2021年森林资源动态监测概述

1、研究生课程作业欧阳光明(2021.03.07)课程名称：森林经理学研究进展作业名称：森林资源动态监测概述学号：学生：森林资源动态监测概述引言: 森林资源与人类时时刻刻都发生着关系，但是要达到森林的健康与可持续发展就必须对森林 资源 进行长期动态监测。本文概述了森林资源动态监测背景，并且介绍了近年来发展的森林 资源动态 监测利用目标以及包括 3S 技术、抽样技术、数学方法、计算机网络技术、通讯技术 和数据库技术 新技术在内的一些新技术，并对今后森林资源动态监测的发展进行展望。2、关于概念的界定森林资源从广义上讲森林资源是包括了林地、 林木、动物、植物、微生物和构成森林资源环境的水 资源、 上壤资

2、源、气候资源的最大的陆地生态系统，是关系人类生存的资源支持系统的重要 组成部分， 具有经济、社会和生态综合效益 1。1.2 森林资源动态监测森林资源动态监测是指根据监测的目标 , 运用相关技术与指标， 查淸森林资源的数量和质虽 :, 包 括森林、 林木、 林地以及依托森林、 林木、 林地生存的野生动植物和微生物的现状及英消长变化情况，以及对森林经营管理的各个环节左期的调査、核查、检查、统计分析、监督管 理的过程。2、提岀森林资源动态监测的背景2.1 森林资源利用过程产生问题随着经济的发展，人类对森林资源的开发利用强度不断加大。导致森林资源的衰减，森林 面积 的减少，进而促使生态环境的恶化，带来

3、了一系列严重的社会后果，这就改变了人们对 森林的传 统认识观念，使得人们越来越深刻地认识到，森林除了要产生经济效益外，还要更加注重的生态效益和社会效益。科学地管理和合理地经营森林是充分发挥森林三大效益的基础 3。森林资源系统是一个开放性的系统，在人类的干扰与恢复过程中，也不断地发生着变 化。对森林资源所发 生的变化进行动态监测，是实现对森林资源科学管理和合理经营的重要途径。因此，有效的森林资源监测技术日益引起人们的广泛重视，引起了广大林业科技工作 者的密切关注。2.2 监测体系需要与时俱进1975 年以来，我国已建立了以省为总体，以固左样地为基础的森林资源连续淸査的动态监 测体 系。该监测体系

4、的成果已在我国的林业决策中起了重要的作用。然而，随着人们对森林 多种效益 认识的加深，随着森林资源经营水平的提高，随着科学技术的发展，该体系急需进行更新和完善4。以省为总体，以固定样地为基础的森林资源连续淸查的动态监测体系，虽 然可以有效地反 映岀一个省的森林资源动态变化情况，然而，却难以反映一个地区的森林资 源动态变化情况，更 难反映地区以下森林资源的动态变化情况。因此需要充分地利用现行的 先进技术，以较少的投人 获取可以有效地直接服务于科学管理和合理经营森林资源的森林资 源动态变化信息。其次，目前 的监测体系难以反映岀森林资源动态变化的空间分布状况，也 不能落实到目标地块。最后，监测 体系

5、的监测内容不够完善。现代的森林资源监测，不仅要 求对森林生产力进行监测，而且还要对 林地防火、防虫、防风沙等多元化监测。3、森林资源动态监测主要技术3.1 传统抽样调查技术的应用在动态监测体系中，抽样技术是必不可少传统技术。基本的抽样方法，有简单随机抽样、分 层 抽样、整群抽样、 二阶与多阶抽样、系统抽样，这些在林业资源调査及监测中都有所应用。 应用抽 样技术进行调査和监测，可充分高效率、低成本、高精度的对现代林业进行长期有效 的动态监测:5。美国林学界从20世纪70年代后期开始两阶抽样方法研究，先后设讣出 3种HPS/PPS抽样 方法， 20世纪 90年代设计出的第 3种方法,即第 1阶为水

6、平点抽样 ,第2阶为 简单随机抽样，随 机样本限制在第 1 阶样点内，样本选取是按与直径平方成比例的概率进行 , 特别适用于大而积的总 体调查，而且对树龄较大的天然混交林更呈现岀它的优点6。国内在* 欧阳光明 *创编2021.03.072021.03.07* 欧阳光明 * 创编林业抽样方面的研究也较深入，如在森林资源淸查中应用 2 期抽样方法进行动态监测，另外 还有 PR抽样、角规点抽样等方法，且仍在不断探索准确、高效、费用少的抽样方法。3.2 运用数学方法模型监测以数学为工具的数学方法进行科学研究精确有效。 即用数学语言表达事物的状态、 关系和过 程， 经推导、运算、分析，以形成解释、判断和

7、预言的方法，具有定量性、抽象性、预测性、精确性和适用性的特点。森林资源动态监测中很多问题的解决是离不开数学方法的，如线性代数、概率分布与随机过程、数理统计与多元分析、集合论、模糊数学等方法在森林资源动态监测过程中的数据提取、数据统汁分析以及信息预测、信息分析评价和定量化等方面都有应用，英中数据统计分析在林业中应用最早，也是最普遍的领域 7。据资料显示，目前世界 上发布的统汁分析软件包 大约有70多种，国外在林业上应用最多的有 2种，即SAS和 Mathematicao,其他数学分析软件如 MATLAB, SY STA等，在国外林业中也有广泛的应用8。另外在森林资源估测方而应用较多的是 多元回归

8、统计分析和最小二乘法，但由于多重共线性 的影响，故又采用了一些新的方法，如岭迹 估计?方法和稳健估计方法等。3.2 3S技术的应用3S技术是指地理信息系统（简称 GIS、全球定位系统（简称 GPS和遥感技术（简称 RS这3 项 技术，集信息获取、 信息处理、 信息应用于一身， 具有快速、 实时的空间信息获取与分析能 力， 是构成地理信息产业的支柱产品和技术，也是应用于森林资源动态监测的一种技术手段和科学方法。3S技术中，GPS主要被应用于实时、快速地提供目标，包括各种传感器和运载平台的空间位置，利用其宦位功能，快速准确地测量控制点坐标，辅助遥感图像的几何纠正 , 可大大提高工作效 率和精度9o

9、 RS用于实时或准时提供目标及其环境的语义和非语义信息，及时地对GIS进行数据更新，具有快速机动性和髙分辨率的特点，GIS则是对多种来源的时空 数据进行综合处理，为信息的处理、信息的应用提供强有力的工具，可进行动态仿真、模拟，进行最优化决策，是3S技术集成的基础平台， 3 者的结合与集成已成为空间科学的发展方向 和必然趋势。4、森林资源动态监测主要流程 森林动态监测流程主要有确左监测目标、数据采集、数据传输及数据处理和分析等四大部分细成10。监测目标主要根据主管部门以及当地社会经济发展情况所确左。数据采集由人工调查和各种传感器（如视觉、温度、湿度等）、摄像机及计算机控制单元组成，负责被监测对象

10、的信息的收集。数据传输由有线传输的方式和无线传输系统及人工数据传输。数据处理和分析多采用地理信息系统及其它相关汁算机应用软件。通过空间査询和空间分析，把与被监测对象有内在联系的数据与数据采集系统所取得的信息叠加、合并II o分析资源分布特点，灾害 发生位置、范围、 趋势等。从而实时监测森林资源生长变化情况，灾害发展变化情况，最终达到科学管理和决策的目的。5、森林资源动态监测展望当代科学技术迅速发展，特别是信息技术的突飞猛进，将进一步促进森林调查监测技术的创新，使得森林资源动态监测走向了现代高新科技的新时代， 动态监测的范用扩大、 周期缩短 , 精度提髙、 现势性增强、工作量减小，从总体看来，未

11、来森林资源调査监测的发展特点是： 技术的集成性、 数 据的多样性、信息的实效性和信息成果的共享性等，而且未来的森林调查监测技术将不是一个单一的技术，其发展也不是单科独进的发展，而是多种技术乃至多种学科的综合和集成。将航空摄影判读与卫星遥感，抽样设计与数学建模，GIS与空间分析，地图 与GPS, i?算机网络技术等有机地综合为森林调查监测一体化的集成技术，将成为未来森林资 源动态监测发展的主流技术。6、参 考文献：2、于政中 .森林经理学 M .2版.北京:中国林业出版社 ,1993.2、 康文智，李媛 . 森林资源动态监测技术探讨 J .内蒙古林业调查设计 .2010,33（ 01）:65-83.3、连亦同. 自然资源利用概论 M .北京: 中国人民大学出版社， 1987.4、徐萍，徐天蜀 . 森林资源动态监测技术综述 J ? 云南大学学报 .2007,29:251-254.5、 文彦桂，来庭.国外用两阶抽样估计森林蓄积zl.中南林业调査规划，1995(1):63.6、 朱胜利 . 国外森林资源调查监测的现状和未来发展特点J .林业资源管理 , 2001(2): 226.7、 李崇贵，赵宪文.以遥感和地理信息系统为基础的森林蓄积LS估讣自变量选择研究J 遥感 学 报,2001,5(4):277-281.8、梁长秀，冯仲科 . 森林