森林資源調查監測信息化技術的方式方法

李振東

摘要：林業部門在進行森林資源調查監測分析的過程中不斷加強現代化信息技術與設備的應用，3S技術相對發展成熟，在調查工作中能夠發揮巨大作用，提升林業調查監測工作的效率和質量，降低各項監測成本，加強林業部門對森林資源信息的掌控與分析，全面實現林業生產的良性發展。

關鍵詞：數據收集；生態系統；航拍技術；三維模型

引言：

傳統的森林資源調查監測工作多是由人工進行完成，所收集的數據與實際情況存在一定的偏差，導致相關數據難以為林業生產提供支持，工作效率難以提升。森林是完整生態系統組成的重要內容，對人類生存環境具有較大影響，在，對我國的社會經濟發展具有積極的促進作用，當前形勢下互聯網信息技術高度發展，森林資源調查監測應當逐漸加強信息化建設，提升信息收集的精確性，為林業生產提供科學有效的數據支持。

一、森林資源調查監測信息化的技術分析

傳統的森林資源調查監測工作需要林業部門的相關人員對地理環境和森林資源分布進行實地勘測，整個過程較為耗費時間與精力，并且數據精確性較低。現階段森林資源調查監測信息化技術逐漸的將全球定位系統、地理信息系統與遙感技術進行有效結合，形成了當前的3S技術，所采用的調查監測設備和技術更為先進，逐漸的形成了空間一體化發展趨勢，利用監測衛星對森林資源覆蓋區域進行有效的信息收集，通過互聯網技術和傳輸設備傳遞至計算機或是移動終端，技術人員利用相關軟件對數據進行分析，最終以圖文的形式呈現出來，所得到數據的精確性能夠得到有效保證。

二、森林資源調查監測技術劃分及實踐應用

1、手持式數字化多功能電子測樹槍與MINI測數超站儀

北京森林大學精準森林北京市重點實驗室研制了一種手持式數字化多功能電子測樹槍，該設備以 MEMS（Micro-electro- mechanicalsystems）測角傳感器激光測距傳感器電子羅盤等主要硬件為基礎，通過測量距離傾角方位角 3 個參數，基于三角函數原理，嵌入操作軟件，實現了樹高測量林分平均高測量株數密度測量角規繞測任意高度直徑測量基本測量 6 項功能。距離測量，附加反射片時測量范圍為0.5～100m，樹體自身反射時測量范圍為 0.5～60m，最小顯示單位為 1mm，激光等級為級，測量誤差 5mm 傾角測量范圍為-75°～75°，測量精度為±0.3°。方位角測量范圍為0°～360°，測量精度為 1°。

2、立木精確測量系統技術

（1）測樹電子經緯儀 FET-2

在森林資源監測過程中，伐倒解析是精確度較高的測量方法，但是其成本高，工作效率低，并不適合大規模的森林資源清查工作，且損耗了很多樹木，特別是對于珍稀寶貴樹種，選擇無損精立木材積測量是保護瀕危物種的有力措施。利用 FET-2 型測樹電子經緯儀在無伐倒無破壞的情況下對活立木進行了無損精測與樣地試驗該儀器測角精度為±0.5，通過高精度測量活立木的物理特性，如：胸徑、樹高、冠幅、材積自動測量任意高度處直徑等，建立一元、二元、甚至多元材積表，為國家森林調查提供了依據。

（2）三維激光掃描系統森林植被冠體提取

三維激光掃描系統在森林資源調查監測中有著廣泛的應用價值，它也稱為三維激光成圖系統，主要由三維激光掃描儀和系統軟件組成，其工作目標就是快速、方便、準確地獲取近距離靜態物體的空間三維模型，以便對模型進行進一步的分析和數據處理。該系統具有掃描范圍大、速度快、精度高和易于建模等優點，因此也成為當前森林調查中的重要裝備地面三維激光掃描系統 TerrestrialLiDAR（TLiDAR）由地面三維激光掃描儀 FAROPhoton120 數碼相機配準球支架以及附屬設備構成，通過非接觸激光測量方式獲取目標物表面點云數據。

3、小型無人飛行器監測技術

現代科學技術的快速發展，使無人機航拍技術逐漸發展成熟，在森林資源調查工作中被廣泛應用。現階段所生產制造的無人機操作較為便捷，可監測距離較遠，并且成本相對較低，在技術人員的操作下能夠進行有效的實時監測，無人機在技術配備上具有高清攝像裝置，能夠及時的將采集的森林資源信息進行傳遞，被地面技術人員能夠有效利用。無人機在操作方面具有較強的優勢，在短時間內能夠快速升空，按照技術人員操作或是預定的監測航線進行飛行拍攝，專業用于檢測拍攝的無人機飛行高度最高可達一千米，且飛行過程較為平穩，具有高效機動靈活的特點，在通過長期的實踐證明中，無人機航測系統具有高效精確的優勢，能夠為森林資源調查監測提供有效支撐。

三、森林資源采伐調查規劃設計

1、森林資源采伐規劃設計

采伐設計的合理化與最優化成為森林三調的重點。在傳統的森林資源三類調查中，需要對伐區內的林木進行每木檢尺，然后進行采伐設計，其工作量大，周期長。北京森林大學精準森林北京市重點實驗室研制的 3D 角規有別于傳統的水平抽樣和垂直抽樣角規，是一種更加快捷測定林分參數的儀器。3D 角規可量測并記錄計數木的樹種胸徑樹高相對坐標等信息，通過結合森林一元材積表、二元材積表、樹高胸徑模型等常用森林數表，實現采伐小班密度、林分平均高及徑階平均高平均胸徑及徑階胸徑的計算，進而計算林分出材率、廢材率等。該方法工作量只有傳統工作量的 1%～2%，且精度整體上相當，可有效減少工作量，提高工作效率。

2、造材設計

GIS 的發展，造材設計系統的實現技術已日趨完善，造材模型的設計也有了發展。早在 1994 年，李福秀等應用計算機技術對供造林設計使用的計算機造林設計系統進行了探討；吳發云研究了基于 GIS 的北京造林規劃設計及管理系統。目前，在造材設計中采用較為先進的人工神經網絡遺傳算法（ANN-CA）能夠擬合出更為準確的造材模型。

3、森林資源調查監測GIS平臺的構建

森林 GIS 平臺的研建是將地面儀器精準測量輕小型無人機攝影測量以及衛星遙感影像三方面數據集中在一個統一管理的信息系統中并能相互調用，以此有效地將外業測量獲取的數據在 GIS 平臺上進行精準、高效、快速的處理，并能在各比例尺上對森林資源進行動態地精準觀測，及時有效地做出相關造林決策，實現森林資源信息管理以及動態監測。能夠對林地面積計算、單木材積計算、每公頃斷面積計算、每公頃株數計算、林分蓄積量計算、林分生物量計算、導線測量坐標放樣處理以及各相應功能的統計圖統計表輸出等工作，實現森林資源調查的一體化、智能化集成化。

結語：

森林資源調查監測技術的發展對于林業生產的優化具有重要的促進作用，森林資源調查監測信息化是多種現代技術的有機結合，促進了遙感技術與地理信息系統的發展，為大數據基礎下的林業資源調查奠定發展基礎，在森林資源信息收集工作中加強對信息的分析，促進良好森林生態系統的構建。

參考文獻：

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