3S技術(shù)在林業(yè)中的應(yīng)用核心研究

單靜 王玨

摘 要：森林資源作為我國生態(tài)文明建設(shè)過程中不能缺少的重要內(nèi)容，在當(dāng)前的林業(yè)發(fā)展過程中，需要對先進的技術(shù)進行充分應(yīng)用。而3S技術(shù)作為林業(yè)發(fā)展過程中不能缺少的重要技術(shù)類型，需要了解其具體的應(yīng)用特點。并分析3S技術(shù)在林業(yè)中的應(yīng)用核心，進而推動林業(yè)建設(shè)工作的有序發(fā)展。

關(guān)鍵詞：3S技術(shù);林業(yè)建設(shè);應(yīng)用核心

前言

在社會經(jīng)濟發(fā)展過程中，林業(yè)建設(shè)工作是優(yōu)化環(huán)境和促進經(jīng)濟發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，對促進人與自然和諧有至關(guān)重要的作用。推動林業(yè)可持續(xù)發(fā)展是推動社會可持續(xù)發(fā)展的重要措施。利用先進技術(shù)開展林業(yè)資源以及環(huán)境監(jiān)測工作，可以提高林業(yè)發(fā)展水平。

一、3S技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)點

3S技術(shù)指的是將遙感技術(shù)（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）以及全球定位系統(tǒng)（GPS）綜合應(yīng)用的技術(shù)，集合了空間技術(shù)、傳感器技術(shù)、衛(wèi)星定位與導(dǎo)航技術(shù)、通信技術(shù)等各種先進技術(shù)，可以完成固定信息采集處理分析以及傳播等各項功能。目前，在測繪領(lǐng)域，3S技術(shù)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，而在林業(yè)建設(shè)過程中對3S技術(shù)進行應(yīng)用也有不能忽視的積極作用。3S技術(shù)的主要應(yīng)用優(yōu)點表現(xiàn)在以下方面：

第一，遙感技術(shù)指的是從高空或者外層空間接收地層表面各種地物電磁波信息的技術(shù)。在遙感技術(shù)應(yīng)用過程中，可以對獲取的信息進行掃描、攝影、傳輸，從而準(zhǔn)確掌握地表隔離地物和現(xiàn)象，完成遠(yuǎn)距離探測以及識別，是一種現(xiàn)代化的綜合性技術(shù)。

第二，地理信息系統(tǒng)技術(shù)指的是開展地理信息管理的計算機軟件系統(tǒng)。這一系統(tǒng)在應(yīng)用過程中除了對信息進行合理劃分之外，還可以對不同的信息進行組合分析、再組合再分析，同時還可以完成查詢、檢索、修改、輸出等各項功能。地理信息系統(tǒng)在應(yīng)用過程中具有可視化的功能，直接利用計算機屏幕可以使工作人員準(zhǔn)確掌握信息內(nèi)容，使信息成為可視化的工具。從而使信息使用者更加清晰直觀地獲取信息的規(guī)律和分析結(jié)果。并且在屏幕上還可以展現(xiàn)出信息的變化情況。因此，地理信息系統(tǒng)可以完成數(shù)據(jù)輸入預(yù)處理、數(shù)據(jù)編輯以及數(shù)據(jù)存儲、管理、數(shù)據(jù)查詢檢索、數(shù)據(jù)分析等各項功能[1]。

第三，全球定位系統(tǒng)技術(shù)。作為外業(yè)數(shù)據(jù)測繪過程中不能缺少的技術(shù)類型。全球定位系統(tǒng)在應(yīng)用過程中可以開展海、陸、空全方位實時三維導(dǎo)航以及定位工作。GPS主要包括空間衛(wèi)星、地面控制以及用戶設(shè)備等三部分，能夠快速準(zhǔn)確地掌握點、線、面要素以及相關(guān)信息。還可以全天候開展測量工作，從而掌握準(zhǔn)確的坐標(biāo)信息。GPS的測量精度也比較高，并且隨著GPS技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，其自動化水平越來越高，可以在最大程度上提高測量工作的效率。

隨著3S技術(shù)的不斷完善將遙感技術(shù)全球定位系統(tǒng)以及地理信息系統(tǒng)進行有效結(jié)合，其在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越普遍。而以3S技術(shù)為基礎(chǔ)對三種技術(shù)中的相關(guān)內(nèi)容進行有效融合，可以形成強大的綜合技術(shù)體系。從而對不同的林業(yè)信息進行快速收集處理和更新，可以為林業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)提供科學(xué)合理的數(shù)據(jù)支撐。

二、3S技術(shù)在林業(yè)中的應(yīng)用核心

（一）在森林資源調(diào)查中的應(yīng)用

在森林資源調(diào)查過程中對3S技術(shù)應(yīng)用可以在一定程度上提高森林資源調(diào)查的效率，保證調(diào)查結(jié)果的可靠性。森林資源調(diào)查主要是對縣區(qū)一級森林內(nèi)部的現(xiàn)有資源情況進行整理和分析，獲取縣區(qū)森林資源的具體動態(tài)和信息變化，并對獲取的信息進行匯總，形成圖像文件，為相關(guān)決策部門提供可靠的參考信息。在森林資源開發(fā)調(diào)查過程中，基層工作人員需要對3S技術(shù)進行應(yīng)用，主要是利用不同的技術(shù)措施和先進設(shè)備進行手工操作。但是需要注意縣區(qū)林業(yè)工作人員的綜合素質(zhì)水平相對較低，可能會在一定程度上影響3S技術(shù)的操作水平。因此，需要對計算機軟件和硬件進行開發(fā)，構(gòu)建方便操作的系統(tǒng)平臺，利用軟件平臺調(diào)動林業(yè)工作人員的積極性和主動性。在研究過程中利用3S技術(shù)硬件平臺可以提高森林資源調(diào)查工作的效率。需要注意在應(yīng)用設(shè)計時，要構(gòu)建計算機硬件應(yīng)用平臺、森林資源調(diào)查工作中的硬件平臺主要包括輸入設(shè)備、輸出設(shè)備和臺式計算機設(shè)備，對硬件配置要求比較低。通過地理信息系統(tǒng)平臺軟件可以對采集到的相關(guān)數(shù)據(jù)進行處理和分析，準(zhǔn)確掌握全球定位系統(tǒng)、遙感技術(shù)以及多媒體等多項技術(shù)獲取的綜合性信息，提高森林資源調(diào)查工作的全面性以及可靠性。現(xiàn)階段，在地理信息系統(tǒng)平臺應(yīng)用過程中通過集成性和拓展性平臺，可以保證信息處理效率和質(zhì)量，其應(yīng)用范圍也在逐步擴大。

（二）在森林立地分類中的應(yīng)用

3S技術(shù)應(yīng)用在森林立地分類過程中也有積極作用。在傳統(tǒng)的立地分類和質(zhì)量評價過程中，其綜合性和直觀性比較差，主要受工作人員的主觀性影響，質(zhì)量評價結(jié)果差異比較大，會直接影響森林生產(chǎn)和管理工作效率。對3S技術(shù)進行應(yīng)用，可以收集RS、GPS數(shù)據(jù)，并根據(jù)GIS的分析功能，對多信息源信息進行綜合應(yīng)用，從而支持不確定信息的量化處理，可以提高林業(yè)數(shù)據(jù)資料的分類精度和速度。并且可以在最大程度上保證質(zhì)量評價結(jié)果的客觀性以及準(zhǔn)確性，為某一段區(qū)域林地和無林地的生產(chǎn)能力以及潛力立地條件變化規(guī)律研究提供了更加可靠的數(shù)據(jù)支撐[2]。

（三）在森林空間分析中的應(yīng)用

在森林空間結(jié)構(gòu)分析過程中，對3S技術(shù)進行應(yīng)用可以滿足精準(zhǔn)林業(yè)的具體需求和核心原則。在傳統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)分析過程中，僅僅是對水平結(jié)構(gòu)進行分析，因為相應(yīng)的技術(shù)手段并不完善，垂直結(jié)構(gòu)分析無法進入實踐階段。利用3S技術(shù)開展林業(yè)空間結(jié)構(gòu)和特征進行三維模擬工作，可以對森林的相關(guān)信息進行可視化處理，為智能決策提供可靠依據(jù)。在這一項技術(shù)應(yīng)用過程中，主要是利用3D-GIS和虛擬現(xiàn)實技術(shù)。現(xiàn)階段，近景攝影測量技術(shù)、GPS技術(shù)、全站儀等與GIS平臺進行有效結(jié)合，可以在小范圍內(nèi)完成森林空間結(jié)構(gòu)模擬分析工作，準(zhǔn)確掌握未來森林結(jié)構(gòu)的三維圖像，從而保證森林空間結(jié)構(gòu)分析的可靠性以及全面性。

（四）在數(shù)字林業(yè)中的應(yīng)用

在現(xiàn)代化林業(yè)建設(shè)過程中，大力推廣數(shù)字林業(yè)發(fā)展是提高林業(yè)建設(shè)水平的重要措施。在數(shù)字林業(yè)建設(shè)過程中對3S技術(shù)應(yīng)用的主要表以下方面：795AAC09-A564-4FBD-9D99-051E2BC7D6FE

第一，在森林經(jīng)營管理方面的應(yīng)用。森林經(jīng)營管理主要包括森林采伐規(guī)劃、人工造林等各項內(nèi)容。采伐林地一般需要在地形陡峭、叢林郁閉，特別是南方林下植被茂密的情況下進行。在常規(guī)應(yīng)用過程中，需要對采伐地進行調(diào)查，設(shè)計難度比較大。而利用RS技術(shù)、GPS技術(shù)對伐區(qū)進行定位。利用GIS技術(shù)的分析結(jié)果為基礎(chǔ)對伐區(qū)進行全面規(guī)劃，可以保證采伐順序、面積和集材方式的最優(yōu)化。并且利用3S集成技術(shù)可以對采伐地的植被、土壤、水土流失情況進行科學(xué)評價，從而制定科學(xué)合理的造林計劃。在立地評價以及確定樹種特征方面對3S技術(shù)的合理應(yīng)用，可以減少林業(yè)資源對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的不良影響，對提高林業(yè)資源的開采效率，保證森林的可持續(xù)經(jīng)營水平有積極作用。

第二，對森林火災(zāi)進行預(yù)測和監(jiān)控。森林火災(zāi)會對森林資源產(chǎn)生極大破壞，甚至?xí){消防人員和人民群眾的生命財產(chǎn)安全、危險瀕危物種導(dǎo)致大量財產(chǎn)損失以及利率損失。因此，對森林火災(zāi)進行控制是開展林業(yè)資源管理工作不能缺少的重要內(nèi)容。利用3S技術(shù)構(gòu)建林區(qū)模型以及地圖，可以使林業(yè)管理人員對林火危險區(qū)以及高危區(qū)進行全面分析，從而采取科學(xué)合理的措施準(zhǔn)確預(yù)報森林火災(zāi)，確定火險等級以及火險的分布情況、強度，科學(xué)指導(dǎo)靈活撲救工作，也可以對災(zāi)后的損失或過火面積進行合理評估[3]。

第三，在病蟲害監(jiān)測以及防治過程中的應(yīng)用。加強病蟲害監(jiān)測以及防治工作是提高森林資源建設(shè)水平的重要措施，因為植物的反射光譜受季節(jié)、樹種健康水平的影響比較大，對不同時間、遙感圖樣進行對比分析，可以發(fā)現(xiàn)林木病蟲害的變化情況。利用計算機信息處理軟件可以對病蟲害進行預(yù)測、分析以及評估。而利用GPS導(dǎo)航系統(tǒng)可以測量病蟲害區(qū)域范圍，并制定有效的病蟲害防治方案。在病蟲害監(jiān)測和防治過程中，3S技術(shù)取得了突出的成就，例如在蝗蟲、松毛蟲的預(yù)測和防治過程中，可以大大節(jié)約人力、財力和物力。

第四，開展森林荒漠化監(jiān)測工作。荒漠化是氣候變異和人為活動導(dǎo)致的干旱地區(qū)土地退化。在開展荒漠化治理的過程中，需要加強荒漠化監(jiān)測工作。荒漠化監(jiān)測范圍主要包括干旱、半干旱區(qū)，利用遙感衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，結(jié)合當(dāng)前的GPS地面抽樣調(diào)查資料可以對某一區(qū)域荒漠化的土地綠化和荒漠化程度進行全面分析。利用RS遙感技術(shù)和GIS系統(tǒng)軟件可以構(gòu)建真實的荒漠化三維模型，從而對荒漠化的動態(tài)變化情況進行分析，并為后續(xù)的規(guī)劃治理提供良好的數(shù)據(jù)支撐。

第五，可以開展野生動物保護和濕地監(jiān)測工作。在3S技術(shù)應(yīng)用中利用遙感影像技術(shù)可以快速掌握地球表面植被土壤以及巖性的具體特點。利用RS和GIS技術(shù)可以對野生動物的分布、生存環(huán)境等進行調(diào)查，也可以對濕地資源進行調(diào)查和監(jiān)測。從而為野生動物棲息地保護和建設(shè)提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。在生態(tài)環(huán)境保護過程中對3S技術(shù)進行應(yīng)用，可以開展人口與生態(tài)數(shù)據(jù)疊加分析以及生物多樣性分析工作。利用分析工具模擬現(xiàn)實情況，可以對人類活動進行規(guī)范，從而對生態(tài)環(huán)境的破壞情況進行合理控制，促進人與自然和諧發(fā)展。

三、結(jié)語

總而言之，在林業(yè)可持續(xù)發(fā)展過程中，需要加強對3S技術(shù)的有效應(yīng)用。為了對林業(yè)資源進行有序開發(fā)和合理規(guī)劃，需要利用3S技術(shù)對林業(yè)資源的變化情況進行全面掌握，同時要將3S技術(shù)與人工智能技術(shù)、現(xiàn)代計算機技術(shù)進行有效結(jié)合，將其應(yīng)用在森林資源調(diào)查、動態(tài)監(jiān)測和管理過程中，對森林空間結(jié)構(gòu)以及立地分類和質(zhì)量評價等進行科學(xué)預(yù)測，從而推動林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[3]戰(zhàn)航. 3S技術(shù)在林業(yè)勘測設(shè)計工作中的應(yīng)用探討[J]. 農(nóng)民致富之友， 2021（19）：1.795AAC09-A564-4FBD-9D99-051E2BC7D6FE