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關(guān)鍵詞:中巴資源衛(wèi)星;遙感;圖像處理;森林蓄積量;回歸分析
中圖分類號:S771 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
森林蓄積量是指一定面積上存在的林木樹干部分的總材積[1],它是反映一個國家或地區(qū)森林資源總規(guī)模的基本指標(biāo)之一,也是反映森林資源的豐富度、衡量森林生態(tài)環(huán)境優(yōu)劣的重要依據(jù)。在眾多的蓄積量測定方法中,傳統(tǒng)的調(diào)查方法有目測法、點(diǎn)抽樣法、林分材積表法、平均木塔里夫法和單株木抽樣法。這些調(diào)查方法不僅費(fèi)時、費(fèi)力,而且需要大量的工作經(jīng)費(fèi)。
用航天遙感和地理信息為基礎(chǔ),估測森林蓄積,主要目的是在保證森林資源調(diào)查精度的前提下,最大限度地減少地面調(diào)查工作量,已有專家和學(xué)者用美國陸地資源衛(wèi)星的TM遙感圖像進(jìn)行了分析[2,3]。本研究探索用中巴資源衛(wèi)星(CBERS)遙感數(shù)據(jù)的灰度值和地理信息因子結(jié)合少量實(shí)測樣地數(shù)據(jù)建立數(shù)學(xué)模型,直接估測森林蓄積量,從而最大限度地減少森林資源調(diào)查中的外業(yè)工作量,達(dá)到精度高、成本低的目的,同時為CBERS數(shù)據(jù)在國內(nèi)的推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ),間接推動我國航天工業(yè)的發(fā)展。
1 材料與方法
1.1 研究區(qū)域概況
研究區(qū)域?yàn)槲挥贓108°31′04″~109°07′56″,N25°45′05″~26°14′02″,屬貴州省黔東南州的黎平、從江、榕江3縣,是貴州省的主要林區(qū)和木材主產(chǎn)區(qū)??偯娣e為10962.57km2,平均山地區(qū)域面積比例為75.6%,平均森林覆蓋率達(dá)到71.6%,屬中亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候區(qū),氣候條件優(yōu)越,光熱充足,年平均氣溫15~25℃,雨量充沛,適宜森林植物生長,保持著良好的生態(tài)環(huán)境。境內(nèi)最高海拔1698m,位于榕江縣西北部的平陽鄉(xiāng)高岳山主峰,最低海拔148m,位于黎平縣東南部的地坪鄉(xiāng)水口河出省界處[4]。境內(nèi)共轄66個鄉(xiāng)鎮(zhèn),總?cè)丝诩s113.41萬。
1.2 軟硬件配置
系統(tǒng)硬件:計算機(jī)(2GB內(nèi)存,200G硬盤);Contex A0掃描儀;HP Designjet 500plus繪圖儀;HP激光打印機(jī)。系統(tǒng)軟件:MAPGIS6.7;ERDAS IMAGINE 8.7;PHOTOSHOP7.0;SSPS11.5 for Windows;OFFICE2003等。
1.3 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)
貴州省黎平縣、從江縣、榕江縣的中巴衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)(2009年12月CCD相機(jī)B1~B5波段數(shù)據(jù))、實(shí)地調(diào)查取得的森林蓄積量、1:1萬比例尺地形圖、DEM等。
1.4 CBERS數(shù)據(jù)蓄積量估測因子的選擇
影響蓄積估測的因子很多,傳統(tǒng)的調(diào)查方法有郁閉度、齡組、樹高、胸徑、樹種等因子,這些因子從地形圖和遙感數(shù)據(jù)中不能直接提取,因此不考慮。只考慮能夠從遙感影像和地形圖以及DEM上可以直接提取的信息。
1.4.1 遙感信息
遙感信息包括CBERS數(shù)據(jù)各波段的灰度值及灰度比值。研究采用的是19.5m空間分辨率的CBERS-CCD遙感圖像,從CBERS-CCD波段特征及植物波譜反射特性看,可能影響蓄積估測的遙感因子包括CCD數(shù)據(jù)的所有波段。
植被指數(shù)又稱綠波指數(shù),是由多光譜數(shù)據(jù)經(jīng)線性或非線性組合構(gòu)成能反映綠色植物生長狀況及分布特征的指數(shù)[5]。根據(jù)植物的波譜反射曲線,綠色植物對可見光和近紅外譜段截然不同的吸收和反射特性是植被監(jiān)測的物理基礎(chǔ),可用于構(gòu)造植被指數(shù)。近紅外波段對植被差異和長勢反映敏感,指示植物光合作用能否正常進(jìn)行;可見光波段被植被葉綠素強(qiáng)吸收,進(jìn)行光合作用,是光合作用的代表性波段[6]。植被指數(shù)與植物長勢、生物量、覆蓋度、季相變動都有很好的相關(guān)性,在構(gòu)造比值波段時,可以將植被指數(shù)作為比值波段考慮。
通過比較分析,采用歸一化植被指數(shù)、比值植被指數(shù)和環(huán)境植被指數(shù)作為蓄積量估測的因子,對CBERS-CCD數(shù)據(jù)其組合波段分別為:B(4-3)/(4+3)、B4/3、B(4-3)。
1.4.2 地理信息
植物的生長離不開水分和熱量,而水熱條件又和海拔、坡向、坡度和坡位等地理位置密切相,因此參加森林蓄積量估測模型的主要地理因子應(yīng)包括海拔、坡向、坡度和坡位等。這些因子的信息可以從地形圖上或DEM獲得。
1.4.2.1 海拔
海拔對林分生長有大的影響,在山區(qū)通常溫度隨海拔升高而降低、雨量隨海拔升高而升高,因此應(yīng)把海拔作為森林蓄積量估測的主要地理因子。由于研究區(qū)域海拔在148~1698m間,高差200m水熱條件將有明顯變化,按200m一個分段,分為9個梯級,并按1~9分別賦值。
1.4.2.2 坡向
植物生長離不開光和作用,光熱條件與坡向密切相關(guān),對樹木生長有很大的作用,所以把坡向也作為森林蓄積量估測的一個因子。具體分類為2類:陰坡、陽坡。其中陰坡包括東坡、北坡、東北坡和西北坡,取值1;陽坡包括西坡、南坡、東南坡和西南坡,取值2。
1.4.2.3 坡度
土層厚度與坡度有關(guān),森林蓄積量估測應(yīng)該考慮它的影響。將坡度按0°~5°、5°~15°、15°~25°、25°~35°、35°以上劃分為5級并分別賦值1~5。
1.4.2.4 坡位
土壤養(yǎng)分、土層厚度與坡位有關(guān),植物分布和生長應(yīng)該考慮它的影響。將坡位按山頂、山腰、山腳、和全坡位劃分為四級并分別賦值1~4。
1.5 研究方法
1.5.1 樣地蓄積量測定
在1:1萬地形圖上隨機(jī)布設(shè)樣地,并讀取樣地坐標(biāo)。根據(jù)樣地坐標(biāo),野外利用GPS定位,準(zhǔn)確找到樣地位置,由于CBERS數(shù)據(jù)的空間分辨率是19.5m,為了和像元對應(yīng),樣地采用19.5m×19.5m的方形樣地。對樣地內(nèi)林木采用每木檢尺調(diào)查,測定胸徑、樹高和樹種等數(shù)據(jù),計算出樣地蓄積量。
1.5.2 樣地在遙感影像上的配準(zhǔn)
根據(jù)1:1萬地形圖的坐標(biāo)系,利用地形圖和遙感影像上的公共特征點(diǎn),對遙感影像進(jìn)行幾何精校正;在校正后的遙感影像上根據(jù)樣地坐標(biāo)確定樣地對應(yīng)的像元。
1.5.3 樣地遙感及地理信息的提取
在ERDAS IMAGANE8.7下,在輸入/輸出功能中,確定輸出距離后,可將整幅圖像按ASCII格式輸出,在表中即可查得每個樣地的坐標(biāo)值和對應(yīng)的各波段灰度值。在地形圖上和DEM上讀取各樣地對應(yīng)的海拔、坡向、坡度、坡位。
1.5.4 建立蓄積量估測模型
根據(jù)研究區(qū)域的中巴衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)和實(shí)地調(diào)查取得的森林蓄積量,以蓄積量為因變量,可能影響森林蓄積量的遙感和地理信息因子為自變量,采用多元線性回歸方法,建立蓄積量估測方程;檢查驗(yàn)證森林蓄積量估測方程的有效性和準(zhǔn)確性;方程建立之后,用實(shí)際的樣地的蓄積量和方程所計算的蓄積量進(jìn)行比較,分析森林蓄積量估測方程所能達(dá)到的精度。
2 蓄積量估測模型與估測精度
2.1 回歸方程的提出
采用多元線性回歸方法,以50個野外調(diào)查樣地的蓄積量為因變量,遙感信息和地理信息為自變量,建立了基于遙感信息和地理信息的蓄積量估測模型,對回歸模型顯著性檢驗(yàn)(F檢驗(yàn))、回歸參數(shù)的顯著性檢驗(yàn)、模型擬和優(yōu)度檢驗(yàn)以及模型預(yù)報能力檢驗(yàn),得出最優(yōu)的估測模型如下:
式中 ——蓄積量估測值;
、、、——CBERS-CCD一、二、三、五波段對應(yīng)的像元灰度值;
——?dú)w一化植被指數(shù)的值;
——比值植被指數(shù);
——環(huán)境植被指數(shù);
H、X、D、W——海拔、坡向、坡度、坡位。
2.2 模型擬和優(yōu)度檢驗(yàn)
表1 模型綜合分析表
調(diào)整 估計值的 變化統(tǒng)計量 線性
Model R R2 的R2 標(biāo)準(zhǔn)誤差 R2 F 第一自由度 第二自由度 F值顯著性概率 檢驗(yàn)值
1 .774a 0.599 0.507 1.39026 0.599 6.51 11 48 0 2.098
a.Predictors: (Constant), 坡度, B4-3/4+3, 海拔, 坡向, B3, B5, B1, B2, B4-3, B4/3。
b.Dependent Variable: 蓄積量。
通過表1可以看出,回歸模型的決定系數(shù)、修正決定系數(shù)和復(fù)相關(guān)系數(shù)分別為0.599,0.507和0.774,模型達(dá)到較好的擬和效果。
2.3 模型預(yù)報能力檢驗(yàn)
利用44個檢驗(yàn)樣地對模型預(yù)報能力進(jìn)行檢驗(yàn),分析其預(yù)報誤差;并定義均方預(yù)報殘差MSPR:
式中 n——檢驗(yàn)樣地數(shù);
——第i個檢驗(yàn)樣地實(shí)測蓄積量值;
——第i個檢驗(yàn)樣地蓄積量預(yù)報值。
若模型具有較好的穩(wěn)定性和預(yù)報能力,MSPR與回歸方程的均方殘差MSE偏離值應(yīng)不大。
表2 模型預(yù)報檢驗(yàn)結(jié)果
樣地編號 實(shí)測值
/m3 預(yù)報值
/m3 殘差
/m3 標(biāo)準(zhǔn)化殘差 樣地編號 實(shí)測值
/m3 預(yù)報值
/m3 殘差
/m3 標(biāo)準(zhǔn)化殘差
1 3.94 3.40 -0.54 -0.47 23 7.32 8.11 0.79 0.56
2 2.92 2.71 -0.21 -0.12 24 5.55 5.36 -0.19 -0.16
3 2.46 2.57 0.11 -0.08 25 1.35 2.24 0.89 0.53
4 4.23 4.70 0.47 0.31 26 4.52 4.88 0.36 0.26
5 4.72 3.85 -0.87 -0.71 27 2.45 2.85 0.40 0.15
6 3.14 3.33 0.19 -0.01 28 3.33 2.87 -0.46 -0.35
7 3.08 3.03 -0.05 -0.19 29 4.36 4.98 0.62 0.39
8 5.02 5.88 0.86 0.50 30 3.52 3.50 -0.02 -0.01
9 3.25 3.65 0.40 0.27 31 3.13 3.17 0.04 -0.12
10 4.64 5.21 0.57 0.28 32 0.61 2.41 1.80 1.23
11 3.31 2.57 -0.74 -0.72 33 2.53 2.83 0.30 0.08
12 2.55 1.69 -0.86 -0.81 34 2.87 2.97 0.10 -0.06
13 8.96 8.22 -0.74 -0.52 35 1.02 0.68 -0.34 -0.28
14 2.90 2.32 -0.58 -0.59 36 1.96 1.79 -0.17 -0.15
15 1.85 2.32 0.47 0.31 37 1.83 1.62 -0.21 -0.13
16 7.13 7.93 0.80 0.46 38 3.13 2.88 -0.25 -0.19
17 3.45 2.88 -0.57 -0.59 39 5.67 5.57 -0.10 -0.07
18 2.51 3.02 0.51 0.24 40 2.66 2.53 -0.13 -0.12
19 4.20 4.73 0.53 0.25 41 2.99 3.70 0.71 0.39
20 2.05 1.41 -0.64 -0.58 42 1.73 1.35 -0.38 -0.29
21 7.93 6.66 -1.27 -1.10 43 1.68 1.49 -0.19 -0.14
22 3.47 2.64 -0.83 -0.74 44 1.83 1.24 -0.59 -0.19
MSPR 36.47 MSPR偏差 0.36
從表2中可以看出,樣地5、12、21、32的預(yù)報殘差都比較大,但都在2倍標(biāo)準(zhǔn)殘差以內(nèi);MSPR偏差為0.36,說明模型預(yù)報均方殘差小,整體預(yù)報能力較好。
3 結(jié)論與討論
采用CBERS數(shù)據(jù)估測蓄積量,自變量選擇的遙感信息為B1、B2、B3、B5波段的灰度值和歸一化植被指數(shù)(NDVI)B(4-3)/(4+3)、比值植被指數(shù)(RVI)B4/3、環(huán)境植被指數(shù)(EVI)B(4-3);地理信息因子應(yīng)包括海拔、坡向、坡度和坡向,這些因子都可以直接從遙感數(shù)據(jù)、地形圖或DEM上獲取。
利用CBERS數(shù)據(jù)估測蓄積量的最優(yōu)方程為:
通過多元線性回歸建立的方程,經(jīng)檢驗(yàn),對蓄積量具有較好的預(yù)報效果。各個樣地蓄積量預(yù)報殘差均在2倍標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi),均方預(yù)報殘差MSPR偏差為0.36,說明模型整體預(yù)報能力較好。
利用CBERS數(shù)據(jù)配合少量的地面實(shí)測樣地,采用多元回歸分析的方法,對縣一級進(jìn)行森林蓄積量估測,是可行的。根據(jù)有關(guān)的規(guī)定,縣一級進(jìn)行森林蓄積量估測的精度應(yīng)該達(dá)到90%,而利用數(shù)據(jù)配合少量的地面實(shí)測樣地進(jìn)行森林蓄積量的估測精度達(dá)到了93.32%,達(dá)到了要求的精度。采用這種方法進(jìn)行蓄積量的調(diào)查,可以極大地減少外業(yè)調(diào)查的工作量,達(dá)到成本低、效率高的目的。
但目前模型的檢驗(yàn)還存在著一定的問題,檢驗(yàn)的次數(shù)還應(yīng)提高,以后在實(shí)際應(yīng)用過程中,還應(yīng)加強(qiáng)模型的檢驗(yàn)。本模型是根據(jù)貴州山地的實(shí)際情況模擬,對其它立地條件森林蓄積量的估算還未加預(yù)測,在考慮本模型的模擬時,應(yīng)該考慮其他立地條件的實(shí)際情況。
參考文獻(xiàn)
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1森林資源資源信息管理系統(tǒng)的認(rèn)識
森林資源管理系統(tǒng)是國家林業(yè)部門通過數(shù)據(jù)信息進(jìn)行森林資源管理的工作系統(tǒng)。它要求對森林的信息(即森林的數(shù)量及質(zhì)量、森林的分布及類型、森林的林齡組成和生長狀況等動態(tài)信息),森林相關(guān)的外部信息(即林權(quán)的歸屬問題、社會經(jīng)濟(jì)形式、自然許可條件及工程需求設(shè)備等),還有森林的林業(yè)生產(chǎn)信息(即森林的相關(guān)道路工程建設(shè)項目、改造林業(yè)、經(jīng)營林業(yè)、開發(fā)項目的規(guī)劃和報告及經(jīng)營效果等)進(jìn)行整合管理。以方便每一個管理層更好地對森林資源合理的規(guī)劃和應(yīng)用,避免和減少由于林業(yè)生產(chǎn)周期過長,森林資源分布較廣,消長變化太大,及影響因素眾多造成的林業(yè)管理決策上的失誤,導(dǎo)致短期內(nèi)難以發(fā)現(xiàn)的錯誤和難以彌補(bǔ)的損失。我們的目標(biāo)就是要建立一個方便查詢、便于管理、整合性更高的科學(xué)管理系統(tǒng)。
2縣級森林資源信息管理系統(tǒng)現(xiàn)狀
21世紀(jì)以來,我國也加強(qiáng)了森林資源信息管理系統(tǒng)的研究,在建立森林資源管理系統(tǒng)等相關(guān)的軟件方面花費(fèi)許多精力和財力。盡管如此,很多地方的森林資源信息系統(tǒng)都呈現(xiàn)出單項開發(fā)較為深入的狀態(tài),而忽視了系統(tǒng)的集成化程度;并且系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的整合性較差,導(dǎo)致利用率極低;也沒有可行的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),沒有嚴(yán)格進(jìn)行編碼,使得數(shù)據(jù)顯得很不規(guī)范,在這樣的情況下,要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的集中和分享比較困難,也就沒有辦法建立一套標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、完備的森林信息系統(tǒng)模型。系統(tǒng)應(yīng)用最多的是森林的圖形及其屬性的管理查詢,還有圖象輸出等,在森林資源信息管理的應(yīng)用中,比較缺乏森林空間方面的分析模型和做出決策的模型。甚至部分縣級林業(yè)管理部門還在使用圖紙對森林資源的變化進(jìn)行標(biāo)記注釋,盡管有把該地的森林信息輸入系統(tǒng),卻幾乎很少應(yīng)用,找來一些對該地林業(yè)沒有深入研究的設(shè)計和研究人員對數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、制作圖件,真正應(yīng)用的人不能很好地內(nèi)化和因地制宜,造成了各方面的人力、物力、財力的浪費(fèi),所以構(gòu)建一個完整方便的應(yīng)用系統(tǒng)極其重要。
3森林資源管理系統(tǒng)的構(gòu)建
3.1系統(tǒng)常用數(shù)據(jù)模型
利用GIS中的空間數(shù)據(jù)組織概念,反映出現(xiàn)實(shí)中的各種實(shí)體林區(qū)及相關(guān)內(nèi)容之間的聯(lián)系,奠定好空間數(shù)據(jù)組織和數(shù)據(jù)庫模式的設(shè)計的基礎(chǔ)。無論在理論上還是在技術(shù)上都可以實(shí)現(xiàn)真實(shí)的地理空間與所建立的數(shù)據(jù)模型的統(tǒng)一。目前使用較多的GIS數(shù)據(jù)模型有3種:
(1)集成數(shù)據(jù)模型。它是一種純粹的靠數(shù)據(jù)間的關(guān)系建立的關(guān)系型模型,依托于屬性和空間以及數(shù)據(jù)庫之間各種關(guān)系數(shù)據(jù)來構(gòu)建數(shù)據(jù)模型,運(yùn)用的是一種有標(biāo)準(zhǔn)的具體規(guī)定的關(guān)聯(lián)機(jī)制。在這種關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中,能很好地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫中的信息查詢、功能檢索等方面的應(yīng)用,能保證數(shù)據(jù)更高的安全性和完整性。集成數(shù)據(jù)模型也有一些不足之處,用戶不能在該系統(tǒng)中自定義數(shù)據(jù)字段,在空間中則表現(xiàn)為SQL的缺乏。這些集成數(shù)據(jù)模型有IBM公司開發(fā)的GFIS及ESRT公司開發(fā)的SDE等。
(2)混合數(shù)據(jù)模型。混合數(shù)據(jù)模型的優(yōu)點(diǎn)主要有:空間的分析能力強(qiáng)大、更高效的顯示能力、合理的屬性訪問機(jī)制。像這種數(shù)據(jù)模型主要有ESRT公司開發(fā)的ARC/INFO和Mapinfo公司開發(fā)的Mi-crostation等。
(3)對象數(shù)據(jù)模型。面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型是根據(jù)當(dāng)?shù)厣值乩硪胤矫娴膶哟谓Y(jié)構(gòu)建立的層次型數(shù)據(jù)模型。模型的層次性分明,并且能把現(xiàn)實(shí)中的地理空間最高程度地還原在抽象虛擬的數(shù)據(jù)模型中,關(guān)鍵是還能夠保持高度的一致性。這種數(shù)據(jù)模型還有便于應(yīng)用開發(fā)等優(yōu)點(diǎn),且過渡自然,沒有復(fù)雜的數(shù)據(jù)模型的轉(zhuǎn)換,繼承性、開放性和可擴(kuò)性都比較好。
3.2縣級森林資源信息數(shù)據(jù)內(nèi)容建設(shè)
(1)源數(shù)據(jù)。源數(shù)據(jù)包括了該縣所轄的森林資源方面的“二類調(diào)查”的信息資料,還有補(bǔ)充調(diào)查中的經(jīng)營資料等;以及該縣的地形圖,和該縣各個地方的林相圖,還有衛(wèi)星云圖等信息。
(2)系統(tǒng)設(shè)計。改變以往的人們手動進(jìn)行檔案的管理的基本模式,建立新的森林資源的管理監(jiān)測系統(tǒng)。建立一個全面正確的具有支持對象屬性、空間屬性及綜合檢索還有空間拓?fù)浞治龅裙δ艿膶ο竽P汀?/p>
(3)關(guān)鍵技術(shù)。依托ESRI的MO技術(shù)進(jìn)行開發(fā)模型。在這里主要的是數(shù)據(jù)驅(qū)動模型的設(shè)計,其中具體內(nèi)容包含:系統(tǒng)驅(qū)動功能的設(shè)計、系統(tǒng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析設(shè)計、數(shù)據(jù)屬性設(shè)計和空間數(shù)據(jù)的融合性的驅(qū)動設(shè)計。只有解決了關(guān)鍵的技術(shù)問題,才可能做好我們所需要的系統(tǒng)。
4系統(tǒng)在森林資源信息管理和經(jīng)營中的應(yīng)用
4.1檔案管理中的應(yīng)用
縣級森林檔案管理的基本內(nèi)容屬于小班水平的檔案管理。系統(tǒng)能幫助用戶把森林的地理數(shù)據(jù)還有即時的影像信息通過整合,集成化到林相圖上面。信息能通過森林資源信息的集成化管理,還有詳細(xì)準(zhǔn)確地顯示小班的森林資源具體數(shù)據(jù),而且清楚簡單易懂,方便用戶體驗(yàn)。
4.2森林的動態(tài)監(jiān)測
我們用森林的某個齡級或者齡組的森林消長變化數(shù)據(jù)來計算,實(shí)現(xiàn)對該組齡森林動態(tài)監(jiān)測。比如我們常用的對于森林生長情況的預(yù)測模型公式為:Zv=VPv,其中Pv是材積生長率,反比于樹木的平均年輪的寬度。不同齡組的森林樹木有不同的生長率,且差異較大。所以做預(yù)測一定要清楚森林各種的調(diào)查資料來定點(diǎn)預(yù)測。
4.3林業(yè)的專題分析
我們還能采用系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)和圖像信息分析森林資源,做出管理經(jīng)營的規(guī)劃。這種分析必須依托于森林資源的現(xiàn)狀信息、有針對的專題知識。只有做好了林業(yè)信息的準(zhǔn)提搜集與分析,才可以在林業(yè)管理實(shí)踐中,分析造林規(guī)劃、分類經(jīng)營、林地權(quán)屬,把森林病蟲害預(yù)測等項目做得更好,為管理者提供更好的決策信息,以避免做錯規(guī)劃浪費(fèi)精力財力。
5結(jié)語
1 系統(tǒng)需求分析
1.1 系統(tǒng)目標(biāo)
開發(fā)一套“非木材森林資源監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)”,系統(tǒng)包括非木材森林資源數(shù)據(jù)庫建立,產(chǎn)量、質(zhì)量等的相關(guān)監(jiān)測指標(biāo)和預(yù)警指標(biāo)、預(yù)警模型、監(jiān)測數(shù)據(jù)的輸入、存儲、顯示、查詢、分析,以及預(yù)警信號和提供輔助決策等功能,最終實(shí)現(xiàn)非木材森林資源可持續(xù)利用的目的。
1.2 運(yùn)行環(huán)境
1.2.1 硬件環(huán)境。Pentium4 1.4 GHz或更高處理器的IBM PC或兼容機(jī),至少256 M內(nèi)存,至少剩余500 M以上硬盤空間,Microsoft兼容鼠標(biāo),1 024×768或更高分辨率的監(jiān)視器,1個光驅(qū)。打印機(jī):可選。
1.2.2 軟件環(huán)境。Windows XP及其以后的視窗系列操作系統(tǒng);MapObjects 2.2;Sybase公司的ASA 7.0(Adaptive Server Anywhere)。
1.3 功能需求
根據(jù)系統(tǒng)目標(biāo)要求,系統(tǒng)應(yīng)包含非木材森林資源數(shù)據(jù)庫維護(hù)模塊、圖形編輯和瀏覽模塊、查詢模塊、統(tǒng)計分析及輸出打印功能、預(yù)警模型應(yīng)用和決策支持模塊及系統(tǒng)維護(hù)模塊。
1.4 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
根據(jù)功能需求分析,非木材森林資源監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)包含數(shù)據(jù)維護(hù)、非木材森林資源地理分布區(qū)瀏覽、預(yù)警指標(biāo)與預(yù)警模型、查詢統(tǒng)計與分析、系統(tǒng)維護(hù)等模塊,系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)見圖1。
數(shù)據(jù)維護(hù):主要是對非木材森林資源的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行管理,可以這些數(shù)據(jù)進(jìn)行添加、修改、刪除等操作,包含非木材森林資源基本信息維護(hù)、非木材森林資源分類信息維護(hù)、非木材森林資源地理分布維護(hù)、非木材森林資源監(jiān)測指標(biāo)維護(hù)、非木材森林資源監(jiān)測數(shù)據(jù)維護(hù)等5個子模塊。
非木材森林資源地理分布區(qū)瀏覽:主要用于對數(shù)字地圖進(jìn)行操作,包含“放大顯示”、“縮小顯示”、“全體顯示”、“自由瀏覽”、“地圖標(biāo)注”、“疊加分析”等功能。
預(yù)警指標(biāo)與預(yù)警模型:主要用于設(shè)計預(yù)警指標(biāo)體系和維護(hù)預(yù)警模型,包含“預(yù)警指標(biāo)設(shè)計”和“預(yù)警模型維護(hù)”2個子模塊。其中,預(yù)警指標(biāo)體系為部分或全部監(jiān)測指標(biāo)的有機(jī)組合,根據(jù)其重要性為每個指標(biāo)賦予一定的權(quán)重;預(yù)警模型中定義了包含預(yù)警指標(biāo)的計算公式和預(yù)警閾值,供預(yù)警分析模塊使用。
查詢、統(tǒng)計與分析:主要用于圖文查詢、統(tǒng)計及預(yù)警分析、預(yù)警信號、輔助決策等,包含“由圖查文”、“由文查圖”、“數(shù)據(jù)分析”、“預(yù)警分析”、“報表維護(hù)”等5個子模塊。其中,由圖查文提供了鼠標(biāo)單擊選擇、鼠標(biāo)拖畫矩形框選擇和鼠標(biāo)多次點(diǎn)擊生成多邊形選擇等3種方式;由文查圖通過設(shè)置組合條件,在數(shù)字地圖上顯示符合條件的記錄;數(shù)據(jù)分析提供了描述性分析、方差分析和回歸分析等3種功能;預(yù)警分析通過計算預(yù)警模型中定義的公式的值,將之與預(yù)警閾值比對,如果超出安全范圍則調(diào)用預(yù)警信號模塊和輔助決策模塊;報表維護(hù)可以對系統(tǒng)中已定義的統(tǒng)計圖表進(jìn)行修改、刪除等操作,也可以設(shè)計新的統(tǒng)計圖表。
系統(tǒng)維護(hù):主要用于維護(hù)系統(tǒng)安全,包含系統(tǒng)設(shè)置、權(quán)限管理、用戶信息、數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)恢復(fù)等5個子模塊。其中,系統(tǒng)設(shè)置用于設(shè)置系統(tǒng)參數(shù);權(quán)限管理用于設(shè)置用戶對系統(tǒng)各功能模塊的使用權(quán)限,可以定義到按鈕一級;用戶信息用于顯示當(dāng)前用戶的信息,如用戶組、權(quán)限等,還包括更改當(dāng)前用戶的登錄密碼。
2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
2.1 系統(tǒng)設(shè)計原則
在技術(shù)上滿足一定的先進(jìn)性原則的前提下,將重點(diǎn)考慮以下幾項原則:即實(shí)用性原則、可靠性原則、規(guī)范化原則、可擴(kuò)充性原則及用戶界面良好原則。
2.2 開發(fā)工具
采用PowerBuilder 8.0(PB)和ESRI公司的MapObjects 2.2(MO)進(jìn)行集成二次開發(fā)。系統(tǒng)中將空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)結(jié)合起來管理,PB實(shí)現(xiàn)應(yīng)用界面設(shè)計、屬性數(shù)據(jù)庫維護(hù)等除GIS功能外的其他功能;MO作為組件嵌入PB中實(shí)現(xiàn)GIS相關(guān)功能,如圖層顯示、放大、縮小、漫游等。PB與MO通過COM進(jìn)行通訊,建立空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián),實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各個功能模塊。
2.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫建立
系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫分為空間數(shù)據(jù)庫和非空間數(shù)據(jù)庫。空間數(shù)據(jù)包括矢量數(shù)據(jù)庫和柵格數(shù)據(jù)庫;非空間數(shù)據(jù)包括屬性數(shù)據(jù)、統(tǒng)計分析后獲得的數(shù)據(jù)、其他文檔數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)。根據(jù)系統(tǒng)建設(shè)的需要和數(shù)據(jù)規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化的要求,將所收集的圖形資料通過數(shù)字化、投影變換和坐標(biāo)變換、校正處理,使它們統(tǒng)一到高斯-克里格投影中。屬性數(shù)據(jù)是與非木材森林資源緊密相關(guān)的非空間數(shù)據(jù);統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)是指對預(yù)警指標(biāo)的統(tǒng)計分析,并將其存儲于數(shù)據(jù)庫中,以進(jìn)一步分析,為決策提供服務(wù);元數(shù)據(jù)記錄數(shù)據(jù)來源、精度、投影方式等,是用于對數(shù)據(jù)的說明,元數(shù)據(jù)的建立使數(shù)據(jù)共享成為可能??臻g數(shù)據(jù)以多個Shape文件的形式存儲,內(nèi)部屬性數(shù)據(jù)庫以對應(yīng)的DBF文件的形式存儲,系統(tǒng)采用Sybase公司的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫ASA 7.0(Adaptive Server Anywhere)來管理外部屬性數(shù)據(jù),外部屬性數(shù)據(jù)庫以數(shù)據(jù)庫的形式存儲,并通過共同的字段值與空間數(shù)據(jù)內(nèi)部屬性表相關(guān)聯(lián)。非木材森林資源屬性數(shù)據(jù)庫的建立,可以幫助決策者和政府部門摸清全國非木材森林資源的具體分布區(qū)域,不同類型非木材森林資源的相關(guān)產(chǎn)量情況,包括數(shù)量、起源、分布、可及度及今后的變化趨勢等;評估其資源優(yōu)勢與生產(chǎn)利用情況;對非木材森林資源利用產(chǎn)生的社會、經(jīng)濟(jì)和文化的作用與影響作出評估,對非木材森林資源的發(fā)展方向、目標(biāo)與前景進(jìn)行分析。非木材森林資源監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)包含的主要數(shù)據(jù)表及其用途見表1。
2.4 預(yù)警功能實(shí)現(xiàn)
通過分析非木材森林資源采集、利用、流通、貿(mào)易、政策、發(fā)展等方面的影響因子確定預(yù)警指標(biāo)體系;通過參考?xì)v史數(shù)據(jù)、國際通用標(biāo)準(zhǔn)和專家意見,確定安全閾值,劃分風(fēng)險預(yù)警界限;通過回溯警情判定的過程,找出引起警情的警源,并據(jù)此提出解決方案供用戶選擇[10-12]。
2.4.1 預(yù)警指標(biāo)設(shè)計。預(yù)警指標(biāo)設(shè)計包括指標(biāo)體系的輸入、編輯、刪除及賦予權(quán)重等功能。預(yù)警指標(biāo)體系是預(yù)警系統(tǒng)的基礎(chǔ),根據(jù)指標(biāo)體系,才能確定需要收集哪些信息。構(gòu)建指標(biāo)體系必須遵循指標(biāo)入選原則和指標(biāo)體系的設(shè)計準(zhǔn)則,入選原則包括指標(biāo)含義的重要性、指標(biāo)反映目標(biāo)變動的可靠靈敏性、指標(biāo)與目標(biāo)變量的協(xié)調(diào)性、指標(biāo)刻畫目標(biāo)變動的代表性、指標(biāo)的超前性、指標(biāo)數(shù)據(jù)收集的及時性等。
指標(biāo)體系構(gòu)建一般按照以下4個步驟進(jìn)行:理論準(zhǔn)備、指標(biāo)體系初選、指標(biāo)體系測驗(yàn)及指標(biāo)體系應(yīng)用,具體流程見圖2。
2.4.2 預(yù)警模型維護(hù)。預(yù)警模型維護(hù)包括模型的輸入、編輯、刪除及預(yù)警臨界值的確定、預(yù)警區(qū)間的劃分等功能。預(yù)警方法是預(yù)警系統(tǒng)的核心成分,指導(dǎo)著預(yù)警指標(biāo)選擇、構(gòu)成及預(yù)警模型的創(chuàng)建,不同的預(yù)警方法衍生出不同的預(yù)警指標(biāo)體系和預(yù)警模型。
系統(tǒng)采用統(tǒng)計預(yù)警和回歸預(yù)警2種預(yù)警方法。統(tǒng)計預(yù)警方式是對警兆與警情的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行統(tǒng)計處理,然后根據(jù)警兆的警級預(yù)測警情的警度。具體過程是:首先對警兆和警情進(jìn)行時差分析,確定其先導(dǎo)長度,相關(guān)程度,然后依據(jù)警兆變動情況,運(yùn)用區(qū)間分析確定警兆的警級,結(jié)合警兆的重要性進(jìn)行警級綜合,最后預(yù)報警度。因?yàn)樵陬A(yù)警過程中,用的是統(tǒng)計方法確定諸多參數(shù),所以說統(tǒng)計預(yù)警方法是指標(biāo)預(yù)警方法合乎邏輯的精確和深化?;貧w預(yù)警方式是在統(tǒng)計預(yù)警系統(tǒng)基礎(chǔ)上對預(yù)警的進(jìn)一步分析,是對統(tǒng)計預(yù)警系統(tǒng)的一種補(bǔ)充,其實(shí)質(zhì)是建立模型之后進(jìn)行回歸預(yù)測。具體而言,可以建立以下2個模型:①直接建立預(yù)警模型Ye=F(Xe),其中X為警兆變量的警度值,Y為警情變量的警度值,該模型的建立可以采用回歸分析方法;②建立預(yù)測模型Y=F(X),其中X為警兆變量的實(shí)際值,在得到Y(jié)的預(yù)測值后,再參照Y的警限,將其轉(zhuǎn)化為警度。
2.4.3 預(yù)警分析。預(yù)警分析就是警情判定的過程。通過計算預(yù)警模型中定義的公式的值,將之與預(yù)警臨界值比較,確定所處的預(yù)警區(qū)間,如果超出安全范圍則調(diào)用預(yù)警信號模塊和輔助決策模塊。預(yù)警臨界值的確定首先要參照已有的國際、國內(nèi)或地方標(biāo)準(zhǔn),其次可采用專家評估、系統(tǒng)模擬仿真等方法確定。不管采取何種方法確定警度區(qū)都要注重分析其發(fā)展動態(tài),在掌握較長時段發(fā)展動態(tài)的基礎(chǔ)上應(yīng)用層次聚類分析法對發(fā)展動態(tài)進(jìn)行歸類是一種有借鑒意義的方法。此外,警區(qū)臨界值是靜態(tài)和動態(tài)發(fā)展的統(tǒng)一,在一定時間段內(nèi)它是一個相對穩(wěn)定的值,經(jīng)充分發(fā)展后需考慮根據(jù)實(shí)際情況重新確定臨界值。
2.4.4 輔助決策。輔助決策就是通過回溯警情判定的過程,找出引起警情的警源,根據(jù)專家知識庫中的相關(guān)知識提出相應(yīng)的解決方案供用戶選擇,以便及時排除警情。用戶最終的解決方案反饋回專家知識庫中,以進(jìn)一步完善專家知識庫,使之更加智能。
關(guān)鍵詞:林權(quán);法律體系;法律性質(zhì)
中圖分類號:D911.01 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1673-291X(2008)15-0102-03
一、林權(quán)的法律內(nèi)涵
中國現(xiàn)行法律法規(guī)沒有明確界定林權(quán),學(xué)理上關(guān)于林權(quán)的內(nèi)涵也眾說紛紜。如高桂林等認(rèn)為:“林權(quán)是源于森林資源所有權(quán)的一種他物權(quán)形式,是森林資源非所有人依法取得的,自主開發(fā)森林資源并獲取收益的民事權(quán)利。與森林資源所有權(quán)和林木所有權(quán)不同[1]?!崩钊?、嚴(yán)立冬認(rèn)為,“林權(quán)即為林業(yè)物權(quán)――從縱向上分析,林權(quán)權(quán)利人的權(quán)力包括林業(yè)資產(chǎn)所有權(quán)及其派生的使用權(quán)、收益權(quán)和處置權(quán),從橫向上分析,它包括森林、林木的采伐利用權(quán),林上、林中、林下資源的采集利用權(quán),森林景觀的開發(fā)利用權(quán)、補(bǔ)償權(quán)、收益權(quán)、流轉(zhuǎn)權(quán)、抵押權(quán)、擔(dān)保權(quán)和品種權(quán)等等[2]。”黃李焰等認(rèn)為,“在學(xué)理上,森林資源產(chǎn)權(quán)可分為所有權(quán)、用益權(quán)、擔(dān)保權(quán)”[3]。
總之,關(guān)于林權(quán)的內(nèi)涵,學(xué)者們見仁見智。本文認(rèn)為,在經(jīng)濟(jì)上,林權(quán)是指森林資源產(chǎn)權(quán);在法律上,林權(quán)是指國家、集體、自然人、法人或者其他組織對森林資源的物權(quán)。法律層面上的林權(quán)是由森林資源所有權(quán)作為上位權(quán)以及與之相應(yīng)的一系列下位權(quán)組成的有機(jī)體系,不僅包括森林資源所有權(quán)和森林資源用益物權(quán),還包括以森林資源用益物權(quán)和林木所有權(quán)為客體的擔(dān)保物權(quán)。因?yàn)檫@樣既體現(xiàn)產(chǎn)權(quán)特點(diǎn),也符合物權(quán)理論。從產(chǎn)權(quán)理論來看,產(chǎn)權(quán)不僅是一種權(quán)利,更是一種權(quán)利的集合,是廣泛的因財產(chǎn)而發(fā)生的人們之間關(guān)系的權(quán)利束。它不僅包括使用權(quán)和收益權(quán),而且還包括一切與財產(chǎn)有關(guān)的權(quán)利[4]。從物權(quán)理論來看,根據(jù)權(quán)利人對標(biāo)的物的支配范圍之不同,物權(quán)可以分為完全物權(quán)和定限物權(quán)。定限物權(quán)又可再分為用益物權(quán)和擔(dān)保物權(quán)兩類。所有權(quán)是完全物權(quán)。
二、林權(quán)的法律體系構(gòu)造
在理論上,根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn),可以構(gòu)建不同的林權(quán)法律體系。欲構(gòu)造合理的林權(quán)法律體系,必須首先確定構(gòu)造標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)的選擇,又需要一定的原則做指導(dǎo)。
(一)林權(quán)法律體系構(gòu)造的原則
構(gòu)建林權(quán)法律體系,首先不能違背憲法,也不能無視現(xiàn)代物權(quán)和產(chǎn)權(quán)的基本理論,還要從實(shí)踐中去形成認(rèn)識,最終要能夠指導(dǎo)實(shí)踐。具體應(yīng)堅持以下原則。
1.不同主體的利益要協(xié)調(diào)兼顧
林權(quán)具有主體多樣性和利益多元性的特點(diǎn),不同主體自然就有不同的利益需求。因此,林權(quán)法律體系的構(gòu)建,應(yīng)堅持協(xié)調(diào)兼顧不同主體利益的原則。否則,只承認(rèn)林權(quán)為具有用益物權(quán)性質(zhì)的一組權(quán)利束,難免導(dǎo)致國家所有權(quán)的虛化和所有權(quán)主體的缺位,不利于森林資源的生態(tài)價值實(shí)現(xiàn)和可持續(xù)利用;不明確森林資源使用權(quán)抵押的擔(dān)保物權(quán)地位,就不利于保障抵押權(quán)人的權(quán)益,也不利于促進(jìn)對森林資源的開發(fā)利用和保護(hù)。
2.具體設(shè)定的權(quán)利要明確易行
該原則是指林權(quán)體系中具體設(shè)定的權(quán)利在客體、內(nèi)容、以及與其他權(quán)利之間的關(guān)系要明確,能夠根據(jù)交易需要進(jìn)行自由轉(zhuǎn)讓,還應(yīng)方便登記機(jī)關(guān)的管理。第一,林權(quán)體系中具體設(shè)定的權(quán)利要具有獨(dú)立的客體和明確的權(quán)利內(nèi)容??腕w可以與其他客體區(qū)分開來、能夠成為獨(dú)立的交易對象。同一層次的權(quán)利不能相互涵蓋,權(quán)利范圍明確。第二,對權(quán)利類型的細(xì)化程度要視科技和法律的發(fā)展情況而定,權(quán)利的交叉和權(quán)利的排斥都不利于權(quán)利的行使,對國家的自然資源管理也造成不便。
(二)林權(quán)法律體系構(gòu)造的標(biāo)準(zhǔn)
林權(quán)法律體系構(gòu)造的標(biāo)準(zhǔn),也就是設(shè)定具體林權(quán)的依據(jù)。林權(quán)的主客體是林權(quán)的基本構(gòu)成要素,還存在法律規(guī)定不明晰和實(shí)踐操作中難以分辨的問題?,F(xiàn)重點(diǎn)討論主體標(biāo)準(zhǔn)和客體標(biāo)準(zhǔn)。
1.主體標(biāo)準(zhǔn)
中國《憲法》和《森林法》規(guī)定森林資源屬于國家所有,由法律規(guī)定屬于集體所有的除外。并且《森林法》進(jìn)一步規(guī)定,國家所有的和集體所有的森林、林木和林地,個人所有的林木和使用的林地,由縣級以上地方人民政府登記造冊,發(fā)放證書,確認(rèn)所有權(quán)或者使用權(quán)。依此規(guī)定,中國林權(quán)可分為國家林權(quán)、集體林權(quán)和公民個人林權(quán)。
這種按主體標(biāo)準(zhǔn)所作的權(quán)利劃分雖有法律依據(jù),但亦存不足。第一,易混同法律概念與政治概念,進(jìn)而混淆所有權(quán)與所有制的關(guān)系,《憲法》和《森林法》關(guān)于森林資源屬于國家所有和集體所有的規(guī)定主要屬于確認(rèn)森林資源公有制的規(guī)定。第二,這種主體標(biāo)準(zhǔn)遺漏了法人所有權(quán)和其他非法人組織的所有權(quán),不利于對所有權(quán)的平等保護(hù)。第三,這種主體標(biāo)準(zhǔn)雖有力地維護(hù)了公有制經(jīng)濟(jì)的主體地位,但未能順應(yīng)當(dāng)代物權(quán)法由所有為中心向利用為中心轉(zhuǎn)變的發(fā)展趨勢,不能為充分實(shí)現(xiàn)森林資源的多元價值提供理論支撐和制度保障。
2.客體標(biāo)準(zhǔn)
堅持客體標(biāo)準(zhǔn)就是主張按照權(quán)利客體來構(gòu)筑權(quán)利體系。中國現(xiàn)行法律對客體標(biāo)準(zhǔn)雖有一定的考慮和設(shè)計,但體現(xiàn)得還不夠明確全面。第一,沒有明確作為林權(quán)客體的林木、林地與其他不動產(chǎn)物權(quán)客體的區(qū)別。例如,林木使用權(quán)與其他不動產(chǎn)使用權(quán)關(guān)系如何?第二,堅持客體標(biāo)準(zhǔn)是否考慮客體的主要用途和所有制性質(zhì)。例如,用材林、經(jīng)濟(jì)林、薪炭林、防護(hù)林、特種用途林在林權(quán)體系構(gòu)建中是一體設(shè)計,還是區(qū)別對待?第三,對森林資源中的其他客體,森林法不應(yīng)該回避,林權(quán)體系也不應(yīng)該缺少,發(fā)生在實(shí)際生活中的各種利用森林資源的方式,如林權(quán)抵押,法律應(yīng)該做出回應(yīng)。
主體標(biāo)準(zhǔn)和客體標(biāo)準(zhǔn)在中國現(xiàn)行法律制度設(shè)計中都發(fā)揮了作用,也存有不足。未來林權(quán)法律體系的構(gòu)造是擇其一種標(biāo)準(zhǔn)加以完善,還是博采眾長,就是我們要認(rèn)真解決的問題。已有學(xué)者綜合多種標(biāo)準(zhǔn)對林權(quán)體系做了設(shè)計。例如,樊喜斌等提出了三元林權(quán)結(jié)構(gòu)體系的構(gòu)想,即分清林權(quán)體系的不同層次:第一層次的劃分是按林權(quán)客體不同的標(biāo)準(zhǔn)劃分,第二層次按權(quán)能不同劃分,以后層次按主體不同劃分[5]。
本文認(rèn)為,我們應(yīng)該在堅持憲法規(guī)定的前提下,遵循物權(quán)法的基本理論,綜合多種標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建符合現(xiàn)代產(chǎn)權(quán)要求的林權(quán)體系。理由如下:
(1)依據(jù)憲法是林權(quán)法律體系構(gòu)建應(yīng)遵循的首要原則。憲法關(guān)于森林資源所有權(quán)的規(guī)定雖主要是從所有制上規(guī)定的,但是對林權(quán)法律體系的構(gòu)建有重要指導(dǎo)意義。
(2)林權(quán)法律體系是一個多層次的權(quán)利集合體,在不同層次上可以適用不同標(biāo)準(zhǔn),多種標(biāo)準(zhǔn)是可以協(xié)調(diào)統(tǒng)一于林權(quán)法律體系的。
(3)實(shí)踐表明各種標(biāo)準(zhǔn)在構(gòu)建權(quán)利體系上都有其優(yōu)越性。主體標(biāo)準(zhǔn)可以很好的明確權(quán)利歸屬,維護(hù)社會主義公有制的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)??腕w標(biāo)準(zhǔn)可以區(qū)分客體的不同特點(diǎn),促進(jìn)森林資源的有針對性的開發(fā)利用和保護(hù)。權(quán)利內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)可以明確權(quán)利性質(zhì),利于合法權(quán)益的維護(hù)。
(三)林權(quán)的法律體系
本文認(rèn)為林權(quán)體系由森林資源所有權(quán)為權(quán)源,按照權(quán)利內(nèi)容分為所有權(quán)性質(zhì)的林權(quán)、用益物權(quán)性質(zhì)的林權(quán)和擔(dān)保物權(quán)性質(zhì)的林權(quán)。每種性質(zhì)的林權(quán)再按客體標(biāo)準(zhǔn)或權(quán)利性質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行細(xì)分。例如,用益物權(quán)性質(zhì)的林權(quán)可分為,森林資源使用權(quán)、森林資源典權(quán)和林地地役權(quán);森林資源使用權(quán)又可依客體標(biāo)準(zhǔn)分為森林使用權(quán)、林木使用權(quán)、林地使用權(quán)和其他森林資源使用權(quán)。然后再依主體標(biāo)準(zhǔn)或法律性質(zhì)的不同做有利于權(quán)利行使和效益發(fā)揮的細(xì)分。例如,林地使用權(quán)可依主體標(biāo)準(zhǔn)分為國有林地使用權(quán)和集體林地使用權(quán),林木使用權(quán)可以法律性質(zhì)分為公有林木使用權(quán)和私有林木使用權(quán)。
1.所有權(quán)性質(zhì)的林權(quán)
所有權(quán)性質(zhì)的林權(quán)即森林資源所有權(quán),它具體包括森林所有權(quán)、林地所有權(quán)、林木所有權(quán)和其他森林資源所有權(quán)。鑒于對森林資源所有權(quán)存在較大分歧,本文只對此權(quán)作一探析。
《森林法》規(guī)定,森林資源,包括森林、林木、林地以及依托森林、林木、林地生存的野生動物、植物和微生物??梢?,森林資源與森林是不同范疇的兩個概念。
在林權(quán)是否包含森林資源所有權(quán)上,有觀點(diǎn)認(rèn)為,在森林資源公有的情況下,國家和集體并不能直接去經(jīng)營管理森林。林權(quán)是源于森林資源的所有權(quán),分離了所有權(quán)的使用、收益等權(quán)能而形成的一種他物權(quán)形式。主張林權(quán)包括森林資源所有權(quán)與使用權(quán)的觀點(diǎn),違背了民法物權(quán)的邏輯體系。一種既包括所有權(quán),又包括他物權(quán)的“物權(quán)”,并不是嚴(yán)格意義上的民事權(quán)利[6]。
其次,有學(xué)者指出,(1)現(xiàn)行的法律法規(guī)在提及林權(quán)時都是與森林、林木或者林地有關(guān)的權(quán)利,而沒有提及森林資源,森林資源作為林權(quán)客體是沒有法律依據(jù)的。(2)林權(quán)證沒有確認(rèn)森林資源所有權(quán),森林資源也就不可能成為林權(quán)的客體。(3)森林資源包括依托森林、林木、林地生存的野生動物、植物和微生物。野生動物不可能成為林權(quán)的客體,這也就決定了森林資源不可能成為林權(quán)客體[7]。
筆者認(rèn)為,森林資源所有權(quán)不應(yīng)當(dāng)排除在林權(quán)之外。理由如下:
首先,林權(quán)是產(chǎn)權(quán)滲透到森林資源領(lǐng)域的產(chǎn)物。產(chǎn)權(quán)不僅是一種權(quán)利,更應(yīng)體現(xiàn)為一種制度規(guī)則,是特定主體的資產(chǎn)權(quán)利行使方式的規(guī)則。離開森林資源所有權(quán)談林權(quán)是無源之水。國家或集體采取行政的、法律的等各種手段來配置、管理和保護(hù)森林資源,通過森林資源有償使用制度來行使收益權(quán),通過培育林權(quán)交易市場來實(shí)現(xiàn)森林資源使用權(quán)的合法有序轉(zhuǎn)讓。這些不僅在實(shí)現(xiàn)對森林資源的所有權(quán),而且對森林資源用益權(quán)的實(shí)現(xiàn)起到非常重要的作用。其次,從物權(quán)法的理論來看,物權(quán)可以分為自物權(quán)和他物權(quán)。說林權(quán)包括森林資源所有權(quán)和森林資源使用權(quán),并不是說林權(quán)既是森林資源所有權(quán)又是森林資源使用權(quán)。只要我們能夠厘清各種權(quán)利的位階,它們是完全可以統(tǒng)一于林權(quán)體系之中的。再次,現(xiàn)行法律規(guī)定是有其時代背景和滯后性的,以法律規(guī)定來限制理論的發(fā)展和完善是不科學(xué)的。
2.用益物權(quán)性質(zhì)的林權(quán)
用益物權(quán)性質(zhì)的林權(quán)即森林資源用益物權(quán),它包括森林使用權(quán)、林地使用權(quán)、林木使用權(quán)和其他森林資源使用權(quán),還應(yīng)該包含森林資源典權(quán)和林地地役權(quán)。鑒于林木使用權(quán)有不同于其他不動產(chǎn)使用權(quán)的特點(diǎn),本文只對此項權(quán)利作出說明。
林木使用權(quán)主要表現(xiàn)為對林木進(jìn)行利用、收益。林木使用權(quán)作為林木所有權(quán)權(quán)能的一種,可以由林木所有權(quán)人自己行使,也可以通過設(shè)定用益物權(quán)的形式由他人行使。林木使用權(quán)的利用方式包括:林木培育,林副產(chǎn)品的采集,林木轉(zhuǎn)讓、林木采伐,也可以用林木依法作價入股或者作為合資、合作造林、經(jīng)營林木的出資、合作條件,等等。對林木的使用可以分為耗竭性利用和非耗竭性利用。
林木使用權(quán)在林木的功能和所有制性質(zhì)上應(yīng)有很大區(qū)分。 公有林木在使用上應(yīng)突出林木的生態(tài)價值,從社會整體上考慮,對林木使用只能在法律允許的范圍內(nèi)合理利用。非公有林木應(yīng)突出其對權(quán)利人的經(jīng)濟(jì)價值,加強(qiáng)對權(quán)利的保障,通過健全市場等方法,防止行政權(quán)力對非公有制林木使用權(quán)的侵?jǐn)_,提升非公有林木的使用價值,實(shí)現(xiàn)林木資源的價值最大化。 同時貫徹森林資源分類經(jīng)營理念,對于經(jīng)濟(jì)林,無論是公有制實(shí)現(xiàn)形式,還是非公有制實(shí)現(xiàn)形式,都應(yīng)以市場調(diào)節(jié)為主,政府通過行政的、經(jīng)濟(jì)的、法律的手段進(jìn)行引導(dǎo)、鼓勵和扶持;對于公益林,主要采用公有制實(shí)現(xiàn)形式,重點(diǎn)關(guān)注責(zé)任的落實(shí)[8]。
3.擔(dān)保物權(quán)性質(zhì)的林權(quán)
擔(dān)保物權(quán),是以確保特定債權(quán)的實(shí)現(xiàn)為目的、以支配和取得特定財產(chǎn)的交換價值為內(nèi)容的定限物權(quán)?!段餀?quán)法》在擔(dān)保物權(quán)制度上設(shè)立了抵押、質(zhì)押、留置、權(quán)利抵押等諸多制度,并擴(kuò)大了抵押擔(dān)保物的范圍。該法第180條明確規(guī)定“法律、行政法規(guī)未禁止抵押的其他財產(chǎn)”即可抵押;第184條又規(guī)定,禁止抵押的有“耕地、宅基地、自留地、自留山等集體所有的土地使用權(quán)”,且“法律規(guī)定可以抵押的除外”。林地使用權(quán)并沒有在禁止抵押的財產(chǎn)范圍之內(nèi),因此,林地使用權(quán)是可以抵押的。同時,《物權(quán)法》第180條還規(guī)定,“建筑物和其他土地附著物”可以抵押,并且允許多項財產(chǎn)一并抵押,所以林地使用權(quán)及附著在林地上的林木是可以抵押的。
三、林權(quán)的法律性質(zhì)
1.林權(quán)是具有公法色彩的私權(quán)
公權(quán)即指公共權(quán)力,私權(quán)即指公民權(quán)利。關(guān)于公私權(quán)的劃分,主要觀點(diǎn)有:(1)主體說。公權(quán)是國家和公民之間的權(quán)利,私權(quán)是公民與公民之間的權(quán)利。(2)利益說。公權(quán)是關(guān)于社會公益方面的權(quán)利,私權(quán)是關(guān)于私益方面的權(quán)利。(3)法律說。公權(quán)是公法上規(guī)定的權(quán)利,私權(quán)是私法上所確定的權(quán)利。
本文認(rèn)為,林權(quán)是具有公法色彩的私權(quán)。
第一,林權(quán)主體上,既可以是具有公權(quán)屬性的國家,也可以是具有私權(quán)屬性的自然人、法人、非法人組織和集體。
第二,體現(xiàn)的利益上,林權(quán)既追求私法意義上的經(jīng)濟(jì)利益,同時也保護(hù)公法意義上的生態(tài)利益。
第三,法律規(guī)范上,林權(quán)既規(guī)定在《憲法》和《森林法》等公法規(guī)范中,也受《民法》和《物權(quán)法》等私法的調(diào)整。
實(shí)際上,國家或集體不可能以所有人的身份去實(shí)際使用森林資源,而是基于社會和公共利益,在保留森林資源所有權(quán)的情況下移轉(zhuǎn)其中的使用、收益等權(quán)利,從而解決所有和利用的矛盾,實(shí)現(xiàn)森林資源的價值,林權(quán)制度才具有發(fā)展的動力和契機(jī)?!傲謾?quán)就其本質(zhì)而言,是市民利用森林而產(chǎn)生的權(quán)利,其主要涉及的是市民與市民之間的關(guān)系,雖然其公權(quán)的色彩比較濃,但并不能掩蓋其作為私權(quán)的本質(zhì)”[9]。
2.林權(quán)是物權(quán)
物權(quán)就是對物的排他支配權(quán)[10]。因此,物權(quán)具有對物支配和效力排他兩個基本特性。物權(quán)客體為特定有體物之原則使其區(qū)別于知識產(chǎn)權(quán)、人格權(quán)等具有絕對權(quán)性質(zhì)的權(quán)利,物權(quán)的排他性使其區(qū)別于債權(quán)等相對權(quán),對人權(quán)。
首先,森林資源作為林權(quán)的客體,具有民法物權(quán)之“物”的基本特性,能夠?yàn)闄?quán)利人所支配。森林資源的特定性“不是指實(shí)體的特定性,特定性是一個觀念上的概念;其次,特定性不是永固性,任何事物都是要變化的,人們所擁有的并不是一成不變的“物”,而是對該“物”的支配權(quán);另外,特定性是針對經(jīng)濟(jì)價值而言的,即對權(quán)利人的有用性。特定性是指:人可以通過現(xiàn)有的計算方法、模擬手段、資料對一定時空內(nèi)的物之大概經(jīng)濟(jì)價值作出評估的特性[11]?!笨梢姡仲Y源作為具有稀缺性與有用性的物,可以為權(quán)林人所支配。
其次,對物權(quán)的效力排他性應(yīng)理解為在同一標(biāo)的物上不允許性質(zhì)上互不兩立的兩種以上物權(quán)同時存在,而不能理解為排除他人干涉的權(quán)利。其實(shí),森林資源所具有的生態(tài)價值和社會公共品的屬性,決定了公權(quán)必須對森林資源的使用加以指導(dǎo)和干預(yù),何況,所有權(quán)社會化思想已極大地沖擊了所有權(quán)絕對的觀念。
綜上,林權(quán)是一種物權(quán),是權(quán)利主體對森林資源的排他性權(quán)利。林權(quán)又是具有公法色彩的私權(quán)。確立林權(quán)的物權(quán)屬性和私權(quán)地位,具有重要意義。一是在私法領(lǐng)域,法不禁止即為自由,確定林權(quán)的物權(quán)屬性和私權(quán)地位有利于林權(quán)的權(quán)利人充分自由的行使自己的權(quán)利,限制公權(quán)對私權(quán)的不當(dāng)干預(yù)和侵害;二是就適用法律而言,確定林權(quán)的物權(quán)屬性和私權(quán)地位后,在適用法律解決因林權(quán)引起糾紛時,應(yīng)該優(yōu)先適用《民法通則》、《物權(quán)法》等民事方面的法律規(guī)定;三是物權(quán)在效力上具有對世性與排他性,在保護(hù)上具有絕對性,這些都有利于對林權(quán)人的權(quán)利保障。
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1.林業(yè)新技術(shù)術(shù)的應(yīng)用
信息技術(shù)足—門多學(xué)科交叉綜合的技術(shù),計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)互相滲透、互相作用、互相融合,將形成以智能多媒體信息服務(wù)為特征的時空大規(guī)模信息網(wǎng),是以電子計算機(jī)和現(xiàn)代通信為主要手段實(shí)現(xiàn)信息的獲取、加工、傳遞和利用等功能的技術(shù)總和。
信息技術(shù)功能概括起來有四個方面:①信息識別:包括文字識別、語音識別和圖形識別等。通常是采用—種叫做“模式識別”的方法。②信息傳遞:實(shí)現(xiàn)信息快速、可靠、安全的轉(zhuǎn)移。③信息處理與再生:在對信息進(jìn)行處理的基礎(chǔ)上,還可形成一些新的更深層次的決策信息,這稱為信息的“再生”。信息的處理與再生都要依賴于現(xiàn)代電子計算機(jī)的超凡功能。④信息施用:是信息過程的最后環(huán)節(jié)。
2.數(shù)字林業(yè)的發(fā)展
2.1林業(yè)信息技術(shù)
隨著DBMS的發(fā)展和完善.以屬性數(shù)據(jù)管理為主的森林資源管理系統(tǒng)盛行時.這類系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)庫技術(shù)進(jìn)行組織、存儲、處理和分析,提高了數(shù)據(jù)處理的質(zhì)量和速度,推動了森林經(jīng)營管理水平的提高,同時也不難發(fā)現(xiàn),這種單純分析屬性數(shù)據(jù)的方法,缺乏對資源空間分布特征的綜合分析,因此利用它形成的決策信息,有明顯的局限性。目前,林業(yè)信息化有了全面的擴(kuò)展,形成廠以3S技術(shù)為支撐,采用Rs監(jiān)測與地面調(diào)查技術(shù)相結(jié)合的雙重分層抽樣遙感監(jiān)測體系。
2.2數(shù)字林業(yè)的發(fā)展
進(jìn)入2l世紀(jì),“數(shù)字林業(yè)”建設(shè)進(jìn)展順利,林業(yè)信息系統(tǒng)已覆蓋全國,基于“3S”技術(shù)的森林資源、造林綠化和天然林保護(hù)、退耕還林、防沙治沙等林業(yè)重點(diǎn)工程建設(shè)的現(xiàn)代化林業(yè)管理理體系正在逐步建立。林業(yè)樓案數(shù)字化工程已完成,國家林業(yè)局政府網(wǎng)站建設(shè)進(jìn)一步完善,內(nèi)容不斷豐富。信息量來源不斷增加,并與新華社、國家圖書館等70多家網(wǎng)站建立了鏈接,林業(yè)信息化建設(shè)達(dá)到前所未有的高度。
3.現(xiàn)代林業(yè)管理模式
3.1網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的引進(jìn)
根據(jù)林業(yè)政務(wù)信息化“十一五”工作的核心內(nèi)容,林業(yè)政務(wù)信息化建設(shè)圍繞國家“三網(wǎng)一庫”建設(shè)的要求,利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)搭建了技術(shù)先進(jìn)、運(yùn)行穩(wěn)定、功能相對齊全的網(wǎng)絡(luò)平臺,建設(shè)廠國家林業(yè)局門戶網(wǎng)站、辦公業(yè)務(wù)網(wǎng)、辦公業(yè)務(wù)資源網(wǎng)和各類管理信息系統(tǒng)及專業(yè)數(shù)據(jù)庫。提出了林業(yè)信息庫建設(shè)方案,實(shí)現(xiàn)人員、樹種和野生動植物數(shù)據(jù)收集、存曠、傳遞、處理、分析、利用、,基本完成廠無紙化辦公。
3.2粗放到精準(zhǔn)的管理模式
圍繞“精準(zhǔn)林業(yè)”,各級林業(yè)部門在二類調(diào)查中利用遙感、航片、衛(wèi)片、無人機(jī)、地面近景攝影、二維激光掃描,電子角規(guī)、GPS定位等技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的精確獲取.通過CIS進(jìn)行屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)的管理,完成森林資源樓案管理和林業(yè)專題圖的制作;在森林火災(zāi)的預(yù)測預(yù)防上通過GIS的空間分析功能,實(shí)現(xiàn)火點(diǎn)位置查詢和林火蔓延模擬,并計算最佳撲火路線和撲火時間,科學(xué)合理的制定撲救方案;在造林地塊和造林方式上利用CIS將坡度圖、坡向圖、上壤圖、高程分帶圖和森林區(qū)劃圖進(jìn)行疊加作為立地分析的復(fù)合因子圖,進(jìn)行適地適樹的分析,使林業(yè)由粗放經(jīng)營轉(zhuǎn)入精準(zhǔn)經(jīng)營。
3.3森林資源管理的優(yōu)化
在發(fā)達(dá)省份的林業(yè)部門已經(jīng)將GIS技術(shù)、ES技術(shù)、DSS技術(shù)、空間數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)結(jié)合,依據(jù)森林資源管理理的基礎(chǔ)信息,建立了造林專家知識庫、決策支持模型庫,在數(shù)字化圖上實(shí)現(xiàn)造林決策、獲取造林規(guī)劃圖,并對林分和單木的區(qū)域生長量進(jìn)行預(yù)測和模擬,實(shí)現(xiàn)森林資源管理的優(yōu)化和規(guī)劃。
4.林業(yè)發(fā)展中的問題
4.1信息技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛
林業(yè)信息基礎(chǔ)設(shè)施和信息系統(tǒng)投資巨大,但目前林業(yè)信息化開發(fā)、應(yīng)用不夠,造成資源的極大浪費(fèi)。如遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、專家系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)、森林資源核算系統(tǒng)在森林資源管理中的應(yīng)用才起步,目前只限于利用計算機(jī)進(jìn)行林業(yè)數(shù)據(jù)采集、處理、屬性數(shù)據(jù)管理及各類專題圖制作等研究,對于進(jìn)行空間數(shù)據(jù)分析和從這些數(shù)據(jù)中進(jìn)行挖掘,宏觀快速提供森林資源信息,優(yōu)化森林資源管理上沒有形成規(guī)模。因此應(yīng)該對這些信息資源進(jìn)行整合,合理建設(shè)適合我國林業(yè)持續(xù)、快速、健康發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)體系,實(shí)現(xiàn)資源充分共享。
4.2信息技術(shù)發(fā)展不均衡
目前,信息技術(shù)、生物技術(shù)、新材料技術(shù)等高新技術(shù)正加速滲透和武裝林、特別是“5S”(遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、專家系統(tǒng)和決策支持系統(tǒng))技術(shù)已成為科技興林的重要手段。衛(wèi)星遙感、紅外監(jiān)測、飛機(jī)化學(xué)滅火等高新技術(shù)使森林預(yù)測、監(jiān)測、控制、病蟲火害防治、荒漠化防治、瀕危野生動植物保護(hù)等過去無法用常規(guī)技術(shù)或手段解決的問題,現(xiàn)在由于RS和GIS的介入開始變得相對容易。但在森林經(jīng)營和管理中的應(yīng)用范圍和水平,完善森林生態(tài)系統(tǒng) 定位監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),提高森林災(zāi)害發(fā)生的預(yù)測預(yù)報率,實(shí)現(xiàn)森林培育和管理中的減災(zāi)增效,探索建立森林養(yǎng)分和肥料信息系統(tǒng),完善林木育種軟件及豐產(chǎn)栽培模型,適度發(fā)展“精細(xì)林業(yè)”,精準(zhǔn)森林資源核算的應(yīng)用上還處于初級階段,沒有普及應(yīng)用。因此國家林業(yè)局應(yīng)宏觀調(diào)控并加快國家林業(yè)局網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè),建立并完善各類林業(yè)專業(yè)庫、各類森林資源管理信息、決策支持系統(tǒng)設(shè),促進(jìn)林業(yè)經(jīng)營管理和決策的科學(xué)化。
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