周昌和 張小偉 賴超 夏磊

（浙江省龍泉市林業(yè)局 323700）

Google Earth 在基層林業(yè)工作中的應(yīng)用

周昌和 張小偉 賴超 夏磊

（浙江省龍泉市林業(yè)局 323700）

為解決傳統(tǒng)基層林業(yè)工作中主要依靠地形圖和調(diào)查人員技術(shù)經(jīng)驗(yàn)而獲取各類數(shù)據(jù)費(fèi)時(shí)費(fèi)力問題，圍繞基礎(chǔ)林業(yè)數(shù)據(jù)的獲取，采用 Google Earth 影像資源，在浙江省龍泉市進(jìn)行了林木采伐作業(yè)設(shè)計(jì)、造林驗(yàn)收、林地勘界、森林資源調(diào)查等方面的應(yīng)用，較好地解決了傳統(tǒng)林業(yè)工作作業(yè)強(qiáng)度大、誤差大等問題，提高了林業(yè)部門的工作效率與質(zhì)量，推動(dòng)了林業(yè)信息化的發(fā)展。

Google Earth；林木采伐作業(yè)設(shè)計(jì)；造林驗(yàn)收；林地勘界；森林資源調(diào)查

目前基層林業(yè)工作主要包括森林資源調(diào)查、林木采伐作業(yè)設(shè)計(jì)、林地勘界、造林設(shè)計(jì)及造林后期核查等，其涉及的業(yè)務(wù)量比較大。隨著人們對(duì)林業(yè)建設(shè)重視程度的提高，加強(qiáng)林業(yè)技術(shù)的推廣和運(yùn)用成為基層林業(yè)發(fā)展過程中的重要任務(wù)之一[1]。近年來，為優(yōu)化林業(yè)管理流程，各地林業(yè)部門相繼建立了各自的應(yīng)用系統(tǒng)，提升了林業(yè)管理，尤其是基層林業(yè)工作的效率[2-5]。但是，基礎(chǔ)林業(yè)數(shù)據(jù)（包括各類林分因子、面積、位置、距離等屬性）的獲取并非易事，主要問題有：（1）空間測(cè)量作業(yè)中一般采用地形圖深入實(shí)地進(jìn)行區(qū)劃調(diào)查，被調(diào)查的地塊常常四至不規(guī)則或缺少明顯地標(biāo)參照，要詳實(shí)地定位某一點(diǎn)、線、區(qū)域，并繪制成工作圖形，其勞動(dòng)強(qiáng)度大，精度低；（2）若采用實(shí)時(shí)的高清衛(wèi)星影像進(jìn)行調(diào)查，其價(jià)格的昂貴難以承受；（3）日常使用的手持 GPS 所采集的數(shù)據(jù)信息雖能顯示航點(diǎn)、航線、航跡等相關(guān)數(shù)據(jù)及參數(shù)，且面積和定位都基本準(zhǔn)確，但其基礎(chǔ)地圖過于簡(jiǎn)單，地理信息匱乏，不直觀，實(shí)地核對(duì)困難，難以檢查其位置的準(zhǔn)確性。針對(duì)上述問題，在浙江省龍泉市將 Google Earth提供的免費(fèi)影像資源運(yùn)用到基層林業(yè)工作中，為信息技術(shù)與傳統(tǒng)林業(yè)工作的結(jié)合提供了一個(gè)較為可行的案例。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

龍泉市位于浙江省西南部，自古人文昌盛，是著名的青瓷之都、寶劍之邦，境內(nèi)山巒疊嶂、溪流縱橫、風(fēng)光秀麗，是錢塘江、甌江以及閩江三江源頭。全市海拔 1500 米以上的高峰有 110 座，其中鳳陽(yáng)山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的主峰黃茅尖海拔 1929 米，為“江浙第一高峰”。龍泉市土地總面積 456 萬(wàn)畝，其中林業(yè)用地 398.5 萬(wàn)畝，竹林面積達(dá) 55 萬(wàn)畝；森林蓄積量 1456 萬(wàn)立方米，森林覆蓋率 84.2%，素有“浙南林?！敝Q。

1.2 研究工具

Google Earth 是美國(guó)谷歌公司開發(fā)的一款大眾化軟件，能提供近期比較清晰的免費(fèi)衛(wèi)星影像資源[6]。一般在近 1-3 年，大部分地區(qū)的影像分辨率為 2～4m，部分高清晰度影像的分辨率可達(dá) 0.5 m，能滿足林業(yè)調(diào)查規(guī)劃的精度要求。采用其衛(wèi)星影像進(jìn)行室內(nèi)區(qū)劃判讀，輔以實(shí)地補(bǔ)充調(diào)查，能大大減輕林業(yè)工作的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率和調(diào)查精度。此外，從Google Earth 上下載并拼接成的衛(wèi)星影像，可用一階多項(xiàng)式變換法配準(zhǔn)到正確的坐標(biāo)位置，經(jīng)過坐標(biāo)配準(zhǔn)后的影像就可以和現(xiàn)行地形圖疊加一起，運(yùn)用到林業(yè)調(diào)查規(guī)劃工作中[7]。

2 Google Earth 在林業(yè)工作中的應(yīng)用

2.1 林木采伐作業(yè)設(shè)計(jì)

林木采伐作業(yè)設(shè)計(jì)是基層林業(yè)日常工作的重要部分，其要求工作人員必須到采伐作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，利用地形圖勾繪采伐區(qū)域。目前最普遍的方法是對(duì)坡勾繪，這種方法對(duì)于小面積單坡向采伐地塊效果較好；如果遇到大面積多坡向采伐地塊，完成采伐區(qū)域圖勾繪的工作量就非常大，而且林區(qū)樹木和地形因素經(jīng)常影響人的視線，引起勾繪成果的不準(zhǔn)確，直接影響到采伐面積以及后期林木采伐量的計(jì)算。Google Earth影像能很好地展現(xiàn)了地形、地物、地貌等三維信息，具有較強(qiáng)的時(shí)效性和高分辨率等優(yōu)勢(shì)。可以利用 Google Earth 從三維角度先在室內(nèi)了解采伐區(qū)域的大致情況，然后再結(jié)合實(shí)地對(duì)坡勾繪，確保勾繪的采伐區(qū)域圖準(zhǔn)確無(wú)誤。

2.2 造林驗(yàn)收

基地造林是基層林業(yè)工作中一項(xiàng)重要內(nèi)容，基地造林驗(yàn)收成了每年必須認(rèn)真完成的任務(wù)。造林質(zhì)量可以通過驗(yàn)收人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行查驗(yàn)，但造林面積驗(yàn)收的精度不高，一直是困擾驗(yàn)收人員的一大難題。以往用羅盤儀測(cè)量、地形圖勾繪都會(huì)存在測(cè)量誤差。采用GPS航跡測(cè)量，其精度雖然得到了一定的提高，但仍存在因GPS信號(hào)不穩(wěn)定造成的測(cè)量誤差，同時(shí)GPS航跡數(shù)據(jù)也不能在現(xiàn)地直觀地確定測(cè)量位置。利用 Google Earth 調(diào)整好 GPS 的坐標(biāo)，在 Google Earth 中打開GPS航跡，就可以清楚看到造林驗(yàn)收時(shí)GPS航跡測(cè)量的位置和范圍[8]，并結(jié)合實(shí)際對(duì)驗(yàn)收面積進(jìn)行修正，如圖1所示。

圖1 造林區(qū)域在 Google Earth 上的展示

2.3 林地勘界

林地勘界工作的核心是明確林地權(quán)屬清晰。以往林權(quán)勘界、生態(tài)林劃界、林農(nóng)林地落界等工作要求山場(chǎng)戶主、相鄰山場(chǎng)戶主、林業(yè)技術(shù)人員等一起到實(shí)地進(jìn)行對(duì)坡勾繪，因?yàn)闆]有很好參照物，林農(nóng)又不懂地形圖，常出現(xiàn)技術(shù)人員所勾繪區(qū)域和林農(nóng)所指區(qū)域存在較大誤差。龍泉市錦溪鎮(zhèn)林業(yè)工作站將電腦中Google Earth 界面接到大屏幕電視機(jī)上，嘗試將林權(quán)勘界、生態(tài)林劃界、林農(nóng)林地落界等工作放在室內(nèi)進(jìn)行。放大的 Google Earth 界面上能清楚看到山場(chǎng)的地形、地物，林農(nóng)根據(jù)衛(wèi)星影像中參照物就可以較準(zhǔn)確地指出山場(chǎng)界限，最后林業(yè)技術(shù)人員將其轉(zhuǎn)繪到地形圖即可。利用 Google Earth 不但能清楚、準(zhǔn)確劃清界線，還可以很好地解決以往不同戶主間因勘察技術(shù)問題產(chǎn)生的山林糾紛。

2.4 森林資源調(diào)查

（1）一類調(diào)查中的應(yīng)用。一類調(diào)查又稱國(guó)家森林資源連續(xù)清查，是所有林業(yè)外業(yè)調(diào)查中工作量最大、精度要求最高的工作。其樣地是按照公里網(wǎng)布設(shè)的，由于山區(qū)地形復(fù)雜，僅僅憑 GPS 尋找樣地的固定標(biāo)樁所花費(fèi)的精力較大，以往有人用筆記記錄下樣地的位置和調(diào)查路線，這種方法較為主觀，難以客觀反映實(shí)際情況。利用 Google Earth 的三維信息和高分辨率等優(yōu)勢(shì)，首先在 Google Earth 中導(dǎo)入 GPS上樣地的航點(diǎn)，通過從不同角度高度觀察每個(gè)樣地調(diào)查路線上的地形、地貌、地物信息，然后選擇通往目的地的最佳線路，并用手機(jī)拍好局部清晰照片，最后到實(shí)地就可以根據(jù)照片中的路線，繞開不利地形順利到達(dá)目的地。此外，Google Earth 的路徑功能能夠保存每個(gè)樣地的最佳調(diào)查路線，為下次調(diào)查提供參考。

（2）二類調(diào)查中的應(yīng)用。二類調(diào)查又稱森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查，是對(duì)一個(gè)區(qū)域的森林資源狀況進(jìn)行普查，其中最重要的工作是小班區(qū)劃。以往的調(diào)查主要是通過工作人員到實(shí)地在地形圖上勾繪小班區(qū)域，這種方法與林木采伐作業(yè)設(shè)計(jì)、林地勘界一樣，精度不高。利用Google Earth 清晰的免費(fèi)衛(wèi)星影像資源，根據(jù)林班內(nèi)的影像紋理差異，初步區(qū)劃小班，然后經(jīng)過坐標(biāo)配準(zhǔn)變換，可以配合地形圖進(jìn)行再編輯。在 Google Earth 上，建設(shè)用地、耕地、水域、喬木林、竹林地的差異較明顯，可以直接區(qū)劃出來；對(duì)于林地部分，也是初步根據(jù)紋理、色澤和顆粒大小區(qū)劃小班；另外可以疊加高程，結(jié)合地形進(jìn)行區(qū)劃[9]；最后參考 Google Earth 規(guī)劃好實(shí)地觀測(cè)點(diǎn)及行進(jìn)路線，選取該調(diào)查區(qū)域周圍較好的幾個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，以便結(jié)合影像圖、地形圖進(jìn)行對(duì)坡勾繪，核對(duì)室內(nèi)小班區(qū)劃情況，并進(jìn)行補(bǔ)充。此外，一部分小班因子的調(diào)查同樣可以在 Google Earth 上進(jìn)行，例如海拔、坡度、坡向等；胸徑、樹高、樹種等其他測(cè)樹因子則通過外業(yè)調(diào)查獲取。

3 結(jié)論與討論

信息技術(shù)與傳統(tǒng)業(yè)務(wù)結(jié)合是當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的主流。通過將 Google Earth 應(yīng)用到基層林業(yè)工作中，較好地解決了傳統(tǒng)林業(yè)工作作業(yè)強(qiáng)度大、誤差大的問題，提高了林業(yè)部門的工作效率與質(zhì)量，為信息技術(shù)在林業(yè)生產(chǎn)工作中的廣泛普及做出了示范，但仍存在一些不足之處。

（1）Google Earth 僅支持 kml、kmz 等格式，不能很好地滿足和其他軟件的對(duì)接轉(zhuǎn)換需求，建議使用 Google Earth 時(shí)確保其他數(shù)據(jù)格式與其保持一致。

（2）Google Earth 提供的影像更新速度不一，不能實(shí)時(shí)反映實(shí)際森林資源狀況和林業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理情況，建議不能盲目利用 Google Earth 提供的影像數(shù)據(jù)，應(yīng)結(jié)合實(shí)地調(diào)查，提高林業(yè)管理的時(shí)效性和準(zhǔn)確性。

（3）Google Earth 只能在電腦上使用，缺乏在實(shí)地調(diào)查的應(yīng)用，目前結(jié)合戶外助手、奧維等手機(jī)軟件，可實(shí)現(xiàn)影像數(shù)據(jù)的現(xiàn)場(chǎng)勾繪并手動(dòng)轉(zhuǎn)繪到 Google Earth 上，初步實(shí)現(xiàn)在手機(jī)和平板上調(diào)查。建議軟件開發(fā)商能夠提供其軟件與 Google Earth 的數(shù)據(jù)接口，提高野外數(shù)據(jù)采集的效率。

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S757.3 < class="emphasis_bold"> 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

B < class="emphasis_bold"> 文章編號(hào)：1004-7743（2017）01-0006-03

1004-7743（2017）01-0006-03

2016-08-20