試析“3S”技術在森林資源調(diào)查規(guī)劃設計中的應用

劉紅位

摘要：指出了合理開展森林資源調(diào)查規(guī)劃工作，能夠全面準確地掌握森林資源狀況，以此為基礎合理編制森林經(jīng)營方案，可做好林業(yè)發(fā)展規(guī)劃工作。從“3s”技術概述著手，就“3s”技術在森林資源調(diào)查規(guī)劃設計中的應用進行了詳細介紹，并就森林資源調(diào)查規(guī)劃中使用3S技術存在的障礙進行了探討，提出了相應的解決辦法。

關鍵詞：3S技術;森林資源調(diào)查規(guī)劃設計;實際應用

中圖分類號：S7 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2019）15-0190-02

“3S”技術概述

“3S”技術是全球定位系統(tǒng)（GPS）、遙感技術（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）的總稱。隨著信息技術發(fā)展的日新月異，在信息化數(shù)字實施過程中，3S技術的重要性日漸突出。

全球定位系統(tǒng)（GPS）誕生于20世紀70年代，能夠?qū)崿F(xiàn)海、陸、空多維觀測、定位與導航的系統(tǒng)。對于GPS技術而言，包含地面控制、空間星座、用戶設備等內(nèi)容，能夠從多個維度對被測對象的位置加以確定。正是因為GPS具有價格低廉、精確度高、使用便捷性程度高等顯著優(yōu)勢，在土地利用調(diào)查、森林資源調(diào)查、民用交通以及軍事等領域等多個領域都得到廣泛應用。在林業(yè)管理過程中，該技術主要運用林區(qū)測量和控制網(wǎng)絡構(gòu)建，與RS聯(lián)合使用時能夠用于森林資源清查與病蟲害監(jiān)測工作，與GIS聯(lián)合使用就能構(gòu)建完善的森林資源管理系統(tǒng)。

遙感技術（RS）指的是接收并獲取地球表面的電磁波信息，在對這些信息進行掃描、攝影和處理后，遠程實現(xiàn)對各種現(xiàn)象的識別與測控。由于遙感技術觀察范圍廣，能快速準確地獲取信息數(shù)據(jù)，且應用成本比較低，因而廣泛應用于森林資源調(diào)查中，特別是氣候氣象預測預報、植被資源調(diào)查以及病蟲害預測等方面。

地理信息系統(tǒng)（GIS）發(fā)展時間比較短，也是一門綜合應用系統(tǒng)。在地理信息系統(tǒng)的幫助下，可以將森林資源視圖信息和森林地理位置進行有機結(jié)合，對于地理信息系統(tǒng)而言，涉及多媒體、計算機科學、幾何學等相關學科的內(nèi)容，是對各種對象的有效融合，在對收集的對象進行科學分析的基礎上，將其中包含的圖文信息傳遞給用戶進行使用。在森林資源調(diào)查規(guī)劃過程中，GIS能夠構(gòu)建一個涵蓋森林面積、海拔、植物群落位置、林木種類及土壤類型的森林植物信息管理系統(tǒng)，對地區(qū)森林資源的各個因素進行系統(tǒng)綜合分析，使森林資源得到高效利用與管理。

當前，3S技術發(fā)展水平不斷提高，實現(xiàn)了GPS、RS、GIS技術的有效融合，并建立功能強大的技術體系，便于收集各種空間與環(huán)境信息，并采取相應的處理措施。在森林資源調(diào)查規(guī)劃設計領域，有著十分廣闊的應用前景。在將3S技術應用于森林資源調(diào)查利用的過程中，主要分為3個階段：第一階段的主要任務就是采取有效的信息采集手段，廣泛收集各種與森林資源相關的信息，為森林資源管理調(diào)用提供便利。第二階段的主要任務就是建立森林資源屬性和空間數(shù)據(jù)庫，這樣就能準確掌握森林資源數(shù)量與質(zhì)量信息。進入第三階段后，采取一些有效手段，加強森林資源管理優(yōu)化，為作出森林資源管理決策提供足夠的信息，以實現(xiàn)對森林資源的集約化管理。

2“3S”技術在森林資源調(diào)查規(guī)劃中的應用

通過森林資源調(diào)查與規(guī)劃工作的開展，掌握森林資源發(fā)展現(xiàn)狀與變化規(guī)律，使森林資源管理水平與質(zhì)量得到有效提升，獲取足夠的信息依據(jù)，為林業(yè)管理部門提供有效的決策依據(jù)。現(xiàn)如今，在森林資源調(diào)查規(guī)劃過程中，不少地區(qū)都在使用“3S”技術，也取得了顯著成效，大大改善了森林資源管理狀況。

2.1在森林資源調(diào)查、監(jiān)測中的應用

近年來，森林資源管理水平一直在提升，并逐步建立與環(huán)境、資源等為一體的綜合性監(jiān)測和管理體系。為了有效開展森林資源監(jiān)測與管理工作，在選擇衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)源時，需要綜合考慮調(diào)查與、監(jiān)測動態(tài)目的及范圍等因素，以此作為基礎統(tǒng)計數(shù)據(jù)資源，如SPOT衛(wèi)星（HRV數(shù)據(jù)）、NOAA衛(wèi)星（AVHRR數(shù)據(jù)）等衛(wèi)星遙感數(shù)量。在森林資源調(diào)查過程中，在分析衛(wèi)星分辨率和光譜觀察波段的基礎上，合理選用遙感數(shù)據(jù)源與地面抽樣技術，依托GPS空間定位技術的輔助，科學利用GIS系統(tǒng)加強對采集數(shù)據(jù)的分析，構(gòu)建完善的森林資源監(jiān)測體系。

對于森林資源監(jiān)測動態(tài)體系而言，可利用RS技術收集一段時間的森林資源觀測影像數(shù)據(jù)，并及時對這些數(shù)據(jù)加以更新。對于固定目標，GPS技術能夠?qū)崿F(xiàn)準確定位，能夠在森林資源開發(fā)與造林更新過程中，GPS技術可以進行區(qū)域邊界定位。然后GIS系統(tǒng)就能對RS數(shù)據(jù)、GPS定位數(shù)據(jù)進行分析，并構(gòu)建完善的森林資源動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。

2.2在森林火災、病蟲害監(jiān)測中的應用

通過合理運用3S技術，能夠?qū)ι只馂呐c病蟲害監(jiān)測進行實時監(jiān)控，并在此基礎上做好災后評估工作。在森林火災監(jiān)測過程中，先利用RS技術獲取火情的衛(wèi)星影像資料，然后合理運用GPS技術確定著火點及其位置邊界，緊接著通過GIS系統(tǒng)實現(xiàn)對災情的準確評估。一旦遇到突發(fā)性強、迅速蔓延的火災，利用氣息衛(wèi)星的AVHRR影像，能夠?qū)馂陌l(fā)展進程進行實時監(jiān)控。對于TM衛(wèi)星而言，具有分辨率高的特征，能夠?qū)崟r掌握災情及其發(fā)展狀態(tài)信息。所以，如果能夠在森林火災監(jiān)測過程中合理使用3s技術，能夠使監(jiān)測效率得到最大化發(fā)揮。

當森林植物遭受病蟲害侵襲時，葉片內(nèi)部組織、功能就會發(fā)生變異甚至是完全消失，就會影響光譜反射率，所以，就要借助于不同的衛(wèi)星技術對植物指數(shù)變化加以監(jiān)測，這樣就能實時了解森林病蟲害狀況，進而采取高效防治措施。

2.3在專題圖繪制、資源清查中的應用

在開展森林資源調(diào)查規(guī)劃工作過程中，使用的專題圖是一種客觀反映森林資源的主題現(xiàn)象或要素的地圖。在森林資源二類調(diào)查過程中，外業(yè)區(qū)劃、圖紙繪制、地物找尋、手圖調(diào)繪等操作都需要依靠地形圖、航片等資料完成，并通過純手工方式完成對森林資源專題圖的繪制工作。在森林資源調(diào)查規(guī)劃中加強3s技術的應用，使得專題圖編制方法得到有效改進，并利用計算機技術、衛(wèi)星遙感技術獲取最新數(shù)據(jù)信息，進而獲取動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)資料。在林業(yè)調(diào)查過程中，利用RS獲取的影像資料去替換過去的航片，對森林分類、區(qū)域規(guī)劃設計作出準確判讀，依托影像資料與圖面資源，并通過野外實地勘察，做好森林區(qū)劃工作，在此基礎上，完成森林資源清查工作，并繪制專題圖。

3森林資源調(diào)查規(guī)劃中使用3S技術面臨的障礙

3.1RS影像分辨率偏低。同譜異物與同物異譜現(xiàn)象突出

在森林資源調(diào)查過程，由于使用的遙感衛(wèi)星遙感影像分辨率較低，會影響對植物種類及樹齡等的判讀，如孤立木、四旁樹及林地等資料，在遙感衛(wèi)星的影像資料中，根本無法判讀出來，還要做大量的外業(yè)調(diào)查工作。同時，在判斷植物種類的過程中，因受氣候條件、森林植被及地形地貌等因素影響，導致衛(wèi)星影像顯示的色調(diào)存在較大差異，不同的植被，往往存在阿譜異物或同物異譜的現(xiàn)象，導致工作人員難以判讀森林植物種類，特別是灌木林、林地及疏林地等，無法進行準確區(qū)分。

3.2圖像存在陰影、地形圖疊加效果差

在調(diào)查實踐中可以發(fā)現(xiàn)，山區(qū)圖像中陰坡存在明顯陰影，色標影像不夠清晰，影響判斷的準確性，那么在外業(yè)調(diào)查過程中，需要對陰坡的陰影地區(qū)林地加強調(diào)查與區(qū)劃。但是，如果外業(yè)調(diào)查中使用的基本用圖并未顯示地形信息，特別是在與遙感影像進行疊加時，就會出現(xiàn)明顯的模糊現(xiàn)象，這樣會導致外業(yè)調(diào)查過程中工作人員難以辨認地形，對外業(yè)調(diào)查工作效率造成不利影響。

4結(jié)語

將3S技術運用于森林資源調(diào)查規(guī)劃設計，能夠準確高效地收集和更新森林資源信息，利用RS技術收集森林資源調(diào)查的衛(wèi)星遙感信息，同時根據(jù)GPS的準確定位，運用GIS系統(tǒng)，對所獲信息數(shù)據(jù)進行綜合分析處理，進而為森林資源管理與規(guī)劃決策提供相應的數(shù)據(jù)與圖文信息。相信隨著3S技術運用的不斷深入，很多森林資源調(diào)查規(guī)劃應用過程中的問題都將得到解決，使森林資源調(diào)查規(guī)劃更加科學高效，進而促進森林資源建設發(fā)展水平的提升。