論3S技術在林業調查規劃設計中的應用

金亞榮

摘 要：信息技術的發展和進步，為林業資源調查和規劃設計提供了巨大便利，目前應用最普遍的林業信息技術就是3S技術。3S技術不僅精準性非常高，而且操作簡便，處理效率高，既能有效降低人工調查及測量誤差，還能顯著提升工作效率，降低林業管理的人工成本。本文闡述了3S技術的概念及內涵，重點對林業調查規劃設計中3S技術的具體應用進行分析，以期有利于提升我國林業調查規劃設計水平，促進林業資源保護和發展。

關鍵詞：3S技術;林業資源;調查規劃設計;應用分析

中圖分類號：S75 ? ? ? 文獻標識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20200930029

引言

林業資源是最重要的森林資源，其不僅對維護生態環境起著關鍵作用，而且對支撐人類社會生活及經濟發展意義重大。因自然環境一直處于變化發展中，林業資源的生長狀態、資源數量等也在不斷變化，僅憑傳統人工統計和調查的方法難以準確獲得林業資源的詳實信息，這使林業管理和規劃設計都存在一定困難。但隨著信息技術的飛速發展，3S技術得到充分利用，徹底改變了傳統林業資源調查統計中費時費力的狀況，不僅可獲得精準、全面的林業資源信息，確保林業資源規劃設計更加科學，還大大提升了調查效率，有效降低了管理成本，對提升我國林業資源管理和建設水平作用明顯[1]。

1 3S技術的概念和內涵

3S技術是遙感技術RS（Remote sensing）、地理信息系統GIS（Geography information systems） 以及全球定位系統GPS（Global positioning systems）3種技術的合稱。3S技術融合了空間信息技術、傳感器技術、衛星定位和導航技術、計算機及通訊技術等多種專業技術，具有信息全面收集、地理精準定位、動態監控、數據信息分析處理、信息及時傳輸等諸多優點。其中，RS技術是一種信息探測和收集技術，其結合物理、地理以及數學等學科知識和算法來實現信息的快速、精準探測;CIS是一個數據信息管理系統，也可稱為信息資源庫，可對RS探測的大規模數據信息進行有效儲存和實時傳遞，可為最終的信息分析提供充足的數據支撐;GPS技術是一個全球性的衛星導航和定位系統，能對地球上的任意目標位置進行精準定位，便于確立數據測量點，提升測量針對性[2]。

在林業資源調查規劃設計中通常要結合3S技術的共同優勢，通過靈活搭配使用，確立測量基準點，清晰界定測量對象和測量范圍，及時全面掌握林業資源動態信息，存儲相關數據信息備查備用，實現高效高質調查，科學規劃，合理設計，提升林業資源管理質量。

2 3S技術在林業調查規劃設計中具體應用

3S技術在林業領域應用廣泛，其用途不僅限于林業資源調查，還包括野生動物資源調查、森林災害監測、環境污染監測等方面。其中在林業調查規劃設計中應用最為普遍，具體內容如下。

2.1 樣地精準定位

地理信息定位可幫助調查人員明晰林業調查的范圍和規劃內容，同時還有助于為空間范圍設計提供準確的數據支持。樣地調查是林業資源清查和規劃設計的基本組成部分，通過選取調查區域中的某一較小范圍來進行集中調查，以局部調查結果為參照，按等比例放大到整合調查區域，并進行科學估算，以較少的調查投入獲得較大效益，提升林業資源調查效率。樣地調查的基礎保障是樣地定位，只有做好樣地定位，明確調查范圍，才能保障后續的調查工作順利開展[3]。以往進行樣地定位時，主要借助羅盤依靠大量人力來開展工作，這種方式易受地勢變化的客觀因素和人工作業的主觀因素所影響，其測量結果往往存在較大誤差，難以保障最終的調查質量。而使用3S技術中的GPS技術，借助衛星系統來進行空間定位，可以確保測量信息的精準性。通過將樣地經緯度參數輸入地理圖像信息數量測試框中，使具體目標地點在儀器中呈現出來;以目標地點為導航目標，啟動GPS導航功能，清晰呈現出當前所在位置和目標點之間的距離及方位，跟隨指示到達目標點，最終完成樣地定位。在GPS技術支持下樣地定位路線清晰、方向明確，可減少工作過程時間及人力成本損耗，提高工作成效[4]。

2.2 有效支撐外業調查

在林業調查規劃設計中外業調查的主要作用是數據信息采集，將3S技術應用到調查工作中，能夠確保調查信息更加準確。3S技術中的GIS技術不僅可對數據信息進行安全存儲，還可以對數據信息進行針對性處理，其與RS和GPS技術進行搭配使用，便于獲得調查所需的有效信息[5]。如，某地在規劃開展次生林建設中，需要全面掌握當地水資源與土地資源分布情況，使用傳統調查方法，周期過長、成本過高，而使用3S技術對本地水文地理進行衛星定位，對定位圖進行數據分析，掌握空間區域內的真實信息，快速形成調查結果，可有效節省調查時間，推進次生林建設工程項目的實施。

2.3 提升數據處理能力

一般數據處理工作包括數據存儲、分析、傳輸及應用等幾個方面。3S技術形成的數據信息以衛星信號為紐帶進行實時傳輸，地面接收設備與衛星系統相匹配，保障信息傳遞高效和穩定[6]。接收的數據信息需要使用小波降噪等措施，增強信息可讀性，同時將這些原始信息進行結構性轉換，使數據信息可以直觀化反映調查結果。在此過程需重視單位標注和地圖比例尺工作，要求選擇統一且合理的比例尺，一般選用1∶1000或1∶1500的比例尺。另外，選擇坐標系應遵循數據處理原則，根據實際使用情況進行選擇，常用西安80直角坐標系和北京54直角坐標系。在對數據初步處理和分析完成之后，應將信息錄入到計算機系統中，并將數據信息進行備份、存儲、歸檔，為開展林業調查規劃設計提供數據支撐，避免重復測量。

2.4 支持空間距離分析

空間距離分析在林業資源管理和規劃設計中發揮著重要作用，主要運用于計算作業總量和劃分工作范圍等方面，而且非常適用于大范圍距離測定。如，在對地形較復雜的森林區域進行分析時，使用戶外常規作業技術和PTK技術難以有效測量距離，必須要選擇更多更高的地理位置作為測試基準點，一般要求每間隔1km確定1個基準點，以滿足測量需要[7]。在空間按距離分析中引入3S技術，利用RS遙感技術可準確獲得高點與邊緣標準點兩者之間的數據信息，且兩者之間可通過物理連接組成平面圖;利用GPS衛星定位技術就能準確確定各測試點的詳細位置，并明確具體測量點的經緯度信息;在GIS地理信息系統的作用下，可快速獲得空間立體感的信息圖，而且還可以準確測定每個邊緣基準點和高點之間的實際距離，可以選擇更多的邊緣點，以此提高空間距離測定精度。

2.5 助力小班調查

小班調查作為傳統林業資源調查設計的主要方法，有著重要作用。這種調查方法是在地形圖上根據經緯度的規劃來計算面積，對相關數據信息進行換算，從而實現具體的數據監測和規劃。傳統小班調查多采用人工作業模式，不僅費時費力，而且實際成效不高，測量誤差率較大，不能保障林業調查規劃設計質量。通過應用3S技術，以計算機為工具對各類數據進行智能換算，可有效避免數據失誤，提升調查精度。具體功能包括以下3點。

2.5.1 借助GPS技術明確小班作業邊界

充分發揮GPS衛星定位的功能，在厘清小班邊界線的同時，確立測量目標關鍵點，將其準確標示出來，并連線形成小班。此外，GPS衛星定位技術還能解決平原地區因地理特征不明顯，測量點不清晰，小班界限無法有效區分的問題。

2.5.2 利用RS遙感影像進行準確判讀

通過觀察遙感影像的色澤、圖像質感、紋理結構、幾何特征、地理位置等因素，并與相關參照物進行簡單核對，即可準確判讀出信息結果，能夠降低判讀難度，節約工作時間。

2.5.3 利用GIS加強數據分析和統計并繪制成圖[8]

GIS信息系統以內部儲存的數據信息為基礎，將小班因子輸入到計算機中，系統自動進行面積計算、數據統計、數據分析等一系列操作，最后繪制出具體圖形。

2.6 利于開展林業專題調查

林業專題調查主要是針對林業資源中某些具體內容的重要數據采集和分析等一系列工作。如，林地征占利用調查、造林地資源統計調查、林業資源多樣性調查等。林業專題調查往往具有針對性、專業性、深入性，是針對特殊目標進行的深層次研究，目的是增強對林業資源管理的有效性。具體的操作方法為，3S技術緊密結合計算機技術，在數據收集的同時進行數據深加工;遙感技術結合人工監測二者互為補充，確保信息完整，以此實現樣本區域內調查數據的常態化。利用健全的通信系統確保數據信息的及時傳輸，衛星信號傳送和地面信號接收處于正常工作狀態，保證所有信息都能實現全天候完整傳遞，形成有規律的數據資源庫，便于規劃設計工作人員能夠準確把握林業資源信息，制定出科學合理的規劃設計方案。

3 結語

現代林業調查規劃設計應充分借助信息技術來提高工作質量和效率，3S技術具有數據信息全面收集、信息存儲分析處理、目標對象精準定位的特點，將其運用于林業資源調查、規劃和設計工作中可實現林業工作的提質增效，值得推廣應用。

參考文獻

[1] 王鑫，苗志遠，李亮，高亮.林業調查規劃設計中3s技術的實際應用分析[J].農業與技術，2018（24）：191.

[2]曾得勝.3S技術在林業調查規劃設計中的實際應用[J].江西農業，2019（08）：59.

[3]劉紅位.試析“3S”技術在森林資源調查規劃設計中的應用[J].綠色科技，2019（15）：190-191.

[4]楊良.3S技術在森林資源二類調查的具體體現及影響[J].北京農業，2014（06）：252.

[5]殷亞南，李羅仁，王勇.3S技術在森林資源規劃設計調查中的應用探討[J].江蘇林業科技，2008（12）：37-39.

[6]潘明哲.3S技術在林業調查規劃設計中的實際應用[J].科學技術創新，2020（06）：146-147.

[7]胡軍星.林業調查規劃設計中3S信息技術應用分析[J].現代農業研究，2020（05）：111-112.

[8]孫天洪.3S技術在森林資源規劃設計調查中的應用[J].農家參謀，2020（05）：109.

（責任編輯 ?李媛媛）