數(shù)字林業(yè)技術(shù)在退耕還林工程中的應(yīng)用研究與分析

朱建剛

怎么定義數(shù)字林業(yè)（Digital Forestry）？在1992年，美國副總統(tǒng)戈爾在《瀕臨失穩(wěn)的地球》首次提出了數(shù)字地球（Digital Earth）的概念，這一概念一經(jīng)出現(xiàn)立刻得到人們的認(rèn)可，并將數(shù)字地球的相關(guān)理論不斷發(fā)展，而數(shù)字地球已經(jīng)成為了一個全球的信息綜合系統(tǒng)，成為經(jīng)濟(jì)全球化以及信息高速公路的必要信息資源。數(shù)字林業(yè)的概念正是在這樣的背景下提出，數(shù)字林業(yè)把林業(yè)相關(guān)的信息資源整合在一起，利用3S技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)和智能技術(shù)，極大推動了林業(yè)管理、林業(yè)開發(fā)、退耕還林、林業(yè)保護(hù)和林產(chǎn)工業(yè)等信息化進(jìn)程，其最終目的是服務(wù)全社會，推動林業(yè)資源的可持續(xù)發(fā)展。

“數(shù)字林業(yè)”的建設(shè)是一項十分復(fù)雜且工作量巨大的項目，且前期數(shù)據(jù)采集階段需要耗費大量的財力。我國在“十三五”規(guī)劃目標(biāo)中就明確提出了要加快林業(yè)管理的信息化，為林業(yè)的現(xiàn)代化打下堅實基礎(chǔ)。我國在根據(jù)林業(yè)現(xiàn)狀及管理水平提出了將數(shù)字化林業(yè)系統(tǒng)的建設(shè)分為近、中、長三期來進(jìn)行建設(shè)。本文正是基于數(shù)字林業(yè)技術(shù)在退耕還林中做相應(yīng)的研究。

我國是一個自然災(zāi)害頻發(fā)的國家，翻閱中國的歷史，發(fā)現(xiàn)洪水造成人民財產(chǎn)出現(xiàn)重大損失的例子不勝枚舉。在1998年，中國罕見的發(fā)生了特大洪澇災(zāi)害，黨中央、國務(wù)院審時度勢，戰(zhàn)略性提出“退耕還林”的重要政策，經(jīng)過十幾年的推行，在我國的黃河流域和長江流域生態(tài)已經(jīng)得到明顯改善，但是政策實施的過程中，也存在著一些問題，諸如退耕還林區(qū)域選擇問題、農(nóng)民收入問題、退耕還林與工業(yè)用地、城市用地沖突的問題等，這些問題直接影響著政策的推行與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展，因此將數(shù)字林業(yè)應(yīng)用在退耕還林的問題中，可以尋得一條適合人類、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和資源三者協(xié)調(diào)發(fā)展的方式，為社會主義和諧發(fā)展提供了數(shù)據(jù)和理論支撐。

1 大數(shù)據(jù)的存儲和處理

數(shù)字林業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)是3S技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和數(shù)據(jù)存儲技術(shù)。其數(shù)據(jù)庫中包含了多角度、多分辨率、多方位矢量的遙感衛(wèi)星圖像。由于我國林業(yè)資源分布復(fù)雜，其數(shù)據(jù)量是巨大的。這種大不但包括數(shù)據(jù)所需很大的存儲空間，也包括數(shù)據(jù)類型的復(fù)雜。在目前，針對這樣的大數(shù)據(jù)的存儲和處理，比較流行的一種方式是分布式數(shù)據(jù)存儲，即根據(jù)部門或者區(qū)域的不同來分成若干個節(jié)點，用中央數(shù)據(jù)服務(wù)器來進(jìn)行統(tǒng)一的大數(shù)據(jù)管理，利用局域網(wǎng)可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)在不同服務(wù)器快速傳輸，這種方式既可以將大數(shù)據(jù)量進(jìn)行劃分，減少了服務(wù)器的負(fù)荷量，同時又保證了數(shù)據(jù)之間可以靈活傳輸，是數(shù)字林業(yè)大數(shù)據(jù)存儲和處理的一種方式

2 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是數(shù)字林業(yè)在退耕還林應(yīng)用中不可或缺的技術(shù)基礎(chǔ)。在林業(yè)的相關(guān)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，必須留有標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字接口。由于計算機(jī)行業(yè)的迅猛發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備已經(jīng)變得性能先進(jìn)而可靠。數(shù)字林業(yè)需要網(wǎng)絡(luò)中這些標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字接口建立一個龐大的廣域網(wǎng)，利用這樣一個廣域網(wǎng)可以發(fā)布各種林業(yè)資源，在應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)時，一定要做好安全防范措施，在每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)立相關(guān)的管理人員，確保林業(yè)數(shù)據(jù)能夠安全傳輸和利用，更好的共享退耕還林的相關(guān)數(shù)據(jù)。

3 可視化與虛擬現(xiàn)實（VR）技術(shù)的應(yīng)用

過去，由于技術(shù)限制，林業(yè)資源調(diào)查方式以繪制資源地圖為主，這種方式在過去取得了一定的成效，但是其修改困難，可視化程度差的弊端也很明顯?，F(xiàn)在，隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字林業(yè)技術(shù)正在快速取代老式的繪制技術(shù)，利用計算機(jī)計算速度快的特點，出現(xiàn)了可視化技術(shù)?？梢暬夹g(shù)通過數(shù)學(xué)建模將各種數(shù)字信息分以二維和三維的形式來表現(xiàn)。就目前來說，二維的可視化技術(shù)更為成熟，實現(xiàn)方法更為簡單，三維的可視化技術(shù)則更加直觀，通過使用新的技術(shù)，例如虛擬現(xiàn)實技術(shù)等將區(qū)域的林業(yè)信息顯示出來，便于林業(yè)保護(hù)的開展。

4 完善數(shù)字林業(yè)的管理

將數(shù)字林業(yè)應(yīng)用在退耕還林過程中，需要完善的信息基礎(chǔ)和設(shè)備，并對林業(yè)大數(shù)據(jù)進(jìn)行全面而準(zhǔn)學(xué)的分析，這其中需要科學(xué)的算法和建模，因此需要設(shè)立有相關(guān)工作經(jīng)驗的專職人員進(jìn)行操作，確保數(shù)據(jù)處理得到的結(jié)論的可靠性。在數(shù)字林業(yè)技術(shù)的應(yīng)用過程中，需要建立完善的數(shù)據(jù)庫，不斷優(yōu)化算法和模型，加強(qiáng)信息的精確程度，推動退耕還林工程的整體管理水。

5 促進(jìn)退耕還林的長遠(yuǎn)發(fā)展

退耕還林任重而道遠(yuǎn)，既不可操之過急，也不能毫無作為。為了促進(jìn)退耕還林的長遠(yuǎn)發(fā)展推動相關(guān)工作的進(jìn)行，應(yīng)當(dāng)根據(jù)區(qū)域的具體情況，建立完善的退耕還林政策和相關(guān)制度。對于具體一些地區(qū)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體的林業(yè)數(shù)據(jù)和科學(xué)技術(shù)，兼顧人類、經(jīng)濟(jì)、林業(yè)資源三者之間的關(guān)系，總結(jié)出合理完善的數(shù)字化管理辦法，不斷推動退耕還林的進(jìn)程。除此之外，還應(yīng)該建立退耕還林的分析模型，不斷分析退耕還林給人類、經(jīng)濟(jì)等帶來的影響，并通過實際的觀察不斷去修正模型。最后，林業(yè)相關(guān)部門需要加強(qiáng)溝通與信息數(shù)據(jù)交流，實現(xiàn)退耕還林工程的穩(wěn)步實現(xiàn)。

6 普及數(shù)字林業(yè)理念

隨著數(shù)字林業(yè)越來越廣的應(yīng)用在退耕還林等工程上，這種新型技術(shù)已經(jīng)成為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展所不可或缺的力量。林業(yè)規(guī)劃與建設(shè)與當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)有著越來越密切的聯(lián)系，針對這樣現(xiàn)狀，林業(yè)部門應(yīng)當(dāng)森林分類經(jīng)營理論加強(qiáng)林業(yè)管理，讓每一位林業(yè)人員都有著分類經(jīng)營理念，對于決策者，更應(yīng)該實時關(guān)注和學(xué)習(xí)最新的理論，比如數(shù)字地球，數(shù)字中國等，并將這些理論應(yīng)用到退耕還林工程中來，使得決策有科學(xué)性、理論性，使得中國的林業(yè)管理水平逐漸與國際相接軌，并致不斷發(fā)展退耕還林的相關(guān)理論。

綜上所述，將數(shù)字林業(yè)技術(shù)應(yīng)用到退耕還林工程中，為后者的實施提供了科學(xué)性、理論性的指導(dǎo)，目前，我國的數(shù)字林業(yè)技術(shù)仍然存在著一些問題，發(fā)展水平仍然處在一個低級階段，基礎(chǔ)設(shè)備缺乏、科技水平較低、水平標(biāo)準(zhǔn)不完善且更新較慢，因此，在開展退耕還林過程中，必須在理論上不斷完善，并且加大投入，為社會主義可持續(xù)發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

（作者單位：032100 文水縣林業(yè)局）endprint