项目名称新一代森林调查技术体系及观测装备研发与应用

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1、项目名称：新一代森林调查技术体系及观测装备研发与应用提名者及提名意见：国家林业局项目自2009年开始，依托国家863计划、国家自然科学基金重点项目等课题，多团队、多行业产学研一体化联合攻关完成。项目以森林资源的数量、质量、空间分布、动态变化为研究对象，以森林调查与监测技术体系构建、森林观测装备研制、森林观测技术方法创新、信息化服务平台建设为研究内容，以大大减少森林调查野外工作量、内业建模统计制图批量自动高效处理、产出国家和区域年度“三量”数据、实现蓄积量/生物量/碳储量精准转换为研究目标，自主研发了森林样地观测无人机、手持式测树超站仪、CCD超站仪等系列森林观测装备及对应

2、后处理软件；发明了立木精测技术、5~9棵树微样地法、3D电子角规林分观测法以及3D景观三维建模技术；研建了内外业一体化森林经理应用与多终端服务平台，实现了森林资源一/二/三类调查的信息化、智能化和自动化，互联网上县域级林地区划、地面小样本抽样（2%小班中微样地/3D角规点）高效精测，内业实现自动批量处理、林业GIS平台统计县域级年度面积量/蓄积量/生长量，提高了劳动生产率，在我国森林资源调查监测、管理及园林景观、生态环境、城市管理等领域中产生了很好的应用效果。经审查，该成果材料真实可信，公示期间未收到各方质疑，符合国家技术发明奖的推荐要求。项目简介：我国传统森林调查长期沿

3、用人工目估或普通角规的测树方法，精度不高，周期长，工作强度大，效率低，3S技术仍在实验阶段，难以普及，调查装备整体水平滞后，生长量难以测定，且难以生成年度数据。本项目成果的主要发明点如下：（1）创建新一代森林资源调查技术体系，发明小班精准测树技术。基于互联网+3S技术思维，研发从互联网上获取近实时、近免费的多级分辨率RS、GIS地形地势、森林植被数据，自动区划县域级小班；发明将县域级全部小班聚类归并为300个左右同质化小班类算法，每类小班GPS定位定标设置一个微样地（5~9棵树）或3D电子角规样点（7~10棵树），连年精准测定小班32个测树因子；发明应用摄影测量或3D激光

4、扫描精准测定单木任意高处直径的技术方法，实现单立木无伐倒高精度、高效、无损观测；结合已有调查、造林、营林数据和每个小班测树因子反演结果，GIS统计生成精准可靠的年度“三量”（林地面积量、森林蓄积量、林木生长量）数据。（2）发明新一代森林观测系列装备产品，研发森林景观3D建模技术。发明手持式测树超站仪、CCD超站仪、无人机摄影、地面任意连续摄影、影像识别与三维DSM重建装备和技术，实现林木上部直径、年龄等难以测定的测树因子低成本、高效、多功能、精准观测；研制机载、车载、背负式、手持式四类多系列空-地-林冠下数字摄影协同3D激光扫描测量仪器，实现多地形、多林相、多尺度调查因子

5、高效提取和精准量测，其价格仅为进口同类组合产品的1/3-1/2。（3）研建多功能森林经理内外业一体化应用服务软件平台。依托新一代森林资源调查技术和观测装备，研建国家森调数据库，发明乔、灌、竹、经济林材积/蓄积/生物量/碳储量转化模型等技术方法；基于GIS、RS、气象气候、土壤等因子，研建37个国家主要树种13个林分树种组生长模型；集一/二/三类调查规划设计、森林经营、农/林/果微信平台、城市园林管理等功能模块于一体，实现建库、查询、计算、统计、分析、制图、应用等服务。新一代森林调查体系是传统调查方法工作量和费用的1/10-1/3，研制出的产品观测精度、质量与进口产品无显著

6、差异，但价格仅为进口的1/3-1/2，填补了国产森调装备空白，解决了森调技术发展滞后的难题。项目在森林资源调查、生态环境规划设计、果树管理、三农微信服务诸方面得到了应用，面向全国林业勘察规划设计院及各级林业院校、生产单位培训达1.2万人次；经济林技术线上培训达1500万人次，面授培训达3.5万人次；其装备、软件产品及应用服务等方面产生的直接和间接经济效益达4.7亿元，社会效益显著；发表SCI/EI检索论文200余篇，编写专著19部；培养博士42人，硕士200余人，授权发明专利59项，实用新型专利11项，外观专利2项，软件著作权249件，制定行业标准4项。客观评价：1.查新

7、结论（1）在年度森林资源“三量”（面积量、蓄积量、生长量）数据的技术与方法和全国乔、灌、竹、混交林精准测定M/B/C转换方法，形成可代替一、二、三类调查的新一代森林资源调查技术体系方面暂未发现其他报道，具有新颖性。（2）在建立森林生态环境数据库方面暂未见其他详细报道，具有新颖性。（3）在营林区—林班—小班的区划平台建立方面仍未见其他详细报道，具有新颖性。（4）在森林监测技术方面暂未见其他报道，具有新颖性。研制了无人机、车载、背负、手持式四类多系列“空-地-林冠下”数字摄影测量协同3D激光扫描测量系统；研制低成本CCD超站仪系列