基于“3S”技术的县级林地动态监测及变更分析

廖永峰 李龙

摘要    本文以卫星遥感影像数据为信息源，利用ArcGIS软件进行遥感数据区划并进行现地核实，结合最新森林资源规划设计调查成果，形成本期林地更新数据和林地变化数据。同时，将结果与前期林地变更调查结果比对，分析了林地的资源现状、变化情况、引起林地变化的原因。结果表明，造林更新、调查因素等是导致徽县林地地类变化的主要因素。

关键词    “3S”技术;林地变更;动态监测;原因分析;甘肃徽县

中图分类号    S757        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2020）15-0146-02                                                                                     开放科学（资源服务）标识码（OSID）

Abstract    Based on remote sensing image data， ArcGIS software was used for divising remote sensing data and on-spot confirmation， combined with the results of the latest forest resources planning and investigation， the upgraded forestland data and the change data were obtained. At the same time， the results were compared with the preliminary results of the forestland change investigation to analyze the status and changes of forest resources， and causes of forestland change. The results showed that afforestation renewal and investigation were the main factors that lead to the change of forestland types in Huixian County.

Key words    "3S" technology; forestland change; dynamic monitoring; factor analysis; Huixian Gansu

通過对林地变更状况进行调查，可以达到加强林地保护管理的目的，还可以实时监测林地变化以及更新林地资源“一张图”[1]。目前，如何及时动态监测林地变更仍然是县级林业相关单位的困难任务[2-3]。工具的使用可以实时监控和定量表述林地变化，动态监测林地变更的问题，具有重要意义[4]。在林业中，应用“3S”技术能够解决林地变化实时监测中存在的问题，还可以进一步满足林业可持续发展的要求。通过“3S”技术对林地变更的调查，不仅可以及时、准确地掌握林地动态变化，也可以更有效地更新林地数据库，进而为现代林业发展和部门决策提供相关资料和依据。

1    调查内容与方法

1.1    调查地概况

徽县位于甘肃省东南部陕、川交界地带，地理位置为东经105°34′～106°26′、北纬33°32′～34°10′，西接成县、西和县，北接天水市，南邻陕西省略阳县，东与两当县接壤。南北长达65 km，东西宽约49.5 km，总面积2 722 km2。徽县辖13个镇、2个乡、213个行政村。徽县地处北亚热带湿润气候区向暖温带的过渡带，属于典型的大陆性季风气候。海拔704～2 504 m，年降雨量517～967 mm，年平均气温10～12 ℃。徽县境内植物资源丰富，有野生植物250种、野生药材200多种、野生动物200多种。

1.2    调查方法

应用“3S”技术进行林地变更监测，通过以高分辨率和高光谱遥感数据为信息源，利用GPS获取精确的空间位置，将数据整合后再以ArcGIS作为平台进行数据存储和分析，进而监测林地变更情况。

1.2.1    数据收集及预处理。收集调查地林业经营管理资料、前期林地保护利用规划数据、高空间分辨率遥感影像数据与矢量数据。

1.2.2    建立判读标志。对于收集的每景影像数据，选择3～5 个可以完整覆盖监测区域内各个地类、色调和调查的典型路线，比较卫星影像特征和现地实物场景，记录图像的大小、颜色、纹理、地理位置以及地形状况等，进一步拍摄现地实际地类照片，进而形成对应位置区域地类与遥感图像的关联，建立解译标志，形成视觉解读效果。

1.2.3    判读区划。将不同时期遥感影像、变更数据库及行政界线导入AcrGIS软件，将本期遥感影像叠加到前期遥感影像和前期林地数据库上进行对比、判读区划。

1.2.4    变化图斑实地核查。根据遥感判读和林地数据库不能认定的图斑、在现有资料上不能确定属性因子的变化图斑、林地转变为非林地的图斑，以及遥感影像无法反映的变化图斑等，需要现场实地进行补充调查，并且记录图斑的形状、地点和有关属性因子等。

1.3    技术路线

调查内容可以分为材料收集处理、核实调查、结果分析以及对比分析等4个部分。以“3S”技术作为支撑来完成整个调查工作的实施，技术路线如图1所示。

2    结果与分析

2.1    林地资源现状

2.1.1    地类情况。由表1可知，本次变更徽县土地总面积为52 520 hm2，其中林地面积21 760.51 hm2，非林地面积为30 759.49 hm2。在21 760.51 hm2林地中，有林地8 486.32 hm2，占林地面积的39.00%;疏林地406.78 hm2，占林地面积的1.87%;灌木林地10 821.96 hm2，占林地面积的49.73%;未成林地1 313.91 hm2，占林地面积的6.04%;苗圃地40.41 hm2;占林地面积的0.19%;无立木林地316.13 hm2，占林地面积的1.45%;宜林地375 hm2，占林地面积1.72%。

2.1.2    权属情况。由表2可知，在21760.51 hm2林地中，权属为国有的林地面积为210.87 hm2，权属为集体的林地面积为21 549.64 hm2。

2.2    林地动态变化

在本次变更调查工作中，区划小班共计47 432个。由非林地转为林地造成的林地新增加面积为402.89 hm2，由林地转为非林地造成的林地减少面积为12.94 hm2。由此可知，净增加的林地面积为389.95 hm2。各地类面积变化情况见表3。

2.3     林地变化原因分析

林地范围和林地地类变化主要由造林更新、规划调整、非法占用、自然因素、调查因素等引起，各种原因导致的林地范围和地类的变化占总变化面积的百分比见表4。

3    结论与讨论

试验结果表明，本次变更中徽县土地总面积52 520 hm2，其中林地面积21 760.51 hm2、非林地面积30 759.49 hm2。在林地中，国有的林地面积为210.87 hm2，集体的林地面积为21 549.64 hm2。林地面积增加了402.89 hm2，林地面积减少了12.94 hm2，林地面积净增加了389.95 hm2。林地范围和林地地类变化主要由造林更新、规划调整、非法占用、自然因素、调查因素等引起。

林地变更动态监测仍然存在一些问题。一是由于受到影像源空间、时间和光谱分辨率还达不到实际应用要求的影响，可能在遥感影像图中出现同种林地类型不同特征或者不同类型林地表现出同种特征的情况，这使得在遥感影像中的某些林地类型出现混淆，致使林地类型划分出现遗漏、错分的情况[5]。二是林地年度變更调查工作需要依靠平时资料的积累，林地变更工作涉及森林火灾、林地征占、造林、林权变更、森林抚育、森林病虫害等林业工作的各个方面，容易出现差错，因而及时整理开展经营活动小班的档案资料，及时矢量化形成电子档案，可以有效地为林地变更调查工作做好基础数据的准备工作。三是县级林业相关部门仅有有限的技术人员，尤其是乡镇林业站技术人员的数量和技术能力仍有待提高。目前，县级林业相关部门还不具备独立开展林地变更调查工作的条件和能力。一方面，可以采用多季相、多时相的高分辨率遥感影像数据，以林地“一张图”为基础，将植被分布图、土地利用图以及遥感影像图等资料叠加，再以Google地图、林业经营管理资料等为辅助，进一步提高判读的准确率。另一方面，加大使用和操作各种相关软件的培训力度，确保林业经营管理材料的可操作性、完整性和准确性，统一林业经营资料图纸的格式与标准再进入数据库，及时利用“3S”技术更新林地基础数据库[6]。

在林地变更调查工作中，“3S”技术实现了整体、实时和动态的林地观测、分析和应用，为林业相关部门合理管理林地提供了新的观测手段、调查工具以及统计方法。目前，“3S”技术已经被广泛地应用于林地变更调查研究中，林业相关部门可以借助RS的遥感影像图，GPS强大的定位功能，GIS中的编辑、小班区划、数据管理以及空间分析，更好地服务于林地变更监测与调查[7-9]。利用“3S”技术进行林地资源管理，建立县级林地资源数据库，结合GIS平台的更新、查询、分析、决策等功能，有效管理林地资源，可以为今后县级林地保护、开发和管理提供科学的数据依据和理论依据。

4    参考文献

[1] 黄业文，吴国宇，张凯，等.遥感影像判读技术在林地变更调查中的应用探讨[J].绿色科技，2020（3）：144-145.

[2] 王一新，王有祥.桦甸市林业局林地变更调查成果浅析[J].中外企业家，2020（12）：153.

[3] 杨平.我国林地资源管理现状分析与建议：以西北森林资源监测区为例[J].林业资源管理，2000（5）：1-7.

[4] 宋庆丰.中国近40年森林资源变迁动态对生态功能的影响研究[D].北京：中国林业科学研究院，2015.

[5] 黄众，郑刚.推进林地年度变更调查 提升林地动态监测水平[J].江苏林业科技，2013，40（2）：29-31.

[6] 张兴国.国家林业局发布林地变更调查工作规则[N].中国绿色时报，2016-05-19（A01）.

[7] 康庆江，秦瑞强.“3S”技术在林业信息化中的应用[J].科技创新与应用， 2018 （5）：151-152.

[8] 许海燕.基于“3S”技术的林地变更调查方法研究[J].林业调查规划，2015，40（3）：6-12.

[9] 杜志，柯善新，李香林.林地变更调查工作常见问题与对策研究[J].中南林业调查规划，2019，38（1）：7-10.