國有林場有林地林分因子調查特點

雷富生，黃思遠，張天隆，馮俊源，龐宇超

（廣西壯族自治區國有博白林場，廣西 玉林 537617）

依據實際調查數據，目前我國的森林面積已經達到了2.2億hm2，而儲積已經達到了176.5億m3，在過去的30年中，二者均處于持續增長狀態，這就使得我國成為當前全球范圍內森林資源增長速度最快的國家。如何實現對森林資源現狀與動態變化趨勢全面、科學、準確地掌握成為生態環境建設的重要內容，同時也是林業工作重要內容。傳統森林資源調查主要依賴于手工手段實現，耗時長、資源消耗量大，同時還具備一定危險性，已無法滿足我國當前森林資源快速發展現狀。由此，利用遙感衛星技術等現代資源優勢，實現快速獲取、分析林分因子等數據成為林業科技發展重要趨向。

1 有林場重要因子變更審核制度

森林資源數據管理是林業發展重要依據，由此我國政府對林分因子等數據管理方面重視程度較高，并結合實際需求制定出較為完善的管理辦法，其具體內容主要包括如下幾方面：

第一，依法占用征收林地，需提交申請批準的用地審批文件、報批時的用地小班表和用地紅線圖（紙質版和電子版）。涉及生態公益林的，在補充生態公益林時，應提交分區域的清單和重點生態公益林儲備的備案表。

第二，經批準確實改變林地（包括少批多占），且不能使森林生態環境得到恢復的，由執法機關提交現場查證報告、附圖、小班表、現場照片（附有GPS定位圖）以及森林行政處罰決定。未發現問題的，應提交有資格的森林勘察、規劃、設計機構出具的現場勘察報告。

第三，涉及生態公益林調整的，須提交上級批準的調整批復文件，以及小班名單和小班基礎地圖。

第四，林分起源變更。如林分原產地記錄與實地調查不符，需提交由有資格的森林勘測、規劃、設計機構出具的實地調查證明和實地調查證明。杉木、桉樹和經濟林在樹種組成中占比達到90%以上的可以進行變更。

第五，優勢種更替。樹種組成為七成以上（含七成），由林業站提供小班調查記錄卡片、小班照片（林相清晰、帶GPS坐標）及小班基本圖。樹種組成七成以下（不含七成），應提供有資質的林業調查規劃設計單位出具的現場核實報告、樹種組成相關材料。

第六，樹齡變動，只準在5年內更改，同一種樹齡的不可更改，新熟林的樹齡也不準更改。

第七，斜坡改變，斜坡從35°改為35°以下時，需由具有資格的森林勘測、規劃、設計機構出具的實地查勘報告。

第八，改變森林資源保護級別的，須提交原審批部門同意的書面證明。

第九，改變用材林經營方式的，應當提交一份包括經審批修改的林業經營計劃書，以及該年改種情況的清單。

第十，土地行政機關變更時，須提交依法使用林地的批準書或土地權屬證書。違法侵占的林地，不應變更其權屬。在現場驗證時，應按照《福建省地方森林資源監測體系小班區劃調查技術規定》、伐區調查設計規范等相關規定，對數據進行驗證、修改。

對于上述第二、第四、第七項，還需要由具有資質的森林調查規劃設計單位出具的現場確認報告，由兩名專業技術人員（其中至少有一名工程師職稱）簽名，并附上單位的資質證明和調查人員的職稱證明；現場驗證報告須附上相應的小班制基礎圖，對變化的小班制用紅線標出；現場查證報告須附上林相清晰，并附有GPS定位圖。所有的制圖都需要同時提供《2000全國大地坐標系統》的電子制圖和紙制圖。

2 森林資源二類調查主要林分因子估測系統構建

2.1 系統功能設計

該系統以二類森林普查中主林分要素估算的關鍵技術為基礎，結合 GIS二次開發和林分要素量化估算的工作過程，通過系統基礎操作、樣地數據處理、估測模型構建、地形信息提取和林分因子提取，實現主林分要素估測系統的總體功能框架。各功能模塊中又包含有若干子功能，系統功能結構具體如圖1所示。

圖1 系統功能結構

系統基礎操作模塊所具備功能主要涵蓋地圖文檔管理、數據管理、視窗開閉、屬性查看等方面。

在數據管理方面，系統利用疊加林分數據與衛星影像對有關數據進行處理，得到了樣地數據，獲取對應的衛星數據，并對衛星數據進行初始設置，從而識別出對衛星數據評估有重要影響的參數化因子。

在評估過程中，首先對所設置的仿真變量進行預選，確定最佳的評估參數，然后對所設置的樣方進行隨機抽樣，獲取驗證樣方，并以此為仿真變量，結合樣方特點，對林分各因素進行評估，并對評估結果進行驗證。

地貌信息采集模塊利用DEM的柵格數據采集傾斜平面圖，并采集陰坡、陽坡和無坡向的傾斜平面數據。

林分因子抽取模塊將基于前期建立的林分因子估測模型，結合地形、遙感影像、樣地數據以及森林類型分布等數據，構建出林分因子的空間分布，采用平均法或積分法等方法，抽取出相應的林分因子，并對其估測精度進行評估。

2.2 系統主要功能實現

該系統在實際構建過程中主要采用C/S架構，利用VisualStudio2013作為開發環境，通過C語言以及ArcGISEngine10.1與插件式開發技術相結合方式實現系統開發目標。系統主界面涵蓋標題欄、狀態欄、菜單欄等，具體如圖2所示。

圖2 系統主界面

2.2.1 ArcGISEngine組件式開發

ArcGIS引擎是由ESRI公司提供的二次開發的組件庫，其涵蓋了一個完整的組件型GIS的類庫，使開發者能夠對GIS桌面應用進行定制。使用ArcGIS引擎，既能迅速建立起一個單獨的應用，又能對已有的程序做一些擴展工作。ArcGIS引擎支持COM、NET框架、Java、C++等多個開發語言。

ArcGIS系統的開發平臺包括兩個方面：開發工具包（SDK）和運行授權（Runtime）。SDK作為EDN系統中的一種標準體系，是基于組件的一種軟件開發平臺，能夠為用戶化的應用系統的建立與配置提供一套完整的工具；在Runtime軟件中，既包括ArcGIS的主要函數，又包括ArcGIS軟件的擴展函數，從而為用戶進行ArcGIS軟件二次開發提供有利環境支持。ArcGIS Engine實際運行中可為用戶提供GIS軟件跨平臺構件技術架構，使得使用者無須依靠ArcGIS的桌面環境，僅需購買獨立的Runtime即可運行，具有很大的靈活性和較低的開發成本。

2.2.2 樣區資料的整理

該系統樣地數據處理主要涵蓋樣地展繪、遙感信息提取、建模變量初選三部分內容。

在樣地繪制方面，系統會結合樣地數據形狀、坐標點位等信息，生成相應的分布向量圖，并將其準確地繪制到校正后的遙感影像上。

系統在進行遙感信息提取工作中，會結合樣地數據提取其對應影像波段灰度值信息，再利用編輯功能設置結構來建立比值波段。

在對林分因素估算的初步選擇上，樣地資料中的屬性信息含有大量的調查因素，必須通過專家和經驗來篩選出對評估結果有一定影響的因素，并采用量化的方法來對坡向等固定因素進行分析，最后才能參加估測模型的建立。

2.2.3 估測模型構建

估測模型構建主要包括模型變量優選、樣地采樣、模型求解、模型檢視4個方面，其中最為關鍵的環節在于變量優選以及模型求解兩部分內容。

在變量優選方面，當對林分因子估算結果進行預測時，由于一些參數對估算結果的影響較小，或僅對一個林分因子估算結果產生作用，而對其他林分因子估算結果沒有作用時，就必須采用殘差平方和原則來選擇對估算結果最優的林分因子變量。

在模型求解方面，從設定樣地到采樣樣地，至此林分因子評估模式的所有前期工作都已基本結束。進而，基于林分要素的參數化和非參數化方法，建立森林要素的參數化和非參數化方法，并對其進行精準計算。

2.2.4 地形信息提取

地形資訊擷取模組包含兩個主要的部分，分別為斜面資料與斜面資料擷取，斜面資料則分為九類坡向與三類坡向。

在此基礎上，系統擬在前期工作基礎上，通過對研究區DEM數據的處理，提取出不同類型的坡度和坡向信息，并根據不同方向提取不同類型的斜坡、斜坡和無斜坡三種信息，最后得到的斜坡及三類斜坡信息將用于林分參數的量化分析。

2.2.5 林分因子提取

林分要素抽取模塊由三個部分組成：量化計算，小班屬性信息抽取，估算精度計算。

第一定量分析：采用模型解算得到的林分要素估算模式，結合地形資料（如：陰坡、陽坡、無坡向、坡度）、遙感圖像、樣地資料、森林類型空間分布圖等，進行林分要素估算，形成林分要素空間分布專題地圖。

第二小班性信息抽取：利用疊加手段對二次調查中所獲取小班數據及林分因子空間分布數據進行處理，隨后利用均值法等方法將林分因子相關數據自動提取至對應小班數據之中。

第三估算精度：根據小班面積、小班林分因子實測值，以及小班林分因子估測值，以文字形式給出估算精度的結果。

林分因子估測精度計算方法如下：假定第i（i=1，2，…，n）：各小班林分因子的實際測量和估算值為以及，每個小班林分系數的估算的相對準確率為，各小班林分因子的估值相對精準度為P，通過下列公式可確定每個小班林分系數的估算結果。

3 總結

綜上所述，林業技術人員在實際工作中應進一步加強對森林資源監測相關技術研究力度，提升資源數據采集精度、效率以及分析質量，為林業發展與森林資源開發提供有力保障。