森林資源監(jiān)測中林業(yè)3S技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與展望

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森林資源監(jiān)測中林業(yè)3S技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與展望

摘要：3S技術(shù)是遙感技術(shù)（簡稱RS）、地理信息系統(tǒng)（簡稱GIS）和全球定位系統(tǒng)（簡稱GPS）的統(tǒng)稱，林業(yè)3S技術(shù)作為森林資源監(jiān)測工作的主要運用技術(shù)，其發(fā)展和應(yīng)用給森林資源監(jiān)測工作帶來了一場技術(shù)革命。本文詳細分析了3S技術(shù)的概念及發(fā)展過程，解讀國內(nèi)國外的應(yīng)用現(xiàn)狀，并對該項技術(shù)的應(yīng)用前景作出展望。

關(guān)鍵詞：森林資源監(jiān)測；林業(yè)3S技術(shù)；應(yīng)用現(xiàn)狀

森林資源監(jiān)測主要是對森林資源的觀測分析，其主要目的是能夠及時掌握森林資源的變化狀況和發(fā)展趨勢，為國家的林業(yè)經(jīng)營和管理進行科學(xué)的決策。1989年，我國開始建立國家森林資源監(jiān)測體系，并建成國家森林資源監(jiān)測管理系統(tǒng)和地方森林資源監(jiān)測管理系統(tǒng)。而根據(jù)層級不同，監(jiān)測技術(shù)方法也有不同，國家森林資源監(jiān)測管理系統(tǒng)以森林資源連續(xù)清查方法，并結(jié)合現(xiàn)代數(shù)據(jù)更新技術(shù)，達到監(jiān)測森林資源的目的。而地方森林監(jiān)測系統(tǒng)一般采用定期清查的方法，做到及時更新森林資源數(shù)據(jù)和信息。但隨著動態(tài)監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用，森林資源監(jiān)測也展現(xiàn)出前所未有的新氣象。特別是行業(yè)內(nèi)熟知的“3S”技術(shù)，更是成為時下森林監(jiān)測技術(shù)的研究熱點。

1　什么是“3S”技術(shù)

3S技術(shù)是遙感技術(shù)（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）以及全球定位系統(tǒng)（GPS）的統(tǒng)稱，是一項結(jié)合了衛(wèi)星定位技術(shù)、計算機技術(shù)、遙感技術(shù)、通訊技術(shù)等多個學(xué)科的綜合性現(xiàn)代信息技術(shù)。

1.1遙感技術(shù)（RS）。遙感技術(shù)是指對地球表面電磁波信息的掃描、攝影、傳輸、處理，以達到對各類地表信息遠距離監(jiān)測和識別的目的。由于該技術(shù)能夠?qū)崟r提供多空間和動態(tài)的地理信息，因此被廣泛應(yīng)用于植被資源調(diào)查、森林資源監(jiān)測、氣象觀測、病蟲害、交通網(wǎng)絡(luò)分布等多個領(lǐng)域。1.2地理信息系統(tǒng)（GIS）。地理信息系統(tǒng)是一款專門進行地理信息管理的計算機軟件系統(tǒng)，該系統(tǒng)不但能夠進行多角度、多層級、多門類的管理地理信息，還能夠?qū)⒏黝愋畔⑦M行分析、組合，方便操作者檢索和查詢。除此之外，GIS還能夠?qū)⑿畔⒈普娴脑佻F(xiàn)到電子屏幕上，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的“可視化”，降低了操作者管理信息的難度，提高了工作效率。該系統(tǒng)現(xiàn)在廣泛運用于地理區(qū)域規(guī)劃、生態(tài)環(huán)境規(guī)劃、自然災(zāi)害的監(jiān)測、森林資源監(jiān)測等領(lǐng)域，為相關(guān)部門作出科學(xué)決策提供了依據(jù)。

1.3全球定位系統(tǒng)（GPS）。該系統(tǒng)是一項具有實時三維導(dǎo)航與定位功能的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。因為其高效、快速、準確的特點，被廣泛應(yīng)用于軍事活動、地球監(jiān)測、土地利用以及人們的日常生活。

2　“3S”技術(shù)在森林資源監(jiān)測工作中的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1我國森林資源監(jiān)測中林業(yè)“3S”技術(shù)的應(yīng)用情況。

2.1.1森林防火。1991年，國家林業(yè)局相關(guān)專家成功研制出基于（GIS）的國家林火管理信息系統(tǒng)，并先后在我國的東北地區(qū)、西南地區(qū)進行推廣實驗，取得了不錯的效果。

2.1.2森林病蟲害的監(jiān)測?？茖W(xué)研究表明，正常生長的植物都會有規(guī)則的光譜反射曲線，而遭受病蟲害后會出現(xiàn)卷葉、殘葉、葉片吞噬、枝條被破環(huán)的情況，這些植物形態(tài)的變化都必然導(dǎo)致植物光譜反射曲線的改變。利用遙感技術(shù)（RS）可以實時監(jiān)測植物光譜曲線，并結(jié)合（GIS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)，可以明確某地是否存在森林病蟲害以及災(zāi)害等。

2.1.3森林資源的清查。2009～2013年，我國進行了第八次全國森林資源清查活動，該項科研活動組織了2萬名技術(shù)人員，采用森林資源連續(xù)清查的方法，對全國森林資源數(shù)量、質(zhì)量以及結(jié)構(gòu)分布等方面進行詳細的調(diào)查統(tǒng)計。本次森林資源清查活動中，采用的就是以遙感技術(shù)（RS）為主并結(jié)合（GIS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)的清查技術(shù)，是林業(yè)“3S”技術(shù)的具體實踐。

2.2國外關(guān)于“3S”技術(shù)的具體應(yīng)用。從國際上看，在這一領(lǐng)域處于領(lǐng)先水平的主要是北美國家以及西歐、北歐地區(qū)。美國作為該技術(shù)在北美地區(qū)的代表國家，其在20世紀80年代就在林業(yè)資源監(jiān)測、生物多樣性保護以及環(huán)境保護等領(lǐng)域開始推廣“3S”技術(shù)，并建成了資料全面詳細的數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)了對森林資源的連續(xù)動態(tài)監(jiān)測。而在西歐地區(qū)，德國就利用“3S”技術(shù)進行森林結(jié)構(gòu)、類型的多層次分析，并利用其自身成熟的制圖技術(shù)，可以詳細直觀的統(tǒng)計和分析森林資源的各方面情況。還比如，北歐國家芬蘭就基于光學(xué)遙感數(shù)據(jù)反演出當(dāng)前的森林資源量，并結(jié)合影像學(xué)技術(shù)和發(fā)達的地理信息系統(tǒng)，估算出國家森林的活立木儲量，并可推測出較為精確的分布情況。

3　林業(yè)“3S”技術(shù)的發(fā)展前景

3.1利用RS、GIS、GPS的合理融合，實現(xiàn)森林資源監(jiān)測的自動化和集成化。在技術(shù)的實際運用中，遙感技術(shù)是地理信息系統(tǒng)的重要數(shù)據(jù)來源，而地理信息系統(tǒng)反過來又可以分析遙感技術(shù)所得到的數(shù)據(jù)，從中提取有價值的信息。全球定位系統(tǒng)可為遙感技術(shù)提供地面和空中的監(jiān)測手段，實現(xiàn)誤差最小化，而這種更加精確的數(shù)據(jù)又可為地理信息系統(tǒng)所利用。由此可見，此三項技術(shù)可以環(huán)環(huán)相扣，互取所長，能夠?qū)崿F(xiàn)森林監(jiān)測中對于各項情況的立體化掌握。

3.2利用“3S”技術(shù)可以更加具體的了解森林面積的變化。從以往的實際經(jīng)驗來看，遙感技術(shù)能夠?qū)⑸肿兓庇^化。但是，在融合地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)之后，科研人員不僅可以及時了解森林面積的變化，還能夠根據(jù)其他兩項系統(tǒng)，推測森林變化的原因以及詳細的地域分布。無論是森林面積的減少或增多，科研人員都能夠確定該變化的深層原因，并且根據(jù)各項因素推測未來的森林變化情況。

3.3關(guān)于森林起火點的未來研究。在現(xiàn)階段的“3S”技術(shù)運用中，森林防火是一項重點研究工作。其中，對于森林中異常熱點的監(jiān)測、火災(zāi)強度、植被損毀情況等都能夠有效的監(jiān)測，但是森林起火點的定位依舊是一個研究難點。因此，隨著“3S”技術(shù)的深度推廣，解決這一難題成為當(dāng)前森林防火問題中的重中之重。

3.4對于森林資源的監(jiān)測清查。目前，世界各國在森林資源監(jiān)測工作上都依照可持續(xù)發(fā)展這一指標來進行信息采集，例如生物多樣性、水文保持、森林生態(tài)等。而“3S”技術(shù)的開展，可以讓目的性更強的監(jiān)測工作變得更加精確便捷。比如說，利用遙感技術(shù)可以獲取多波段的掃描圖像，得出具體的TM數(shù)據(jù)，并結(jié)合地理信息系統(tǒng)，可以準確的判斷研究區(qū)域的森林生長情況、健康情況、森林種群情況以及森林蓄積量等等。還可以依據(jù)森林生長的不同季節(jié)，獲取不同的數(shù)據(jù)，使對森林資源的清查更加精確。

參考文獻

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336600江西省新余市分宜縣林業(yè)局周冬蓮黃小林