淺談3S技術(shù)在林業(yè)上的應(yīng)用

張松/黑龍江省第二森林調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院

淺談3S技術(shù)在林業(yè)上的應(yīng)用

張松/黑龍江省第二森林調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院

3S技術(shù)從其發(fā)展到現(xiàn)在，已在國內(nèi)外諸多領(lǐng)域進(jìn)行了廣泛應(yīng)用。3S技術(shù)在我國林業(yè)中的運(yùn)用雖然起步比較晚，但是發(fā)展迅速。空間技術(shù)、信息技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，加速了3S一體化、智能化的進(jìn)程。隨著數(shù)字地球、數(shù)字城市、數(shù)字林業(yè)理論的提出與完善，3S技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域?qū)⒁云鋸?qiáng)大的功能更具實(shí)用性。

林業(yè)；3S技術(shù)；遙感；地理信息系統(tǒng)；全球定位系統(tǒng)

3S技術(shù)從其發(fā)展到現(xiàn)在，已在國內(nèi)外諸多領(lǐng)域進(jìn)行了廣泛應(yīng)用。3S技術(shù)在我國林業(yè)中的運(yùn)用雖然起步比較晚，但是發(fā)展迅速?？臻g技術(shù)、信息技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，加速了3S一體化、智能化的進(jìn)程。隨著數(shù)字地球、數(shù)字城市、數(shù)字林業(yè)理論的提出與完善，3S技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域?qū)⒁云鋸?qiáng)大的功能更具實(shí)用性。

資源和環(huán)境是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，森林作為生態(tài)系統(tǒng)的主體，在改善環(huán)境、促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)全面發(fā)展等方面起著非常重要的作用。實(shí)施林業(yè)可持續(xù)發(fā)展是社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要方面，及時(shí)、準(zhǔn)確、動(dòng)態(tài)地獲取森林資源現(xiàn)狀及其變化信息對(duì)森林資源的保護(hù)及其可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。傳統(tǒng)的森林資源調(diào)查方法主要是利用野外抽樣調(diào)查，然后將各地調(diào)查數(shù)據(jù)手工匯總，數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性、準(zhǔn)確性受到極大的限制，存在許多局限性。因此，傳統(tǒng)的調(diào)查方法因其局限性難于滿足新世紀(jì)林業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的要求。隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人類對(duì)資源和環(huán)境的需求越來越高，用先進(jìn)的技術(shù)加強(qiáng)森林資源及其環(huán)境的監(jiān)測(cè)已成為迫切需要。近年來，3S技術(shù)即遙感（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）的發(fā)展與全面應(yīng)用，把傳統(tǒng)的森林資源調(diào)查管理裝備到一個(gè)新時(shí)代，為森林資源和環(huán)境的監(jiān)測(cè)帶來了新的方法。

一、在森林資源調(diào)查中的應(yīng)用

將航片資料（RS）加載到地理信息系統(tǒng)（GIS），即可直接進(jìn)行小班區(qū)劃。利用樣地調(diào)查資料建立樣地?cái)?shù)據(jù)與航片判讀信息的對(duì)應(yīng)資料進(jìn)行小班因子航片判讀訓(xùn)練及準(zhǔn)確性檢驗(yàn)和校正，對(duì)因樣地資料偏少無法保證可靠性的林地類型可進(jìn)行補(bǔ)充樣地調(diào)查。在固定樣地調(diào)查的應(yīng)用上，為了便于今后復(fù)查，除了存儲(chǔ)樣地西南角的坐標(biāo)點(diǎn)，還應(yīng)當(dāng)存儲(chǔ)尋找樣地路線的關(guān)鍵點(diǎn)：比如公路與小路的叉點(diǎn)、林間小路的叉路口，除個(gè)別地勢(shì)險(xiǎn)要地段的目測(cè)點(diǎn)，今后固定樣地的復(fù)位率應(yīng)該可以達(dá)到100%。

二、.在珍稀野生動(dòng)物資源調(diào)查中的應(yīng)用

珍稀野生動(dòng)物資源是森林資源的重要組成部分，由于珍稀野生動(dòng)物數(shù)量少，生存環(huán)境復(fù)雜，人工實(shí)地調(diào)查難度大，效率低。利用GPS實(shí)時(shí)導(dǎo)航、準(zhǔn)確定位功能尋找樣帶的起點(diǎn)，并根據(jù)輸入的樣帶終點(diǎn)座標(biāo)引導(dǎo)調(diào)查人員實(shí)地調(diào)查，保證樣帶的準(zhǔn)確性；利用遙感技術(shù)大范圍、全天候的特點(diǎn)對(duì)生境及野生動(dòng)物棲息地狀況進(jìn)行分析研究，確定與野生動(dòng)物密切相關(guān)的生態(tài)因子；利用GIS將種群數(shù)量、分布規(guī)律與其棲息地狀況聯(lián)系起來，進(jìn)行系統(tǒng)的分析，從而實(shí)現(xiàn)高效、準(zhǔn)確、低投入的野生動(dòng)物現(xiàn)狀調(diào)查與動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。國外已經(jīng)有成功利用此技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)，如Pornse利用遙感技術(shù)對(duì)K naha國家公園鹿的棲息地進(jìn)行研究，為國家公園的規(guī)劃管理提供了良好的決策支持。

三、在森林植被調(diào)查中的應(yīng)用

綠色植被具有顯著的、獨(dú)特的光譜特征，不同的植被及同一種植物在不同的生長發(fā)育階段，其反射光譜特征不同。遙感作為森林植被調(diào)查的信息源，可通過植物的反射光譜來實(shí)現(xiàn)。GPS可不依賴地面控制點(diǎn)直接對(duì)遙感圖像定位，通過GIS的綜合分析可對(duì)大區(qū)域的森林植被類型、植物季相節(jié)律、植被演化等進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析。

四、快速編制各種林業(yè)專題圖

傳統(tǒng)的林業(yè)制圖一般都以地形圖作為制作專題圖的基本圖，成圖周期長，精度低，投入高，且多采用手工繪制。遙感圖像含有巨大的信息量，GPS可以精確地導(dǎo)航定位，利用GIS強(qiáng)大的制圖功能，可以根據(jù)用戶需要快速、精確地滿足多種專題圖制作的要求。3S技術(shù)的應(yīng)用，使傳統(tǒng)的手工繪圖被計(jì)算機(jī)所取代，是林業(yè)制圖的一次偉大變革。

五、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)林火信息

森林火災(zāi)具有突發(fā)性強(qiáng)、蔓延迅速的特點(diǎn)，利用3S技術(shù)不但可以對(duì)森林火災(zāi)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，還可以對(duì)災(zāi)后的損失進(jìn)行評(píng)估。根據(jù)目前的技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r，設(shè)想其運(yùn)作模式為：（1）建立林業(yè)基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)，其內(nèi)容應(yīng)包括：最新航拍圖、最新地形圖，道路、村莊、河流、手機(jī)信號(hào)覆蓋面、森林資源狀況等項(xiàng)目，以上內(nèi)容的獲取應(yīng)結(jié)合二類調(diào)查進(jìn)行。（2）發(fā)生森林火災(zāi)時(shí)，撲火隊(duì)或火情觀察員使用GPS測(cè)出隊(duì)伍位置、火點(diǎn)位置，并通過手機(jī)或其它通訊設(shè)備報(bào)告到指揮部。指揮部參謀人員及時(shí)把坐標(biāo)輸入電腦，通過地理信息系統(tǒng)及時(shí)定位到地形圖或航片圖，形成最新的包括火點(diǎn)火線、撲火隊(duì)伍、地形地貌、水文、可調(diào)配勞力、森林資源價(jià)值、通信保障等情況的現(xiàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)圖，該態(tài)勢(shì)圖可幾分鐘更新一次，有了現(xiàn)狀態(tài)勢(shì)圖，指揮員便能真正實(shí)現(xiàn)高效率的指揮。

六、在林木病蟲害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

由于植物的反射光譜受季節(jié)、樹種、健康狀況等因素的影響，通過不同時(shí)相的遙感圖像對(duì)比，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)林木病蟲害的動(dòng)態(tài)變化。當(dāng)林區(qū)發(fā)生病蟲害時(shí)，受害林區(qū)的反射和輻射光譜就會(huì)發(fā)生變化，在衛(wèi)星遙感圖像上能夠體現(xiàn)出來，結(jié)合受災(zāi)區(qū)的地形因素、氣候狀況等，通過計(jì)算機(jī)處理，利用GIS對(duì)病蟲害進(jìn)行預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)、分析、評(píng)估。病區(qū)范圍的確定和飛防，也可利用GPS進(jìn)行導(dǎo)航定位，從而節(jié)省大量的人力、物力，提高工作效率。

七、在森林經(jīng)營管理方面的應(yīng)用

森林經(jīng)營管理包括森林采伐規(guī)劃、采運(yùn)、人工造林等方面。采伐林地常地形陡峭、叢林郁閉。利用遙感圖像，GPS進(jìn)行伐區(qū)定界，結(jié)合地理信息系統(tǒng)可對(duì)伐區(qū)進(jìn)行合理的全面規(guī)劃，確定合理的采伐順序、采伐面積及最優(yōu)集材方式等。應(yīng)用RS和GIS集成技術(shù)可對(duì)采伐跡地的植被、土壤、水土流失程度等進(jìn)行評(píng)價(jià)，進(jìn)而制定采伐后的造林計(jì)劃，在立地評(píng)價(jià)和確定樹種特征的基礎(chǔ)上做到適地適樹。3S技術(shù)的合理應(yīng)用，可減少作業(yè)對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，提高作業(yè)效率，有利于林業(yè)的可持續(xù)經(jīng)營。此外，3S技術(shù)在林業(yè)工程如林道網(wǎng)規(guī)劃、林道測(cè)設(shè)等方面也逐漸發(fā)揮它的優(yōu)越性。

隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人類對(duì)資源和環(huán)境的需求越來越高，用先進(jìn)的技術(shù)加強(qiáng)森林資源及其環(huán)境的監(jiān)測(cè)已成為迫切需要。3S技術(shù)把傳統(tǒng)的森林資源調(diào)查管理裝備到一個(gè)新時(shí)代，為森林資源和環(huán)境的監(jiān)測(cè)帶來了新的方法。

[1]閆志剛等.3S技術(shù)及其在環(huán)境信息系統(tǒng)中的應(yīng)用.測(cè)繪通報(bào)，2001（增刊）：17～20

[2]高成發(fā).GPS測(cè)量.北京：人民交通出版社，2000

[3]馮仲科.“3S”技術(shù)及其應(yīng)用.北京：中國林業(yè)出版社，2000.2

[4]李樹楷.初論“3S”技術(shù)一體化信息技術(shù).環(huán)境遙感，1995（10）：76～80