森林資源監(jiān)測中林業(yè)3S技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與展望

劉寧 郭成 劉晨

摘 要 針對3S技術(shù)的組成，即遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)進行分析，并結(jié)合森林資源監(jiān)測中林業(yè)3S技術(shù)在森林防火、森林病蟲害防治、森林資源的清查等方面的應(yīng)用現(xiàn)狀，從實現(xiàn)森林資源監(jiān)測的自動化、動態(tài)了解森林資源面積變化、森林起火點的未來研究、森林資源清查的未來研究等方面對3S技術(shù)的未來應(yīng)用進行展望，以提高人們對3S技術(shù)的重視程度，提高森林資源的監(jiān)測水平。

關(guān)鍵詞 森林資源監(jiān)測;遙感技術(shù);地理信息系統(tǒng);全球定位系統(tǒng)

中圖分類號：S757.2 文獻標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.23.022

森林資源監(jiān)測是指借助相關(guān)技術(shù)對現(xiàn)有森林資源相關(guān)內(nèi)容進行動態(tài)監(jiān)測。通過森林資源監(jiān)測，能夠及時把控森林資源變動情況，并作出合理決策，進而對森林資源進行有效管理。隨著社會經(jīng)濟水平的提高，各類資源的損耗速度逐步增長，森林資源也不例外。因此，在可持續(xù)發(fā)展背景下，應(yīng)做好森林資源保護工作，減少森林資源浪費，推動林業(yè)健康發(fā)展。而在森林資源保護工作中，3S技術(shù)的應(yīng)用非常重要?；诖?，探討森林資源監(jiān)測中林業(yè)3S技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及展望。

1 3S技術(shù)的組成

1.1 遙感技術(shù)

在3S技術(shù)中，遙感技術(shù)屬于基礎(chǔ)類應(yīng)用技術(shù)，其主要作用是及時獲取目標(biāo)區(qū)域信息，然后將數(shù)據(jù)信息進行處理、對外輸送。該技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢在于可以對目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的相關(guān)信息進行動態(tài)監(jiān)測，且適應(yīng)性非常強。遙感技術(shù)一般適用于森林資源覆蓋情況、森林氣象變化情況、森林病蟲害發(fā)展情況、森林中交通分布情況等應(yīng)用領(lǐng)域[1]。

1.2 地理信息系統(tǒng)

地理信息系統(tǒng)是一款專門進行地理信息管理的計算機軟件系統(tǒng)，不但能夠多角度、多層級、多門類的管理地理信息，還能夠?qū)⒏黝愋畔⑦M行分析、組合，方便操作者檢索和查詢[2]。除此之外，地理信息系統(tǒng)還能夠?qū)⑿畔⒃佻F(xiàn)到電子屏幕上，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的“可視化”，降低操作者管理信息的難度，提高工作效率。該系統(tǒng)現(xiàn)在廣泛運用于地理區(qū)域規(guī)劃、生態(tài)環(huán)境規(guī)劃、自然災(zāi)害監(jiān)測、森林資源監(jiān)測等領(lǐng)域，為相關(guān)部門作出科學(xué)決策提供了依據(jù)。

1.3 全球定位系統(tǒng)

在3S技術(shù)當(dāng)中，全球定位系統(tǒng)（GPS）是輔助技術(shù)人員對森林資源相關(guān)信息進行動態(tài)監(jiān)管的應(yīng)用技術(shù)，其可以對目標(biāo)區(qū)域點位置進行精準(zhǔn)定位，如果森林發(fā)生火災(zāi)，該系統(tǒng)可以對起火點進行精準(zhǔn)定位，從而加快火災(zāi)的撲滅速度[3]。在對森林資源進行清查時，技術(shù)人員需要對區(qū)域邊界進行明確，進而提升數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性，全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用就可以幫助技術(shù)人員明確界定區(qū)域邊界，提升信息數(shù)據(jù)采集的完整性和準(zhǔn)確性。

2 森林資源監(jiān)測中林業(yè)3S技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 森林防火

我國科學(xué)技術(shù)體系的不斷完善為3S技術(shù)提供了良好的發(fā)展機遇。例如在20世紀(jì)90年代，國家林業(yè)局結(jié)合已有衛(wèi)星和地理信息系統(tǒng)架構(gòu)，建立了符合國家森林防火需要的林火管理系統(tǒng)，以加快起火點發(fā)現(xiàn)速度，降低火災(zāi)對自然資源造成的影響。在系統(tǒng)推廣初期，主要應(yīng)用于擁有豐富森林資源的東北地區(qū)和西南地區(qū)。隨著在應(yīng)用過程中不斷完善，根據(jù)目前數(shù)據(jù)顯示，該系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)取得了較好的效果。

2.2 森林病蟲害防治

森林資源可以分為原始森林資源和人造森林資源，相比于原始森林資源，人造森林種植的樹木種類相對單一，如果出現(xiàn)森林病蟲害，給人造森林帶來的負面影響很難控制。因此，在森林資源監(jiān)測過程中，病蟲害是較為重要的監(jiān)測內(nèi)容。根據(jù)現(xiàn)有研究數(shù)據(jù)顯示，正常植株與出現(xiàn)病蟲害植株所反射出的光譜曲線存在較大差異，利用3S技術(shù)可以準(zhǔn)確獲取目標(biāo)區(qū)域的光譜曲線，結(jié)合曲線變化情況對已發(fā)生病蟲害的區(qū)域展開積極防治，能夠起到控制病蟲害蔓延，降低林業(yè)經(jīng)濟損失的作用。

2.3 森林資源的清查

森林資源清查是指對區(qū)域內(nèi)森林資源的規(guī)模、林木種類、林木結(jié)構(gòu)分布等情況進行系統(tǒng)性清查，根據(jù)調(diào)研結(jié)果可以為國家后續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的制定提供基礎(chǔ)保障，以起到優(yōu)化森林資源分配的作用。在2009—2013年，我國開展了一次全國森林資源清查工作。在清查工作中，技術(shù)人員借助3S技術(shù)對重點保護樹種進行標(biāo)注，同時利用統(tǒng)一記錄表格對相關(guān)信息進行了詳細記錄，有效提升了森林資源清查效率。

3 森林資源監(jiān)測中林業(yè)3S技術(shù)的應(yīng)用展望

3.1 實現(xiàn)森林資源監(jiān)測的自動化

現(xiàn)階段，我國借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將3S技術(shù)中的遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)與全球定位系統(tǒng)進行有效結(jié)合，使其形成可以按照既定要求自動執(zhí)行相關(guān)操作的綜合管理系統(tǒng)。在未來發(fā)展過程中，監(jiān)測自動化也將成為重要的發(fā)展趨勢。在自動化監(jiān)測過程中，系統(tǒng)可以根據(jù)預(yù)先設(shè)置的預(yù)警值對異常數(shù)據(jù)信息進行自動識別，并對此類信息進行標(biāo)注，然后將信息反饋到相關(guān)控制系統(tǒng)當(dāng)中，由技術(shù)人員對其進行統(tǒng)一處理，從而有效提升監(jiān)測效率和問題發(fā)現(xiàn)速度。

3.2 動態(tài)了解森林資源面積變化

森林資源受到人為因素和自然因素影響，面積一直處于動態(tài)變化過程。人為因素對森林資源的影響主要是樹木砍伐引起的資源面積降低，自然因素影響主要是指山體滑坡、泥石流等自然災(zāi)害導(dǎo)致森林資源消失。在未來發(fā)展過程中，3S技術(shù)會作為主要支柱系統(tǒng)對森林資源面積的變化情況進行實時監(jiān)管，并借助采集數(shù)據(jù)對森林面積變化原因和發(fā)展趨勢進行合理推測，針對性制定相應(yīng)的解決措施，從而提高林業(yè)局對森林資源變化的管控水平。

3.3 森林起火點的未來研究

在自然環(huán)境下，森林資源具有較高的可燃性，是非常好的助燃物，一旦發(fā)生森林火災(zāi)，火災(zāi)規(guī)模將會在極短時間內(nèi)迅速蔓延，給當(dāng)?shù)貧夂蚝蛧窠?jīng)濟帶來嚴(yán)重的負面影響。在未來發(fā)展過程中，如何提高起火點的監(jiān)測精準(zhǔn)度也是下階段3S技術(shù)發(fā)展的核心。因此，應(yīng)在現(xiàn)有技術(shù)研究基礎(chǔ)上，對起火點原因進行深層次分析，逐步完善起火點監(jiān)測系統(tǒng)，從而加快火災(zāi)起火點發(fā)現(xiàn)速度，加快森林火災(zāi)的撲滅速度。

3.4 森林資源清查的未來研究

森林資源清查工作是一項持續(xù)性工作，每間隔一段時間國家就會統(tǒng)一進行全國范圍內(nèi)的森林資源清查工作，而林業(yè)局也會定期進行森林資源清查工作。在未來發(fā)展過程中，如何進一步提升數(shù)據(jù)信息采集效率和準(zhǔn)確性也成為3S技術(shù)發(fā)展需要重點控制的問題，且對提升森林資源清查結(jié)果的有效性也有著積極意義。

4 結(jié)語

綜上所述，3S技術(shù)在森林資源監(jiān)測中發(fā)揮著重要作用，但是人們對于3S技術(shù)的開發(fā)利用設(shè)想還有很多仍停留在理論層面，如何將這些理論運用到實際中是未來發(fā)展的重點。當(dāng)前3S技術(shù)在森林檢測系統(tǒng)的應(yīng)用還只有極小部分，了解3S技術(shù)的原理，結(jié)合森林資源監(jiān)控的相關(guān)經(jīng)驗，將3S技術(shù)更深層次地應(yīng)用在森林資源的監(jiān)控上是未來發(fā)展的重點。

參考文獻：

[1] 李萬洋.森林資源監(jiān)測中林業(yè)3S技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與展望[J].農(nóng)村經(jīng)濟與科技，2019，30（2）：48.

[2] 黃福論.森林資源監(jiān)測中林業(yè)3S技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與展望[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2018（14）：138-139.

[3] 周冬蓮，黃小林.森林資源監(jiān)測中林業(yè)3S技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與展望[J].現(xiàn)代農(nóng)村科技，2018（8）：75-76.

（責(zé)任編輯：劉昀）

收稿日期：2019-07-11

作者簡介：劉寧（1990—），男，湖北武漢人，碩士，助理工程師，研究方向為林學(xué)。E-mail： 993156160@qq.com。