- 竹林資源遙感監測技術
- 劉健 余坤勇 官鳳英
- 2964字
- 2019-11-29 11:43:01
1.3 竹林資源監測需求及未來發展
1.3.1 竹林資源監測需求
我國森林資源監測調查主要分為5類:一是國家森林資源連續清查,簡稱一類調查;二是森林資源規劃設計調查,簡稱二類調查;三是森林作業設計調查,簡稱三類調查;四是年度森林資源專項調查;五是專業調查。通常經過一定年限才會進行大規模的一類調查與二類調查,耗時、費力,并且調查具有很大的難度,三類調查通常只是對需要設計規劃的林地進行調查,并不似一類與二類調查一樣的完整性與連續性,專項調查與專業調查更是如此。雖然一類調查與二類調查具有很高的準確性,但年限過長,在兩次一類或二類調查之間的林木變動數據通常不會被記錄在資料中。
因此雖然我國森林資源監測體系已相對完善,但由于監測內容過多、森林資源總量龐大,對竹林資源的監測內容滯后或完整性不夠,這會導致林業決策者對總體規劃背景的錯誤認識,從而導致服務能力不強,與竹產業現代化和生態林業建設的要求存在一定的差距。所以竹林資源的監測迫切需要引入新方法與新技術,遙感技術具有快速、準確、連續的特點正好滿足竹林資源監測的需求,引入遙感技術對竹林資源的監測具有十分重要的意義。
1.3.2 竹林資源監測未來發展
自從遙感監測技術引入森林資源監測和調查以來,遙感技術的應用已經成為森林資源數據獲取的有效手段之一(李柱,2012)。衛星影像的利用為林業遙感提供了豐富的信息源,拓寬了林業遙感的應用深度與廣度,為森林資源調查和監測工作帶來了新的發展機遇。當前,林業科學正走向信息化、數字化,遙感作為最重要的快捷數據源,在森林資源經營管理技術中發揮著不可或缺的作用。將有限的竹林地資源發揮最大的效益且保持其可持續經營,需要對竹林資源進行合理的生態保護與人工經營。遙感技術的發展為竹林資源經營與管理提供了新的發展機遇,在衛星影像技術逐步普及及其精度不斷提高的形式下,竹林資源監測的成本正在不斷下降。同時,精確的影像數據可以有效替代傳統的人工調查方式,這使林業系統的人力、物力成本得到節約,提高了資源監測工作者的工作效率,有利于竹林資源監測在新時代要求下更加深入地發展。
我國森林資源監測在遙感資源應用的新形勢下發展迅速,我國宏觀調控政策需要全國總體森林清查數據的支持。1993~1997年,我國接受聯合國開發計劃署(UNDP)援助,“建立森林資源監測體系”項目順利進行。該項目把遙感技術、地理信息技術、數據庫和數學預測模型以及地面調查方法結合起來,建立新的以航天遙感技術為主要信息采集手段的全國森林資源監測體系,項目在江西進行了省級規模的試點(張彥林,2008)。2000年,由我國國防科工委支持,以西藏東南部的林芝地區為示范區,開展了“森林資源一號衛星在西藏自治區森林資源調查中國的應用”示范項目,該項目的實施全面推動了我國自主研發衛星遙感數據源的決心和信心。2003年,由我國國家林業局調查規劃設計院主持,中國林業科學研究院、浙江大學、中國科學院遙感應用研究所等多家單位共同參與的“森林資源遙感監測定量化綜合處理與業務運行系統”研究,進一步推動了遙感技術在森林資源清查中的應用,促進森林資源監測從定性描述向定量監測發展(劉玉鋒,2013)。2015年,我國首次將生態建設寫進五年規劃,代表國家對森林資源的生態效益要求更加明確。隨著國家對生態建設的重視程度進一步加深,相應機構啟動了多項生態建設工程。其中,竹資源的生態效益也受到眾多學者的重視。在生態效益方面,竹林的固碳作用、防風固沙功能以及水土保持性能等,越來越受到科研院所及高校的重視與國家政策的傾斜。
遙感監測技術因為其使用平臺的多樣化,在不斷更新換代的精確傳感器應用下,森林資源的經營管理更加具有實時性、快捷性、準確性。特別是無人機應用,使數據影響獲取更加快速、便捷。將遙感技術與計算機數據庫技術結合,使森林資源管理及經營的計算機數據庫的智能系統受到人們的期待。在移動互聯網、人工智能等新技術帶來的日新月異的改變中,我國的傳統林業開始向“智慧林業”邁進。智慧林業是指充分利用云計算、物聯網、大數據、移動互聯網等新一代信息技術。智慧林業的核心是利用現代信息技術,建立一種智慧化發展的長效機制,實現林業高效高質發展。近年來,隨著“互聯網+”的快速發展,互聯網跨界融合創新模式進入林業領域,利用移動互聯網、物聯網、大數據、云計算等技術推動信息化與林業深度融合,開啟了“智慧林業”大門,我國林業物聯網建設逐步走上了有序、快步發展的軌道。
國家林業局制定的《中國智慧林業發展指導意見》指出,信息化在林業中的應用已經從零散的點的應用發展到融合的全面的創新應用,隨著現代信息技術的逐步應用,能實現林業資源的實時、動態監測和管理,更透徹地感知摸清生態環境狀況、遏制生態危機,更深入地監測預警事件、支撐生態行動、預防生態災害。2011~2013年,國家林業局先后開展了“中國林業信息化體制機制研究”和“中國智慧林業發展規劃研究”,在此基礎上出臺了《國家林業局關于進一步加快林業信息化發展的指導意見》和《中國智慧林業發展指導意見》。2012~2013年,在深入研究的基礎上,編制了《中國林業物聯網發展框架設計》,這在國家部委中是第一份,國家層面的林業物聯網頂層設計基本形成。2013年至今,國家林業局信息辦先后申請立項了《林業物聯網術語》等4個行業標準及《林業物聯網傳感器技術規范》等4項國家標準,同時開展了“林業物聯網標準體系研究”工作,這些標準將對林業物聯網健康有序發展起到重要作用。
雖然智能時代已經來臨,但竹林資源監測因其自身的特點,在智能化的道路上前進并不輕松。智慧林業的建設,是一項長期性、系統性工作,需分步驟、分階段扎實推進。相比其他樹種的監測,竹林資源因為其不僅具有一般森林的面積覆蓋廣,資源監測周期長等特點,而且加上竹林資源自身的生長速度快、面積覆蓋率高、純林結構多等,使得構建物聯網需要大量的設備和資金作為支持。建設智慧竹林資源監測與管理系統,要更加注重信息與資源本身的契合程度與總體整合程度,推進信息化業務協同,提升全行業管理服務水平和信息資源利用水平。結合竹林資源特性,集成關鍵核心技術,創新發展竹林資源特有的監測模式和機制,提取有效信息,并在資源管理層次強化各級林業信息化部門在規劃引領、統籌協調、應用示范等方面的主導作用,建立統籌管理體系。最終做到面向各級林業部門和林農群眾日益多元化的需求,提供隨時、隨地、隨需、低成本的信息服務,以信息化推動竹林業發展方式和管理方式轉型升級。
隨著我國竹產業日益受到重視,各種竹林資源研究機構相繼成立,國內機構主要有:國際竹藤組織、國際竹藤中心、國家林業局竹子研究中心、竹藤標準化技術委員會、中國竹產業協會、中國林學會竹子分會、中國林學會竹藤資源利用分會、世界竹藤技術委員會中國秘書處、中國竹子之鄉、中國木竹產業技術創新戰略聯盟、竹藤產業發展創新驅動聯盟、竹林生態定位站。這些機構成立極大地促進了竹產業的發展,更需要全面的竹林資源監測基礎數據。因而應用高光譜遙感數據進行監測,以獲取更多的竹林資源信息量,將成為今后竹林資源動態監測的重要發展趨勢。這些遙感獲取的大數據在監測竹林資源面積動態、竹林資源林分質量、竹林資源災害等方面具有巨大的應用前景。建立相應的竹林遙感監測技術,實現竹林資源管理、信息查詢、數據服務等,對于我國竹林資源信息整合與竹林資源專題管理的實現具有重要意義。