阮逸 吳進(jìn)波 金可選 谷勤恒 葉勝忠 鄒壽錫

（浙江省永嘉縣林業(yè)局 325100）

應(yīng)用三維遙感影像輔助林地權(quán)屬勘界探討

阮逸 吳進(jìn)波 金可選 谷勤恒 葉勝忠 鄒壽錫

（浙江省永嘉縣林業(yè)局 325100）

通過試點，實現(xiàn)了三維遙感影像輔助林權(quán)勘界工作。新技術(shù)的應(yīng)用集成了遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)等多項技術(shù)，特別是三維的應(yīng)用提供了一個直觀的虛擬環(huán)境，為林權(quán)勘界提供了諸多便利。本文闡述了三維遙感影像輔助林權(quán)勘界的數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用方法，并于常規(guī)臨山勘界作了對比分析，對三維gis的優(yōu)勢和在林權(quán)勘界中存在的問題進(jìn)行探討，以期更加完善三維遙感技術(shù)在林業(yè)工作中的應(yīng)用與推廣。

林業(yè)；遙感影像；輔助林權(quán)勘界；虛擬現(xiàn)實；三維顯示

隨著計算機(jī)技術(shù)和數(shù)據(jù)獲取技術(shù)的迅速發(fā)展，具有處理三維數(shù)據(jù)能力的三維GIS的發(fā)展受到了極大的關(guān)注。三維GIS在日益增長的三維空間信息需求的牽引和蓬勃發(fā)展的現(xiàn)代新興技術(shù)的驅(qū)動下得到了穩(wěn)步的發(fā)展，同時，信息與通信技術(shù)的進(jìn)步為更有效地處理和利用海量三維空間數(shù)據(jù)提供了強有力的支撐。三維GIS突破常規(guī)二維表示對形式的束縛，為更好地洞察和理解現(xiàn)實世界提供了直觀的表示。利用高分辨率遙感影像和三維虛擬技術(shù)直觀地反映山地的自然地貌和植被狀況，使在室內(nèi)進(jìn)行林權(quán)勘界成為可能。永嘉縣是浙南山區(qū)的林業(yè)大縣，首次采用了三維遙感影像輔助林權(quán)勘界，取得了一定的成果也遇到了一些問題，在此進(jìn)行分析探討，為下一步工作提供借鑒。

1 概況

永嘉縣地處浙江省東南部，全縣擁有林地面積212800hm2，占國土面積的79.8%，森林活立木蓄積758.6萬m3，森林覆蓋率72.06%，是個林區(qū)縣。2007年-2008年，在山林延包期間，全縣集體林權(quán)權(quán)屬登記面積163200hm2，發(fā)放林權(quán)證 6341本。其中集體統(tǒng)管山確權(quán)登記116866.6hm2，發(fā)林權(quán)證4154本；自留山確權(quán)登記面積24266.7hm2，發(fā)林權(quán)證67678本；責(zé)任山確權(quán)面積20733.4hm2，發(fā)林權(quán)證18153本；國有林確權(quán)登記面積 4373.4hm2，發(fā)林權(quán)證 12本。并且實行了山林權(quán)屬“數(shù)字化”管理，全縣山林權(quán)屬信息全部錄入浙江省林權(quán)管理信息系統(tǒng)，同時建成了比較完整的紙質(zhì)山林權(quán)屬檔案。

根據(jù)《中共中央國務(wù)院關(guān)于全面推進(jìn)集體林權(quán)制度改革的意見》“明確承包關(guān)系后，要依法進(jìn)行實地勘界、登記，核發(fā)全國統(tǒng)一試樣的林權(quán)證，做到林權(quán)證登記內(nèi)容齊全規(guī)范，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤、圖、表、冊一致，人、地、證相符”的要求，完成永嘉縣的林權(quán)勘界工作，將是一項非常艱巨的工作，尤其是在《物權(quán)法》將農(nóng)民的承包經(jīng)營權(quán)從債權(quán)上升為物權(quán)后，林權(quán)勘界附圖，成為林權(quán)證發(fā)證有效的依據(jù)，也是明析產(chǎn)權(quán)最有效的手段。林權(quán)勘界的準(zhǔn)確性就顯得尤其重要。

2012年4月-8月，應(yīng)用三維gis及遙感影像輔助林權(quán)勘界技術(shù)，完成了永嘉縣橋下鎮(zhèn)38個村的勘界試點，新技術(shù)的應(yīng)用基本解決了傳統(tǒng)林權(quán)勘界工作量大、調(diào)繪難、進(jìn)度慢、費用高的難題。

2 數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用方法

2.1 數(shù)據(jù)處理

2.1.1 遙感影像處理

本次林權(quán)勘界采用了“QuickBird”和“Worldview”的 4波段捆綁數(shù)據(jù)。全色波段的空間分辨率為0.6m和0.5m，多光譜波段空間分辨率為2.4m和2m，波段為紅、綠、藍(lán)及近紅外。以1∶10000地形圖為地理參考，在ERDAS轉(zhuǎn)譯rps模塊中選取控制點，先在全色波段上選取足夠的控制點，再在多光譜波段選取同名點，在利用數(shù)據(jù)自帶的rpc參數(shù)進(jìn)行空間三角測量，糾正控制點的誤差。然后進(jìn)行正射糾正，分析輸出全色和多光譜影像。采用Broney算法對影像進(jìn)行融合處理，并進(jìn)行分段線性拉伸，形成最終的影像。

2.1.2DEM數(shù)據(jù)

提供1:10000矢量地形圖中的等高線，應(yīng)用Arcinfo軟件的功能生成DEM數(shù)據(jù)。DEM數(shù)據(jù)的空間分辨率為10m，以img格式存放，采用高斯-克呂格投影，中央經(jīng)線為 123°。供遙感影像正射糾正使用，在ArcGlobe中實現(xiàn)了三維虛擬山林場景時該DEM作為高程數(shù)據(jù)使用，以完成三維顯示。

2.2 應(yīng)用方法

2.2.1 三維影像輔助林權(quán)勘界的實現(xiàn)

專業(yè)技術(shù)人員使用電腦，在ArcGlobe環(huán)境中實現(xiàn)三維虛擬場景，通過投影儀或大屏幕電視展示出來。經(jīng)過漫游，旋轉(zhuǎn)，放大，縮小，等等多種操作全方位顯示場景，引領(lǐng)林權(quán)權(quán)利人在室內(nèi)辨認(rèn)勘界，確認(rèn)界線無異議后，再由林業(yè)技術(shù)人員按集體山林權(quán)證登記的村、組林地所有權(quán)地塊勾繪到地形圖上。

2.2.2 糾紛山的處理

對有爭議的糾紛山，要按照“屬地管理、分級負(fù)責(zé)、尊重歷史、妥善處理、依法調(diào)處”的原則協(xié)調(diào)解決。調(diào)解成功的簽訂協(xié)議書，勾繪出界線；調(diào)處不成的在地形圖上用藍(lán)線（虛線）勾繪出雙方的糾紛界，以鎮(zhèn)（街道）為單位進(jìn)行登記造冊，報調(diào)處山林糾紛辦公室。

2.2.3 后處理

錄入林權(quán)證的屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)，并進(jìn)行關(guān)聯(lián)，使屬性與空間數(shù)據(jù)相互對應(yīng)，通過對應(yīng)檢查錯誤，并予以糾正，形成階段性成果，再將最終結(jié)果存檔，同時上傳浙江省林權(quán)管理系統(tǒng)。

2.2.4 三維遙感影像林權(quán)輔助勘界流程圖

3 與常規(guī)勘界方法對比分析

減少野外登山，降低工作強度，提高林權(quán)勘界的工作效率。在常規(guī)的林權(quán)勘界中，需相鄰雙方人員到現(xiàn)地進(jìn)行確認(rèn)劃界。國內(nèi)和本縣林地權(quán)屬登記發(fā)證始于20世紀(jì)80年代初期，至今30余年，對于當(dāng)時確定的文字界線，知道的人逐年減少且都是年老力衰的老年人，已經(jīng)難以勝任登山實地勘界的野外工作。同時隨著人們生活條件的提高，偏遠(yuǎn)交界處的村民向中心區(qū)域聚集，邊界附近人為活動極少，山林植被越來越茂盛，許多山路都已淹沒，難以行走，上山確認(rèn)界線已極為困難。加上時間的約束和氣候的影響，通過臨山勘界實現(xiàn)大范圍林權(quán)勘界幾乎不可能完成。應(yīng)用三維遙感影像為村民營造一個直觀的現(xiàn)實山地環(huán)境，使得村民在室內(nèi)就可以身臨其境，免除外業(yè)的辛苦，提高林權(quán)勘界的工作效率。

擴(kuò)大視野，提高了林權(quán)勘界的準(zhǔn)確性。在常規(guī)勘界中，即使相鄰雙方都到現(xiàn)場，由于山高林密，視線不清，山林界線確認(rèn)困難，影響了林權(quán)界線的準(zhǔn)確性。應(yīng)用三維虛擬技術(shù)，可以從各個角度遠(yuǎn)、近距離觀察，以看清山林全貌，繼而辨認(rèn)劃界，確保了林權(quán)勘界的準(zhǔn)確性。

增加多元輔助措施，有助于解決山林糾紛。利用三維虛擬技術(shù)，對于雙方有爭議的山場，一時難以確認(rèn)的，可以用虛線劃出爭議山場范圍，暫時擱置，雙方慢慢協(xié)商解決；也可以通過雙方充分溝通，當(dāng)場調(diào)解確認(rèn)登記解決。從而可摸清全縣山林糾紛地塊、面積、范圍界線，同時減少了山林糾紛，為社會穩(wěn)定作出貢獻(xiàn)。

減少溝通障礙，提高界線公認(rèn)性。臨山勘界常用地形圖專業(yè)性強，村民看不懂，在勘界時村民與地形圖勾繪人員容易出現(xiàn)溝通障礙，當(dāng)勾圖出現(xiàn)偏差時，村民由于看不懂圖，就無法及時發(fā)現(xiàn)。采用三維虛擬技術(shù)，勾繪的界線直接出現(xiàn)在虛擬場景中，便于村民當(dāng)場核對。

4 討論

4.1 應(yīng)用三維Gis的優(yōu)勢

自然地貌的直觀表達(dá)。在原有的二維為基礎(chǔ)的平面圖上，表示自然因子是一項很困難的事情。但在三維GIS中，任一點的坡度、坡位和高程等自然因子，只要通過DEM就可以很方便的計算和表示，使用戶對地形地貌一目了然。

林相或森林植被的模擬再現(xiàn)。在三維GIS中，不但可以從各個視角觀測山地及其周圍的森林生長情況，而且可以預(yù)先定義行走路線，動態(tài)顯示沿線所能見到的林相或森林植被，展示了三維GIS的獨特魅力。

森林資源的三維空間表達(dá)與管理?？臻g分析三維化，也就是直接在三維空間中進(jìn)行空間操作與分析，對空間對象進(jìn)行三維表達(dá)與管理，使得三維GIS在功能上更加強大，使用更為方便。

三維空間定位。在傳統(tǒng)的勘界中，由于向?qū)Ш驼{(diào)查人員等人為因素，增加了勘界的難度和差錯率。在三維GIS中，通過保留勘界的拐點坐標(biāo)，定義為三維行走路線，可以虛擬再現(xiàn)勘界的過程，為林權(quán)勘界的正確性提供強有力的技術(shù)保證。

4.2 存在問題

不同三維GIS軟件可移植的通用性較差。檔案管理的嚴(yán)謹(jǐn)性與群眾應(yīng)用的大眾性、普及性存在沖突。由于保密需要，目前我國地形圖不能上傳公用網(wǎng)，也不能制作電子資料先期發(fā)放給確權(quán)勘界的村民，讓其拿回家觀看一遍熟悉圖面。這樣造成了部分村民，很難快速適應(yīng)虛擬場景的使用。而部分村民熟悉網(wǎng)絡(luò)上流行的商用三維GIS軟件，如谷歌地球、百度地圖等，有提出在其上確權(quán)勘界的要求。但是由于文件格式和坐標(biāo)系統(tǒng)的不同，文件相互轉(zhuǎn)化比較繁瑣，準(zhǔn)確度不高而且可操作性較差，使三維Gis應(yīng)用受到了限制。

軟件的專業(yè)性強，基層人員不易掌握。地球空間信息技術(shù)是新興的技術(shù)，專業(yè)性很強，軟件的普及性低，而在基層中既懂林業(yè)又懂計算機(jī)的人員不多，精通地球空間信息技術(shù)的技術(shù)人員就更少。因此不但需要三維GIS軟件有更友好的界面和更簡潔的操作，而且要對林業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，以便于三維遙感影像在林權(quán)勘界中的應(yīng)用與推廣。

[1] 邊馥苓．空間信息導(dǎo)論[m]．北京:測繪出版社，2006．

[2] 林輝．《用erdas處理塊寫圖像》．華東森林經(jīng)理，2008.3.

[2] 林輝．《林業(yè)遙感圖像處理點滴》．云南林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計，2001.1.

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1004-7743（2012）04-0064-03

2012-09-22