種樹(shù)和森林經(jīng)營(yíng)，利用好這些硬科技

森林經(jīng)營(yíng)屬林學(xué)類(lèi)森林經(jīng)營(yíng)的專(zhuān)業(yè)，屬于大農(nóng)業(yè)一個(gè)分支，近現(xiàn)代對(duì)植樹(shù)造林、森林撫育、森林采伐等生產(chǎn)措施、生產(chǎn)管理的統(tǒng)稱(chēng)森林經(jīng)營(yíng)管理。也就是老百姓說(shuō)的造林、種樹(shù)，施肥、澆水、打藥、修枝、采伐，以及銷(xiāo)售等這么圍繞樹(shù)木培育一系列過(guò)程。從原始社會(huì)開(kāi)始，人類(lèi)對(duì)森林的依賴(lài)僅次于水資源，對(duì)森林的利用和開(kāi)發(fā)也隨著人類(lèi)文明的進(jìn)步，科技的進(jìn)步不斷發(fā)展和前進(jìn)，從石器時(shí)代，到21世紀(jì)，森林經(jīng)營(yíng)的技術(shù)應(yīng)用，工具使用也不斷迭代創(chuàng)新，森林經(jīng)營(yíng)的效率、效益得到了大大的提升，森林的功能發(fā)揮了巨大價(jià)值，為人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展帶來(lái)了巨大幫助。就當(dāng)前我國(guó)森林經(jīng)營(yíng)，植樹(shù)造林過(guò)程中有哪些硬科技呢， 下面我來(lái)介紹下。

森林生態(tài)系統(tǒng)

一、衛(wèi)星遙感技術(shù)

近年來(lái)，衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)越來(lái)越成熟，主要應(yīng)用于森林防火監(jiān)測(cè)，森林違規(guī)采伐、林地違規(guī)使用等森林資源監(jiān)測(cè)方面。是利用遙感技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的技術(shù)方法，主要有地面覆蓋、大氣、海洋和近地表狀況等。遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)是通過(guò)航空或衛(wèi)星等收集環(huán)境的電磁波信息對(duì)遠(yuǎn)離的環(huán)境目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)識(shí)別環(huán)境質(zhì)量狀況的技術(shù)，它是一種的環(huán)境信息獲取技術(shù)，在獲取大面積同步和動(dòng)態(tài)環(huán)境信息方面“快”而“全”，是其他檢測(cè)手段無(wú)法比擬和完成的。因此，得到日益廣泛的應(yīng)用，如大氣、水質(zhì)遙感監(jiān)測(cè)，海洋油污染事故調(diào)查，城市熱環(huán)境及水域熱污染調(diào)查，城市綠地、景觀和環(huán)境背景調(diào)查，生態(tài)環(huán)境調(diào)查監(jiān)測(cè)等。

（一）森林防火領(lǐng)域應(yīng)用

一是在森林防火領(lǐng)域能夠及時(shí)監(jiān)測(cè)到大氣濕度、溫度等森林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，提前對(duì)森林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)較高的區(qū)域進(jìn)行防控措施，有效降低森林火災(zāi)的發(fā)生。二是通過(guò)衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)森林火情，火源地點(diǎn)，為應(yīng)急部門(mén)提供詳盡的數(shù)據(jù)資料，及時(shí)組織撲火隊(duì)伍對(duì)森林火情進(jìn)行處置，避免或降低林農(nóng)因森林火災(zāi)遭受經(jīng)濟(jì)損失。

（二）森林資源監(jiān)測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用

通過(guò)衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)，對(duì)監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)歷年森林影像的變化進(jìn)行識(shí)別和判圖，結(jié)合“林地一張圖”管理系統(tǒng)，及時(shí)甄別違規(guī)采伐森林、違規(guī)占用林地范圍和變化，為森林經(jīng)營(yíng)健康發(fā)展起到保駕護(hù)航作用。

二、激光雷達(dá)（Light Detection and Ranging，LiDAR）

作為一種新型主動(dòng)遙感技術(shù)在森林參數(shù)反演中有著較大優(yōu)勢(shì)，由于其激光束對(duì)森林冠層具有穿透性，從而可以得到森林冠層表面到林下地形之間詳細(xì)的三維結(jié)構(gòu)特征。根據(jù)LiDAR掃描儀所搭載平臺(tái)的不同，LiDAR主要分為星載激光雷達(dá)、機(jī)載激光雷達(dá)、車(chē)載激光雷達(dá)、背包式激光雷達(dá)和地基激光雷達(dá)等，不同類(lèi)型的激光雷達(dá)在林業(yè)方面的應(yīng)用也有所差異。

激光雷達(dá)

（一）森林蓄積量調(diào)查

傳統(tǒng)的森林蓄積量調(diào)查，通過(guò)布點(diǎn)、樣方測(cè)量、角規(guī)繞測(cè)等方法，對(duì)林木樹(shù)高、胸徑、密度、郁閉度等小班測(cè)樹(shù)因子進(jìn)行進(jìn)行調(diào)查采樣。經(jīng)過(guò)計(jì)算，得出森林蓄積量，林木材積量。人力、物力消耗較大，對(duì)測(cè)量人員的技術(shù)要求、身體素質(zhì)都有著一定要求，調(diào)查的效率也比較地下，野外作業(yè)的人員安全風(fēng)險(xiǎn)較高。由于激光具有較強(qiáng)的穿透能力，對(duì)傳統(tǒng)測(cè)量手段較難采集的植被高覆蓋地區(qū)，能夠迅速獲取到更高精度的地形表面數(shù)據(jù)，可以用來(lái)分析林木類(lèi)型、林木分布情況、林木生長(zhǎng)階段概況、林木覆蓋面積變化情況等。識(shí)別出林分中的單木時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)林木種類(lèi)的不同，采用不同的單木分割算法，對(duì)林分中的激光反射點(diǎn)進(jìn)行有效點(diǎn)云數(shù)據(jù)分割。在完成點(diǎn)云數(shù)據(jù)精準(zhǔn)分割后，采用數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行分析處理，獲取到林分中單木的樹(shù)高、樹(shù)冠、胸徑等一系列數(shù)據(jù)信息，從而達(dá)到測(cè)量森林蓄積量目的，大大的提高森林資源調(diào)查效率，節(jié)省了相關(guān)直接成本。

（二）森林三維場(chǎng)景建模

通過(guò)機(jī)載激光雷達(dá)對(duì)樣地外部測(cè)量和地面激光雷達(dá)在樣地內(nèi)所得到的多種數(shù)據(jù)，能夠快速獲取高精度森林垂直結(jié)構(gòu)，較準(zhǔn)確、較高效地掌握樣地單木結(jié)構(gòu)參數(shù)，全景式還原樣地內(nèi)資源要素信息，森林場(chǎng)景重建，能夠高效率分析森林林分狀況，林分質(zhì)量。相比傳統(tǒng)調(diào)查手段，顯著降低了勞動(dòng)強(qiáng)度、減少人力成本，豐富數(shù)據(jù)類(lèi)型、提升監(jiān)測(cè)質(zhì)量。本次地空雷達(dá)融合的新應(yīng)用，對(duì)林業(yè)地塊進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，具有非常強(qiáng)的實(shí)踐意義。

三維場(chǎng)景建模

三、民用無(wú)人機(jī)技術(shù)

我國(guó)民用無(wú)人機(jī)技術(shù)在世界處于領(lǐng)先地位，有著操控簡(jiǎn)單、續(xù)航能力強(qiáng)、應(yīng)用廣、價(jià)格低等特點(diǎn)。在森林經(jīng)營(yíng)中應(yīng)用也比較廣，特別是在森林資源調(diào)查、森林病蟲(chóng)害防治、森林火災(zāi)監(jiān)控、生產(chǎn)物資運(yùn)輸、森林面積測(cè)繪等方面。

植保無(wú)人機(jī)

（一）航拍與監(jiān)測(cè)方面

一般民用無(wú)人機(jī)如大疆、飛馬等入門(mén)級(jí)、專(zhuān)業(yè)級(jí)別的機(jī)型，搭載高清攝像頭，續(xù)航能力一般在30分鐘至45分鐘左右，飛行半徑3公里左右，配合相關(guān)制圖軟件等使用基本能滿(mǎn)足森林航拍需求，對(duì)森林建模，航拍繪圖、制圖、面積測(cè)算，資源監(jiān)測(cè)等方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。特別是在航拍方面應(yīng)用最廣。

（二）病蟲(chóng)害防治方面

在病蟲(chóng)害防治環(huán)節(jié)中，應(yīng)用無(wú)人機(jī)技術(shù)可以把無(wú)人機(jī)作為作業(yè)機(jī)，在合理的防治方案指導(dǎo)下，攜帶噴施設(shè)備，進(jìn)行農(nóng)業(yè)噴灑防治作業(yè)。這一模式有效避免了林業(yè)工作人員與農(nóng)藥的直接接觸，并有效減少人力成本，是提高林業(yè)生產(chǎn)安全性的有效措施之一。

森林航拍圖

（三）生產(chǎn)物資運(yùn)輸方面

林業(yè)生產(chǎn)物資運(yùn)輸主要有苗木、肥料、農(nóng)藥等主要物資，對(duì)于林業(yè)行業(yè)來(lái)說(shuō)，森林基本在高山、大嶺當(dāng)中，交通條件有限，傳統(tǒng)生產(chǎn)物資運(yùn)輸主要依靠農(nóng)用貨車(chē)、拖拉機(jī)、摩托車(chē)、騾子、馬、人力等方式開(kāi)展物資調(diào)度工作，南方人工林交通條件好的森林地區(qū)可以用農(nóng)用貨車(chē)、拖拉機(jī)等進(jìn)行物資運(yùn)輸調(diào)度，但是交通條件查的地方，沒(méi)有林區(qū)道路的地方主要依靠騾子、馬駝以及人力，其效率、難度可想而知。為了打通林業(yè)生產(chǎn)物資運(yùn)輸最后一公里，大型無(wú)人機(jī)就派上用場(chǎng)了。市面上的用于物資運(yùn)輸、植保的機(jī)型可載重達(dá)15公斤--30公斤。通過(guò)載物低空飛行，基本能解決小型物資的運(yùn)輸痛點(diǎn)，大大的提高了林業(yè)生產(chǎn)效率。

三、Arcgis制圖軟件

在ArcGIS引入國(guó)內(nèi)以前，我國(guó)林業(yè)生產(chǎn)規(guī)劃、設(shè)計(jì)，調(diào)查制圖、勾繪面積等方面主要以技術(shù)人員手工制作、繪圖為主，其使用的工具為地形圖、方格紙、鉛筆。最常用的是用半透明方格紙對(duì)林地面積進(jìn)行勾繪和計(jì)算面積，俗稱(chēng)“數(shù)方格”，相關(guān)設(shè)計(jì)圖紙、成果圖等也只能由市級(jí)以上林業(yè)設(shè)計(jì)院所完成，林業(yè)生產(chǎn)工作極為不便，效率難以提升。

2004年4月，Esri推出了新一代9版本ArcGIS軟件，為構(gòu)建完善的GIS系統(tǒng)，提供了一套完整的軟件產(chǎn)品，為地理信息科學(xué)提供了巨大的幫助。作為領(lǐng)先水平的地理信息系統(tǒng)軟件ArcGIS已廣泛應(yīng)用到數(shù)字林建設(shè)中的各個(gè)方面:森林資源信息管理、森林抽樣設(shè)計(jì)、林業(yè)專(zhuān)題圖制圖、森林采伐設(shè)計(jì)、營(yíng)林規(guī)劃設(shè)計(jì)、精準(zhǔn)林業(yè)等。ArcGIS在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)管理、林生產(chǎn)中應(yīng)用、林業(yè)數(shù)據(jù)處理、成果制圖等方面發(fā)揮了巨大的作用。

GIS軟件界面

四、森林采伐一體機(jī)

森林采伐機(jī)又稱(chēng)采伐聯(lián)合機(jī)，分為輪式、履帶，多見(jiàn)于北歐北美地區(qū)已經(jīng)問(wèn)世有30多年。是一種用于采伐、去枝、去皮和橫截樹(shù)桿的樹(shù)木采伐機(jī)械。一臺(tái)大型采伐機(jī)每小時(shí)能采伐100至140棵直徑50至60厘米的樹(shù)木，是人工采伐的十幾倍。林木聯(lián)合采伐機(jī)是一種多功能、高自動(dòng)化、高效率的林木采伐機(jī)械,其底盤(pán)作為基本組成部分將直接影響林木聯(lián)合采伐機(jī)在林地的作業(yè)范圍和行駛性能。

采伐一體機(jī)

林木采伐機(jī)

我國(guó)最早引進(jìn)機(jī)械采伐機(jī)由斯道拉恩索廣西公司在2005年期間從北歐芬蘭引進(jìn)，在廣西北海開(kāi)始試采。到2022年底，我國(guó)很多機(jī)械裝備制造公司自主研發(fā)的采伐機(jī)頭也在全國(guó)廣泛使用，其價(jià)格更優(yōu)惠，操作和維修更簡(jiǎn)單。