3S技術(shù)在林業(yè)信息化中的應(yīng)用

宗有生

摘 要：3S是全球定位系統(tǒng)（Global Positioning Systems，GPS）、地理信息系統(tǒng)（Geography Information Systems，GIS）、遙感技術(shù)（Remote Sensing，RS）3種技術(shù)的統(tǒng)稱，是林業(yè)信息化中用于數(shù)據(jù)采集、獲取和分析的重要技術(shù)。文章主要論訴3S技術(shù)在林業(yè)信息化中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：GPS；GIS；RS；林業(yè)

1 地理信息系統(tǒng)

1.1 地理信息系統(tǒng)定義

地理信息系統(tǒng)是指在計(jì)算機(jī)硬件和軟件系統(tǒng)的支持下，采集、儲存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述整個(gè)或部分地球表層空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)的一種技術(shù)系統(tǒng)。

1.2 GIS技術(shù)在林業(yè)中的應(yīng)用

所謂地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System 簡稱GIS），它是在二十世紀(jì)中期興起的一門學(xué)科。目前，在我國有部分學(xué)者將目光投向GIS技術(shù)與森林資源管理有機(jī)結(jié)合的研究。

現(xiàn)在，在數(shù)字化林相專題圖的建立中，大部分的應(yīng)用研究都可以通過通用的GIS軟件（Mapinfo，ARC/Info，MapGIS，ViewGIS等）達(dá)到目的， 這樣在形成動態(tài)資源專題圖的同時(shí)，還可以利用森林資源的高產(chǎn)栽培措施結(jié)合動態(tài)監(jiān)測，使經(jīng)營決策方案更加科學(xué)。

現(xiàn)代林業(yè)要求我們要將森林經(jīng)營逐步轉(zhuǎn)變?yōu)楦叨燃s經(jīng)營。通過結(jié)合GIS技術(shù)與森林經(jīng)營優(yōu)化決策模型，可以綜合分析對比空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)，進(jìn)而以可視化的方式表現(xiàn)出優(yōu)化決策的成果。

GIS技術(shù)用于森林防火中有很多傳統(tǒng)林業(yè)不具備的優(yōu)勢。國家林業(yè)局林業(yè)規(guī)劃院在90年代研制出“林火管理GIS”，各省、市也著手構(gòu)建森林防火GIS。目前，黑龍江省在2003年建立的森林防火GIS因其科學(xué)性、實(shí)用性一直在被沿用；東北林業(yè)大學(xué)對大興安嶺地區(qū)的森林防火工作做了系統(tǒng)的分析，也開發(fā)了基于GIS的“林火數(shù)據(jù)庫與輔助決策系統(tǒng)”。

在預(yù)測預(yù)報(bào)森林病蟲防治的時(shí)候我們同樣可以利用GIS的空間分析技術(shù)。病蟲害是有一定發(fā)生和發(fā)展規(guī)律的，根據(jù)這些搜集到的歷史數(shù)據(jù)對比環(huán)境生態(tài)因子的關(guān)系，再利用病蟲害專家的專業(yè)知識，就可以將病蟲害預(yù)測預(yù)報(bào)模型建立出來。在對森林病蟲害災(zāi)情進(jìn)行評估的時(shí)候同樣可以用到GIS技術(shù)，進(jìn)而利用這些數(shù)據(jù)制成損失分布圖和損失報(bào)告。利用GIS進(jìn)行決策支持有很多優(yōu)點(diǎn)，是預(yù)測預(yù)報(bào)森林病蟲防治、制定治理措施和確定到達(dá)災(zāi)區(qū)的最佳路徑。

2 全球定位系統(tǒng)

2.1 全球定位系統(tǒng)定義

全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)是指利用GPS定位衛(wèi)星，在全球范圍內(nèi)實(shí)時(shí)進(jìn)行定位、導(dǎo)航的系統(tǒng)，簡稱GPS。

2.2 GPS在林業(yè)中的應(yīng)用

在為地球表面提供定位、導(dǎo)航和測繪等服務(wù)的時(shí)候，可以利用分布于外層空間的多顆衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)這一目的，這就是GPS定位技術(shù)。手持GPS定位導(dǎo)航儀有很多功能，包括定位、測距、測速和導(dǎo)向等。利用手持GPS進(jìn)行省固、局固監(jiān)測樣地初設(shè)與復(fù)位時(shí)，只需輸入坐標(biāo)，不需要引點(diǎn)引線，而且位置準(zhǔn)確、效率高，復(fù)位率達(dá)100%。在我國國家一類清查中，黑龍江等省復(fù)位測定時(shí)利用手持GPS將工作效率提高8倍，定位的誤差在7米之內(nèi)。使用GPS定位導(dǎo)航儀可以研究野生樹種的生長地點(diǎn)和區(qū)域，將野生樹種生長地點(diǎn)定位儲存后，可以研究這一區(qū)域某樹種的分布，根據(jù)地貌、濕度、地理位置等條件可以掌握這些樹種的生存條件，同時(shí)還可以對該林區(qū)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的不同組成分布進(jìn)行研究。當(dāng)人們需要某一特定區(qū)域內(nèi)樹種的分布圖時(shí)，首先要將這一樹種的分布區(qū)域最寬兩點(diǎn)定位，利用GPS定位導(dǎo)航儀計(jì)算出這一區(qū)域的寬度，再通過已經(jīng)測出的數(shù)據(jù)計(jì)算出面積。這樣，就能把所有樹種的數(shù)據(jù)記錄下來并描繪成圖。將GPS的導(dǎo)航功能應(yīng)用到森林資源一類調(diào)查中，只需要將固定樣地的坐標(biāo)輸入進(jìn)去，GPS接收機(jī)就可以引導(dǎo)調(diào)查人員到達(dá)樣地。這樣在提高了速度和精度的同時(shí)，還能將明標(biāo)改成暗標(biāo)。在森林資源二類調(diào)查中，利用GPS把調(diào)查的樣本單元落實(shí)到地面上進(jìn)行測量和調(diào)查可以更加方便、快速、高效。同時(shí)，在GPS 接收機(jī)中儲存的調(diào)查數(shù)據(jù)還可直接形成數(shù)據(jù)庫，有利于數(shù)據(jù)的匯總統(tǒng)計(jì)。

3 衛(wèi)星遙感技術(shù)

3.1 衛(wèi)星遙感技術(shù)定義

衛(wèi)星遙感技術(shù)簡稱RS，是綜合性的科學(xué)技術(shù)，集中電子、光學(xué)、空間、計(jì)算機(jī)通信和地學(xué)等成就，是3S（RS、GIS、GPS）技術(shù)的主要組成部分。遙感技術(shù)是指從遠(yuǎn)距離、高空，外層空間平臺，利用可見光、紅外、微波等儀器，利用攝影或掃描、信息感應(yīng)、傳輸和處理，識別地面物質(zhì)性質(zhì)或運(yùn)動狀態(tài)的技術(shù)系統(tǒng)。

3.2 衛(wèi)星遙感技術(shù)在林業(yè)中應(yīng)用

RS是一種無損測試技術(shù)，其特點(diǎn)是快速、宏觀、客觀、大面積、無破壞性。除此之外，還能快速、實(shí)時(shí)的獲取空間信息并進(jìn)行分析。將其用在林業(yè)信息化中對森林病蟲害進(jìn)行監(jiān)測研究，具有很多常規(guī)方法不可比擬的優(yōu)越性。森林病蟲害有很多種類，不同的森林病蟲害危害部位各不相同。利用RS技術(shù)，可以根據(jù)在遙感數(shù)字圖像上記錄的光譜反射率的差異，對圖像進(jìn)行增強(qiáng)處理和模式識別，并通過專家系統(tǒng)和GIS的支持，監(jiān)測森林病蟲害。通過遙感監(jiān)測技術(shù)可以大范圍的實(shí)時(shí)性的監(jiān)測蟲害動態(tài)，并在特定的生態(tài)系統(tǒng)中監(jiān)測有害生物災(zāi)變的動態(tài)，并進(jìn)而了解受害區(qū)域的分布以及危害程度的發(fā)展趨勢，從宏觀層次制定有效科學(xué)的防治和管理措施。

4 結(jié)束語

3S技術(shù)中，RS能夠迅速的獲取大范圍信息，GPS能夠準(zhǔn)確獲取具體定位信息，GIS能對RS和GPS的信息迅速作出反應(yīng)，并進(jìn)行綜合管理?！?S”技術(shù)的同步應(yīng)用，不僅能減少沒必要的資源消耗，還可以大大降生產(chǎn)成本，提高了林業(yè)生產(chǎn)率，逐步將林業(yè)粗放的經(jīng)營方式變?yōu)榫珳?zhǔn)經(jīng)營，促進(jìn)森林資源的信息化管理。

參考文獻(xiàn)

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