試論RS、GPS技術(shù)在森林調(diào)查設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

張玉民

對(duì)于森林物種、土壤、植被、空氣、資源等的調(diào)查一直都是森林管理人員要做的工作，但是傳統(tǒng)的調(diào)查方法耗費(fèi)大量的人力、物力，并且存在著局限性，而隨著信息技術(shù)時(shí)代的到來，RS技術(shù)與GPS技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，逐漸推動(dòng)了森林調(diào)查進(jìn)入到了新的層次范圍，科學(xué)技術(shù)帶來便利的同時(shí)，也使得調(diào)查的結(jié)果更精準(zhǔn)、更有效。

一、RS、GPS技術(shù)、森林調(diào)查的概述與聯(lián)系

1.RS技術(shù)概述

RS技術(shù)是一項(xiàng)能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程測(cè)量的高科技測(cè)量技術(shù)，它通過發(fā)射各種能夠進(jìn)行反射的波，來進(jìn)行測(cè)量工作，這些反射波具有極高的精準(zhǔn)性，并且其發(fā)射點(diǎn)與信息接收點(diǎn)都在高空以上，由高空中向地面進(jìn)行紅外線或者其他不會(huì)發(fā)散的一種或者幾種光波。通過地面信息接收站來對(duì)反射波信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，然后結(jié)合數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，來對(duì)測(cè)定區(qū)域的物質(zhì)或者能量進(jìn)行研究和確定，并記錄，從而對(duì)測(cè)定區(qū)域的森林情況有全面而具體的掌握。

RS技術(shù)的應(yīng)用范圍廣，不僅僅能對(duì)檢測(cè)區(qū)域的物質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)督，并且還能都通過對(duì)數(shù)據(jù)的總結(jié)和記錄，加上一些精密的算法，來實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量范圍內(nèi)過去的信息情況與現(xiàn)在情況的對(duì)比，并且通過數(shù)據(jù)的形式直觀的表示出來，這樣更能方便技術(shù)人員和專家對(duì)測(cè)定區(qū)域生態(tài)問題的了解、更節(jié)省操作人員的分配整理時(shí)間，并且為后期的生態(tài)調(diào)整方案的制定，提供數(shù)據(jù)的參考，并幫助專家們進(jìn)行環(huán)境架構(gòu)的重新分配?；谝陨系膬?yōu)勢(shì)，RS技術(shù)被廣泛的應(yīng)用于森林的調(diào)查設(shè)計(jì)中。

2.GPS技術(shù)概述

GPS技術(shù)在我們的生活實(shí)際中被應(yīng)用的最為廣泛，我們所直觀了解的就是其的定位能力，根據(jù)衛(wèi)星系統(tǒng)，可以對(duì)地球上的任意地點(diǎn)實(shí)行定位。定位系統(tǒng)施用所需的主交流點(diǎn)有三種，一是國家研制世界組織認(rèn)可的位于地球外層的衛(wèi)星星座，星座就是由二十四顆小衛(wèi)星設(shè)備構(gòu)成一整套繞地球而運(yùn)行的設(shè)備組成；二是位于衛(wèi)星所屬國家區(qū)域內(nèi)部置于地表上的信息接收站，負(fù)責(zé)整理衛(wèi)星輸送的地面信息；三是位于國家重要管轄區(qū)域內(nèi)的地面監(jiān)控裝置，負(fù)責(zé)監(jiān)控衛(wèi)星的運(yùn)行軌道及工作狀態(tài)。

這三個(gè)交流點(diǎn)通過不間斷信息輸送的手段能夠有效保證地面坐標(biāo)點(diǎn)及坐標(biāo)內(nèi)變動(dòng)的測(cè)量精確度。無論是動(dòng)態(tài)還是靜態(tài)的變化進(jìn)程，GPS技術(shù)都能夠精準(zhǔn)的判斷其坐標(biāo)及物理狀態(tài)。因此這種技術(shù)常常被應(yīng)用與林區(qū)的宏觀監(jiān)控系統(tǒng)中。

3.森林調(diào)查設(shè)計(jì)

林區(qū)生態(tài)從持續(xù)時(shí)間來看雖然較為穩(wěn)定，但對(duì)作物日常的生長狀態(tài)變化及新樹種的存活狀況等依然需要林區(qū)人員不斷進(jìn)行信息的記錄分析，以將森林生態(tài)保持在平衡狀態(tài)。而對(duì)森林生態(tài)的監(jiān)控和信息的采集分析就都屬于森林調(diào)查工作中的內(nèi)容。

當(dāng)然除了養(yǎng)殖工作，林業(yè)單位還有著與外部運(yùn)營資源保持交易聯(lián)系的必要，以及合理調(diào)整單位管轄范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)布局，根據(jù)單位現(xiàn)有人文及林區(qū)狀況規(guī)劃林業(yè)未來發(fā)展方向等就屬于森林調(diào)查設(shè)計(jì)的范疇內(nèi)。一般調(diào)查范圍都以地區(qū)林業(yè)為出發(fā)點(diǎn)，利用多方人員商議的發(fā)展方向來使用現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)行規(guī)劃。

二、在森林調(diào)查設(shè)計(jì)中應(yīng)用RS與GPS的方法以及優(yōu)點(diǎn)和不足

1.RS技術(shù)在森林調(diào)查設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

在遙感技術(shù)逐漸被一些大范圍內(nèi)的事業(yè)部門應(yīng)用時(shí)，技術(shù)人員就已經(jīng)根據(jù)監(jiān)控及信息需求的發(fā)展變量研制出了基于遙感技術(shù)原有信息反饋渠道的數(shù)據(jù)分析運(yùn)算系統(tǒng)。并在現(xiàn)今信息處理技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀加持下，遙感技術(shù)已經(jīng)完全與信息處理手段融合在了一起。

對(duì)專家技能人員而言，改良后的遙感技術(shù)及其信息處理系統(tǒng)這種將固化數(shù)據(jù)制成階段數(shù)據(jù)圖及對(duì)比圖像狀態(tài)的監(jiān)控手段，更加能夠發(fā)揮出專家人員的處理效能而不是將時(shí)間浪費(fèi)在信息整理分類與對(duì)比工作中。

另外，為了更直觀的顯示林區(qū)實(shí)時(shí)狀態(tài)，國家在遙感技術(shù)大面積施用初期就試用了多波段掃描圖儀，經(jīng)過一段時(shí)間的用途反饋后試用林區(qū)認(rèn)定該種輔助顯像方法完全能夠應(yīng)用于森林調(diào)查設(shè)計(jì)。因此這種基于購買的輔助監(jiān)控顯像裝置就成為了森林調(diào)查設(shè)計(jì)中的必然選項(xiàng)。

2.RS技術(shù)在森林調(diào)查設(shè)計(jì)中運(yùn)用效果

波段掃描再制成衛(wèi)片的技術(shù)已經(jīng)逐漸被采用，但是往年固有的成比例地形圖以及早期階段制成的航片等還存在一定參考價(jià)值?？紤]到控制資源成本的必要性，于是現(xiàn)有林區(qū)基本都使用將新老技術(shù)結(jié)合參照使用的方式進(jìn)行調(diào)查設(shè)計(jì)。但目前來看這種開先河的遙感技術(shù)合作方法還算能夠產(chǎn)生正向的積極作用。并且在具體實(shí)踐中，舊航片已經(jīng)能夠被撤出使用而不影響調(diào)查工作狀態(tài)。

這種組合形式的調(diào)查技術(shù)還能有有效的節(jié)省航片置換產(chǎn)生的多余成本支出，衛(wèi)片更新所需的成本只占航片總成本的兩成左右。并且從圖像和信息具體程度而言都要比航片更優(yōu)秀具體。

3.GPS技術(shù)在森林調(diào)查設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

近年來，在我國的林業(yè)行業(yè)開始引進(jìn)了GPS技術(shù)，并且很快配備到各生產(chǎn)科室工組，已廣泛在森林調(diào)查設(shè)計(jì)工作中運(yùn)用。對(duì)GPS的高精度、自動(dòng)化、高效益等特點(diǎn)，在實(shí)際中已有顯著的成績。

它運(yùn)用在林業(yè)行業(yè)的分類經(jīng)營、退耕還林還草工程、人工造林核查等項(xiàng)工程中，也表現(xiàn)了準(zhǔn)確迅速的定位功能，利用航線測(cè)面積法、航跡測(cè)面積法簡捷的得出我們所需求的調(diào)查用數(shù)據(jù)，發(fā)揮了特有功能。

GPS的推廣運(yùn)用，降低了因技術(shù)素質(zhì)因素而產(chǎn)生的誤差，使各林班（村）、小班調(diào)查精度和準(zhǔn)確率得到提高，得到各方面技術(shù)人員的認(rèn)可。

4.在森林調(diào)查設(shè)計(jì)運(yùn)用中的不足

RS技術(shù)在外業(yè)調(diào)繪中存在不足，還需進(jìn)一步的開發(fā)。針對(duì)技術(shù)力量薄弱，要加強(qiáng)技術(shù)人員業(yè)務(wù)素質(zhì)提高，不能單一從表面上，從以往的經(jīng)驗(yàn)了解遙感，克服調(diào)查員只利用TM衛(wèi)星像片做外業(yè)調(diào)繪手圖來實(shí)地調(diào)查，而不是先區(qū)劃后驗(yàn)證，失去了TM衛(wèi)星像片所包含的更能發(fā)揮信息源所攜帶的信息。使得在工作量和人力、物力沒有相應(yīng)的減少，卻和使用航空像片一般比例。所以，更應(yīng)該深入的研究其內(nèi)含。

現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)對(duì)于森林的生態(tài)研究、調(diào)查與設(shè)計(jì)起著很好的推動(dòng)作用，正是由于RS技術(shù)與GPS技術(shù)的合理應(yīng)用及配合，才使得我們能夠更方便而快捷的對(duì)森林信息進(jìn)行調(diào)查和監(jiān)控。但是其中還是存在著不足，科研技術(shù)人員應(yīng)該針對(duì)這些不足，改進(jìn)、設(shè)計(jì)或研發(fā)更有效的調(diào)查技術(shù)手段，為環(huán)境保護(hù)，和自然生態(tài)的維護(hù)貢獻(xiàn)力量。

（作者單位：165000 國家林業(yè)局大興安嶺林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院）