“3S”技術(shù)在林業(yè)上的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)展望

何可章

（黔南州林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院 貴州都勻 558000）

“3S”技術(shù)在林業(yè)上的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)展望

何可章

（黔南州林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院 貴州都勻 558000）

“3S”技術(shù)系統(tǒng)具有高速、具有較高的實(shí)時(shí)信息獲取及分析能力，在全球變化研究、資源和環(huán)境動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、災(zāi)害監(jiān)測(cè)與防治等國(guó)際關(guān)注的熱點(diǎn)及重點(diǎn)問題研究中被高度重視。因此，本文主要介紹了“3S”技術(shù)的基本內(nèi)涵、特征及其在林業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀，并對(duì)“3S”技術(shù)在林業(yè)上的應(yīng)用前景進(jìn)行分析，僅供參考。

“3S”技術(shù)；林業(yè)；應(yīng)用現(xiàn)狀；應(yīng)用前景

1 引言

森林不僅是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，還是保障林業(yè)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，近年來，隨著“3S”技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，其被廣泛應(yīng)用于林業(yè)中，對(duì)進(jìn)一步促進(jìn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。在當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，加強(qiáng)森林資源及環(huán)境監(jiān)測(cè)是林業(yè)當(dāng)前的首要任務(wù)，而傳統(tǒng)森林資源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在數(shù)據(jù)更新不及時(shí)、實(shí)時(shí)性差、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)缺乏空間分布信息等問題，“3S”技術(shù)在林業(yè)中的應(yīng)用，能夠達(dá)到提高森林資源及環(huán)境的監(jiān)測(cè)能力。目前，“3S”技術(shù)在林業(yè)上的應(yīng)用是新時(shí)期林業(yè)行動(dòng)計(jì)劃中的重點(diǎn)內(nèi)容，有利于促進(jìn)林業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)科技興林的目標(biāo)。

2 “3S”技術(shù)的概述

2.1 “3S”技術(shù)的基本內(nèi)涵

GIS即地理信息系統(tǒng)，可通過計(jì)算機(jī)軟件和硬件，有效運(yùn)用信息系統(tǒng)工程和信息理論，對(duì)被測(cè)物體的地理數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)管理和分析，從而為了相關(guān)研究提供所需的規(guī)劃、管理及決策。該技術(shù)有效的將計(jì)算機(jī)技術(shù)、遙感技術(shù)、信息工程和現(xiàn)代地理學(xué)理論結(jié)合起來，并由計(jì)算機(jī)硬件、軟件數(shù)據(jù)及用戶構(gòu)成的整體。

2.1.2 RS技術(shù)

RS即遙感技術(shù)，是一種遠(yuǎn)離目標(biāo)，通過間接接觸對(duì)事物進(jìn)行判定、測(cè)量及分析的技術(shù)，主要利用物體的電磁波特性，通過對(duì)物體所反射或輻射的電磁波進(jìn)行觀察，而識(shí)別物體及物體所處的環(huán)境條件，從而保證物體及其環(huán)境信息提供的實(shí)時(shí)性。由于遙感信息具有豐富、動(dòng)態(tài)、快速、多元、宏觀等特點(diǎn)，能夠?yàn)樯仲Y源的調(diào)查和開發(fā)、環(huán)境監(jiān)測(cè)及全球氣候變化的相關(guān)研究提供有力的探測(cè)手段，在林業(yè)中尤其是在森林資源監(jiān)測(cè)和管理中被廣發(fā)應(yīng)用。

2.1.3 GPS技術(shù)

所謂的GPS就是全球定位系統(tǒng)，能夠同時(shí)接收多個(gè)衛(wèi)星的電磁波信號(hào)，并以這些衛(wèi)星為核心，可準(zhǔn)確確定接收點(diǎn)的具體位置。GPS主要由高度為20200km的24顆衛(wèi)星組成，通過GPS接收機(jī)可在地面上及時(shí)接收這24顆衛(wèi)星群所發(fā)出的信號(hào)，并通過三角測(cè)量的原理，即可將地球空間中任意一處的空間坐標(biāo)確定下來，全球定位系統(tǒng)主要保障了物體空間位置相關(guān)信息提供的實(shí)時(shí)性和高效性。

2.2 “3S”技術(shù)的特點(diǎn)

“3S”技術(shù)和傳統(tǒng)方法作業(yè)方式相比具有以下兩個(gè)特點(diǎn)：①傳統(tǒng)方法的作業(yè)方式主要從現(xiàn)有數(shù)據(jù)的獲取手段著手，將已有數(shù)據(jù)分別應(yīng)用在各個(gè)部門中，在確定好相關(guān)數(shù)據(jù)和應(yīng)用目的后，可建立信息處理機(jī)制，見圖1?！?S”技術(shù)的作業(yè)方式主要從應(yīng)用著手，硬件的選擇主要取決于應(yīng)用目的，建立并完善獲取技術(shù)體系和有效的信息處理方式（如圖2所示）。傳統(tǒng)作業(yè)方式和“3S”技術(shù)方法具有相同的組成成分，不同點(diǎn)在于著手點(diǎn)和過程，但相關(guān)實(shí)踐表明“3S”技術(shù)的作業(yè)方式具有較好的應(yīng)用效果；②傳統(tǒng)方法中信息獲取、處理和應(yīng)用的各個(gè)部分是不具備一定關(guān)聯(lián)性的，只獲取不應(yīng)用，這些方面都是獨(dú)立運(yùn)行的，但“3S”技術(shù)在確定應(yīng)用目標(biāo)后，其信息的應(yīng)用和處理是一體的。

例（4）中，當(dāng)A說由于海外需求強(qiáng)勁，我方?jīng)Q定擴(kuò)大生產(chǎn)，B就立馬夸贊太棒了，對(duì)方目光遠(yuǎn)大，這遵守了禮貌原則中的“贊譽(yù)準(zhǔn)則”。對(duì)對(duì)方的贊美，也是給對(duì)方面子的表現(xiàn)，有利于維持雙方良好的交際關(guān)系。

圖1 傳統(tǒng)方法的作業(yè)方式

圖2 “3S”技術(shù)的作業(yè)方式

在“3S”技術(shù)中，全球定位系統(tǒng)主要被應(yīng)用于實(shí)時(shí)、快速地提供目標(biāo)，主要包括各種傳感器和運(yùn)載平臺(tái)的空間位置；遙感技術(shù)被應(yīng)用于實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)提供目標(biāo)及其環(huán)境的語(yǔ)義和非語(yǔ)義信息，并及時(shí)對(duì)地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行更新；地理信息系統(tǒng)是針對(duì)多種來源時(shí)空數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理，在專家系統(tǒng)及各種專業(yè)模型的保障下，實(shí)行動(dòng)態(tài)仿真、模擬或進(jìn)行優(yōu)化決策，是“3S”技術(shù)集成的基礎(chǔ)平臺(tái)。

3 “3S”技術(shù)在林業(yè)上的應(yīng)用現(xiàn)狀

3.1 在森林資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

森林資源作為一個(gè)動(dòng)態(tài)有機(jī)體，資源信息未能得到及時(shí)更新，導(dǎo)致森林資源在預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方面的能力較差，從而不能及時(shí)為相關(guān)的森林資源管理和決策部門提供詳細(xì)、有效的信息。根據(jù)對(duì)森林資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的應(yīng)用范圍、目的及森林資源所在區(qū)域特征的不同，可選擇不同的衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)源作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，并根據(jù)各個(gè)不同的光譜觀測(cè)波段和分辨率，通過有效的遙感數(shù)據(jù)源和地面抽樣技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，并通過全球定位系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行空間定位，再通過地理信息系統(tǒng)將各種調(diào)查數(shù)據(jù)匯總起來，并進(jìn)行綜合分析，從而建立有效的森林資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)體系。

3.2 在繪制林業(yè)專題圖方面的應(yīng)用

傳統(tǒng)的林業(yè)制圖通常將地形圖作為制作專題圖的基本圖，林業(yè)專題圖的繪制周期長(zhǎng)、精度低、投入高，且通過手工進(jìn)行繪制，未能保障繪圖的系統(tǒng)性，但“3S”技術(shù)在林業(yè)中的應(yīng)用，從根本上改變了專題圖的編制方法，計(jì)算機(jī)制圖逐漸代替了傳統(tǒng)的手工繪制，遙感信息為專題圖的制作提供重要的資料，各種調(diào)查數(shù)據(jù)在經(jīng)過專題提取后，會(huì)形成各自的專題圖。

3.3 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，在野生動(dòng)物資源的相關(guān)調(diào)查中，“3S”技術(shù)在其中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在：①通過全球定位系統(tǒng)在行走調(diào)查樣帶時(shí)，應(yīng)尋找行走的起始點(diǎn)及行走過程的導(dǎo)航，從而保障樣帶的準(zhǔn)確性；②通過遙感圖像來劃分景觀類型、對(duì)野生動(dòng)物的棲息地進(jìn)行監(jiān)測(cè)，將對(duì)野生動(dòng)物生活產(chǎn)生影響的生態(tài)因素確定下來，通過地理信息系統(tǒng)對(duì)野生動(dòng)物的具體數(shù)量、分布規(guī)律、棲息地的實(shí)際保護(hù)管理情況進(jìn)行綜合分析，并通過圖形或數(shù)據(jù)的形式將分析結(jié)果呈現(xiàn)出來，最終形成相應(yīng)的調(diào)查報(bào)告和圖文材料。

3.4 在森林資源檔案管理方面的應(yīng)用

“3S”技術(shù)在森林資源檔案管理方面的應(yīng)用主要體現(xiàn)在對(duì)資源數(shù)據(jù)進(jìn)行一體化查詢上。地理信息系統(tǒng)具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)分析和處理能力，可通過林班或小班圖班對(duì)其相關(guān)的調(diào)查或統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢，并及時(shí)獲取要求林班小班的調(diào)查因子數(shù)據(jù)。

4 “3S”技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的展望

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，通過“3S”技術(shù)能夠有效實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)更新方面的創(chuàng)新。通過遙感技術(shù)獲取遙感信息，通過GPS進(jìn)行定位和導(dǎo)航，并通過GIS對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析和處理，提供豐富的林業(yè)信息和圖文數(shù)表，最終制定并實(shí)施決策方案。先進(jìn)技術(shù)正逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的調(diào)查、規(guī)劃、監(jiān)測(cè)和管理手段，實(shí)現(xiàn)林業(yè)經(jīng)營(yíng)管理模式的科學(xué)化、信息化及動(dòng)態(tài)化。

4.1 建立并完善資源綜合監(jiān)測(cè)體系

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷提高，傳統(tǒng)的森林資源監(jiān)測(cè)體系已不能滿足現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的需求，因此，需要通過“3S”技術(shù)建立相應(yīng)的資源監(jiān)測(cè)體系，不僅能實(shí)現(xiàn)森林資源數(shù)量的有效監(jiān)測(cè)，還可對(duì)自然生態(tài)環(huán)境相關(guān)信息所發(fā)生的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)，逐漸建立資源綜合監(jiān)測(cè)體系。

4.2 擴(kuò)大“3S”技術(shù)應(yīng)用研究的規(guī)模

“3S”技術(shù)的應(yīng)用研究規(guī)模在不斷擴(kuò)大，比如各類森林資源調(diào)查、各項(xiàng)營(yíng)造林工程設(shè)計(jì)和城鄉(xiāng)生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)等。與此同時(shí)，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)逐步建立數(shù)據(jù)中心、技術(shù)服務(wù)中心，利用網(wǎng)絡(luò)，可定期向社會(huì)提供有效的資源信息，實(shí)現(xiàn)信息資源共享。

4.3 培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)人才

現(xiàn)階段，“3S”技術(shù)在林業(yè)產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用仍處在初期階段，我國(guó)從事“3S”技術(shù)研究和應(yīng)用的專業(yè)人員并不多，因此，應(yīng)加大培養(yǎng)人才的力度，逐步創(chuàng)建高水平的“3S”專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)，更好的將“3S”技術(shù)應(yīng)用在林業(yè)生產(chǎn)中，實(shí)現(xiàn)工作效率的有效提高。

4.4 逐步實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)和決策的科學(xué)化

在建立網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)資源共享的基礎(chǔ)上，創(chuàng)建林業(yè)專家決策系統(tǒng)，進(jìn)一步將“3S”技術(shù)進(jìn)行集成和融合，有效開展林業(yè)專題模型及預(yù)測(cè)模型的研究工作，以此來實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)和決策的科學(xué)化，從而為政府相關(guān)的決策部門提供可靠的參考依據(jù)。

5 結(jié)語(yǔ)

“3S”技術(shù)具有高速自動(dòng)化、宏觀調(diào)控等特點(diǎn)，具有較強(qiáng)的形成系列產(chǎn)品能力，這也是未來社會(huì)科學(xué)研究高度集中化的發(fā)展需要。“3S”技術(shù)集GIS、GPS、RS的優(yōu)點(diǎn)于一身，滿足了信息時(shí)代發(fā)展的需求，因此，“3S”技術(shù)在未來可形成較強(qiáng)的生產(chǎn)力，從而滿足信息社會(huì)高時(shí)效性的需要。

[1]張新國(guó)，譚貴發(fā)，等.“3S”技術(shù)及其在林業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀與展望[J].吉林林業(yè)科技，2008，37（6）：56.

[2]庾曉紅，白降麗.“3S”技術(shù)在林業(yè)上的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)展望[J].林業(yè)調(diào)查規(guī)劃，2005，30（3）：1～3.

[3]喬建勇，張博，郭朝陽(yáng).林業(yè)基層3S技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展對(duì)策[J].現(xiàn)代農(nóng)村科技，2015（9）：4～5.

S712

A

1004-7344（2016）20-0213-02

；2016-7-1

何可章（1972-），男，布依族，貴州都勻人，工程師，本科，主要從事林業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)工作。