航测技术在营造林综合核查中的应用

王 黎

(山西省林业调查规划院,山西 太原 030012)

航测技术在营造林综合核查中的应用

王 黎

(山西省林业调查规划院,山西 太原 030012)

分析了山西省营造林综合核查的现状，提出了现阶段山西省营造林核查存在着检查手段和方式落后、检查效率较低、检查质量有待进一步提升等问题。介绍了“无人机+数据采集仪”航测技术的工作方案，并与传统的营造林综合核查手段进行了对比，发现“无人机+数据采集仪”航测技术的效率和质量均高于传统航测技术。

营造林综合核查；航测；无人机；数据采集仪

航测，就是利用航空器具及相配套的数据分析系统进行测量、测绘和分析，属于测绘科学中的遥感科学。目前，航测已被越来越多地应用于地质、环保、交通、林业、水利等与国土勘探有关的行业中，在精确性、效费率及时空的即时性方面表现出了无可比拟的优越性。笔者试图以无人机配合数据采集仪的方式实现山西省在营造林工程综合核查工作方面的技术变革，对其变革的可行性和可靠性进行综合分析，为实际工作的开展提出指导意义。

1 山西省营造林综合核查的现状

营造林综合核查，是以立足林业大局、服务六大工程、提高工作效率、节约核查经费、减轻基层压力为目的，对人工造林(更新)核查(实绩核查、保存状况调查)、飞播造林核查(出苗情况核查、成效核查)和封山育林核查(实绩核查、成效核查)进行综合，监测和评价全国营造林及重点林业工程建设的实绩与成效，为科学管理和决策提供依据。目前，山西省营造林核查具有以下几个特性：

1) 独立性。山西省营造林项目目前主要有退耕还林工程、中央财政补贴造林工程、天然林保护工程、产业项目、欧投项目、三北防护林建设工程、太行山绿化工程、京津风沙源治理二期工程等，这些工程分属于不同的管理部门。如，退耕还林工程分属省退耕办管理，中央财政补贴造林工程分属厅植树造林处管理，三北防护林建设工程、太行山绿化工程、京津风沙源治理二期工程分属省造林局管理，天然林保护工程分属省林管局管理等。工程项目在营造方向、补贴标准、作业区域分布、造林类别等方面均有不同程度的差别。而山西省的营造林核查，一直以来都是以单独的工程项目进行检查验收。

2) 繁杂性。主要指山西省营造林核查内容的繁杂性。如，退耕还林工程核查对象分为实绩核查和成效核查两大类，实绩核查对象为上一年度人工造林和封山育林面积核实情况、合格情况、工程管理情况；成效核查对象为人工造林满3 a的面积保存情况、成林情况和封山育林满5 a的成效情况、工程管理情况。新一轮退耕还林工程核查对象为区域内各年度任务在国家计划下达第3 a的退耕地还林面积核实情况、合格情况、工程管理情况。而补贴造林工程核查对象为中央财政补贴造林工程试点县人工造林满3 a的面积。

3) 长时性。因为工程种类众多，施工具体时间不同，核查工作内容繁杂、体量庞大，就形成了核查工作时间跨度较长的特性。每年的核查工作基本上从3月份开始，一直到11月份左右才能结束。

2 山西省营造林核查存在的问题

2.1 检查手段和方式落后

目前，山西省营造林核查基本上采用传统的检查、调查方式。如，使用地形图调绘以核对各类营造林项目面积，采用传统的小班因子测量、测算方式，手工填写野外调查表，利用计算机汇总各类型统计表等。

2.2 检查效率较低

高科技手段在检查工作中使用频率低。检查手段和方式落后，检查效率得不到明显提高。

2.3 检查质量有待进一步提升

人为因素(如，水平差异和主观因素)对传统检查调查结果影响较大。检查质量要在增加科技投入、减少人为因素影响的基础上得到提升。

3 “无人机+数据采集仪”航测技术

3.1 “无人机+数据采集仪”工作方案

以林地变更数据为本底数据，利用数据采集仪和无人机技术进行营造林综合核查，分为数据预处理、外业核查、成果的管理与输出(含统计分析)几个阶段，如图1.

图1 “无人机+数据采集仪”工作方案

3.1.1 数据预处理

将林保、林地变更小班数据等属于不同体系的数据进行统一化处理(提取核查所需字段)，对遥感影像数据进行压缩和切片预处理。

3.1.2 外业核查

将经过预处理的核查数据加载到数据采集仪中，进行外业核查工作。

加载数据：遥感影像数据、林保或林地变更小班数据、抽查的小班数据，以及其它营造林作业设计相关的数据。

现地导航：利用GPS导航到达现地，采集仪中将留存航迹，据此可以判断检查人员是否确实到达要检查的小班地块。

检查拍照：拍摄检查小班的照片类型包括全景照片、不同方向拍摄的照片、反映小班营造林情况的细部照片，及其它有必要的照片等。照片上可带GPS坐标信息，必要时也可录制视频和语音说明。

营造林小班检查：小班勾绘完成后自动计算面积，随时与检查小班进行对比，核实面积是否和设计一致。根据现地情况填写相关因子，并与现地照片进行比对，提高检查质量和工作效率，减少人为因素影响。

无人机航测：按照营造林综合核查的小班情况，在航测地面站中进行路线规划，利用数据采集仪导航定位到现地，依据天气情况进行航测，拍摄空中全景照片。航测完成后将数据及时导入移动工作站进行处理，并将处理好的数据进行分析，之后提取与营造林核查相关的信息。在数据采集仪中填报相应数据，经逻辑检查和综合核查后得出相应结论。

核查验收标准规范查询：因不同营造林工程标准不同，在核查验收人员对标准细节不确定时，可在数据采集仪中随时查看营造林工程的相关标准、规范，确保核查和验收工作的质量。

综合核查数据比对查重：在需要核查的全部工程造林项目核查完成后，进行综合逻辑分析与重复性查询，得出符合综合核查技术规程的成果。

3.1.3 成果的管理与输出

依据要求编制相应的软件，从数据采集仪采集的基础调查数据中得出系统的核查成果数据。成果管理输出阶段主要包括现地核查验收数据的接收与管理，以及数据库的建设与管理。根据研究制定的符合综合核查工作的数据库结构、规范和标准，将审核后的数据入库。将影像(包括基础影像和航测影像)、工程营造林作业设计、各期检查核查、验收及相关照片等数据进行简单查询和综合查询，生成综合核查统计报表和统计图表等成果，进行年度分析、多年度对比分析等，为工程管理和领导决策提供有力的依据和技术支撑。

3.2 无人机使用范围

由于无人机应用于林业航测调查在山西省尚处于试验探索阶段，且无人机的使用及效果受其自身条件的影响较大，故现阶段使用范畴为：

1) 待核查小班面积大于13.33 hm2或待核查地块集中连片面积大于20 hm2.

2) 核查地块与飞机起飞点间的直线距离不得超过500 m.

3) 核查地块须有明显的造林痕迹(造林坑)。

4) 风力环境小于5级。

5) 无强电磁、磁场干扰。

6) 核查地块附近无大面积水域。

7) 核查地块附近无军用或民用航空设施及军用基地等。

3.3 差异性对比

传统的营造林综合核查手段与“无人机+数据采集仪”核查手段的优劣势对比情况见表1.

表1 优劣势分析

4 结论

山西省从2015年开始首次在森林资源连续清查中大量使用数据采集仪，并且其在之后的林地变更调查中成为了通用、固定的野外数据采集方式。通过近两年的使用，充分证明了数据采集仪在现阶段林业调查中的重要性。而无人机目前仅在个别单位用于取证拍照，形成航测数据和进行建模分析等只是在山西省林业调查规划院进行了初步探索，但其在林业调查领域的作用已经得到初步体现。在未来的营造林工程核查中，航测技术的使用将使山西省的林业调查提升到一个崭新的高度，工作效率和工作质量将得到有效提高。

[1] 王凤国，胡润强.无人机航测技术的应用实践及可行性分析[J].甘肃科技，2014(6)：34-36.

[2] 张文博.无人机航测技术在土地综合整治中的应用研究[D].长沙：长沙理工大学，2013.

[3] 张玉茜.无人机摄影测量技术在水土保持学科的应用[J].科技资讯，2015(20)：191-192.

2017-01-14

王 黎(1971— )，男，山西临县人，2007年毕业于北京林业大学，高级工程师。

S779

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1007-726X(2017)02- 0058- 03