林業調查規劃設計中的新技術應用實踐

陳艷麗

林業調查規劃設計中的新技術應用實踐

陳艷麗

（甘肅省小隴山林業保護中心山門林場甘肅天水741020）

保護森林資源是維護生態平衡的重要工作。“3S”技術能夠輔助林業調查工作更準確地掌握森林資源狀況，使林業工作者掌握的信息更加完整、全面。文章闡述了“3S”技術的內涵，分析了3S”技術在林業調查規劃設計中的具體應用策略，以期為相關人士提供參考。

林業調查規劃；“3S”技術；設計；應用實踐

林業資源的保護離不開對林業資源進行詳盡的調查、規劃和設計，而要做好相應的工作，傳統的人力方式便顯得較為落后。因此，在林業調查、規劃和設計工作開展過程中新技術得到廣泛推廣。“3S”技術是其中的代表性技術，主要包括GPS（全球定位技術）、GIS（地理信息技術）和RS（遙感技術）。這3項技術被廣泛應用于各個領域，改變了傳統的生產和服務模式，給人們的工作和生活帶來了較大的便利[1]。

1 “3S”技術概述

“3S”技術是指GPS（全球定位技術）、GIS（地理信息技術）和RS（遙感技術）3項新技術[2]。“GPS”是全球定位系統，該技術基本原理是通過三角測量和衛星定位，獲得指定區域內的精確位置坐標，實現時間和空間信息的準確獲取，具有定位準確、操作方便的技術優勢，其民用核心功能是定位、導航及距離和面積的計算。“GIS”是地理信息系統，其在計算機軟硬件的支持下，可將描述客觀世界的各種數據按其地理坐標或空間輸入計算機，并在計算機中進行存儲、檢索查詢、分析處理、測量操作等綜合應用。它可以為相關地理信息提供更準確、快速的調查和操作，主要適用于林業和農業的調查。RS（RemoteSensing）是遙感技術，是基于物理手段（傳感器、平臺和信息采集與傳輸）、數學方法（包括計算機圖像處理、地球科學計量經濟分析、數理統計），地球科學分析（指基于地球科學規律的地球科學處理過程）為基礎的綜合探測技術，通過各類設備檢測目標獲取目標信息，然后通過計算機軟件對獲取的信息進行處理，實現對目標的定位、定性和定量描述。這3項技術在林業調查、規劃和設計中的有效應用，將有助于提高我國林業工作的技術水平，促進我國林業的進一步發展。

2 “3S”技術在林業調查規劃設計中的具體應用策略

2.1 精準轉化數據

目前，我國林業調查、規劃、設計中已投入使用的“3S”技術軟件較多，其中較為常見的是基于“3S”技術的SuperMap、Arccis和MAPGIS軟件[3]。這些軟件的數據存儲格式不同，因此對數據轉換有較高的要求，要想應用好這些軟件，則需保證數據轉換的效率和準確性。通過應用GPS技術和GIS技術，林業規劃部門可以更好地完成相關數據的計算和森林信息的調查。同時，這些重要的林業信息可以實時傳送給林業管理部門，使林業管理部門能夠在此基礎上更好地掌握林業資源的生長、自然災害、病蟲害的發生規律等信息，制定的預防措施也將更加合理，能夠大幅提高我國林業管理能力。

2.2 準確定位地理位置

在林業調查、規劃、設計過程中，首先要對樣本運行的位置進行明確編碼，具體可分為隨機樣地和固定樣地兩種類型[4]。在初始樣本定位工作中，羅盤儀主要用于將顯示的特征作為參考對象進行處理，從而分散特定的定位點，然而，以這種方式比較地形圖將耗費大量的時間。同時，每個測量點需要通過羅盤儀清楚地計數，以獲取最終定位點，過程較為復雜，且可能導致數據和信息發生偏差。在實際工作中，很有可能受到外部因素、植被和地形的影響，導致測點移動。但是，如果利用“3S”技術中的GPS定位技術，其準確的定位功能可以根據坐標值分析空間位置，大大提高樣本定位精度，避免各種外部因素的干擾。首先，將采樣點的焦點、中心點和識別點作為坐標輸入GPS定位技術中，使該點成為導航目標。使用GPS導航功能進入導航狀態，通過GPS顯示點的高度和方向，勘測規劃設計人員就可以很容易地找到目標點。其次，在理論層面上，如果GPS中顯示的距離為“d”，則表示已達到目標點[5]。實際上，如果距離小于100 m，GPS便會發出警告，此時，同樣可以確認已達到目標點。該方法的應用可以大幅降低工作人員的勘測強度，提高工作質量和效率，保證定位精度。

2.3 應用便攜式“GPS”進行林業調查規劃設計

為了進一步提高林業調查規劃設計的信息采集效率，應在林業調查規劃設計中進一步擴大便攜式GPS設備的應用范圍。通過便攜式GPS設備的應用，可以準確定位外部地理位置，獲取相應的重要信息，如水資源、地質條件、地理環境等，并根據這些信息建立相應的圖形。由于GPS設備強大的數據處理能力，不但可以在平面地理環境進行定位，還可以計算出相應位置的海拔高度，可應用于山區林業資源調查。在實際工作中，GPS設備可以在人員進行地理區域的計算和地理位置經緯度的計算時起到較好的輔助效果，從而保證調查工作的質量。同時，便攜式GPS設備的攜帶負擔小，獲取的林業資源信息儲存方便，也更適用于在林業調查規劃設計過程中使用[6]。

3 應用“3S”技術構建調查數據庫

3.1 建立基礎數據常用的模型

為了更好地掌握林業資源信息，在“3S”技術的應用過程中，需結合“3S”技術加強空間數據和相應數據庫的建立。建立林業資源信息系統，用于林業調查、規劃和設計，其基礎數據包括數字柵格地圖、數字正射影像等模型。

3.1.1 數字柵格地圖

數字柵格地圖是將紙質地形圖掃描進計算機轉換成電子數據，然后通過計算機完成圖像的幾何校正，形成柵格數據文件。數字柵格地圖既包含紙質地形圖的全部內容，又有紙質地圖很難具有的幾何精度，繪圖成本也遠低于紙質地圖，圖像生成效率較高。目前應用的數字柵格地圖主要比例尺為1∶50 000，新的數字柵格地圖的繪制主要通過基礎信息采集和衛星遙感實現[7]。

3.1.2 數字正射影像

數字正射影像數據具有信息更直觀、信息容量大、生產周期短的特點，可解釋性較高。數字正射影像所使用的是通過衛星遙感獲得的數據，是林業資源規劃設計中實現土地類型分區和小班屬性因子解譯的重要信息。獲取詳細的遙感圖像是林業資源遙感調查的一項重要工作。在實際工作中，通過對光譜范圍、信息量和數字圖像處理能力進行比較發現，選擇分辨率為2.5 m的SPOT5衛星遙感圖像作為主要信息源，圖像數據可以更加準確，使用ETM+制圖器可以獲得更多的光譜片段。根據不同地物在相應光譜段的反射和輻射特性，可以反映更多的地物情況。根據波段的相關特征和特征，工作人員可以完成地物的有效識別，然后完成相應的調查。

3.2 建立屬性數據，豐富數據形式

屬性數據主要是指空間內實體的具體描述信息，如指定范圍內的森種、樹齡、樹種等信息[8]。它具有豐富的數據形式，可以使空間實體的描述更加具體。在林業調查規劃設計中屬性數據的建立，可以進一步提高數據的詳細性，豐富數據內容。建立林業調查規劃設計基礎數據庫，利用多個領域劃分小類因子，包括組、村、鄉、縣等多個基本因子，充分記錄各小類因子的地形、坡度等信息；記錄相應的文本數據，包括當地經濟狀況、相應的法律法規、資源調查報告等文件；注意收集圖片信息，將野外調查獲得的真實特征圖片歸檔，并在基礎數據庫中進行儲存。

3.3 建立數據管理機制

針對不同類型的林業資源信息建立相應的管理機制可以提高數據的利用率，確保各類信息被有效利用。建立數據庫時，根據不同類型的信息選擇合適的軟件，建立獨立的數據庫，再通過數據庫軟件對數據進行有效管理。

4 我國“3S”技術應用存在的不足

4.1 從業人員基礎差

“3S”技術涉及學科廣泛，技術在不斷豐富和發展的同時，在硬件和軟件方面存在一些配套問題，需要在工作中不斷完善和發展。“3S”技術學科理論深奧而廣泛，涉及地學、林業、生物學、計算機等專業學科。“3S”技術在林業上的應用是對傳統技術手段的創新。目前，林業從業人員在這方面的理論基礎較差，應用操作技能不夠熟練，高校對于這方面技術的學科設置也不夠全面、不夠系統，導致專業人才匱乏，無法將技術手段的作用發揮到最大。

4.2 缺乏標準和行業規范

在“3S”技術中，由于部分特殊原因，部分核心技術，特別是GPS精度受到國外的制約。根據林業行業的應用需求，基層勘察設計院需要保證GPS的精度，借助當地測繪系統進行GPS校正，并進行后期差分處理。目前，我國一些地方采用“3S”技術進行林業調查規劃設計，只是一種嘗試和探索。沒有統一的標準和行業規范，使得各地使用的標準和規范都不相同，即使是同一個地方使用的地圖也不是相同的制式，導致坐標系統差異性大，地圖繪制不一致。

5 對我國“3S”技術應用的建議

5.1 增設專業的人才培訓渠道

為了能夠更好地應用“3S”，需從實際出發，組織系統全面的人才培訓，特別是GPS應用和GIS操作能力的培訓，以提高行業從業人員的技術水平。

5.2 統一制圖標準和行業規范

目前我國對于“3S”技術應用參差不齊，各地沒有統一的規范和標準，為了能讓從業人員更好地進行技術應用的交流，節省因為制圖標準不同而需要重新校對圖表的時間，因此需要一套統一規范的執行標準和制圖標準。

6 結論

為了保證“3S”技術在林業調查規劃設計中的有效應用，可以利用“3S”技術的技術優勢，解決林業調查規劃設計中的難點，提高工作效率，提高林業信息的準確性。但由于在我國林業工作中對于“3S”技術的應用時間較短，還沒有積累較多的實際應用經驗，因此有必要在今后的工作中進一步加強對“3S”技術的應用研究，以提高該技術的應用水平。

[1]武生權.林業調查規劃設計中的新技術應用分析[J].農業與技術,2020,40(17):77-79.

[2]廖運武.林業調查規劃設計中“3S”技術的實際應用[J].中國林副特產,2021(3):102-104.

[3]韋秋生.淺析“3S”技術在基層林業管理中的推廣應用[J].南方農業,2021,15(8):216-217.

[4]張文曉.淺談“3S”技術在林業經營管理中的應用[J].南方農業,2021,15(8):218-219.

[5]萬曦,陳海峰,陳少香,等.林業勘測設計工作中3S技術的應用分析[J].大眾標準化,2020(11):50-51.

[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(17):146-147.

[7]胡安玲,高如葉.森林資源監測中林業3S技術應用現狀與展望[J].種子科技,2020,38(13):126-127.

[8]張麗瓊.3S技術在林業管理中的應用[J].鄉村科技,2020(19):79,81.

10.3969/j.issn.2095-1205.2021.11.42

S757.4

A

2095-1205(2021)11-89-02

陳艷麗（1987- ），女，漢族，甘肅秦安人，本科，工程師。