森林资源动态监测概述.docx

研究生课程作业

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
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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。
1、关于概念的界定
1.1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、土壤资源、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，查清森林资源的数量和质量，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其消长变化情况，以及对森林经营管理的各个环节定期的调查、核查、检查、统计分析、监督管理的过程[2]。
2、提出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，以固定样地为基础的森林资源连续清查的动态监测体系。该监测体系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清查的动态监测体系，虽然可以有效地反映出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出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，这些在林业资源调查及监测中都有所应用。应用抽样技术进行调查和监测，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，先后设计出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，特别适用于大面积的总体调查，而且对树龄较大的天然混交林更呈现出它的优点[6]。国内在林业抽样方面的研究也较深入，如在森林资源清查中应用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、数据统计分析以及信息预测、信息分析评价和定量化等方面都有应用，其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计分析软件包大约有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，SYSTAT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面应用较多的是多元回归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，利用其定位功能，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[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，具有快速机动性和高分辨率的特点，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定监测目标、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定。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计算机应用软件。通过空间查询和空间分析，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[11]。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，动态监测的范围扩大、周期缩短，精度提高、现势性增强、工作量减小，从总体看来，未来森林资源调查监测的发展特点是：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，计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：
1、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[z1.中南林业调查规划,1995(l):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): 21 -26.
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估计自变量选择研究[J].遥感学报,2001,5(4):277-281.
8、梁长秀,冯仲科.森林资源调查数据的稳健估计及分析[J].北京林业大学学报,2001,23(6):10-12.
9、肖化顺.森林资源监测中林业3S技术的应用现状与展望[J].林业资源管理,2004(2):53-58.
10、李东升，王伟. 森林动态监测技术研究进展[J].森林工程.2000,16(06):15-17.
11、周立.森林灾害动态监测防治与预测模型研究.林业科技,1998.7(4):18-21.