森林資源調(diào)查外業(yè)收集系統(tǒng)與傳統(tǒng)二類調(diào)查的對(duì)比分析

周小虎，徐文文

（凱迪陽(yáng)光生物能源投資有限公司，武漢 430223）

森林資源二類調(diào)查是以國(guó)有林場(chǎng)、自然保護(hù)區(qū)、森林公園等森林經(jīng)營(yíng)單位或縣級(jí)行政區(qū)域?yàn)檎{(diào)查單位，以滿足森林經(jīng)營(yíng)方案、總體設(shè)計(jì)、林業(yè)區(qū)劃與規(guī)劃設(shè)計(jì)需要而進(jìn)行的森林資源調(diào)查，其成果是建立或更新森林資源檔案，制定森林采伐限額，進(jìn)行林業(yè)工程規(guī)劃設(shè)計(jì)和森林資源管理的基礎(chǔ)，也是制定區(qū)域國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃、林業(yè)發(fā)展規(guī)劃，實(shí)行森林生態(tài)效益補(bǔ)償和森林資源資產(chǎn)化管理，指導(dǎo)和規(guī)范森林科學(xué)經(jīng)營(yíng)的重要依據(jù)[1]。其包括區(qū)劃、調(diào)查、資源統(tǒng)計(jì)分析三大部分。

為收集最準(zhǔn)確的相關(guān)資源數(shù)據(jù)，每十年國(guó)家林業(yè)部門都會(huì)花費(fèi)大量的人力、物力、財(cái)力用于森林資源二類調(diào)查，更新前期數(shù)據(jù)。

1 傳統(tǒng)的二類調(diào)查主要階段

1.1 前期調(diào)查數(shù)據(jù)收集

收集項(xiàng)目區(qū)地形圖或者航空像片及相關(guān)數(shù)據(jù)。由于前期資料多為紙質(zhì)版材料，如是電子版材料也需打印成紙質(zhì)版資料用于實(shí)地調(diào)查，需要復(fù)印、打印的資料較多，工作任務(wù)較重，成本較大。

1.2 實(shí)地調(diào)查

外業(yè)調(diào)查人員攜帶地形圖、調(diào)查小班因子登記表、前期的資源數(shù)據(jù)等相關(guān)資料，進(jìn)行實(shí)地調(diào)查。在實(shí)地調(diào)查過(guò)程中，外業(yè)調(diào)查人員先通過(guò)地形圖、平面圖等尋找到需要調(diào)查的小班，選擇樣點(diǎn)，記錄樣點(diǎn)的樹(shù)高、胸徑、每公頃株數(shù)等數(shù)據(jù)，做好樣點(diǎn)標(biāo)記，最后填寫小班調(diào)查卡片。

1.3 數(shù)據(jù)整理

主要數(shù)據(jù)處理有：小班面積、坡度、測(cè)樹(shù)因子、樣點(diǎn)蓄積量、小班蓄積、“四旁”樹(shù)蓄積量等計(jì)算[2]。外業(yè)調(diào)查結(jié)束后，需要將區(qū)劃有小班界線的紙質(zhì)地形圖（或影像圖）進(jìn)行掃描、配準(zhǔn)、界線矢量、檢查，然后求算各小班面積。坡度計(jì)算需根據(jù)等高線及測(cè)量圖紙距離推算，樣點(diǎn)蓄積量計(jì)算需要查詢相關(guān)一元材積表、二元材積表后，根據(jù)實(shí)地調(diào)查中得出的平均胸徑、平均樹(shù)高，斷面積等根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)推算出來(lái)。在實(shí)際調(diào)查過(guò)程中，往往我們的技術(shù)人員調(diào)查一天的外業(yè)數(shù)據(jù)，需要三天的時(shí)間來(lái)進(jìn)行內(nèi)業(yè)整理。內(nèi)業(yè)工作量大，而且容易出現(xiàn)計(jì)算錯(cuò)誤，導(dǎo)致調(diào)查數(shù)據(jù)的偏差。

在數(shù)據(jù)整理完成后，通過(guò)相關(guān)的檢查，開(kāi)始編寫相關(guān)的調(diào)查報(bào)告，如林地資源報(bào)告等。

2 外業(yè)收集系統(tǒng)介紹及優(yōu)勢(shì)

2.1 外業(yè)收集系統(tǒng)概況

因傳統(tǒng)的林業(yè)二類調(diào)查費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、費(fèi)財(cái)，2014年國(guó)家林業(yè)與草原局組織開(kāi)展的第五次全國(guó)荒漠化和沙化監(jiān)測(cè)中，開(kāi)發(fā)了基于平板電腦的全國(guó)荒漠化和沙化外業(yè)圖斑采集系統(tǒng)，并在全國(guó)強(qiáng)行推廣該系統(tǒng)進(jìn)行外業(yè)圖斑區(qū)劃、GPS特征點(diǎn)采集、圖斑因子采集、屬性因子邏輯檢查，同時(shí)用該系統(tǒng)進(jìn)行邏輯檢查、監(jiān)測(cè)成果驗(yàn)收。采用全國(guó)荒漠化和沙化外業(yè)小班采集系統(tǒng)，節(jié)省了大約40%的時(shí)間，減少了50%左右的內(nèi)業(yè)工作量，且監(jiān)測(cè)質(zhì)量得到保障。福建省調(diào)查規(guī)劃院與地林偉業(yè)公司合作，開(kāi)發(fā)出“福建省森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查外業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”。筆者于2017年11月參與了運(yùn)用該系統(tǒng)的福建省莆田市秀嶼區(qū)的森林資源二類調(diào)查。在實(shí)際調(diào)查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，相比于常規(guī)的紙質(zhì)影像圖和紙質(zhì)小班卡片調(diào)查，此系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

2.2 外業(yè)收集系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

2.2.1 資料攜帶方便

將已有的多種遙感影像數(shù)據(jù)、地形圖，以及調(diào)查地區(qū)的行政界線、經(jīng)營(yíng)區(qū)界線、林班界線、過(guò)往各類調(diào)查形成的小班界線等數(shù)據(jù)導(dǎo)入到本系統(tǒng)中進(jìn)行疊加顯示基于遙感影像的小班區(qū)劃可以在調(diào)查前期工作中開(kāi)展[3]。根據(jù)遙感影像可以明顯區(qū)劃出林地變化，對(duì)原先的小班可以進(jìn)行前期的修正，而且可以確保不會(huì)遺漏需要調(diào)查的林地。

2.2.2 GPS定位

系統(tǒng)自帶的GPS可以將野外位置實(shí)時(shí)在圖上進(jìn)行刷新顯示，并可清楚地看到目前處于什么位置，快速找到要調(diào)查的林班位置和待測(cè)的樣地，顯示出當(dāng)前位置的定位精度、海拔、方位角等。同時(shí)，調(diào)查人員也可選擇點(diǎn)導(dǎo)航、取點(diǎn)導(dǎo)航、導(dǎo)入導(dǎo)航、屬性導(dǎo)航等目標(biāo)路線導(dǎo)航，方便查找要調(diào)查的林班和需測(cè)設(shè)的樣地，且系統(tǒng)可以自動(dòng)記錄調(diào)查人員的運(yùn)動(dòng)軌跡，檢查人員可將軌跡分別加載到ArcGIS與Google地圖中查看具體的路線圖，對(duì)調(diào)查人員的工作起到監(jiān)督和檢查作用[4]。

2.2.3 小班邊界調(diào)整

系統(tǒng)自帶的修邊工具有修邊、拆分、合并功能，通過(guò)以上功能可以快速對(duì)小班進(jìn)行分割、修邊等處理。在實(shí)地調(diào)查中，通過(guò)平板自帶的觸摸筆可以如同在紙面上輕易地完成相關(guān)修改。

2.2.4 屬性編輯

屬性表填寫更為方便、快捷。很多屬性因子如縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村等由系統(tǒng)自動(dòng)生成，無(wú)需手動(dòng)輸入，此外有一些屬性因子如平均樹(shù)高、平均胸徑、樹(shù)種組成，小班蓄積量、每公頃株數(shù)等在輸入測(cè)樹(shù)因子后自動(dòng)計(jì)算填入，也無(wú)需手動(dòng)輸入。另外需要手動(dòng)輸入的屬性因子可以預(yù)先將調(diào)查小班因子內(nèi)容、代碼導(dǎo)入系統(tǒng)中，在調(diào)查時(shí)通過(guò)下拉菜單或者因子小鍵盤選擇輸入，只需要極少的操作就可完成因子的錄入。在外業(yè)調(diào)查過(guò)程中可以節(jié)省20%的時(shí)間。

2.2.5 小班編號(hào)

對(duì)于拆分后的小班需要重新編號(hào)，該系統(tǒng)可以隨時(shí)查看已使用的小班編號(hào)，隨時(shí)修改，自動(dòng)保存。此外，小班界修改后面積會(huì)自動(dòng)重新求算、更新面積欄。這就避免了用紙質(zhì)影像圖區(qū)劃小班時(shí)編臨時(shí)小班號(hào)，以及在清繪一套完整底圖時(shí)經(jīng)常會(huì)發(fā)生小班重號(hào)、漏號(hào)或重新編小班號(hào)而導(dǎo)致屬性因子不配套等錯(cuò)誤。

2.2.6 邏輯檢查

該系統(tǒng)內(nèi)包含了一個(gè)很強(qiáng)大的邏輯檢查功能。在小班所有屬性登記完畢后，使用邏輯檢查功能，可以查看屬性因子中互相矛盾的地方。例如小班坡度為15°，而立地類型登記為平原，這就無(wú)法通過(guò)邏輯檢查。這樣就可以檢查出在外業(yè)調(diào)查中的登記錯(cuò)誤，從而進(jìn)行修改。

2.2.7 拍照及軌跡功能

該系統(tǒng)還能提供拍照及攝像功能。調(diào)查人員通過(guò)終端在對(duì)地塊進(jìn)行調(diào)查時(shí)拍攝照片，保存的照片上記錄有拍攝時(shí)間及當(dāng)前經(jīng)緯度坐標(biāo)，在室內(nèi)對(duì)小班進(jìn)行檢查時(shí)，可對(duì)因時(shí)相不同產(chǎn)生的同譜異物現(xiàn)象參照照片進(jìn)行完善。另外，后期再檢查過(guò)程中，檢查人員可以查閱原調(diào)查人員的調(diào)查軌跡，從而對(duì)調(diào)查人員進(jìn)行監(jiān)督。

2.3 外業(yè)收集系統(tǒng)的不足

2.3.1 GPS定位與遙感影像圖有所偏差

在外業(yè)調(diào)查過(guò)程中，筆者發(fā)現(xiàn)GPS定位與遙感影像圖及前期小班區(qū)劃圖有所偏差，導(dǎo)致當(dāng)調(diào)查人員實(shí)際已進(jìn)入小班，而在平板電腦上顯示還沒(méi)有在小班范圍內(nèi)，尤其在林帶調(diào)查時(shí)更為顯著。

2.3.2 邏輯關(guān)系需進(jìn)一步完善

雖然在實(shí)際使用中邏輯檢查功能給予調(diào)查人員很大的方便，但也出現(xiàn)了一些邏輯錯(cuò)誤。

2.3.3 該軟件耗電較大

外業(yè)調(diào)查過(guò)程中一般的平板電腦使用時(shí)間僅為6～8 h。但一般外業(yè)調(diào)查人員的調(diào)查時(shí)間為10 h以上，因此調(diào)查人員必須攜帶移動(dòng)電源，這就增加了調(diào)查人員的負(fù)重。

2.3.4 數(shù)據(jù)容易丟失

外業(yè)調(diào)查過(guò)程中，調(diào)查路線較為偏僻，調(diào)查人員需要穿樹(shù)林、越溝壑，而平板電腦屬于易碎物品，在調(diào)查過(guò)程中一旦發(fā)生意外就會(huì)導(dǎo)致平板電腦內(nèi)已調(diào)查的數(shù)據(jù)丟失。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)的二類資源調(diào)查方式及基于平板電腦的外業(yè)調(diào)查的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)分析以及生產(chǎn)實(shí)踐表明，采用基于平板電腦的二調(diào)外業(yè)小班采集系統(tǒng)進(jìn)行二類調(diào)查，可節(jié)約大量成本，可以避免打印、復(fù)印大量的小班調(diào)查圖紙、調(diào)查卡片等，并可以減輕勞動(dòng)力，提高工作效率和調(diào)查質(zhì)量?？梢?jiàn)，二類資源調(diào)查外業(yè)小班應(yīng)用平板電腦的采集系統(tǒng)在調(diào)查中是可行的，但仍需要在后期不斷優(yōu)化。