新技術在全南縣林業(yè)實踐中的應用淺析

賴堂煌，李國旭

（江西省全南縣林業(yè)局，江西全南 341800）

進入21 世紀以來，林業(yè)產業(yè)結構不斷優(yōu)化升級，林業(yè)新技術得到創(chuàng)新發(fā)展，衛(wèi)星遙感影像、無人機、平板電腦及森林資源管理“一張圖”等新技術及設備在森林資源調查監(jiān)測、森林防火、病蟲害防治、林地管理和營造林生產等方面得到廣泛應用。先進科學技術及設備的加持，不僅能有效提升林業(yè)工作效率和質量，還能促進林業(yè)社會、經濟和生態(tài)協(xié)調發(fā)展，實現(xiàn)林業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

1 衛(wèi)星遙感影像的運用

遙感衛(wèi)星擁有的高分辨率影像圖具有信息量大、操作方便、可用性強等特點，能客觀真實地反映地理空間信息，在我國林業(yè)生態(tài)建設中的運用越來越廣泛，發(fā)展前景廣闊。

1.1 森林資源調查監(jiān)測

森林資源調查監(jiān)測的主要任務是掌握森林資源的類型分布、森林面積及植被消長變化等動態(tài)信息，而衛(wèi)星遙感影像能直觀地反映地理位置、地形、水系、路網(wǎng)等信息，可提高森林資源調查監(jiān)測精度，節(jié)省森林資源調查監(jiān)測的時間和成本。利用遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)，依托GIS 地理信息系統(tǒng)制成調查地圖及各類圖表，為森林資源監(jiān)測調查提供基礎數(shù)據(jù)支持，也可將不同時間段的遙感影像用于監(jiān)測森林資源的演替機制與變化規(guī)律[1]。

基礎的衛(wèi)星遙感識別是用目視的方法對林地小班進行判讀，在調查前確定林地小班的地類、將林地劃分成獨立的小班，再結合野外調查數(shù)據(jù)確定小班屬性，以縮短外業(yè)調查時間，提高調查效率。具體操作方法為，調查人員以衛(wèi)星遙感影像圖為底圖，選擇具有一定代表性的調查路線，在調查人員進入要調查的林地小班后，將衛(wèi)星遙感影像圖與現(xiàn)地實際情況進行比對，記錄林地小班的立地因子、林分因子、權屬因子等數(shù)據(jù)，并拍攝小班實況照片，然后通過樣圓（方）調查、角規(guī)調查和目視調查等方法開展小班蓄積量調查。

1.2 森林火災預防監(jiān)測

1.3 林業(yè)案件查處

查處林業(yè)案件時，辦案人員會到案件現(xiàn)場進行實地勘察，以便確定疑似違法圖斑的面積、蓄積量等案件關鍵數(shù)據(jù)。但存在部分案件因距案發(fā)時間過久或現(xiàn)場變化太大等因素，導致違法面積和蓄積量等數(shù)據(jù)確定困難，影響案件的查處效率。應用衛(wèi)星遙感影像技術能有效解決違法面積、蓄積量等數(shù)據(jù)不易確定的問題。例如，2018 年江西省贛州市全南縣通過比對2016年與2018 年的衛(wèi)星遙感影像資料（見圖1），確認樹木被伐面積，證明犯罪嫌疑人的濫伐林木行為。

圖1 2016 年和2018 年衛(wèi)星遙感影像對比

2 無人機的運用

江西省全南縣林地總面積134 203.8 hm2，其中林地面積125 524.5 hm2，活立木蓄積量1 380 萬m3，森林覆蓋率83.39%，森林資源管理難度大，基層護林員難以做到全方位巡護，而利用無人機可有效解決在森林病蟲害防治、營造林生產、森林防火、資源調查監(jiān)測等管理中遇到的難題。

2.1 森林病蟲害防治

森林病蟲害大多出現(xiàn)在林區(qū)深處，地形復雜，人工難以及時監(jiān)測病蟲害發(fā)生情況和采取防治措施。而利用無人機航拍技術能及時監(jiān)測森林的動態(tài)變化，全面掌握病蟲害現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，快速制訂防治方案，彌補人工作業(yè)的不足，提高防治效率。同時，在防治過程中，無人機可作為作業(yè)機掛載噴藥設施于高空噴灑防治藥劑，能有效擴大防治面積、避免人員接觸，提高防治工作的效率和安全性[3]。

2.2 森林資源執(zhí)法保護

2018 年，全南縣水利局首次引入無人機助力水政執(zhí)法，通過增加無人機巡航，實現(xiàn)無人機執(zhí)法巡查常態(tài)化，構建“地加空”立體式的動態(tài)監(jiān)管格局，加大執(zhí)法監(jiān)管力度，提高執(zhí)法監(jiān)察實效。2018 年，全南縣通過利用無人機開展空中巡查，共拍攝30 min 視頻，120 張照片，巡查面積約40 km2。全南縣在今后的森林資源執(zhí)法保護工作中將充分利用無人機開展水域巡查，擴大巡查范圍，加大對違法采砂、侵占水域等違法行為的打擊力度，使森林資源執(zhí)法保護工作更加信息化、常態(tài)化、全面化。

2.3 森林防火

傳統(tǒng)的森林防火工作主要是依靠巡防人員實地巡邏，效率低下。應用無人機進行森林防火，可通過設定固定的飛行路線，在監(jiān)測飛行中實時傳回現(xiàn)場影像數(shù)據(jù)，相關監(jiān)測人員能根據(jù)影像數(shù)據(jù)及時發(fā)現(xiàn)火情，并第一時間匯報指揮中心，做到早發(fā)現(xiàn)、早撲救。同時，利用無人機對火情進行實時監(jiān)控，可確定起火范圍和火勢發(fā)展方向，制訂滅火計劃，提高火災撲救的效率和安全性[4]。

2.4 森林資源調查監(jiān)測

當前林業(yè)工作人員雖會利用衛(wèi)星遙感、3S 等技術進行森林資源調查監(jiān)測，但仍需要大量的林業(yè)工作人員進行實地調查和取樣，在耗費大量人力、物力的同時，仍然存在調查精度不足、效率低下等問題。應用無人機既能快速準確地獲取調查范圍內的高精度空間遙感信息，又能通過搭載不同類型傳感器獲得不同波段的光譜信息，有效提升森林資源調查效率和調查精度，節(jié)約調查成本[5]。例如，2021 年國家下發(fā)森林督查圖斑XX 號，結合無人機拍攝的影像資料（見圖2），確定為山體滑坡造成的森林資源破壞，成功銷案。

圖2 山體滑坡現(xiàn)場

3 森林資源管理“一張圖”的運用

森林資源管理“一張圖”始建于2010 年，是在國家林業(yè)局發(fā)布的《全國林地保護利用規(guī)劃綱要（2010-2020 年）》基礎上，利用3S 技術建立的森林資源矢量數(shù)據(jù)庫。通過對衛(wèi)星遙感影像的判讀和現(xiàn)地調查，結合森林資源經營檔案的動態(tài)化管理模式，將林地征占用、造林更新、自然災害、林木采伐、林業(yè)案件等林地及森林動態(tài)情況進行年度更新，同時修改完善小班邊界和小班屬性，形成基于GIS 的森林資源矢量數(shù)據(jù)庫，為林地及森林資源科學化、精細化管理奠定基礎[6]。

3.1 林地管理

森林資源管理“一張圖”能為林地管理人員提供林地空間、屬性數(shù)據(jù)等林地信息。在建設項目使用林地管理中，將建設項目矢量圖層導入至森林資源管理“一張圖”圖層中，“一張圖”能準確顯示建設項目區(qū)域的地理位置、小班屬性等關鍵因子；在調查非法占用林地時，將不同時段的衛(wèi)星遙感影像加載到森林資源管理“一張圖”中，可根據(jù)影像變化情況勾繪出非法用地范圍，提取地類、林種、起源、公益林事權及林地保護等級等小班信息[7]。

例如，全南縣陂頭鎮(zhèn)在規(guī)劃一個新的水電站項目中，需林業(yè)部門調查項目區(qū)域的林地情況。林業(yè)調查人員通過利用森林資源管理“一張圖”技術，將電站項目規(guī)劃區(qū)矢量圖層加載到森林資源管理“一張圖”圖層上，標注項目區(qū)內的林地小班屬性，提前掌握項目區(qū)內的林地狀況，進而有針對性的進行外業(yè)調查，提升調查效率。

區(qū)域需水包括生產需水、生活需水、生態(tài)需水，受到氣候條件、人口增長、國民經濟發(fā)展、產業(yè)結構布局等多方面因素影響。其中，作物在生長過程中因供水不足，阻礙正常生長而發(fā)生的水量虧缺稱為農業(yè)干旱。

3.2 營造林管理

森林資源管理“一張圖”數(shù)據(jù)，能實現(xiàn)造林規(guī)劃、設計及驗收工作的有效連接。1）規(guī)劃、設計工作。提高了造林作業(yè)規(guī)劃、設計的準確性、合理性；提高了造林工作人員選擇造林地類、面積的合理性。2）檢查驗收工作。將造林規(guī)劃或造林作業(yè)設計圖紙導入森林資源管理“一張圖”中，結合影像進行對比，能準確查驗造林面積。3）監(jiān)測工作。通過對森林資源管理“一張圖”進行年度更新，將年度新造林地塊落界到林地面上，形成年度變化圖斑，能有效監(jiān)測造林動態(tài)變化和造林成效。

例如，全南縣作為森林資源管理“一張圖”的試點地區(qū)，通過整合地區(qū)自然資源，制作自然資源管理“一張圖”，同時與村民簽訂土地相關協(xié)議，明確土地保護與利用義務，給予村民經濟補償，解決了部門管理權責利劃分不清和交叉用地的問題，擴大了森林資源的管理范圍，提高了自然資源管理水平[8]。

3.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

森林資源管理“一張圖”實行年度變更、年度出數(shù)的動態(tài)管理，將森林資源年度變更數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)統(tǒng)計，并將數(shù)據(jù)導出至Excel 表格，制作各種分布圖進行直觀呈現(xiàn)，滿足森林資源數(shù)據(jù)分類和精確統(tǒng)計，推動森林資源數(shù)據(jù)社會化管理、利用。

4 平板電腦的運用

2019 年開展第七次森林資源二類調查后，平板電腦在林業(yè)實踐中得到快速推廣應用，尤其是在森林資源調查和林業(yè)工程驗收方面。相較于傳統(tǒng)的紙質地形圖，平板電腦除了具有定位、導航、測算等功能外，還可以實時查詢和輸入小班因子和計算蓄積量，在調查因子輸入完畢后，還能通過軟件即時檢查存在的邏輯錯誤[9]。

4.1 森林資源調查監(jiān)測

與手工輸入調查方式相比，平板電腦可以實現(xiàn)調查過程的全電子化操作，無需攜帶紙質地形圖。具體操作方式為，在調查現(xiàn)場打開平板電腦中的調查軟件，加載所需數(shù)據(jù)，導入所需調查區(qū)域的圖層、行政界限、經營管理界限及小班界限等，在到達小班位置后，結合現(xiàn)地調查實際進行小班區(qū)劃和填寫調查因子。與傳統(tǒng)調查相比，應用平板電腦時只需在現(xiàn)場填寫關鍵數(shù)據(jù)，后期在通過內業(yè)整理來完善其他數(shù)據(jù)因子，提高了調查效率。同時，平板電腦能通過連接WiFi 或插入SIM 卡具備通訊功能，便于調查檢測人員實時交流調查中出現(xiàn)的問題，及時解決[10]。例如，2019 年全南縣開展的第七次森林資源二類調查工作，共調查縣級固定樣地381 個，調查固定小（細）班18 583 個，面積156 575.4 hm2。此次調查全程采用平板電腦進行外業(yè)調查和內業(yè)整理工作，提高了調查效率和質量。此次調查結束后，江西省、贛州市共抽查了樣地54 個，小班1 015 個，分別占總數(shù)的14.2%和5.5%，合格率均為100%，創(chuàng)造了歷次森林資源二類調查的最好成績[11]。

4.2 林業(yè)工程驗收

在以往開展低質低效林改造、森林撫育、退耕還林等林業(yè)工程驗收工作時，工作人員需攜帶大量紙質地形圖爬山涉水進行驗收，導致工作人員行動困難、驗收工作效率低下。而應用平板電腦可預先加載森林資源管理“一張圖”數(shù)據(jù)，再疊加需要驗收的工程矢量數(shù)據(jù)，形成一套完整的電子數(shù)據(jù)，在此基礎上對每個林業(yè)工程小班進行逐塊驗收核查，提高工程驗收的效率、質量，提高驗收安全性[12]。

5 結語

林業(yè)可持續(xù)發(fā)展需依靠林業(yè)新技術創(chuàng)新，新技術在林業(yè)實踐中的使用又需要提高林業(yè)技術人員的創(chuàng)新理念和使用新技術的能力。提高林業(yè)新技術的實踐應用范圍和效率，需增加資金投入、加大技術培訓力度、建立完善的新技術推廣和使用體系，以提高無人機、衛(wèi)星遙感、平板電腦等現(xiàn)代林業(yè)技術手段在林業(yè)實踐中普及率和應用效率。