論在森林資源規(guī)劃設(shè)計調(diào)查中“3S”技術(shù)的應(yīng)用

張曉林 龔考文

【摘要】：隨著地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)以及航天遙感等空間技術(shù)的發(fā)展，使得3S技術(shù)被應(yīng)用到森林資源的規(guī)劃設(shè)計調(diào)查中，節(jié)省了人力資源，同時也實現(xiàn)了我國森林資源數(shù)據(jù)信息的自動化管理。本文主要對“3S”技術(shù)做了詳細(xì)介紹，并分析了其在森林資源調(diào)查規(guī)劃中的現(xiàn)狀和應(yīng)用技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】：“3S”技術(shù)；森林資源；規(guī)劃設(shè)計調(diào)查；應(yīng)用

1.“3S”技術(shù)

“3S”技術(shù)是全球定位系統(tǒng)GPS、衛(wèi)星遙感系統(tǒng)RS 和地理信息系統(tǒng)GIS 的簡稱。

GPS 測量技術(shù)能夠快速、高效、準(zhǔn)確地提供點、線、面要素的精確三維坐標(biāo)以及其他相關(guān)信息，具有全天候、高精度、自動化、高效益等顯著特點。

RS即是遙感技術(shù)，一般是運用傳感器對物體的電磁波輻射、反射特性進(jìn)行探測，并根據(jù)其特性對物體的性質(zhì)、特征以及狀態(tài)進(jìn)行分析的方法和應(yīng)用技術(shù)。遙感系統(tǒng)主要由信息源、信息獲得、信息處理以及信息應(yīng)用四部分組成，來對林地觀測的綜合性技術(shù)。

GIS就是一個專門管理地理信息的計算機(jī)軟件系統(tǒng)，它不但能分門別類，分級分層地去管理各種地理信息，而且還能將它們進(jìn)行各種組合、分析、再組合、再分析等，還能查詢、檢索、修改、輸出、更新等。

2.森林資源二類調(diào)查概況

森林資源規(guī)劃設(shè)計調(diào)查（簡稱二類調(diào)查）是以縣級行政區(qū)域、國有林業(yè)局、自然保護(hù)區(qū)和森林公園等森林經(jīng)營單位為調(diào)查單位，是以滿足森林經(jīng)營方案、總體設(shè)計、規(guī)劃設(shè)計與林業(yè)區(qū)劃需要而進(jìn)行的森林資源調(diào)查。其成果是建立或更新森林資源檔案，指定森林采伐限額，進(jìn)行林業(yè)工程規(guī)劃設(shè)計和森林資源管理的基礎(chǔ)，也是指定區(qū)域國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和林業(yè)發(fā)展規(guī)劃，實行森林生態(tài)效益補償和森林資源產(chǎn)化管理，指導(dǎo)和規(guī)范森林科學(xué)經(jīng)營的重要依據(jù)。

2.1調(diào)查的主要任務(wù)

查清森林、林地和林木資源的種類、數(shù)量、質(zhì)量、分布及動態(tài)變化，結(jié)合調(diào)查區(qū)域自然、社會經(jīng)濟(jì)條件，綜合分析和評價森林資源及其經(jīng)營管理現(xiàn)狀，提出對森林資源培育、保護(hù)和利用意見；根據(jù)需要對濕地、森林更新、森林健康、土地退化等多資源內(nèi)容進(jìn)行調(diào)查；為搭建數(shù)字林業(yè)平臺，促進(jìn)林業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供支撐。

2.2調(diào)查的主要內(nèi)容

主要是確定、核對調(diào)查單位界限，在經(jīng)營管理范圍內(nèi)調(diào)查各類林地面積及其權(quán)屬；進(jìn)行或調(diào)整經(jīng)營區(qū)劃；調(diào)查與森林資源有關(guān)的生態(tài)環(huán)境因素和自然地理環(huán)境；調(diào)查各類疏林、森林蓄積和林帶、散生木、四旁等林木蓄積及其權(quán)屬；根據(jù)需要進(jìn)行多資源調(diào)查；調(diào)查主要經(jīng)營活動與森林經(jīng)營條件，評價經(jīng)營成效。

3.“3S”技術(shù)在森林資源調(diào)查規(guī)劃中的應(yīng)用現(xiàn)狀

在我國，中國林科院在20 世紀(jì)70 年代，開始使用陸地衛(wèi)星MMS圖像和航空像片與地面實測相結(jié)合的雙重抽樣方法進(jìn)行森林資源清查的探索。此后，又開展了森林波譜、MMS數(shù)據(jù)的圖像處理與森林自動分類技術(shù)的應(yīng)用試驗研究。

4.“3S”技術(shù)在森林資源調(diào)查規(guī)劃中的應(yīng)用

森林資源二類調(diào)查是以“3S”技術(shù)為平臺，采用最新時興的法國SPOT5 衛(wèi)星5 米分辨率全色數(shù)據(jù)和10米分辨率多光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行融合或TM 衛(wèi)星遙感影像作為遙感數(shù)據(jù)源，將傳統(tǒng)調(diào)查方法與先進(jìn)實用技術(shù)有機(jī)結(jié)合，通過室內(nèi)衛(wèi)星影像判讀區(qū)劃小班，現(xiàn)地PDA驗證的方法，全面提升森林資源規(guī)劃設(shè)計調(diào)查的技術(shù)水平和科技含量，提高調(diào)查質(zhì)量和調(diào)查成果的準(zhǔn)確性。

4.1傳統(tǒng)技術(shù)的弊端

主要以地面調(diào)查為主的調(diào)查方法，在野外利用1∶10000 的地形圖，進(jìn)行對林地坡目視區(qū)劃小班勾繪，并對年齡、地類、樹高、樹種、蓄積等因子通過人工深入林地調(diào)查確定，在室內(nèi)面積則采用求積儀按比例計算套或透明方格紙。這種調(diào)查方式工作量大、投入人工多、工作效率低，費用高，并且精度不高，數(shù)據(jù)實時性也差，更新困難。

4.2建立解譯標(biāo)志

以衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)（RS）景幅為單元，參照森林分布圖、林相圖等資料，選擇3 條～5 條能覆蓋區(qū)域內(nèi)所有地類和主要樹種（組）、色調(diào)齊全且線路具有代表性。利用GPS、PDA 等定位工具，選擇不同森林和不同地類類型的樣點在每條線路上，現(xiàn)地調(diào)查記錄地類、優(yōu)勢樹種（組）、齡組、郁閉度等因子，簡要描述地面形態(tài)特征，實況拍攝地面照片，建立實地與遙感影像相對應(yīng)的解譯判讀樣片，并加載在ARCVIEW 中，轉(zhuǎn)換為DBF 文件格式，形成解譯判讀標(biāo)志。

4.3建立蓄積回歸模型

按照齡組（幼、中、近、成、過）、樹種組（慢針、中針、慢闊、中闊、速闊等）和郁閉度（疏、中、密）3 個主要因子，抽取蓄積回歸調(diào)查樣地用分層抽樣的方法，用GPS進(jìn)行定位樣地調(diào)查，建立遙感因子、林分判讀因子、地理環(huán)境因子與單位面積蓄積之間的多元回歸模型，小班蓄積量定量估測并進(jìn)行回歸，實地調(diào)查一定數(shù)量有蓄積小班的蓄積量。

4.4林業(yè)專題圖制作

在GIS 支持下，通過對小班區(qū)劃及鄉(xiāng)（鎮(zhèn)、林場）界線的繪制，并作林班、整飾圖及小班注記，得到基本圖；用分子式對基本圖的小班注記小班的主要因子，然后按優(yōu)勢樹種確定色標(biāo)，確定分齡組色層后進(jìn)行著色，最后整飾圖，即得林相圖。再將全縣各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)、林場）的林相圖合并在一起， 調(diào)整到所需的比例，即得縣級森林分布圖。把各縣的森林分布圖合并在一起，即得市級的森林分布圖，依此類推。

5.“3S”技術(shù)在林業(yè)生產(chǎn)中的展望

隨著研究的不斷深入，“3S”技術(shù)將越來越廣泛地應(yīng)用于森林資源規(guī)劃調(diào)查中，但“3S”技術(shù)成果的精度與實際結(jié)果尚有差距，目前林業(yè)各部門，尤其在資源規(guī)劃、調(diào)查方面，由于衛(wèi)星圖片的清晰度和儀器、信息處理軟件自身精度的原因，部分?jǐn)?shù)據(jù)還需進(jìn)一步分析。

5.1林業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)完成，“3S”技術(shù)的應(yīng)用范圍進(jìn)一步拓寬

隨著林業(yè)GIS 中心的進(jìn)一步建設(shè)發(fā)展，通過林業(yè)信息網(wǎng)，定時向縣委、縣政府及上級林業(yè)部門提供最新林情，實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)各部門的跨地域互聯(lián)以及兄弟系統(tǒng)間的資源數(shù)據(jù)共享。

5.2以環(huán)境與資源數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立環(huán)境與資源綜合監(jiān)測體系

隨著環(huán)境與資源數(shù)據(jù)庫的不斷開發(fā)，各專題監(jiān)測系統(tǒng)框架將初步建立，如森林資源監(jiān)測、森林災(zāi)害監(jiān)測、陸生野生動植物監(jiān)測、濕地資源及沙化監(jiān)測等，并在此基礎(chǔ)上，形成綜合監(jiān)測體系。

6.結(jié)束語

總而言之，在森林資源規(guī)劃設(shè)計中應(yīng)用“3S”技術(shù)，比傳統(tǒng)方法更為方便和準(zhǔn)確，有利于更好的協(xié)調(diào)管控森林資源。

參考文獻(xiàn)

[1]崔國忠.淺談“3S”技術(shù)在森林資源規(guī)劃設(shè)計調(diào)查中的應(yīng)用[J].防護(hù)林科技，2010，05（09）：112-113.