3S系統在森林資源數據監管中的應用

劉紅潤

【摘 要】本文簡要闡述3S技術系統，重點分析3S技術在森林資源數據監管中的應用，旨在為森林資源數據動態監管提供依據。

【關鍵詞】3S；森林資源；數據監管

3S系統是GIS（地理信息系統），RS（遙感）和GPS（全球定位系統）的總稱。作為處理空間信息的三個系統，在森林資源數據監管中各具特色，也可獨立完成自身功能，因此，三者的結合和集成已是空間信息系統的主要發展方向，是有效解決森林資源監管的必然趨勢。3S系統中地理信息系統具有較強的空間查詢，分析和綜合處理能力，但是數據獲取較難。遙感能高效精準的獲取地面信息，受光譜波段影響，分類精度和數據定位存在偏差。全球定位系統能快速確定目標位置，但是無法提供目標點的地理屬性。因此，只有三者統一形成一個有機整體，實現各種技術的融合，才能發揮更大作用。

1 3S技術簡介

3S技術在森林資源數據監管過程中，對森林資源防火、森林資源保護、森林資源培育以及森林資源動態監測具有一定意義。首先從遙感系統中獲取基本信息，再由全球定位系統定向、定位及導航，利用地理信息系統進行數據分析處理，形成各種圖件，最終為領導提出決策方案。目前，3S技術比較成熟，三者之間不單純是相互調用基本功能，而是直接聯系共同作用，形成一體化綜合系統，以快速準確地獲取森林資源的空間信息，對數據進行動態監管，達到隨時隨地的現場查詢和分析判斷。

2 GIS與RS之間的結合

地理信息系統和遙感是各自獨立發展的現代地學空間處理技術系統，二者的結合主要表現在遙感可以為地理信息系統動態提供和更新各種屬性數據，地理信息系統可用于提高遙感空間數據的分析能力及精度。

2.1 遙感數據為地理信息系統提供各種信息

遙感是獲取和更新空間數據的重要手段，能夠及時、準確、綜合地提供各種資源和環境數據，進而增強地理信息系統的分析能力，尤其在解決大范圍以統計為主的地理信息系統中，利用遙感獲取信息尤為重要。

2.1.1 利用航空航天影像，編制各種專題圖件

利用專題圖件，通過數字化儀將各種信息輸入到地理信息系統軟件中，此結合方式是遙感和地理信息系統結合的重要形式。這種結合方式實質是將遙感形成的專題系列圖提供給地理信息系統，要求專題系列圖各要素來源統一，確保時相和圖幅位置配準，進而派生出綜合性數據及圖件。例如，在森林資源監管中，根據單要素的坡度圖、土壤類型圖、地形地貌圖及植被類型圖通過地理信息系統中模擬派生出森林專題圖。

2.1.2 處理后的遙感數據進入地理信息系統數據庫

此方式是遙感為地理信息系統提供數據的最為理想方式，當遙感數據錄入到計算機后，經過自動識別，生成各種專題圖件，最后進入地理信息系統，整個處理過程均在全數字化環境下運轉。

2.2 地理信息系統為遙感提供空間數據分析技術

通過地物對太陽輻射的反射作用形成遙感信息。地物識別主要依靠其對光譜特性的差異反應，實際應用中，常會出現“異物同譜”或“同物異譜”的問題，產生這種問題的根源是由地物光譜特性決定的，從遙感角度很難解決。此時，借助地理信息系統數據庫中的空間數據（DTM）可有效解決上述問題。

3 RS與GPS之間的結合

全球定位系統和遙感均是數據源獲取系統，二者不僅具有獨立功能，又能夠相互補充完善，這就是全球定位系統和遙感之間結合的主要基礎。

全球定位系統的精準定位功能解決了遙感定位問題，全球定位系統的快速定位確保遙感數據實時、快速進入地理信息系統進行分析處理，確保遙感數據及地面同步獲取數據能夠動態配準，動態進入地理信息系統數據庫。

4 GPS與GIS之間的結合

地理信息系統能夠將全球定位系統的定位信息實時的、準確的、形象的通過電子地圖進行反映。如果將全球定位系統的接收機與電子地圖相互結合，利用實時差分技術進行定位，結合通信手段組成各種監控和電子導航系統，可廣泛應用于公安、交通、林業和科學領域。全球定位系統可為地理信息系統及時采集和更新數據。例如外業調查中通過全球定位系統定位搜集到的數據，輸入到數據庫或電子地圖中，可對原有數據進行修正和核實，賦予專題圖新的屬性。

總之，通過3S集成，將使遙感、測繪、地理、制圖和管理決策更加科學融合，成為實時快速進行空間信息分析和決策。

5 3S技術在森林資源監管中的應用

單純依靠數據管理系統經營森林資源，缺乏對森林資源空間分布特征的綜合分析，具有一定局限性，地理信息系統的一個技術優勢就是能夠綜合分析和處理空間數據。因此，將地理信息系統應用于林業生產經營管理必將大大推進林業生產建設進程。

5.1 森林資源數據管理

將各種林業原始圖件數字化后形成矢量圖形文件存貯計算機后，輸入各實際地物（小班）屬性數據建立龐大的地理數據庫，求算面積、多元邏輯查詢，進而可以匯總資源數據，還可以實現圖形數據與屬性數據的雙向查詢，可利用地理信息系統成圖功能概略顯示森林資源數據分布情況，直觀獲取森林資源空間分布特征圖。

5.2 制定森林經營方案

地理信息系統利用其擁有的龐大數據庫和數據管理的功能，基于空間和屬性數據可建立林木生長、預測、經營和決策模型，通過對各種森林經營方案進行模擬、比對和評價分析，選擇出最優的森林經營模式，形成專題報告供決策者參考。

5.3 林業成圖

地理信息系統制圖功能強大，它將各類專題圖件（植被分布圖、降水量分布圖、海拔、坡向、坡度等圖件）分圖層數字化，與地理數據庫中的屬性數據關聯，通過疊加、復合、裁剪等獲取各類專題圖，依靠地理信息系統的空間分析模塊，生成DEM（數字高程模型），進而生成DTM（數字地形模型），再與各種資源分布專題矢量圖疊加，生成具有三維特征的各類圖件，實現森林資源在三維空間上的可視化輸出。

5.4 遙感圖像處理

目前，地理信息系統技術已經發展成為集地理信息系統、遙感和全球定位系統為一體的高新技術系統，三者整合后實現協同工作，充分發揮各自系統的技術優勢，解決遙感圖像的微機自動識別處理，地理信息系統數據庫的自動更新與成圖，實現資源與環境分析自動化，進而使遙感技術更加廣泛的應用于森林資源清查、森林災害監測和林業科學研究等方面，使其在森林資源經營管理及森林經營決策中發揮重要作用。

[責任編輯：楊玉潔]