林業調查規劃設計中3S+無人機技術的應用

張福民

(山西省呂梁市石樓縣林業局，山西 呂梁 032500)

在林業資源經營管理的過程中，林業資源的調查規劃極為關鍵，不僅是林業資源的監測手段，也是確保林業管理高效開展的基礎。隨著科技的進步，林業調查規劃設計也取得了創新發展，3S+無人機技術在林業調查領域有著顯著的作用，所以受到了林業工作者的高度重視。3S+無人機技術整合了全球定位技術(GPS)、地理信息技術(GIS)、遙感技術(RS)和無人機技術，打破了傳統的林業資源調查規劃設計方式，促進了其信息化發展，取得了良好的應用效果。

1 3S+無人機技術的概念

3S技術中包括RS技術、GIS技術和GPS技術，RS技術就是遙感技術，無人機技術即是遙感技術的代表，可以實現遠距離信息收集，相較于現場觀察而言，更加高效、便捷，可以實時監測森林情況、氣候變化等[1]。GIS技術是地理信息技術，可以將地理位置和相關的數據信息整合在一起，并且結合其他各項技術，建立對應的數據信息庫，形成便捷式的地理圖形和數據。GPS技術是最為熟悉的，由美國發明的全球定位技術，最初是用于軍需，后逐步普及為民用，并且我國的北斗導航衛星系統也在2018年提高全球服務，并在2020年完成部署。借助3S+無人機技術，可以實現快速獲取信息、整合信息，使林業管理更加的高效、便捷，從而進行更好的林業調查和規劃設計，切實有效地提升了管理水平。利用3S+無人機技術可以實現對林業的多角度信息采集，促進了林業管理的系統化發展。

目前，針對林業調查規劃設計應用3S+無人機技術來說，主要分為三個階段，第一階段即是利用無人機技術(RS遙感技術)來進行信息采集，為林業管理人員提供精準化的數據支持。第二階段則是構建完整的數據庫，將收集來的數據信息進行劃分和歸類，為存儲工作、查找工作和管理工作提供便利。第三個階段即是對數據的分析階段，為林業管理人員提供數據參考，為林業管理的方案制定提供依據，從而提升林業管理水平。

2 林業調查規劃設計中3S+無人機技術應用

2.1 遙感技術(RS)的應用

2.1.1 高分辨率衛星影像的應用。目前，林業測量調查工作已經有了明確的相關規定，對于農村林業利用現狀的調查應采用1 m分辨率的遙感影像資料，而內部林業利用現狀調查則要采用由于0.2 m分辨率的航空遙感影像資料，早期的林業調查工作中，大部分都是采用衛星遙感技術來完成測量的，但對于影像資料的要求較低，分辨率控制在2.5 m即可，這就嚴重制約了林業調查的數據精準度，也就影響了數據信息的整合和利用，從而導致整體的林業測量精準度不足，還處在有待提升的階段。目前，林業調查中數據分辨率已經提升至高于0.5 m遙感影像，在原有的基礎上進行了優化，確保圖像信息的精準度和清晰度，提高測量結果的精度。

受到測量分辨率不同的影像，呈現出的圖像形狀、大小、色彩等就有著較強的差異性，并且如果分辨率過低，就會導致生成的數據圖像有所差異，這就導致測量調查結果的誤差增大，嚴重影響了林業利用情況，阻礙了后續的林業規劃設計。

2.1.2 無人機遙感數據的獲取。利用無人機技術就能顯著提高遙感圖像的精度，可以確保遙感影像控制在0.2 m之內。無人機技術有著靈活、便利的特點，在應用無人機技術時，可以結合實際的需求來調整拍攝方向、拍攝角度，可控率較強，能及時地響應人工操作，具備較強的實效性[2]。并且無人機擺設角度多、廣度大也是其顯著的優勢，這就利于林業利用情況的直接反映，對于林業規劃、部署、分析有著較強的促進作用。結合工程項目、技術等進行林業規范，可以在城市建設和部署中發揮獨特的作用。

在應用無人機技術進行航空拍攝時，通常情況下由三步組成。首先，制定航拍路線，結合航拍角度、航拍流程來獲取數據信息。其次，對數據信息、遙感圖像進行一定處理，保障圖像的全面性和清晰度。最后，生成完整的數據信息圖像。無人機技術的應用能彌補傳統衛星遙感技術的不足之處，使圖像捕捉更加全面、清晰，為數據信息的多元化奠定了基礎。

2.2 導航定位技術的應用

GNSS技術的應用特點是精準度高、靈活性強等，在進行林業資源測量中也有著較強的優勢，能夠取得較為精準的信息并進行分析，目前廣泛應用在礦山測量、林業勘測定界、林業動態監測等工作中[3]。GPS全球定位系統則是借助于互聯網平臺進行定位、勘測，其優勢在于勘測過程中能進行精準定位，監測出地質中蘊含的化學物質波普，不難理解，礦產類型的不同，發出的波普也會存在明顯差異，測量出的數據參數也就會形成相應變化，而根據得出的數據參數分析，就能精準分析礦產中所含資源，從而判斷林業利用的分布、類型和數量等信息，這種勘測方式最為顯著的優勢就是節約測量成本，減少了資源消耗，一定程度上能促進勘測工作的穩定性和精準性。

3 GIS系統的應用

隨著我國經濟發展，林業利用不合理的現象屢見不鮮，所以整合林業、部署林業是現階段林業利用的重要組成部分，傳統的林業調查不能滿足實際的需求，有著技術滯后的特點，而3S+無人機技術的聯合應用，就改善了傳統林業調查中存在的問題，準確反映了林業利用情況、地理信息等，實現了從單一層面到空間、電子、光學層面的利用。

3.1 3S+無人機技術在林業規劃調查中的應用

3.1.1 面積測算中的應用。林業規劃調查的重要內容即是森林范圍的確定，對森林資源的位置進行明確，這樣才能開展后續工作。利用3S+無人機技術快速地進行衛星遙感和定點定位，豐富定位系統的內容。隨著GPS技術、GIS技術的精度不斷提升可以借助現代化處理軟件，對地圖、視頻等進行更新，利于提升外界調查活動的精度。此外，應用3S+無人機技術可以對林業資源的自然地理信息進行生態化調查，提高合理的采伐限額，對樹木數量進行定點定位，提升林業管理的科學性。

3.2 高度、經緯度計算

3S技術應用在林業規劃調查中，可以發揮出衛星傳感功能和定點定位功能，尤其是GPS技術的優勢，可以計算海拔高度、確定經緯度，實現對林業資源的全方面調查，為現代林業發展情況準確的認定。利用3S技術可以調查林業經營情況、信息系統建設情況和森林采伐情況，結合動態化管理就能做到林業年度變更調查。另一方面，借助3S+計算機技術就能實現林業資源的預測，結合水資源、土壤資源等，預測森林中林木生長情況，這有利于調查工作的順利開展。此外，利用3S信息技術對海拔高度進行確定，就能加快分析效率，尤其相關的技術設備都較為便攜，能顯著降低工作人員的工作壓力，便利信息的儲存和傳遞。

3.3 動態化的林業資源管理

林區大都地處偏遠，所以數字化管理水平低、信息化建設程度不足，這已經不再適用于當前的動態化管理要求，所以應用3S+無人機技術可以提高林業管理力度。能顯著提升林業病蟲害管理，對問題處理的嚴重性、復雜程度等進行明確，并制定切實有效的預警方式，實現對森林火災的全方位監測，從而提高預防有效性[4]；可以促進林業監測的全面性，對林業實現全面、動態、實時地查找，加強森林保護工作；借助于信息化的數據系統，可以使相關的決策更加優化，提升基層林場管理的執行效果，便利監督管理部門全方位的數據分析。最后，借助于3S技術，可以對地球環境變化進行動態感知，這就切實有效地加強了林業保護，為生態建設貢獻一份力量。

4 結束語

綜上所述，3S+無人機技術在林業調查規劃設計中有著十分廣泛的應用，也具備著十分顯著的作用，一方面能顯著提高數據調查的精度，另一方面可以提升數字化傳輸效率，為林業管理工作提供了精準化的數據支持。也可以利用3S+無人機技術來解決當前林業規劃設計工作中的難點，從而提高工作效率、提高林業信息準確性。只有有機融合了先進科學技術，才能使林業工作的質量得到保障，促進林業管理的現代化發展。