森林資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)概述

研究生課程作業(yè)之吉白夕凡創(chuàng)作課程名稱：森林經(jīng)理學(xué)研究進(jìn)展作業(yè)名稱： 森林資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)概述學(xué)號(hào)：學(xué)生:引言：森林資源與人類時(shí)時(shí)刻刻都發(fā)生著關(guān)系，但是要達(dá)到森林的健康與可持續(xù)發(fā)展就必須對(duì)森林資源進(jìn)行長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。本文概述了森林資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)布景，而且介紹了近年來(lái)發(fā)展的森林資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)利用目標(biāo)以及包含3S技術(shù)、抽樣技術(shù)、數(shù)學(xué)方法、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)新技術(shù)在內(nèi)的一些新技術(shù)，并對(duì)今后森林資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的發(fā)展進(jìn)行展望。1、 關(guān)于概念的界定1.1森林資源從廣義上講森林資源是包含了林地、林木、動(dòng)物、植物、微生物和構(gòu)成森林資源環(huán)境的水資源、土壤資源、氣候資源的最大的陸地生態(tài)系統(tǒng)，是關(guān)系人類生存的資源支持系統(tǒng)的重要組成部分，具有經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)綜合效益［1］。1.2森林資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)森林資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)是指根據(jù)監(jiān)測(cè)的目標(biāo)，運(yùn)用相關(guān)技術(shù)與指標(biāo)，查清森林資源的數(shù)量和質(zhì)量，包含森林、林木、林地以及依托森林、林木、林地生存的野生動(dòng)植物和微生物的現(xiàn)狀及其消長(zhǎng)變更情況，以及對(duì)森林經(jīng)營(yíng)管理的各個(gè)環(huán)節(jié)定期的調(diào)查、核查、檢查、統(tǒng)計(jì)分析、監(jiān)督管理的過(guò)程［2］。2、 提出森林資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的布景2.1森林資源利用過(guò)程發(fā)生問(wèn)題隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類對(duì)森林資源的開(kāi)發(fā)利用強(qiáng)度不竭加大。導(dǎo)致森林資源的衰減，森林面積的減少，進(jìn)而促使生態(tài)環(huán)境的惡化，帶來(lái)了一系列嚴(yán)重的社會(huì)后果，這就改變了人們對(duì)森林的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)觀念，使得人們?cè)絹?lái)越深刻地認(rèn)識(shí)到，森林除了要發(fā)生經(jīng)濟(jì)效益外，還要更加注重的生態(tài)效益和社會(huì)效益?？茖W(xué)地管理和合理地經(jīng)營(yíng)森林是充分發(fā)揮森林三大效益的基礎(chǔ)［3］。森林資源系統(tǒng)是一個(gè)開(kāi)放性的系統(tǒng)，在人類的干擾與恢復(fù)過(guò)程中，也不竭地發(fā)生著變更。對(duì)森林資源所發(fā)生的變更進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，是實(shí)現(xiàn)對(duì)森林資源科學(xué)管理和合理經(jīng)營(yíng)的重要途徑。因此，有效的森林資源監(jiān)測(cè)技術(shù)日益引起人們的廣泛重視，引起了廣大林業(yè)科技工作者的密切關(guān)注。2.2監(jiān)測(cè)體系需要與時(shí)俱進(jìn)1975年以來(lái)，我國(guó)已建立了以省為總體，以固定樣地為基礎(chǔ)的森林資源連續(xù)清查的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)體系。該監(jiān)測(cè)體系的成果已在我國(guó)的林業(yè)決策中起了重要的作用。然而，隨著人們對(duì)森林多種效益認(rèn)識(shí)的加深，隨著森林資源經(jīng)營(yíng)水平的提高，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，該體系急需進(jìn)行更新和完善［4］。以省為總體，以固定樣地為基礎(chǔ)的森林資源連續(xù)清查的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)體系，雖然可以有效地反映出一個(gè)省的森林資源動(dòng)態(tài)變更情況，然而，卻難以反映一個(gè)地區(qū)的森林資源動(dòng)態(tài)變更情況，更難反映地區(qū)以下森林資源的動(dòng)態(tài)變更情況。因此需要充分地利用現(xiàn)行的先進(jìn)技術(shù)，以較少的投人獲取可以有效地直接服務(wù)于科學(xué)管理和合理經(jīng)營(yíng)森林資源的森林資源動(dòng)態(tài)變更信息。其次，目前的監(jiān)測(cè)體系難以反映出森林資源動(dòng)態(tài)變更的空間分布狀況，也不克不及落實(shí)到目標(biāo)地塊。最后，監(jiān)測(cè)體系的監(jiān)測(cè)內(nèi)容不敷完善。現(xiàn)代的森林資源監(jiān)測(cè)，不但要求對(duì)森林生產(chǎn)力進(jìn)行監(jiān)測(cè)，而且還要對(duì)林地防火、防蟲(chóng)、防風(fēng)沙等多元化監(jiān)測(cè)。3、 森林資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)主要技術(shù)3.1傳統(tǒng)抽樣調(diào)查技術(shù)的應(yīng)用在動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)體系中，抽樣技術(shù)是必不成少傳統(tǒng)技術(shù)?；镜某闃臃椒ǎ泻?jiǎn)單隨機(jī)抽樣、分層抽樣、整群抽樣、二階與多階抽樣、系統(tǒng)抽樣，這些在林業(yè)資源調(diào)查及監(jiān)測(cè)中都有所應(yīng)用。應(yīng)用抽樣技術(shù)進(jìn)行調(diào)查和監(jiān)測(cè)，可充分高效率、低成本、高精度的對(duì)現(xiàn)代林業(yè)進(jìn)行長(zhǎng)期有效的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)［5］。美國(guó)林學(xué)界從20世紀(jì)70年代后期開(kāi)始兩階抽樣方法研究，先后設(shè)計(jì)出3種HPS/PPS抽樣方法，20世紀(jì)90年代設(shè)計(jì)出的第3種方法，即第1階為水平點(diǎn)抽樣，第2階為簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣，隨機(jī)樣本限制在第1階樣點(diǎn)內(nèi)，樣本選取是按與直徑平方成比例的概率進(jìn)行，特別適用于大面積的總體調(diào)查，而且對(duì)樹(shù)齡較大的天然混交林更呈現(xiàn)出它的優(yōu)點(diǎn)［6］。國(guó)內(nèi)在林業(yè)抽樣方面的研究也較深入，如在森林資源清查中應(yīng)用2期抽樣方法進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，另外還有PR抽樣、角規(guī)點(diǎn)抽樣等方法，且仍在不竭探索準(zhǔn)確、高效、費(fèi)用少的抽樣方法。3.2運(yùn)用數(shù)學(xué)方法模型監(jiān)測(cè)以數(shù)學(xué)為工具的數(shù)學(xué)方法進(jìn)行科學(xué)研究精確有效。即用數(shù)學(xué)語(yǔ)言表達(dá)事物的狀態(tài)、關(guān)系和過(guò)程，經(jīng)推導(dǎo)、運(yùn)算、分析，以形成解釋、判斷和預(yù)言的方法，具有定量性、抽象性、預(yù)測(cè)性、精確性和適用性的特點(diǎn)。森林資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中很多問(wèn)題的解決是離不開(kāi)數(shù)學(xué)方法的，如線性代數(shù)、概率分布與隨機(jī)過(guò)程、數(shù)理統(tǒng)計(jì)與多元分析、集合論、模糊數(shù)學(xué)等方法在森林資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)過(guò)程中的數(shù)據(jù)提取、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析以及信息預(yù)測(cè)、信息分析評(píng)價(jià)和定量化等方面都有應(yīng)用，其中數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析在林業(yè)中應(yīng)用最早，也是最普遍的領(lǐng)域［7］。據(jù)資料顯示，目前世界上發(fā)布的統(tǒng)計(jì)分析軟件包大約有70多種，國(guó)外在林業(yè)上應(yīng)用最多的有2種，即SAS和Mathematicao，其他數(shù)學(xué)分析軟件如MATLAB，SYSTAT等，在國(guó)外林業(yè)中也有廣泛的應(yīng)用［8］。另外在森林資源估測(cè)方面應(yīng)用較多的是多元回歸統(tǒng)計(jì)分析和最小二乘法，但由于多重共線性的影響，故又采取了一些新的方法，如嶺跡估計(jì)方法和穩(wěn)健估計(jì)方法等。3.23S技術(shù)的應(yīng)用3S技術(shù)是指地理信息系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱GIS）、全球定位系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱GPS）和遙感技術(shù)（簡(jiǎn)稱RS）這3項(xiàng)技術(shù)，集信息獲取、信息處理、信息應(yīng)用于一身，具有快速、實(shí)時(shí)的空間信息獲取與分析能力，是構(gòu)成地理信息財(cái)產(chǎn)的支柱產(chǎn)品和技術(shù)，也是應(yīng)用于森林資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的一種技術(shù)手段和科學(xué)方法。3S技術(shù)中，GPS主要被應(yīng)用于實(shí)時(shí)、快速地提供目標(biāo)，包含各種傳感器和運(yùn)載平臺(tái)的空間位置，利用其定位功能，快速準(zhǔn)確地丈量控制點(diǎn)坐標(biāo)，輔助遙感圖像的幾何糾正，可大大提高工作效率和精度［9］。RS用于實(shí)時(shí)或準(zhǔn)時(shí)提供目標(biāo)及其環(huán)境的語(yǔ)義和非語(yǔ)義信息，及時(shí)地對(duì)GIS進(jìn)行數(shù)據(jù)更新，具有快速機(jī)動(dòng)性和高分辨率的特點(diǎn)，GIS則是對(duì)多種來(lái)源的時(shí)空數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理，為信息的處理、信息的應(yīng)用提供強(qiáng)有力的工具，可進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真、模擬，進(jìn)行最優(yōu)化決策，是3S技術(shù)集成的基礎(chǔ)平臺(tái)，3者的結(jié)合與集成已成為空間科學(xué)的發(fā)展方向和必定趨勢(shì)。4、森林資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)主要流程森林動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)流程主要有確定監(jiān)測(cè)目標(biāo)、數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)傳輸及數(shù)據(jù)處理和分析等四大部分細(xì)成［10］。監(jiān)測(cè)目標(biāo)主要根據(jù)主管部分以及當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況所確定。數(shù)據(jù)收集由人工調(diào)查和各種傳感器（如視覺(jué)、溫度、濕度等）、攝像機(jī)及計(jì)算機(jī)控制單元組成，負(fù)責(zé)被監(jiān)測(cè)對(duì)象的信息的收集。數(shù)據(jù)傳輸由有線傳輸?shù)姆绞胶蜔o(wú)線傳輸系統(tǒng)及人工數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)處理和分析多采取地理信息系統(tǒng)及其它相關(guān)計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件。通過(guò)空間查詢和空間分析，把與被監(jiān)測(cè)對(duì)象有內(nèi)在聯(lián)系的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)所取得的信息疊加、合并［11］。分析資源分布特點(diǎn)，災(zāi)害發(fā)生位置、范圍、趨勢(shì)等。從而實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)森林資源生長(zhǎng)變更情況，災(zāi)害發(fā)展變更情況，最終達(dá)到科學(xué)管理和決策的目的。5、森林資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)展望當(dāng)代科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展，特別是信息技術(shù)的突飛猛進(jìn)，將進(jìn)一步促進(jìn)森林調(diào)查監(jiān)測(cè)技術(shù)的創(chuàng)新，使得森林資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)走向了現(xiàn)代高新科技的新時(shí)代，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的范圍擴(kuò)大、周期縮短，精度提高、現(xiàn)勢(shì)性增強(qiáng)、工作量減小，從總體看來(lái)，未來(lái)森林資源調(diào)查監(jiān)測(cè)的發(fā)展特點(diǎn)是：技術(shù)的集成性、數(shù)據(jù)的多樣性、信息的實(shí)效性和信息成果的共享性等，而且未來(lái)的森林調(diào)查監(jiān)測(cè)技術(shù)將不是一個(gè)單一的技術(shù)，其發(fā)展也不是單科獨(dú)進(jìn)的發(fā)展，而是多種技術(shù)乃至多種學(xué)科的綜合和集成。將航空攝影判讀與衛(wèi)星遙感，抽樣設(shè)計(jì)與數(shù)學(xué)建模，GIS與空間分析，地圖與GPS，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等有機(jī)地綜合為森林調(diào)查監(jiān)測(cè)一體化的集成技術(shù)，將成為未來(lái)森林資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)發(fā)展的主流技術(shù)。6、參考文獻(xiàn)：1、 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