xiàn)出來，為林業(yè)工程建設(shè)、營(yíng)造林工作以及造林管理工作的開展提供可靠的參考依據(jù)。

2.2 數(shù)據(jù)處理技術(shù)的應(yīng)用

數(shù)據(jù)處理的主要內(nèi)容包括遙感數(shù)據(jù)源、GPS數(shù)據(jù)源以及地理信息數(shù)據(jù)源等。通過對(duì)這幾類數(shù)據(jù)的有效整合與分析能夠演算出特定的綜合數(shù)據(jù)，使相關(guān)人員對(duì)森林資源狀況有初步的了解。一般情況下，數(shù)據(jù)處理和分析過程應(yīng)根據(jù)森林資源調(diào)查目的來確定。例如，在針對(duì)森林物種多樣性進(jìn)行調(diào)查時(shí)，則需針對(duì)特有物種、珍稀物種以及瀕危物種的保有量信息進(jìn)行有效調(diào)查，并且通過對(duì)其生存環(huán)境的合理評(píng)估，制定可靠的管理和保護(hù)方案。而在針對(duì)森林資源營(yíng)林狀況的調(diào)查中，則需主要采集林區(qū)內(nèi)森林資源的長(zhǎng)勢(shì)信息，通過對(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)的演算和推測(cè)對(duì)營(yíng)造林效果做出評(píng)估，使相關(guān)造林人員和管理人員能夠根據(jù)評(píng)估結(jié)果對(duì)營(yíng)造林方案進(jìn)行有效調(diào)整，進(jìn)一步提升營(yíng)造林水平。針對(duì)森林資源調(diào)查數(shù)據(jù)的處理屬于內(nèi)業(yè)作業(yè)范疇，由于各類數(shù)量關(guān)系較為復(fù)雜，且需要處理的數(shù)據(jù)量較大，需要充分借助計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)運(yùn)算功能和分析整合功能對(duì)于各類數(shù)據(jù)的數(shù)量關(guān)系進(jìn)行演算與分析，生成具有一定參考價(jià)值的綜合數(shù)量信息。

3.我國森林資源調(diào)查監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用的不足

研究資料顯示，我國最初的森林資源調(diào)查工作起源于1950年的甘肅省，由當(dāng)?shù)氐牧謮ú块T組織開展了首次森林資源調(diào)查活動(dòng)。最初的森林資源調(diào)查工作形式以人工外業(yè)調(diào)查為主，相對(duì)來說，調(diào)查效率較低，用時(shí)較長(zhǎng)，且信息反饋的及時(shí)性不強(qiáng)。而隨著森林資源調(diào)查工作逐漸被社會(huì)各界所重視，針對(duì)森林資源調(diào)查的技術(shù)研究進(jìn)展卓越，在森林資源抽樣理論的基礎(chǔ)上應(yīng)用了遙感技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)以及地理信息系統(tǒng)技術(shù)、使得森林資源調(diào)查效率顯著提升、調(diào)查監(jiān)測(cè)結(jié)果的及時(shí)性也得到了保障。至此，在我國形成了森林資源調(diào)查技術(shù)體系的初期形態(tài)。直至20世紀(jì)80年代，又針對(duì)森林資源調(diào)查的等級(jí)做出了細(xì)化分解，將森林資源調(diào)查工作分為三大類，并將其分別命名為一類調(diào)查、二類調(diào)查和三類調(diào)查。其中的一類調(diào)查具體是指國家級(jí)以及省級(jí)所開展的連續(xù)清查作業(yè)，而二類調(diào)查則是指以森林資源規(guī)劃為目標(biāo)的森林資源調(diào)查工作，相對(duì)于一類調(diào)查來說其目標(biāo)更為明確，但森林資源的調(diào)查范圍較大。三類調(diào)查則是指針對(duì)具體林業(yè)工程以及營(yíng)造林活動(dòng)所開展的調(diào)查工作，存在調(diào)查對(duì)象明確，調(diào)查內(nèi)容豐富的特性。

截至目前，我國的森林資源調(diào)查技術(shù)體系已經(jīng)相對(duì)成熟，在世界范圍內(nèi)均可位列前茅。但在近些年的發(fā)展中，由于生態(tài)環(huán)境和氣候因素發(fā)生重大變化，同時(shí)，還需面臨林權(quán)改革以及林權(quán)交易等方面的問題，致使對(duì)于森林資源調(diào)查監(jiān)測(cè)技術(shù)的要求明顯提升。在森林資源調(diào)查監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用中暴露出了如下問題：第一，在一類調(diào)查作業(yè)中，存在外業(yè)調(diào)查工作量巨大，且周期長(zhǎng)的問題，對(duì)于森林資源調(diào)查結(jié)果的時(shí)效性帶來了嚴(yán)重的影響；第二，在二類調(diào)查作業(yè)中，雖然相對(duì)來說資源調(diào)查范圍有了一定的縮減，但由于森林資源調(diào)查的目標(biāo)明確，需要采集的源數(shù)據(jù)信息較多，尤其是進(jìn)行小班面積調(diào)查時(shí)，對(duì)于地圖勾繪作業(yè)要求較高，由于技術(shù)限制，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)林木資源生長(zhǎng)量的準(zhǔn)確測(cè)定，這導(dǎo)致源數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性存在失真問題；第三，在三類調(diào)查作業(yè)中，需要對(duì)每個(gè)林木進(jìn)行量尺作業(yè)，相對(duì)來說工作量繁重。同時(shí)，還需對(duì)部分倒伐樹木進(jìn)行解析，這也在一定程度上加大了三類調(diào)查作業(yè)的壓力。而調(diào)查過程中所采用的設(shè)備設(shè)施以進(jìn)口裝備為主，調(diào)查作業(yè)中的成本較高，這與我國的林情不符。一些中低分辨率的遙感技術(shù)會(huì)限制森林資源的調(diào)查效果。因此，當(dāng)前迫切需要研發(fā)新技術(shù)和新裝備突破在森林資源調(diào)查工作上的瓶頸與問題。

4.森林資源調(diào)查監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向

從上文的研究中不難發(fā)現(xiàn)，雖然近幾年的森林資源調(diào)查監(jiān)測(cè)技術(shù)水平有了很大幅度的進(jìn)展，但隨著生態(tài)建設(shè)以及林業(yè)管理等對(duì)森林資源調(diào)查工作提出的要求越來越高，致使森林資源調(diào)查監(jiān)測(cè)工作中暴露出了很多新問題。其中，由于一類調(diào)查、二類調(diào)查和三類調(diào)查工作缺乏有效的信息共享機(jī)制，致使其普遍存在調(diào)查周期過長(zhǎng)的現(xiàn)象。同時(shí)，也存在成本投入過高的問題。基于此類問題，在今后的森林資源調(diào)查監(jiān)測(cè)工作，可以做好一類調(diào)查、二類調(diào)查和三類調(diào)查工作內(nèi)容的整合，并且借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立起信息共享系統(tǒng)，做到對(duì)各類資源調(diào)查信息的高效利用，避免出現(xiàn)重復(fù)調(diào)查的現(xiàn)象。在實(shí)際進(jìn)行森林資源調(diào)查監(jiān)測(cè)時(shí)，可以先利用GIS技術(shù)對(duì)于調(diào)查范圍內(nèi)的小班進(jìn)行聚類劃分，并且明確好小班的測(cè)樹因子，借助GPS技術(shù)對(duì)于異質(zhì)化小班進(jìn)行準(zhǔn)確定位和定時(shí)觀測(cè)，精準(zhǔn)獲取林分密度、平均高度和林分年齡等小班因子。最后，針對(duì)所獲取的信息進(jìn)行匯總，并上傳至信息共享平臺(tái)，在三類調(diào)查和二類調(diào)查中存在大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，針對(duì)此類數(shù)據(jù)的高效共享可有效減輕國家連續(xù)清查的工作壓力，且能夠在一定程度上縮短連續(xù)清查的時(shí)間，可有效提升清查結(jié)果的及時(shí)性。

結(jié)束語

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和林業(yè)可持續(xù)發(fā)展的雙重要求下，林業(yè)建設(shè)和經(jīng)營(yíng)的過程中需加強(qiáng)對(duì)生態(tài)建設(shè)工作的重視，尤其需要做好林木資源的調(diào)查與監(jiān)測(cè)工作，爭(zhēng)取能夠根據(jù)森林資源現(xiàn)狀制定合理的營(yíng)林策略和造林計(jì)劃，進(jìn)一步提升我國的森林資源保有量。現(xiàn)階段的社會(huì)生產(chǎn)中，林木資源需求量明顯提升，導(dǎo)致林業(yè)發(fā)展中需要面臨生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益的矛盾問題。基于此類問題，更應(yīng)做到對(duì)森林資源的有效調(diào)查與監(jiān)測(cè)，爭(zhēng)取能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)威脅森林資源生長(zhǎng)狀況的相關(guān)因素，盡可能為其營(yíng)造良好的生長(zhǎng)環(huán)境。同時(shí)，森林資源的調(diào)查結(jié)果也能夠?yàn)榻窈蟮纳仲Y源利用與開發(fā)工作提供有效的信息保障，增強(qiáng)森林資源開發(fā)與利用策略的可行性。