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我国常见森林资源调查监测方法分析及其运用
摘 要:森林资源是非常重要的资源,不但可以为人类提供生活和生产资料,同时还可以调节自然生态环境,所以,必须要加强对森林资源的调查监测与保护。文章对森林资源调查监测工作进行了简要介绍,阐释了常见的森林资源调查监测方法,并提出有效的应用策略,以供相关从业者参考应用。
关键词:森林;资源;问题;方案
森林资源是一种重要的自然资源,不仅能为人类生活和生产提供关键的原材料,同时其还能起到调节地表温度、城市气候、降低噪音、防风固沙等作用,从而能促进人类社会发展与自然生态环境和谐发展。但是,近年来,随着我国社会工业化发展进程的不断加快,不少地区在大力发展社会经济的同时,也消耗或破坏了大量的森林资源,如不少地区出现了严重的滥砍滥伐、超额利用森林资源、非法占用林地进行工程建设或其他产业建设等现象,这些现象不仅导致了我国森林资源面积逐渐减少,同时也使得我国生态系统有机循环失衡,从而对人类社会的健康可持续发展造成严重影响。基于此,就需要每一个社会群体认清森林资源保护的重要性,并要求林业主管部门切实做好对森林资源的科学化管理工作,只有这样才能促进我国林业的健康稳定发展,才能为社会健康可持续发展奠定良好的条件。
一、森林资源调查监测概述
(一)森林资源
森林资源指的是林地及其所生长的森林有机体,主要包括林木资源、林中与林下植物、野生动物、土壤微生物等资源。从实际情况来看,我国森林覆盖率相对较低,只有20%左右。所以需要做好调查监测工作并加大森林资源保护力度,从而提高森林覆盖率。
(二)森林资源调查监测的内涵
森林资源调查监测指的是以掌握森林资源现状与动态情况为目的,以固定样地为主进行定期复查的森林资源调查方法,是森林资源与生态状况综合监测体系的关键构成部分。进行森林资源调查监测需要做好各个环节的工作,例如制定森林资源调查监测工作计划与技术方案、设置样地、进行外业调查、搜集辅助资料、统计和分析森林资源、提供森林资源调查监测结果、构建森林资源调查监测数据库。总之,进行森林资源调查监测可以充分了解各个地区的森林资源状况,为森林方针政策的调整奠定基础,所以需要提高对森林资源调查监测的重视程度。
(三)森林资源调查监测的类型
我国森林资源调查监测主要包括三种类型,即一级调查、二级调查以及三级调查。其中,一级调查即全国森林资源调查监测,以各个省市以及自治区的森林资源为主要调查对象,可以充分了解全国各个地区森林资源的数量、规模以及植被类型等情况;二级调查指的是以一级行政单位的森林管理场所为主要调查对象,可以充分了解某一区域的森林资源状况;三级调查指的是以企业生产工作为主要调查对象,可以充分了解企业的生产环境、生产规模以及生产情况。
二、常用的森林资源调查监测方法与技术
(一)常用调查监测方法
在长期发展过程中,部分调查监测方法常被应用在森林资源调查监测中,例如CFI调查方法等。首先,CFI调查方法主要是利用连续清查的方式调查全国范围内的森林资源状况,在一级调查中发挥着重要作用。其次,可以在省份调查监测数据的基础上计算国内森林资源的总量。此外,可以根据森林资源数据信息计算国家森林资源的总量。不同监测方法的优缺点不同,其中第一种方法具有操作简单、统计性强等特点,但是不适用于地形条件复杂且资源总量较大的调查监测活动,而后两种方法的操作相对比较简单。因此,需要根据森林资源调查监测的特点与要求选择合适的调查监测方法。
(二)3S技术的应用
3S技术即全球定位系统、地理信息系统以及遥感技术,在森林资源调查监测中发挥着重要作用。第一,全球定位系统(GPS)。全球定位系统是较为常见的技术手段,可以借助高精度卫星导航提高森林资源调查监测的精细化管理水平与动态控制水平。在森林资源调查监测中应用全球定位系统时可以利用高精度GNSS参考站接收机构建智能终端、完善森林资源调查监测体系并提高数据处理效率。同时,也需要做好森林资源生产数据信息的整合工作,促进森林资源调查监测向信息化方向发展。第二,地理信息系统(GIS)。地理信息系统指的是以地理空间为基础,利用地理模型分析方法提供地理信息的系统,可以为地理研究与决策提供服务。第三,遥感技术。遥感技术具备检测范围大、瞬时成像以及受地面影响小等特征,因此该技术在森林资料调查监测应用中具有良好的前景。
三、森林资源调查监测技术的应用现状
在森林资源调查范围越来越广泛的过程中,调查监测人员会对林地资源、林木资源、野生动植物、森林经营等各方面情况进行调查监测,所以需要做好数据采集、数据分析、数据应用等各个环节的工作。
(一)数据采集
采集数据信息是森林资源调查监测的关键环节,而数据采集技术不断发展,为森林资源调查监测提供了技术支持。调查监测人员可以灵活应用3S技术、地图识别技术等先进的技术手段采集森林资源数据信息,从而为数据分析奠定基础。
(二)数据分析与处理
在采集森林资源数据信息之后需要对数据信息进行分析与处理,从而了解各个地区的森林资源状况。而3S技术具备一定的数据分析功能,例如GPS技术具备定位功能、GIS技术具备数据库功能、RS技术具备图像处理功能,所以在进行数据分析与处理时调查监测人员可以利用3S技术的数据分析功能进行精准分析。同时,调查监测人员也可以利用独立的数据分析软件分析某一区域的森林资源覆盖情况、生物群落状况并在此基础上制定合适的保护措施。
(三)数据应用
采集、分析数据信息的主要目的就是应用信息,所以需要将数据分析结果应用在森林资源保护工作中。从实际情况来看,近年来我国森林资源调查监测工作不断进步,但在信息应用等方面仍然较为落后,降低了数据应用质量。例如,林业部门会统一制定调查方法与应用标准,导致调查方法与应用标准缺乏个性化与灵活性。同时,数据应用方式较为单一,缺乏图表等形式。
四、促进森林资源调查监测技术发展的策略
森林资源是生态环境的关键构成部分,所以需要做好森林资源调查监测工作,不断丰富调查监测的对象、完善调查监测的内容、提高调查监测技术水平,从而为森林资源的保护、开发与利用提供支持、促进林业的健康发展。
(一)完善森林资源调查监测体系
从实际情况来看,西方发达国家很早就开始进行森林资源调查监测,所以无论是调查监测理念还是调查监测技术都较为先进。同时,西方发达国家不仅对木材资源进行全面调查监测,也对草原资源、野生动物等资源进行了不定期调查,并根据调查结果制定了完善的保护措施。相比之下,我国森林资源调查监测体系并不完善,存在调查监测内容不完善、监测技术局限性大等问题。例如,我国只有一小部分区域认识到了丰富森林资源信息的重要性且完善了森林资源调查监测制度,但大多数区域对森林资源调查监测的认知仍然比较片面,在进行调查监测时仍然以木材资源为主要调查对象,只采集了树木类型、树龄等基础数据,没有采集其他数据,无法满足林业发展需求。为此,我国应积极借鉴先进经验并综合分析森林资源调查监测现状以及调查监测技术的发展方向,根据实际情况调整森林资源调查监测体系,实施全面调查与监测。例如,我国需要完善森林资源调查监测对象,将林地资源、林木资源、野生动物资源等对象都纳入到调查监测中;扩大调查监测技术的应用范围,将调查监测技术应用在各种资源的调查中;根据调查监测需求创新调查监测技术,促进调查监测技术的进一步发展。
(二)深入研究无人机测量与3D技术
无人机在森林资源调查监测中占据着重要地位,但我国仍然存在难测定无人机林冠下/林地中摄影外方位元素、难匹配普通无人机密林区影像等问题。为此,需要将无人机与地面摄影测量以及3D景观建模技术结合起来,从而解决调查监测中的各种问题。调查监测人员可以利用三个天线、三星座GNSS构建无人机摄影测树系统,并利用三天线无地面控制点六外方位元素高精度结算方法设置3D地标,从而解决上述问题。同时,调查监测人员可以将大区域森林任意摄影扫描DSM研建法与小班信息提取方法结合起来,在林中设置3D地标并根据相邻相片计算重叠区域外方位元素以及3D坐标。
(三)深入研究手持式超站仪技术
手持式超站的操作难度相对较大,所以调查监测人员可以利用三星座GNSS、EDM远程测距摄影、3D激光测距扫描仪、三轴陀螺激光扫描以及CCD镜头构建手持式超站仪并确保超站仪具备定向定位、测量高度、测量距离、远程测树等功能。且调查监测人员需要在超站仪中设置三十多个样地以及小班因子并将测量高度误差控制在0.5%~5%,将测径误差控制在1~2mm。在应用过程中调查监测人员可以利用四路CCD探头控制轴系偏心误差以及编码盘刻划误差并自动测量立木树高、树木冠幅、树冠体积等参数。
(四)深入研究信息处理技术
深入研究信息处理技术不仅可以促进森林资源调查监测技术的发展与完善,也可以提高森林资源信息处理能力、保障信息的准确性,因此调查监测人员需要深入研究信息处理技术。例如,调查监测人员需要深入研究ArcGIS技术。ArcGIS技术可以将大量的地理信息融合到一个系统当中,也可以利用计算机构建数据处理模块并通过图形分层等方式展现调查监测信息。同时,ArcGIS技术在进行数据统计时可以利用一体化、自动化的工作模式对各类信息进行自动处理。所以调查监测人员需要加大对该技术的研究力度并充分发挥其在森林资源调查监测中的作用。
(五)利用调查监测技术展现数据信息成果
相比于西方发达国家,我国的数据信息成果应用还存在诸多不足,所以需要利用调查监测技术展现数据信息成果并提高成果利用率。第一,林业部门需要根据各地的实际情况制定个性化的调查监测标准与成果应用规范,为成果应用指明方向。第二,调查监测人员可以利用知识表现技术提高数据信息成果应用质量。之前,大多数调查监测人员都是利用文字形式展现数据分析结果,降低了数据分析结果的直观性与可理解性。而知识表现技术可以通过图像、图形等不同的形式展现数据分析结果,所以调查监测人员可以利用统计表法与图像法等知识表现模式揭示数据之间的关系,让人们更直观地了解森林资源的状况。第三,调查监测人员可以构建内外业一体化应用服务软件平台,将森林资源调查、无人机观测、3D激光扫描、森林经营、森林价值核算、野生动物分析、生态责任审计等功能模块纳入到软件平台中,并利用知识系统开发工具、多终端信息收发接口等手段展现数据信息成果、提高数据应用效率。第四,各个地区都需要利用大数据分析技术等调查监测技术挖掘数据信息成果,根据实际情况调整森林资源保护、开发与利用计划,促进森林资源的良好发展。
五、结束语
在可持续发展的背景下若想促进林业发展就需要灵活应用森林资源调查监测技术,实时监测森林资源的生产状况并根据实际情况编制森林资源开发利用方案,从而充分发挥森林资源在生态保护以及经济发展中的作用。在森林资源愈加复杂的情况下,也需要不断创新和完善森林资源调查监测技术,为调查监测工作的开展提供更有力的技术保障。
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