淺談森林資源調(diào)查監(jiān)測技術(shù)及其環(huán)境保護作用

陳華

摘要：通過梳理相關(guān)文獻總結(jié)森林資源調(diào)查監(jiān)測中常用的地理信息系統(tǒng)、全球定位與遙感技術(shù)。在對上述森林資源調(diào)查監(jiān)測技術(shù)進行簡要介紹的基礎(chǔ)上論述其在監(jiān)測森林資源數(shù)量消長、森林環(huán)境質(zhì)量變化及森林火災(zāi)預(yù)警等方面的作用，旨在為森林資源管理及環(huán)境保護提供思路。

關(guān)鍵詞：森林資源;調(diào)查監(jiān)測技術(shù);環(huán)境保護

一、森林資源調(diào)查監(jiān)測技術(shù)

（一）地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）

地理信息系統(tǒng)，是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，對相關(guān)數(shù)據(jù)進行采集、管理、分析的計算機技術(shù)系統(tǒng)，其可以從時間與空間兩大維度對森林資源進行連續(xù)觀測、調(diào)查分析，將森林分布情況轉(zhuǎn)化為三維可視模型，借助圖像重疊技術(shù)、數(shù)據(jù)分析技術(shù)、計算機輔助軟件及成像軟件精準(zhǔn)區(qū)劃森林邊界，全面采集森林資源信息，可為森林資源規(guī)劃、森林資源開發(fā)利用提供決策依據(jù)[1]。

地理信息系統(tǒng)在森林資源調(diào)查監(jiān)測中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在三個方面：①在森林資源檔案管理中，借助地理信息系統(tǒng)整合圖形庫與數(shù)據(jù)庫，以小班為基本單位、綜合運用臺賬資料、林木生長模型等對森林圖形數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)進行更新，實現(xiàn)數(shù)據(jù)一體化查詢并對森林資源統(tǒng)計報表、圖形進行自動化輸出，可為森林資源清查提供便利;②在森林結(jié)構(gòu)調(diào)整中，利用地理信息系統(tǒng)規(guī)劃林種、樹種及年齡結(jié)構(gòu)，既可以落實造林綠化要求，又能切實優(yōu)化林分結(jié)構(gòu)，更好地發(fā)揮森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能;③在森林相關(guān)政策研究中應(yīng)用地理信息系統(tǒng)，可以實現(xiàn)森林作業(yè)申請、審核、批準(zhǔn)等工作的自動化與智能化，保證森林政策的科學(xué)性與適宜性，進而將森林政策轉(zhuǎn)化為切實可行的森林資源保護與開發(fā)方案。

（二）全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS）

全球定位系統(tǒng)是由空間衛(wèi)星、地面控制和用戶設(shè)備等三部分構(gòu)成的衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。傳統(tǒng)調(diào)查監(jiān)測方式以人工工作為主，森林資源具有一定的特殊性，分布密集的樹木會影響人為判斷，不能保證信息采集的全面性與客觀性。通過對監(jiān)測站的科學(xué)布局與設(shè)施的不斷完善，全球定位系統(tǒng)可進行實時定位、勘界、收集矢量數(shù)據(jù)，有效縮短森林資源調(diào)查監(jiān)測周期，提高監(jiān)測的準(zhǔn)確性。

全球定位系統(tǒng)在森林資源調(diào)查監(jiān)測中的優(yōu)勢為：其一，觀測站之間無需通視，只需要保證觀測站上空開闊、觀測站周邊無信號干擾即可，能夠顯著增強像控點選擇、布局的靈活性，有利于拓寬森林資源調(diào)查監(jiān)測范圍;其二，可支持連續(xù)性、實時動態(tài)性及全天候森林資源調(diào)查監(jiān)測工作，保證通過森林資源調(diào)查監(jiān)測可以了解森林資源消長時序特點，提升調(diào)查監(jiān)測結(jié)果的實用價值;其三，高精度三維定位，可以更為精準(zhǔn)地獲取森林資源三維坐標(biāo)信息;其四，觀測時間較短，在20km范圍的短基線內(nèi)，僅需要五分鐘便可獲取所需的調(diào)查監(jiān)測信息;其五，自動化程度較高，相關(guān)儀器設(shè)備技術(shù)趨向成熟，具有操作便捷的顯著優(yōu)勢。

（三）遙感技術(shù)（Remote Sensing，RS）

遙感技術(shù)是指利用傳感器接收來自地球表層各類地物的電磁波信息，并通過對這些信息進行掃描、攝影、傳輸和處理，從而獲得地表各類地物信息技術(shù)。遙感技術(shù)可通過空間傳感器、地面控制中心、信息傳輸系統(tǒng)、地面?zhèn)鞲衅鞯鹊穆?lián)動，快速處理地面森林資源的信息，在與地面調(diào)查相互驗證后，遙感技術(shù)獲取的森林資源數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率可達95%以上[2]。

遙感技術(shù)在森林資源分類中較為常用，其自身帶有決策樹分類功能，在森林資源數(shù)據(jù)分析上不局限于單一的計算方式、模型公式或決策規(guī)則，而是采用分級形式、借助不同的標(biāo)準(zhǔn)對森林資源類別進行劃分。如在林地與非林地劃分中，以植被指數(shù)、輔助變化指數(shù)、DEM變量組作為訓(xùn)練樣本，采用交點計算公式統(tǒng)計訓(xùn)練樣本光譜均值變化與光譜值、頻率之間的關(guān)系，以統(tǒng)計分析結(jié)果為依據(jù)確定林地與非林地之間的最佳分類界點。按照上述方法及流程，綜合基于遙感技術(shù)的外業(yè)樣本數(shù)據(jù)進一步劃分針葉林、針闊混交林、闊葉林等，可生成這個地區(qū)內(nèi)的森林資源分類圖，既能夠充分發(fā)揮遙感數(shù)據(jù)豐富的光譜特征優(yōu)勢，還可以融合多項參數(shù)提升森林資源分類精度。

二、森林資源調(diào)查監(jiān)測技術(shù)在環(huán)境保護中的作用

（一）監(jiān)測森林環(huán)境質(zhì)量變化情況

隨著時間的推移、氣候的變化及人為活動的影響，森林環(huán)境質(zhì)量也會隨之變化。上述森林資源調(diào)查監(jiān)測技術(shù)可以構(gòu)建較為完善的監(jiān)測與保護一體化系統(tǒng)，設(shè)置在林區(qū)的傳感器可實時傳輸林區(qū)溫濕度、污染物濃度等數(shù)據(jù);空間傳感器可定期了解森林資源各項污染指標(biāo)數(shù)據(jù)、了解森林資源覆蓋率情況、識別污染物擴散及輻射趨勢等，可以形成林區(qū)地面數(shù)據(jù)與空間圖像。林業(yè)規(guī)劃及管理人員以森林環(huán)境承載力、現(xiàn)有森林資源為依據(jù)細化林區(qū)規(guī)劃、防治林區(qū)污染、改善林木結(jié)構(gòu)分布，可以為維持森林環(huán)境衛(wèi)生情況、保證林木長勢良好，進而為提升森林資源質(zhì)量提供保障。

（二）監(jiān)測森林資源數(shù)量消長情況

計算森林面積是森林環(huán)境保護的先決條件。運用森林資源調(diào)查監(jiān)測技術(shù)可以保證森林面積計算的科學(xué)性、準(zhǔn)確性與客觀性。同時，在上述技術(shù)基礎(chǔ)上結(jié)合森林區(qū)域歷史資料可以動態(tài)化模擬森林面積未來擴大或縮小趨勢，進一步識別人類開發(fā)活動對森林生態(tài)環(huán)境、森林資源的影響程度。相關(guān)林業(yè)管理人員結(jié)合監(jiān)測及計算結(jié)果制定相應(yīng)的森林面積保持、森林資源破壞行為約束措施，可以強化環(huán)境保護力度，保證精準(zhǔn)施策[3]。

（三）森林火災(zāi)自動化預(yù)警

森林火災(zāi)會破壞森林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性及自我調(diào)節(jié)能力，降低森林資源儲備量。利用森林資源調(diào)查監(jiān)測技術(shù)可以分析并預(yù)測森林資源異常發(fā)熱點、植被指數(shù)、森林火災(zāi)擴散范圍及破壞程度等，在森林火災(zāi)高發(fā)期間加強對人類活動、易著火點的監(jiān)測與管控可以有效遏制森林火災(zāi)的發(fā)生;當(dāng)森林火災(zāi)發(fā)生時也可通過調(diào)查監(jiān)測技術(shù)手段快速定位著火點、緊急組織滅火及火災(zāi)救援，可在最大程度上降低森林火災(zāi)破壞力，對于環(huán)境保護意義重大。

三、結(jié)束語

當(dāng)前我國應(yīng)用廣泛的森林資源調(diào)查監(jiān)測技術(shù)主要包括地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)及遙感技術(shù)。將其應(yīng)用于環(huán)境保護中可實現(xiàn)對森林資源數(shù)量和質(zhì)量的動態(tài)化、跟蹤式監(jiān)測，全面地反映森林資源變化趨勢，以此為林區(qū)規(guī)劃與森林生態(tài)環(huán)境治理提供依據(jù)。同時，運用森林資源調(diào)查監(jiān)測技術(shù)可以實現(xiàn)森林火災(zāi)自動化預(yù)警，進而提高森林火災(zāi)預(yù)防和撲救效率，促進森林資源管理朝科學(xué)化、精準(zhǔn)化發(fā)展。

參考文獻

[1]梁莉玲.試論森林資源調(diào)查監(jiān)測技術(shù)對環(huán)境保護的作用[J].南方農(nóng)業(yè)，2021，15（09）：106-107.

[2]明鳴，鄒建成.遙感技術(shù)在林業(yè)監(jiān)測中的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2020，40（23）：70-72.

[3]李長偉.提高森林資源監(jiān)測工作效率和實用性的探索[J].現(xiàn)代園藝，2021，44（07）：195-196.