“3S”技術及其在林業上的應用

關宏亮

一、"3S"技術的基本原理

遙感（RS）、地理信息系統（GIS） 和全球定位系統（GPS） 已走過了各自的獨立發展階段，在各技術取得成就的同時，科學家和應用部門逐漸地認識到單獨地運用其中的一種技術往往不能滿足一些應用工程的需要。隨著全球變化研究、資源與環境動態監測、災害防治等國際關注的點問題的提出， 人們迫切希望能具有提供全方位的準實時或實時的地面觀測信息的能力。遙感對地觀測技術整體的"時效性"距全球變化研究及環境、資源、災害動態監測的需求尚有一段距離。"3S"技術就是為了適應這一要求而產生的。

二、"3S"技術在林業中的應用

1、促進林業現代化管理

隨著"3S"技術的逐步應用，RS能迅速獲取大范圍信息，GPS能準確獲取具體定位信息，GIS能對RS 和GPS 獲取的信息迅速作出反應，進行綜合管理。"3S"的同步應用，不但能實現森林資源和經營狀況的實時、動態監測和管理，還能通過對森力資源內部各方面的全面有效監管，具體落實山頭的林地、濕地、沙地以及生物多樣性等林業資源的基礎數據，從而實現對森林資源與社會、經濟、生態環境的綜合分析和掌握，對造林地塊和造林方式進行詳細分析， 對林木的生長情況進行預測和模擬，實現造林決策的規劃圖，完善知識庫，實現森林資源的合理優化配置。減少不必要的資源消耗，大大降低了生產成本，提高了林業生產率，逐步轉變林業的粗放經營方式，走上精準經營之路，促進森林資源的現代化管理。

2、實現林業的無紙化辦公

2009年，中國林業門戶網的改版與整合，林業內網辦公平臺的推行使用，林業信息專網及政務公開平臺的擴建，建立起了覆蓋全國全省級林業主管部門及國家林業局京內外各直屬單位的林業專網系統。通過建設各類門戶網站、辦公資源網站和信息管理系統以及專業辦公數據庫，為我國林業系統搭建了技術先進、功能相對完善的網絡信息平臺，實現了各類數據的便捷收集、存儲、傳輸、處理和發布等，極大的提高了工作效率，基本實現了無紙化辦公。

3、監測林業資源動態

各級林業部門圍繞"精準林業"的和新要求在調查中利用先進的信息技術，比如遙感技術、無人機、地面近景攝影、三維激光掃描、GPS定位等技術獲取了精確的數據，并運用GIS將屬性數據和空間數據進行管理，制作完成森林資源的檔案管理和林業專題圖。通過對各類圖形的分析能實現林業資源數據以及檔案的一體化查詢，能在地圖上轉化查詢結果。對原始資料數據和各類動態數據的分析，還有助于建立森林防火預警體系、林業有害生物監控體系等，使得森林火災救助、林業病蟲火害防治、林地荒漠化預防、以及瀕危動植物保護等問題逐漸得到控制。

"3S"技術中，作為單項的GPS、RS、G IS在林業中已各自取得輝煌的成就，例如，GPS用于飛播造林輔助導航，樣地野外定位，伐區測定邊界和面積，林業工程測量等，取得良好的經濟效益。RS 在我國林業中的應用更是令人矚目，"三北"防護林遙感綜合調查在兩年時間查清了占全國60% 面積的"三北"地區森林、土地、草場等再生資源的數量，并對"三北"的生態環境進行了評價。使國家有關部門在短時間里掌握了如此大面積的資源狀況及變化情況，對人跡稀少、常規方法難以調查的地區，RS 更顯其威力。

GIS 的應用也由當初的簡單查詢和制圖制表發展為森林經營管理的重要工具， 除了完成常規的數據管理功能外，可方便地在空間屬性數據基礎上建立生長、預測、經營、決策等專業模式，通過對各種經營過程進行模擬比較和評價，選擇出最優經營方案，并通過與RS 的結合作出了許多區域性的森林資源、土地資源的動態化監測。

隨著"3S"技術的日益成熟和實用化，其具有實時或準實時獲取信息、處理信息的能力，必將給林業生產開拓一塊嶄新的天地。從"3S"技術的特點和林業生產的內容分析，可以預見。

4、建立森林資源地理信息系統

（一）基本數據庫的建立

（1）基礎資源分布地圖的形成和數據庫的建立

（a）自然資源地圖；（b）自然地理地圖；（c）社會經濟地圖；（d）森林經營地圖。

（2）屬性數據庫建立

"二類"查數據目前在我國大都采用關系數據庫，每個小班調查卡片為數據庫中的一個記錄，經輸入、檢查、修改，建成小班調查因子數據庫和樣地調查數據庫。在數據庫中：數據項，每項為調查因子。為實現屬性庫與圖形庫的聯結，對應于圖形庫中的關鍵字，在小班數據庫中增加了一個數據項ID；記錄：以小班記錄或樣地記錄為單位；文件：以鄉（鎮）或林場（采育場）為單位，文件以鄉（鎮）或林場（采育場）名稱命名。

（二）林業結構的科學調整

（1） 森林樹種的結構調整

采用數字林業技術中的緩沖分析方法對林業中不同區域的森林資源分布狀況和自然條件、氣候變化、產業經濟分布結構以及社會經濟需求進行空間屬性分析并以此來進行河岸防護林，自然保護區等公益林和經濟建設用林等非公益林的合理規劃、比例分布，也可以更加有針對性的確定林種的布局。

（2）樹齡組成結構調整

森林資源樹齡搭配結構的調整，應當充分利用GIS和相關的數字技術，從保證森林資源的可持續發展、社會經濟效益和生態效益的角度為出發點，以地區地形地貌、樹木立地條件、林種分布特點、林木生長各個階段的特點為客觀依據來科學確定合理的齡組結構、林種組成和林木調整計劃和方案，已達到和實現各齡組、各林種比重逐步趨向合理、科學，加速林木成熟，使林業真正發揮出它應有的生態效益、經濟效益和生產潛力。

三、結論

3S技術還可對土地資源、土地利用、農業布局、產量數據庫，森林、草地數據庫及其信息服務和決策支持系統；重點地區荒漠化檢測分析；植被動態分析；參與國家基本資源環境信息分析決策系統的建立等。

通過這些項目的開發應用，可為林業的發展提供一條廣闊的道路，使林業的發展邁上新的臺階，這需要我們不斷深入研究和探索，以便為林業的未來服務。

（作者單位：158200黑龍江省雞東縣林業局平房林場）