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林業 使用指南
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精準林業能為我們帶來什么?

媒體:中國綠色時報  作者:聶璇
專業號:日月峽評論 2018/8/2 11:39:29

想象一下,一棵樹在未來的生長情況可以被準確預測;林火能像天氣一樣準確預報;在密林中擇伐一棵大樹,不再為沒有道路和運輸而犯愁;造林不再需要費力尋找合適的地塊……這幅未來林業的美好藍圖,或將建立在精準林業基礎之上。

20年前,北京林業大學教授馮仲科首次提出精準林業。

森林資源是生物圈必備的資源和人類賴以生存的物質基礎。一直以來,如何快速、準確、高效地獲取森林資源信息,實現森林資源的科學經營與永續利用是廣大務林人的工作重點,也是北京林業大學精準林業北京市重點實驗室近20年來的研究重心。

精準林業的起點是森林資源的精準監測。森林資源調查技術體系,尤其是觀測裝備和調查技術方法的發展與科學技術的進步密不可分,針對森林資源調查的各種不同需求,林業工作者所采用的調查方案體系、觀測裝備與技術方法是保證調查能夠得以順利進行的前提和關鍵,是調查數據準確可靠的重要保證。

從20世紀60年代開始,抽樣調查理論及技術、遙感技術、地理信息系統技術、定位導航系統技術等新型技術應用到林業調查中,促進了森林資源調查技術的發展,形成了我國森林資源調查技術體系的雛形。到20世紀80年代,我國的森林資源調查基本框架才初步形成,正式提出國家森林資源調查分為3類:國家森林資源連續清查(一類調查)、森林資源規劃設計調查(二類調查)和作業設計調查(三類調查)。進入21世紀以來,森林資源調查側重點已經不再局限于單一測樹因子的獲取,多資源森林調查、測樹因子高效觀測以及森林觀測年度數據的獲取逐漸成為現代森林資源調查監測的重點。

但近年來,這個體系在應對全球氣候變化,森林生態環境建設,林權改革、交易,提供年度森林資源消長狀態等方面已凸顯出諸多問題。其中,一類調查野外工作量巨大,周期長達5年;二類調查周期長達10年左右,小班面積是靠以往地形圖勾繪的經驗數據,蓄積量是通過角規測定或抽樣測量胸徑推算,蓄積及林分密度的精度低,生長量無法測定;三類調查每木檢尺工作量很大,調查裝備還是光學羅盤、機械測高器、角規、測桿、皮尺等工具,高分辨率遙感影像等資料價格十分昂貴,用得仍不夠多。

因此,我國森林資源調查迫切需要新理論、新裝備、新技術方案和新方法等,從整體上破解我國已經用了近30年的森林調查體系的弊端,攻克森林“三量”(面積量、蓄積量及生長量)數據難以獲取的技術瓶頸。

在“互聯網+”大背景下,創建新一代森林資源調查技術體系的需求不斷凸顯。

新一代森林資源調查技術體系即以“互聯網+3S”思維為基礎,以森林資源的數量、質量、空間分布、動態變化為研究對象,以森林調查與監測技術體系構建、森林觀測裝備研制、森林觀測技術方法創新、信息化服務平臺建設為研究內容,以減少森林調查野外工作量、建立全方位目標林區數據模型、實現精確預測年度“新三量”(面積量、碳儲量、碳匯量)為研究目標的調查技術體系。

新一代體系從整個流程上可分為:依托“互聯網+”,應用國家一類連清固定樣地觀測數據及解析木數據研建國家主導樹種與立地條件相關的精準生長模型;區劃國家森林調查小班數據庫;以縣域級為基本調查單位,分析小班情況;利用森林小班精準測樹技術和GPS精準定位、定標、定時精測300個樣本,獲取相關數據;研建樹種反演模型并反演統計未實測小班,評定精度,進而可產出年度森林資源動態“新三量”精準數據。

精準林業北京市重點實驗室自主研發了森林樣地觀測無人機、手持式測樹超站儀、CCD超站儀等系列森林觀測裝備及對應的后期處理軟件,發明了立木精測技術、5-9棵樹微樣地法、3D電子角規林分觀測法以及3D景觀三維建模技術,研建了內外業一體化森林經理應用與多終端服務平臺,實現了森林資源一、二、三類調查的信息化、智能化和自動化。開發出依托互聯網的縣域級林地區劃、地面小樣本抽樣高效精測系統,用于統計縣域級年度面積量、蓄積量、生長量。研建無人機造林技術平臺、無人機滅火灑藥技術體系、無人機擇伐技術體系。

近期,遼陽市選用北京林業大學精準林業北京市重點實驗室研發團隊自主研制的手持式測樹超站儀等新一代森林觀測裝備,利用5-9棵樹微樣地法/3D電子角規林分觀測技術,對遼陽市13個樹種、1個灌木組2010個林木進行了精測;對300余個森林微樣地進行了立木精測和小班觀測實驗,并用森林經理應用服務平臺對森林樣地進行規劃、管理和服務。與此同時,在北京市、甘肅省、寧夏回族自治區、福建鑫森、新疆自治區林業重大項目辦、旺業甸林場、平朔露天礦區、廣東云浮等全國各地的精準林業實驗項目正在穩步推進中。

精準林業為我們經典林業現代化插上了騰飛的翅膀,無人機、機器人、大數據、物聯網、云計算為我們高效測樹、灑藥、滅火、造林、擇伐,代替野外繁重的體力勞動;互聯網+3S,使我們在辦公室就能利用生長模型和環境要素觀測出陸表任意一棵樹的實時生長狀態和精準數據,全球、國家、區域年度碳匯量可以精確預測統計;森林給人類帶來的環境效應、經濟價值、社會效果可以被更精確地評估。

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