“3S”技術在林業勘測設計工作中的應用

唐正濤

（廣西林業集團有限公司，廣西南寧 530022）

在現代林業發展過程中，充分應用以“3S”技術為基礎的新技術，能夠最大程度地提升林業勘測設計工作的質量與效率，從而為后續林業的高質量發展打好基礎。廣西是我國林業大省，是全國重要的木材生產基地，素有“八山一水一分田”之稱，自然條件優越、森林資源豐富、生態環境優良，發展林業有資源、有優勢、有基礎、有潛力、有后勁。截至2020年底，廣西全區森林面積為1 486.7萬hm2，森林覆蓋率達到62.37%，居全國第3位，其中人工林面積為906.7萬hm2（居全國第1位）、天然林面積580萬hm2；森林蓄積量為7.4億m3，居全國第7位；年木材產量為2 650萬m3，約占全國總產量的1/3；森林生態服務功能年總價值達1.23萬億元。可見，林業是廣西地區重要的支柱產業，為維護國家木材安全作出了重要貢獻。研究“3S”技術在林業勘測設計工作中的應用，對促進廣西林業的可持續發展具有重要意義。

1 “3S”技術概述

“3S”技術是遙感技術（remote sensing，RS）、地理信息系統（geography information systems，GIS）和全球定位系統（global positioning systems，GPS）的統稱，是對空間或地理位置進行信息采集、處理、管理、分析、表達、傳播與應用的一種新興現代綜合信息技術[1]。RS是當前地理測繪測量工作中使用最頻繁的重要技術之一，主要利用無線遙感衛星和無人機等作為核心模塊，從外層空間或高空接收地球表層地物的電磁波信息，通過對這些信息的掃描、攝影、傳播和處理，實現地理數據采集和圖形測繪。該技術在地圖測繪與更新中應用較為廣泛，尤其是在高危自然地區測繪工作中有較好的效果，能夠提高森林資源等管控質量，動態掌握森林資源變化情況。GIS是一個專門用來管理地理信息的綜合性計算機軟件系統，是地理信息的“大管家”，能夠完成對地理信息數據的儲存管理、分析表達以及數據整合應用等，并可視化地將各種地理信息呈現在地圖上，成為信息可視化工具。GIS一般由計算機、地理信息系統軟件、空間數據庫、分析應用模型、圖形用戶界面和系統人員等部分組成，在生態規劃、災害監測與預報、精確農業等方面有著廣泛的應用。GPS是定位技術的重要組成部分，利用GPS定位衛星能夠實現對全球范圍內地理位置的精準、高效、快速定位。GPS可以提供以點、線、面為要素的精確三維坐標以及其他相關地理信息。在我國北斗衛星導航系統逐漸完善和相關技術日趨成熟的背景下，北斗衛星技術開始廣泛應用于各行各業中，尤其是在林業勘測與管理中。通過GPS定位技術可以快速鎖定位置，一旦發生森林火災等能夠及時確定位置，便于后續救災工作的高效開展。

2 “3S”技術在林業勘測設計工作中的作用

2.1 GPS技術的作用

在傳統的林業勘測工作中，多采用羅盤、引線等工具進行人工測量，但由于工具比較落后、任務量較大，無法有效保證林業信息采集的準確性和穩定性，造成勘測工作誤差大、信息更新不及時，不利于林業設計工作的有效展開。GPS技術系統最突出的功能就是精準定位，通過確定兩點之間位置來完成距離的測量。GPS技術定位精準、使用方便，能夠在很大程度上提升林業調查工作質量[2]。因此，在林業勘測設計工作中應用GPS技術，可以完成地塊位置定位、形狀描繪等相關工作，其具有全天候、高精度、自動化等顯著特點。當處于沒有明確邊界定點的情況下，GPS技術依然能夠對定位目標進行智能化分析，完成精確定位，保證各項測量工作精準快速完成。同時，GPS技術還具有數據計算功能和繪圖功能，利用GPS獲取數據之后可以完成林業地理面積的計算和測繪。總之，通過使用GPS技術，可以從全局角度管控林業資源、優化人力資源配置、降低林業管理難度，為林業管控質量提升提供助力，促進勘測工作效率的提高。

2.2 GIS技術的作用

在林業勘測設計工作中，GIS技術能夠對輸入到系統中的數據信息進行精確分析，并系統地輸出，具有較高的時效性和便利性。GIS技術的優勢具體體現在以下3個方面。一是能夠對勘測的信息與資料進行適時更新和修改。利用GIS技術可以完成森林結構勘測分析，并將收集到的信息及時進行整理、繪制成圖，減少植樹造林、亂砍濫伐、洪水、火災等因素造成的林業信息失真問題。二是實現林業勘測快速成圖工作。應用GIS技術能夠有效地整合采集到的林業信息，能夠將整合的林區圖片到輸出專題圖的工作效率大大提高，并進行長期有效儲存。三是實現對林業數據信息的快速查詢。利用GIS技術的信息調查功能完成林業信息調查工作，從而精準地了解林區具體情況，以更加合理地規劃勘測工作。在實際應用過程中，與其他技術相比，GIS技術具有更好的應用效果，配合相應的設備能夠更加快速地完成調查工作。

2.3 RS技術的作用

對于林業勘測設計而言，影像繪制功能十分重要。在RS技術的應用過程中，視野開闊和動態管控是其最大的優勢。因此，RS技術不僅具有地理信息采集作用，還具有影像繪制、影像設計分析等多種功能。一是能準確分析出林區的動態發展變化。使用地球同步遙感衛星可以對林區每個物象進行記錄，比較不同時段的圖像，以不間斷地對林區變化情況進行實時跟蹤觀察，為林業勘測設計工作科學展開奠定基礎。二是促進研究成果的科學化發展。在RS技術的應用中，要求對項目進行綜合應用分析，利用RS影像技術，能分析樹狀、色調、結構紋理以及布局特征等，構建出統一的解譯標志，從而把握每個林區的信息，對森林資源進行綜合管控。

3 “3S”技術在林業勘測設計工作中的應用

3.1 外業調查

當利用“3S”技術進行林業勘測設計工作時，外業調查部分工作主要使用GPS與RS 2種技術。首先，利用GPS技術對所勘測的林區進行準確定位，確定好勘測的對象及目標范圍。其次，利用RS技術對目標進行影像記錄，生成影像圖，建立RS影像解譯標志。再次，加強外業工作人員的學習強度，使其能夠在外勘測時精準辨別地標，利用GPS技術執行導航、定位、測量等任務，采集測量的數據，在遙感技術生成的圖片上標明一些具有代表性的標志及地理分界線。最后，科學整理各種外業材料，對采集到的各種勘測信息與數據進行分類，篩選出關鍵、準確的部分，為之后的內業繪制工作做好準備。

3.2 內業繪制

內業繪制工作主要使用GIS技術。一是使用地理信息系統軟件對外業調查工作所得數據進行匯入、統計與整理，并將數據進行長期儲存，以備日后與新數據進行比較。二是將林區中不同事物進行分類，并按照林區發展與林區特點輸出該林區相對應的林業資源專題圖。三是做好專題圖的圖像拼接與矢量化處理，并根據實際需要進行色彩分區填充。四是完善專題圖的圖例、比例尺、圖框等基本要素，做出科學、實用、嚴謹的圖紙[3]。通過內業繪制，能夠使林業工作人員清楚明了地掌握林區內的各種關鍵信息，有利于實現林業經濟開發與生態環境保護相協調。

4 結語

綜上所述，“3S”技術應用在林業勘測設計工作中，可以優化資源配置，大幅提升林業管理工作的效率與質量，從而實現林業資源科學合理開發、利用與保護，確保林業可持續健康發展[4]。隨著現代化科學技術的不斷發展，可以在原有“3S”技術的應用前提下，通過物聯網、5G技術等的融合應用，建立更加先進、科學的林業“3S”技術體系，從而全面提升“3S”技術的實際應用效果，利用技術更好地完成林業規劃、林業創新等工作。