基于“3S”技術(shù)的縣級(jí)林地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)及變更分析

廖永峰 李龍

摘要 ? ?本文以衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)為信息源，利用ArcGIS軟件進(jìn)行遙感數(shù)據(jù)區(qū)劃并進(jìn)行現(xiàn)地核實(shí)，結(jié)合最新森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查成果，形成本期林地更新數(shù)據(jù)和林地變化數(shù)據(jù)。同時(shí)，將結(jié)果與前期林地變更調(diào)查結(jié)果比對(duì)，分析了林地的資源現(xiàn)狀、變化情況、引起林地變化的原因。結(jié)果表明，造林更新、調(diào)查因素等是導(dǎo)致徽縣林地地類變化的主要因素。

關(guān)鍵詞 ? ?“3S”技術(shù);林地變更;動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè);原因分析;甘肅徽縣

中圖分類號(hào) ? ?S757 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 ? ?A

文章編號(hào) ? 1007-5739（2020）15-0146-02 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）

Abstract ? ?Based on remote sensing image data， ArcGIS software was used for divising remote sensing data and on-spot confirmation， combined with the results of the latest forest resources planning and investigation， the upgraded forestland data and the change data were obtained. At the same time， the results were compared with the preliminary results of the forestland change investigation to analyze the status and changes of forest resources， and causes of forestland change. The results showed that afforestation renewal and investigation were the main factors that lead to the change of forestland types in Huixian County.

Key words ? ?"3S" technology; forestland change; dynamic monitoring; factor analysis; Huixian Gansu

通過(guò)對(duì)林地變更狀況進(jìn)行調(diào)查，可以達(dá)到加強(qiáng)林地保護(hù)管理的目的，還可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)林地變化以及更新林地資源“一張圖”[1]。目前，如何及時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)林地變更仍然是縣級(jí)林業(yè)相關(guān)單位的困難任務(wù)[2-3]。工具的使用可以實(shí)時(shí)監(jiān)控和定量表述林地變化，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)林地變更的問(wèn)題，具有重要意義[4]。在林業(yè)中，應(yīng)用“3S”技術(shù)能夠解決林地變化實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)中存在的問(wèn)題，還可以進(jìn)一步滿足林業(yè)可持續(xù)發(fā)展的要求。通過(guò)“3S”技術(shù)對(duì)林地變更的調(diào)查，不僅可以及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握林地動(dòng)態(tài)變化，也可以更有效地更新林地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)而為現(xiàn)代林業(yè)發(fā)展和部門決策提供相關(guān)資料和依據(jù)。

1 ? ?調(diào)查內(nèi)容與方法

1.1 ? ?調(diào)查地概況

徽縣位于甘肅省東南部陜、川交界地帶，地理位置為東經(jīng)105°34′～106°26′、北緯33°32′～34°10′，西接成縣、西和縣，北接天水市，南鄰陜西省略陽(yáng)縣，東與兩當(dāng)縣接壤。南北長(zhǎng)達(dá)65 km，東西寬約49.5 km，總面積2 722 km2?；湛h轄13個(gè)鎮(zhèn)、2個(gè)鄉(xiāng)、213個(gè)行政村?；湛h地處北亞熱帶濕潤(rùn)氣候區(qū)向暖溫帶的過(guò)渡帶，屬于典型的大陸性季風(fēng)氣候。海拔704～2 504 m，年降雨量517～967 mm，年平均氣溫10～12 ℃?；湛h境內(nèi)植物資源豐富，有野生植物250種、野生藥材200多種、野生動(dòng)物200多種。

1.2 ? ?調(diào)查方法

應(yīng)用“3S”技術(shù)進(jìn)行林地變更監(jiān)測(cè)，通過(guò)以高分辨率和高光譜遙感數(shù)據(jù)為信息源，利用GPS獲取精確的空間位置，將數(shù)據(jù)整合后再以ArcGIS作為平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和分析，進(jìn)而監(jiān)測(cè)林地變更情況。

1.2.1 ? ?數(shù)據(jù)收集及預(yù)處理。收集調(diào)查地林業(yè)經(jīng)營(yíng)管理資料、前期林地保護(hù)利用規(guī)劃數(shù)據(jù)、高空間分辨率遙感影像數(shù)據(jù)與矢量數(shù)據(jù)。

1.2.2 ? ?建立判讀標(biāo)志。對(duì)于收集的每景影像數(shù)據(jù)，選擇3～5 個(gè)可以完整覆蓋監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)各個(gè)地類、色調(diào)和調(diào)查的典型路線，比較衛(wèi)星影像特征和現(xiàn)地實(shí)物場(chǎng)景，記錄圖像的大小、顏色、紋理、地理位置以及地形狀況等，進(jìn)一步拍攝現(xiàn)地實(shí)際地類照片，進(jìn)而形成對(duì)應(yīng)位置區(qū)域地類與遙感圖像的關(guān)聯(lián)，建立解譯標(biāo)志，形成視覺(jué)解讀效果。

1.2.3 ? ?判讀區(qū)劃。將不同時(shí)期遙感影像、變更數(shù)據(jù)庫(kù)及行政界線導(dǎo)入AcrGIS軟件，將本期遙感影像疊加到前期遙感影像和前期林地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)上進(jìn)行對(duì)比、判讀區(qū)劃。

1.2.4 ? ?變化圖斑實(shí)地核查。根據(jù)遙感判讀和林地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)不能認(rèn)定的圖斑、在現(xiàn)有資料上不能確定屬性因子的變化圖斑、林地轉(zhuǎn)變?yōu)榉橇值氐膱D斑，以及遙感影像無(wú)法反映的變化圖斑等，需要現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地進(jìn)行補(bǔ)充調(diào)查，并且記錄圖斑的形狀、地點(diǎn)和有關(guān)屬性因子等。

1.3 ? ?技術(shù)路線

調(diào)查內(nèi)容可以分為材料收集處理、核實(shí)調(diào)查、結(jié)果分析以及對(duì)比分析等4個(gè)部分。以“3S”技術(shù)作為支撐來(lái)完成整個(gè)調(diào)查工作的實(shí)施，技術(shù)路線如圖1所示。

2 ? ?結(jié)果與分析

2.1 ? ?林地資源現(xiàn)狀

2.1.1 ? ?地類情況。由表1可知，本次變更徽縣土地總面積為52 520 hm2，其中林地面積21 760.51 hm2，非林地面積為30 759.49 hm2。在21 760.51 hm2林地中，有林地8 486.32 hm2，占林地面積的39.00%;疏林地406.78 hm2，占林地面積的1.87%;灌木林地10 821.96 hm2，占林地面積的49.73%;未成林地1 313.91 hm2，占林地面積的6.04%;苗圃地40.41 hm2;占林地面積的0.19%;無(wú)立木林地316.13 hm2，占林地面積的1.45%;宜林地375 hm2，占林地面積1.72%。

2.1.2 ? ?權(quán)屬情況。由表2可知，在21760.51 hm2林地中，權(quán)屬為國(guó)有的林地面積為210.87 hm2，權(quán)屬為集體的林地面積為21 549.64 hm2。

2.2 ? ?林地動(dòng)態(tài)變化

在本次變更調(diào)查工作中，區(qū)劃小班共計(jì)47 432個(gè)。由非林地轉(zhuǎn)為林地造成的林地新增加面積為402.89 hm2，由林地轉(zhuǎn)為非林地造成的林地減少面積為12.94 hm2。由此可知，凈增加的林地面積為389.95 hm2。各地類面積變化情況見(jiàn)表3。

2.3 ? ? 林地變化原因分析

林地范圍和林地地類變化主要由造林更新、規(guī)劃調(diào)整、非法占用、自然因素、調(diào)查因素等引起，各種原因?qū)е碌牧值胤秶偷仡惖淖兓伎傋兓娣e的百分比見(jiàn)表4。

3 ? ?結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，本次變更中徽縣土地總面積52 520 hm2，其中林地面積21 760.51 hm2、非林地面積30 759.49 hm2。在林地中，國(guó)有的林地面積為210.87 hm2，集體的林地面積為21 549.64 hm2。林地面積增加了402.89 hm2，林地面積減少了12.94 hm2，林地面積凈增加了389.95 hm2。林地范圍和林地地類變化主要由造林更新、規(guī)劃調(diào)整、非法占用、自然因素、調(diào)查因素等引起。

林地變更動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)仍然存在一些問(wèn)題。一是由于受到影像源空間、時(shí)間和光譜分辨率還達(dá)不到實(shí)際應(yīng)用要求的影響，可能在遙感影像圖中出現(xiàn)同種林地類型不同特征或者不同類型林地表現(xiàn)出同種特征的情況，這使得在遙感影像中的某些林地類型出現(xiàn)混淆，致使林地類型劃分出現(xiàn)遺漏、錯(cuò)分的情況[5]。二是林地年度變更調(diào)查工作需要依靠平時(shí)資料的積累，林地變更工作涉及森林火災(zāi)、林地征占、造林、林權(quán)變更、森林撫育、森林病蟲(chóng)害等林業(yè)工作的各個(gè)方面，容易出現(xiàn)差錯(cuò)，因而及時(shí)整理開(kāi)展經(jīng)營(yíng)活動(dòng)小班的檔案資料，及時(shí)矢量化形成電子檔案，可以有效地為林地變更調(diào)查工作做好基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備工作。三是縣級(jí)林業(yè)相關(guān)部門僅有有限的技術(shù)人員，尤其是鄉(xiāng)鎮(zhèn)林業(yè)站技術(shù)人員的數(shù)量和技術(shù)能力仍有待提高。目前，縣級(jí)林業(yè)相關(guān)部門還不具備獨(dú)立開(kāi)展林地變更調(diào)查工作的條件和能力。一方面，可以采用多季相、多時(shí)相的高分辨率遙感影像數(shù)據(jù)，以林地“一張圖”為基礎(chǔ)，將植被分布圖、土地利用圖以及遙感影像圖等資料疊加，再以Google地圖、林業(yè)經(jīng)營(yíng)管理資料等為輔助，進(jìn)一步提高判讀的準(zhǔn)確率。另一方面，加大使用和操作各種相關(guān)軟件的培訓(xùn)力度，確保林業(yè)經(jīng)營(yíng)管理材料的可操作性、完整性和準(zhǔn)確性，統(tǒng)一林業(yè)經(jīng)營(yíng)資料圖紙的格式與標(biāo)準(zhǔn)再進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)，及時(shí)利用“3S”技術(shù)更新林地基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)[6]。

在林地變更調(diào)查工作中，“3S”技術(shù)實(shí)現(xiàn)了整體、實(shí)時(shí)和動(dòng)態(tài)的林地觀測(cè)、分析和應(yīng)用，為林業(yè)相關(guān)部門合理管理林地提供了新的觀測(cè)手段、調(diào)查工具以及統(tǒng)計(jì)方法。目前，“3S”技術(shù)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于林地變更調(diào)查研究中，林業(yè)相關(guān)部門可以借助RS的遙感影像圖，GPS強(qiáng)大的定位功能，GIS中的編輯、小班區(qū)劃、數(shù)據(jù)管理以及空間分析，更好地服務(wù)于林地變更監(jiān)測(cè)與調(diào)查[7-9]。利用“3S”技術(shù)進(jìn)行林地資源管理，建立縣級(jí)林地資源數(shù)據(jù)庫(kù)，結(jié)合GIS平臺(tái)的更新、查詢、分析、決策等功能，有效管理林地資源，可以為今后縣級(jí)林地保護(hù)、開(kāi)發(fā)和管理提供科學(xué)的數(shù)據(jù)依據(jù)和理論依據(jù)。

4 ? ?參考文獻(xiàn)

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