淺談3S技術(shù)在林業(yè)上的應用

張松/黑龍江省第二森林調(diào)查規(guī)劃設計院

淺談3S技術(shù)在林業(yè)上的應用

張松/黑龍江省第二森林調(diào)查規(guī)劃設計院

3S技術(shù)從其發(fā)展到現(xiàn)在，已在國內(nèi)外諸多領(lǐng)域進行了廣泛應用。3S技術(shù)在我國林業(yè)中的運用雖然起步比較晚，但是發(fā)展迅速。空間技術(shù)、信息技術(shù)及計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，加速了3S一體化、智能化的進程。隨著數(shù)字地球、數(shù)字城市、數(shù)字林業(yè)理論的提出與完善，3S技術(shù)在各個領(lǐng)域?qū)⒁云鋸姶蟮墓δ芨邔嵱眯浴?/p>

林業(yè)；3S技術(shù)；遙感；地理信息系統(tǒng)；全球定位系統(tǒng)

3S技術(shù)從其發(fā)展到現(xiàn)在，已在國內(nèi)外諸多領(lǐng)域進行了廣泛應用。3S技術(shù)在我國林業(yè)中的運用雖然起步比較晚，但是發(fā)展迅速。空間技術(shù)、信息技術(shù)及計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，加速了3S一體化、智能化的進程。隨著數(shù)字地球、數(shù)字城市、數(shù)字林業(yè)理論的提出與完善，3S技術(shù)在各個領(lǐng)域?qū)⒁云鋸姶蟮墓δ芨邔嵱眯浴?/p>

資源和環(huán)境是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎，森林作為生態(tài)系統(tǒng)的主體，在改善環(huán)境、促進社會經(jīng)濟全面發(fā)展等方面起著非常重要的作用。實施林業(yè)可持續(xù)發(fā)展是社會可持續(xù)發(fā)展的重要方面，及時、準確、動態(tài)地獲取森林資源現(xiàn)狀及其變化信息對森林資源的保護及其可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。傳統(tǒng)的森林資源調(diào)查方法主要是利用野外抽樣調(diào)查，然后將各地調(diào)查數(shù)據(jù)手工匯總，數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性、準確性受到極大的限制，存在許多局限性。因此，傳統(tǒng)的調(diào)查方法因其局限性難于滿足新世紀林業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的要求。隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，人類對資源和環(huán)境的需求越來越高，用先進的技術(shù)加強森林資源及其環(huán)境的監(jiān)測已成為迫切需要。近年來，3S技術(shù)即遙感（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）的發(fā)展與全面應用，把傳統(tǒng)的森林資源調(diào)查管理裝備到一個新時代，為森林資源和環(huán)境的監(jiān)測帶來了新的方法。

一、在森林資源調(diào)查中的應用

將航片資料（RS）加載到地理信息系統(tǒng)（GIS），即可直接進行小班區(qū)劃。利用樣地調(diào)查資料建立樣地數(shù)據(jù)與航片判讀信息的對應資料進行小班因子航片判讀訓練及準確性檢驗和校正，對因樣地資料偏少無法保證可靠性的林地類型可進行補充樣地調(diào)查。在固定樣地調(diào)查的應用上，為了便于今后復查，除了存儲樣地西南角的坐標點，還應當存儲尋找樣地路線的關(guān)鍵點：比如公路與小路的叉點、林間小路的叉路口，除個別地勢險要地段的目測點，今后固定樣地的復位率應該可以達到100%。

二、.在珍稀野生動物資源調(diào)查中的應用

珍稀野生動物資源是森林資源的重要組成部分，由于珍稀野生動物數(shù)量少，生存環(huán)境復雜，人工實地調(diào)查難度大，效率低。利用GPS實時導航、準確定位功能尋找樣帶的起點，并根據(jù)輸入的樣帶終點座標引導調(diào)查人員實地調(diào)查，保證樣帶的準確性；利用遙感技術(shù)大范圍、全天候的特點對生境及野生動物棲息地狀況進行分析研究，確定與野生動物密切相關(guān)的生態(tài)因子；利用GIS將種群數(shù)量、分布規(guī)律與其棲息地狀況聯(lián)系起來，進行系統(tǒng)的分析，從而實現(xiàn)高效、準確、低投入的野生動物現(xiàn)狀調(diào)查與動態(tài)監(jiān)測。國外已經(jīng)有成功利用此技術(shù)的經(jīng)驗，如Pornse利用遙感技術(shù)對K naha國家公園鹿的棲息地進行研究，為國家公園的規(guī)劃管理提供了良好的決策支持。

三、在森林植被調(diào)查中的應用

綠色植被具有顯著的、獨特的光譜特征，不同的植被及同一種植物在不同的生長發(fā)育階段，其反射光譜特征不同。遙感作為森林植被調(diào)查的信息源，可通過植物的反射光譜來實現(xiàn)。GPS可不依賴地面控制點直接對遙感圖像定位，通過GIS的綜合分析可對大區(qū)域的森林植被類型、植物季相節(jié)律、植被演化等進行監(jiān)測分析。

四、快速編制各種林業(yè)專題圖

傳統(tǒng)的林業(yè)制圖一般都以地形圖作為制作專題圖的基本圖，成圖周期長，精度低，投入高，且多采用手工繪制。遙感圖像含有巨大的信息量，GPS可以精確地導航定位，利用GIS強大的制圖功能，可以根據(jù)用戶需要快速、精確地滿足多種專題圖制作的要求。3S技術(shù)的應用，使傳統(tǒng)的手工繪圖被計算機所取代，是林業(yè)制圖的一次偉大變革。

五、實時監(jiān)測林火信息

森林火災具有突發(fā)性強、蔓延迅速的特點，利用3S技術(shù)不但可以對森林火災進行實時監(jiān)控，還可以對災后的損失進行評估。根據(jù)目前的技術(shù)發(fā)展狀況，設想其運作模式為：（1）建立林業(yè)基礎地理信息系統(tǒng)，其內(nèi)容應包括：最新航拍圖、最新地形圖，道路、村莊、河流、手機信號覆蓋面、森林資源狀況等項目，以上內(nèi)容的獲取應結(jié)合二類調(diào)查進行。（2）發(fā)生森林火災時，撲火隊或火情觀察員使用GPS測出隊伍位置、火點位置，并通過手機或其它通訊設備報告到指揮部。指揮部參謀人員及時把坐標輸入電腦，通過地理信息系統(tǒng)及時定位到地形圖或航片圖，形成最新的包括火點火線、撲火隊伍、地形地貌、水文、可調(diào)配勞力、森林資源價值、通信保障等情況的現(xiàn)場態(tài)勢圖，該態(tài)勢圖可幾分鐘更新一次，有了現(xiàn)狀態(tài)勢圖，指揮員便能真正實現(xiàn)高效率的指揮。

六、在林木病蟲害監(jiān)測中的應用

由于植物的反射光譜受季節(jié)、樹種、健康狀況等因素的影響，通過不同時相的遙感圖像對比，可以及時發(fā)現(xiàn)林木病蟲害的動態(tài)變化。當林區(qū)發(fā)生病蟲害時，受害林區(qū)的反射和輻射光譜就會發(fā)生變化，在衛(wèi)星遙感圖像上能夠體現(xiàn)出來，結(jié)合受災區(qū)的地形因素、氣候狀況等，通過計算機處理，利用GIS對病蟲害進行預測、預報、分析、評估。病區(qū)范圍的確定和飛防，也可利用GPS進行導航定位，從而節(jié)省大量的人力、物力，提高工作效率。

七、在森林經(jīng)營管理方面的應用

森林經(jīng)營管理包括森林采伐規(guī)劃、采運、人工造林等方面。采伐林地常地形陡峭、叢林郁閉。利用遙感圖像，GPS進行伐區(qū)定界，結(jié)合地理信息系統(tǒng)可對伐區(qū)進行合理的全面規(guī)劃，確定合理的采伐順序、采伐面積及最優(yōu)集材方式等。應用RS和GIS集成技術(shù)可對采伐跡地的植被、土壤、水土流失程度等進行評價，進而制定采伐后的造林計劃，在立地評價和確定樹種特征的基礎上做到適地適樹。3S技術(shù)的合理應用，可減少作業(yè)對環(huán)境的負面影響，提高作業(yè)效率，有利于林業(yè)的可持續(xù)經(jīng)營。此外，3S技術(shù)在林業(yè)工程如林道網(wǎng)規(guī)劃、林道測設等方面也逐漸發(fā)揮它的優(yōu)越性。

隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，人類對資源和環(huán)境的需求越來越高，用先進的技術(shù)加強森林資源及其環(huán)境的監(jiān)測已成為迫切需要。3S技術(shù)把傳統(tǒng)的森林資源調(diào)查管理裝備到一個新時代，為森林資源和環(huán)境的監(jiān)測帶來了新的方法。

[1]閆志剛等.3S技術(shù)及其在環(huán)境信息系統(tǒng)中的應用.測繪通報，2001（增刊）：17～20

[2]高成發(fā).GPS測量.北京：人民交通出版社，2000

[3]馮仲科.“3S”技術(shù)及其應用.北京：中國林業(yè)出版社，2000.2

[4]李樹楷.初論“3S”技術(shù)一體化信息技術(shù).環(huán)境遙感，1995（10）：76～80