李 博，周先進(jìn)

（重慶木道林業(yè)咨詢(xún)有限公司，重慶 400060）

森林資源管理“一張圖”年度更新工作是林業(yè)行業(yè)一項(xiàng)常態(tài)化的重要基礎(chǔ)工作，其目的是通過(guò)調(diào)查分析林地保護(hù)利用狀況及管理屬性等變化情況，及時(shí)掌握林地利用現(xiàn)狀及其消長(zhǎng)變化情況，保持林地調(diào)查數(shù)據(jù)和林地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)的真實(shí)性、準(zhǔn)確性和時(shí)效性，為林地保護(hù)管理和生態(tài)建設(shè)提供支撐。

林地變更調(diào)查對(duì)象是森林采伐、植樹(shù)造林、占用征收、林業(yè)案件、自然災(zāi)害及造林未成林地等因素導(dǎo)致地類(lèi)、管理屬性發(fā)生變化的地塊，其中變更調(diào)查的重點(diǎn)是林地與非林地、森林地類(lèi)與非森林地類(lèi)之間的變化。林地變更的原因一般有人工造林、人工采伐、森林火災(zāi)、森林病蟲(chóng)害及林地征占用等。林地“一張圖”是重慶市各地重要的國(guó)土空間規(guī)劃和生態(tài)紅線保護(hù)規(guī)劃之一。

1 年度更新的內(nèi)容

林業(yè)資源作為生態(tài)資源中的重要組成部分，在我國(guó)生態(tài)環(huán)境的發(fā)展過(guò)程中占有重要地位[1]。2020 年重慶市榮昌區(qū)森林資源管理“一張圖”年度更新工作的擬定上期為2019 年，變更截止日期為2019 年12 月31 日。具體的工作內(nèi)容包括4 點(diǎn)。1）對(duì)上期林地變更調(diào)查成果糾錯(cuò)、糾偏。2）區(qū)劃2019 年林地更新情況。利用2019 年林業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理資料成果圖，更新公益林、商品林的數(shù)據(jù)。3）結(jié)合“多規(guī)合一”、政府及相關(guān)部門(mén)的規(guī)劃、工程建設(shè)、園區(qū)建設(shè)等，在堅(jiān)守“林地、森林”2 條紅線的基礎(chǔ)上調(diào)整森林類(lèi)別和林地保護(hù)等級(jí)的空間分布。4）現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、補(bǔ)正林地小班因子，正確填寫(xiě)林地管理類(lèi)型。

更新的范圍是所有成片林面積在667 m2以上的林地，包括按林地管理的林地、按非林地管理的林地和其他林地。2019 年，所有涉林地塊發(fā)生變化的區(qū)域包括造林、工程建設(shè)使用林地、采伐及災(zāi)害導(dǎo)致林地?fù)p失或地類(lèi)變化的區(qū)域。

2 3S技術(shù)

GIS（Geographic Information System）的中文名稱(chēng)為地理信息系統(tǒng)。利用GIS 技術(shù)建立完整的信息管理系統(tǒng)，確保森林資源調(diào)查規(guī)劃的系統(tǒng)性和完整性，對(duì)林區(qū)各因素進(jìn)行綜合性的分析，幫助實(shí)現(xiàn)森林資源的科學(xué)管理和有效應(yīng)用[2]。

GNSS（Global Navigation Satellite System）的中文名稱(chēng)為全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，包括全球定位系統(tǒng)（Global Positioning Systems，GPS）和北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BeiDou Navigation Satellite System，BDS）。目前最普遍的應(yīng)用包括手機(jī)、平板電腦在內(nèi)的移動(dòng)設(shè)備定位，國(guó)內(nèi)大部分移動(dòng)設(shè)備使用的是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，該技術(shù)在林業(yè)生產(chǎn)、火災(zāi)防控、景觀營(yíng)造、森林資源調(diào)查及林業(yè)采伐管理等工作中均發(fā)揮著很大作用[3]。

RS（Remote Sensing）技術(shù)又稱(chēng)遙感技術(shù)。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，RS 技術(shù)擁有較廣的觀測(cè)范圍，能夠通過(guò)多波段成像技術(shù)準(zhǔn)確、快速及高效地獲取信息數(shù)據(jù)，具備較低的使用成本，同時(shí)影響因素較少[4]。套用航片、正射影像圖、森林環(huán)境監(jiān)測(cè)及光譜分析對(duì)比等，可獲取更廣泛的地域信息。然而由于光譜波段影響大，精確定位與分類(lèi)數(shù)據(jù)的能力較差[5]。

3 在“一張圖”年度變更準(zhǔn)備過(guò)程中的應(yīng)用

3.1 制作工作底圖

收集2019 年森林資源管理“一張圖”數(shù)據(jù)，運(yùn)用ArcGIS 軟件對(duì)空間信息數(shù)據(jù)進(jìn)行賦值和矢量化，為后期工作開(kāi)展提供工作底圖。收集的資料主要包括以下3 項(xiàng)。1）資源數(shù)據(jù)。2018 年林地變更調(diào)查成果并進(jìn)行拓?fù)錂z查；2019 年林業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)資料，重點(diǎn)是造林和工程建設(shè)使用林地等相關(guān)材料；2019 年涉林自然災(zāi)害調(diào)查圖；林政案件勘界圖。2）影像數(shù)據(jù)。2019 年的衛(wèi)星影像。3）為符合“多規(guī)合一”的要求，收集國(guó)土、規(guī)劃、城鄉(xiāng)建委、交通、水利及農(nóng)業(yè)農(nóng)村等相關(guān)部門(mén)的規(guī)劃圖和施工圖。

3.2 分析疑似變更圖斑

在前期林地“一張圖”數(shù)據(jù)成果基礎(chǔ)上，疊加最新的遙感影像，在ArcGIS 軟件中加載2018 年林地變更數(shù)據(jù)、前期遙感影像圖、后期遙感影像圖及國(guó)家移交的遙感判讀數(shù)據(jù)，判讀確定變化圖斑中的疑似變更圖斑。

在ArcGIS 軟件中對(duì)2018 年的變更數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯，對(duì)新增或減少的變更圖斑進(jìn)行單獨(dú)處理，單獨(dú)建立屬性層。對(duì)合并后的數(shù)據(jù)庫(kù)字段進(jìn)行對(duì)比分析，新增本次變更需要的關(guān)聯(lián)字段和空白字段。

4 在“一張圖”年度變更內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用

內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理最核心的工作是解譯。按照測(cè)繪專(zhuān)業(yè)上解譯的相關(guān)要求，將遙感影像上通過(guò)色彩、紋理、結(jié)構(gòu)等可識(shí)別的特性作為依據(jù)，解譯變更圖斑。以鎮(zhèn)、街道為單位劃定片區(qū)，進(jìn)行內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)分析，分析后的數(shù)據(jù)和圖斑下發(fā)給外業(yè)調(diào)查人員。以重慶市榮昌區(qū)直升鎮(zhèn)為例，分析出的變化情況見(jiàn)圖1。

圖1 內(nèi)業(yè)GIS 分析疑似變更圖斑示意圖

使用GIS 技術(shù)和BDS 系統(tǒng)，建立“互聯(lián)網(wǎng)+林業(yè)”數(shù)據(jù)庫(kù)中心，使用ArcGIS 軟件對(duì)林地圖斑進(jìn)行建庫(kù)，使用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)疑似變更的圖斑進(jìn)行定位，在數(shù)據(jù)庫(kù)中標(biāo)明位置、屬性、變更時(shí)間及變更原因等。

外業(yè)舉證過(guò)后，對(duì)完成的疑似變更圖斑進(jìn)行變更，還要進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的拓?fù)錂z查和相關(guān)軟件檢查，利用ArcGIS 軟件和國(guó)家系統(tǒng)的檢查功能，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)成果進(jìn)行檢驗(yàn)，直至空間與屬性因子無(wú)誤。使用ArcGIS 軟件建立數(shù)據(jù)庫(kù)后，數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，去掉了多余流程，提高了工作效率。

將數(shù)據(jù)庫(kù)中的屬性變化、位置偏移等信息在ArcGIS 軟件中疊加，與遙感判讀數(shù)據(jù)銜接，通過(guò)對(duì)比分析，判讀行政區(qū)內(nèi)有無(wú)其他變化圖斑，若無(wú)變化，則本次建庫(kù)工作完成。

5 在“一張圖”年度變更外業(yè)調(diào)查中的應(yīng)用

“一張圖”年度變更外業(yè)的主要工作是對(duì)內(nèi)業(yè)解譯得到的變化圖層和國(guó)家下發(fā)的判讀數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)地調(diào)查取證，核實(shí)情況、收集數(shù)據(jù)。以疑似變更圖斑為基礎(chǔ)，以變更檔案資料為依據(jù)，逐塊調(diào)查實(shí)地情況，分析變化原因。3S 技術(shù)的應(yīng)用解決了“一張圖”中人工成本高、資源數(shù)據(jù)不清、耗時(shí)多、信息采集與處理手段落后及信息交流速度慢等眾多外業(yè)問(wèn)題。

核對(duì)檔案資料中記載的變更圖斑和遙感解譯出來(lái)的變化圖斑是否一致，分析遙感影像解譯有、檔案資料無(wú)的圖斑的存在原因，并判斷是否需要變更。對(duì)于航片上有云、霧、水汽遮擋覆蓋的范圍，在外業(yè)調(diào)查中應(yīng)使用GNSS 系統(tǒng)明確位置，完善并補(bǔ)充相應(yīng)位置的變化圖斑情況。與“三調(diào)”圖斑差異明顯的小斑，在GNSS 定位系統(tǒng)軟件上標(biāo)明位置、列明原因。

在工作中結(jié)合使用GIS 技術(shù)和GPS 技術(shù)，提高數(shù)據(jù)分析的精準(zhǔn)度，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整。結(jié)合RS技術(shù)對(duì)觀測(cè)影像數(shù)據(jù)等資料進(jìn)行全面科學(xué)的收集。

在外業(yè)調(diào)查中，3S 技術(shù)仍存在一些需要改進(jìn)的地方，如BDS 系統(tǒng)與遙感影像在小斑區(qū)劃上存在一定的偏差，偶爾會(huì)出現(xiàn)調(diào)查人員已經(jīng)進(jìn)入小班，但手機(jī)、平板電腦還沒(méi)進(jìn)入小班范圍的問(wèn)題。

6 在“一張圖”和“三調(diào)”銜接中的應(yīng)用

1）在ArcGIS 軟件中準(zhǔn)備好“一張圖”的成果和“三調(diào)”成果，選取需要的圖層，包括林地、公益林、商品林，導(dǎo)出標(biāo)準(zhǔn)版坐標(biāo)定位正確的shp 圖層，通過(guò)建立數(shù)據(jù)庫(kù)將2 個(gè)圖層文件同時(shí)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)。

2）打開(kāi)“一張圖”的表，通過(guò)對(duì)屬性的篩選選擇出除林地外的圖斑，將這些圖斑導(dǎo)出為圖層“FLD”。用圖層“FLD”裁剪“三調(diào)”地類(lèi)圖層shp 文件，得到圖層“FLD1”。

3）打開(kāi)“FLD1”圖層的屬性表，使用篩選工具篩選屬性為茶園、果園、喬木林地、灌木林地、竹林地、其他林地、公園與綠地等“三調(diào)”數(shù)據(jù)中涉及林地的地類(lèi)，導(dǎo)出后得到圖層“FLD2”。

4）對(duì)圖層“FLD2”進(jìn)行數(shù)據(jù)編輯，選中所有圖斑，執(zhí)行“拆分多部件”命令，打開(kāi)屬性表，添加字段CJDLMJ（裁剪地類(lèi)面積），進(jìn)行面積統(tǒng)計(jì)計(jì)算，得到數(shù)據(jù)表。

5）打開(kāi)圖層“FLD2”的屬性表，導(dǎo)出CJDLMJ中大于667 m2的圖斑和小于667 m2的圖斑，分別建立2 個(gè)新圖層，命名為“林地增加超過(guò)667 m2”“林地增加不足667 m2”。

6）制作好的圖層導(dǎo)入ArcGIS 系統(tǒng)中，對(duì)于超過(guò)667 m2的圖斑根據(jù)實(shí)際情況在“一張圖”上執(zhí)行“分割”命令，填寫(xiě)相應(yīng)的屬性到分割后的圖斑屬性中。對(duì)于不足667 m2的圖斑，對(duì)林地小斑界限與遙感影像圖上的同名地物之間的位移量或偏移量不超過(guò)圖上距離 0.5 mm 的，可以酌情進(jìn)行修邊處理。

7）對(duì)于“水域及水利設(shè)施用地”“交通運(yùn)輸用地”等地類(lèi)上一部分涉及林業(yè)的圖斑，需要結(jié)合遙感影像圖和實(shí)地進(jìn)行確認(rèn)。

在機(jī)構(gòu)改革后，森林資源管理“一張圖”年度更新與“三調(diào)”數(shù)據(jù)的結(jié)合是首次林業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和國(guó)土基礎(chǔ)數(shù)據(jù)相融合，在RS 技術(shù)與GIS 技術(shù)的參與下，“一張圖”年度更新與“三調(diào)”無(wú)縫對(duì)接可以完美解決這一難題。

通過(guò)變更調(diào)查得出林地動(dòng)態(tài)變更情況，得出林地動(dòng)態(tài)變化表，見(jiàn)表1。

表1 林地動(dòng)態(tài)變化表 單位：hm2

根據(jù)以上步驟，對(duì)公益林和商品林圖斑進(jìn)行相同方式的處理。從ArcGIS 軟件中可以導(dǎo)出公益林和商品林的變化情況，公益林的變化情況見(jiàn)表2，商品林的變化情況見(jiàn)表3。

表2 公益林變化情況統(tǒng)計(jì)表 單位：hm2

表3 商品林變化情況統(tǒng)計(jì)表 單位：hm2

7 結(jié)語(yǔ)

3S 技術(shù)有力地推動(dòng)了重慶市榮昌區(qū)森林資源管理“一張圖”年度更新的快速進(jìn)行，在更新前準(zhǔn)備、更新過(guò)程中及更新后與“三調(diào)”的銜接中都起到了重要作用。林地變更調(diào)查加入了“互聯(lián)網(wǎng)+”、3S 技術(shù)等新技術(shù)，可以提高林地變更調(diào)查的效率、準(zhǔn)確性和可靠性。3S 技術(shù)的應(yīng)用使“一張圖”年度變更工作更準(zhǔn)確、更省時(shí)、更省力，在“一張圖”年度變更工作中有廣泛的應(yīng)用前景。