數(shù)字林業(yè)技術在退耕還林工程中的應用研究與分析

王亮 徐連杰

退耕還林工程是我國建設的長期綠化項目，其對提高我國森林覆蓋率、改善人們生活環(huán)境、發(fā)展生態(tài)文明等方面有著重要作用。當前，退耕還林工程已經(jīng)取得了顯著效果。但是，其中仍舊存在一些問題，如管理工作落實不到位、對森林及林木信息掌握不足、火災風險排查不全面等，這在一定程度上影響了退耕還林工程作用的充分發(fā)揮。為了有效解決這些問題，我們應當從森林與林木資源本身出發(fā)，對其做充分的了解，以便采取有效措施。但是，由于森林以及林木資源信息過于龐大，林木種類繁多，再加上這些資源覆蓋面積較大，且分布不均，所以很難做全面的了解。而數(shù)字林業(yè)技術恰好可以幫助我們收集全面的數(shù)據(jù)信息，且構建完整的森林與林木信息資源庫，從而促進退耕還林工程中問題的解決，進一步推動退耕還林工程項目建設的發(fā)展。

1數(shù)字林業(yè)技術的內涵與特點

所謂數(shù)字林業(yè)，就是一種基于大數(shù)據(jù)，結合3S技術、可視化和VR技術，具備3D顯示功能以及無縫多級數(shù)據(jù)共享功能的系統(tǒng)。在數(shù)字化的大環(huán)境下，數(shù)字林業(yè)技術能夠精準定位各種不同類型的森林與林木資源信息，并用地理坐標將其連接在一起，形成可視化數(shù)據(jù)信息網(wǎng)絡結構，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的標準化、規(guī)范化，大幅度提高數(shù)據(jù)更新的高效性，以及數(shù)據(jù)共享的全面性與綜合性。通過應用數(shù)字林業(yè)技術，可以推動林業(yè)建設廣泛化、形象化，促進林業(yè)生產信息化，并向林業(yè)甚至是整個社會提供信息服務，為林業(yè)良性發(fā)展提供保障。

數(shù)字林業(yè)具有以下幾種特點：其一，保存森林與林木歷史檔案，可通過計算機網(wǎng)絡實時查詢所需信息;其二，展示真實性森林與林木資源信息，相關研究人員以及分析人員可了解森林與林木資源的面積、分布、覆蓋率、蓄積數(shù)量以及質量等多種現(xiàn)實狀態(tài);其三，預測森林與林木資源發(fā)展前景，預測內容包括森林與林木資源可能會產生什么樣的變化以及這種變化會帶來什么樣的后果等;其四，分析森林與林木資源變化可能導致的后果，基于此，為合理開發(fā)、利用、保護森林與林木資源提供決策依據(jù)，從而實現(xiàn)森林與林木資源的可持續(xù)開發(fā)和利用;其五，精準規(guī)劃林業(yè)管理，通過數(shù)字地球技術、航天攝影技術、GPS以及GIS技術，可對林業(yè)管理整個過程中的各個環(huán)節(jié)，如立地、選地、種植、施肥、病蟲害防治、火災治理等，進行精準設計與分析，從而實現(xiàn)高效林業(yè)管理。

2數(shù)字林業(yè)技術在退耕還林工程中的應用研究與分析

2.1大數(shù)據(jù)存儲、處理

3S技術、計算機網(wǎng)絡技術、電子信息技術以及數(shù)據(jù)存儲技術等是數(shù)字林業(yè)的技術基礎。在數(shù)字林業(yè)構建的森林與林木資源數(shù)據(jù)信息庫中，包含著多角度、多方位矢量以及多分辨率的遙感衛(wèi)星圖像。由于我國各地區(qū)地勢、地質特點之間差異較大，所以我國退耕還林還草分布并不均勻，這就造成了退耕、還林工程數(shù)據(jù)信息的復雜性與多樣性，也給信息存儲與處理帶來了挑戰(zhàn)。而通過數(shù)字林業(yè)技術，可對龐大且復雜的工程信息進行分布式存儲與處理，在降低服務器負荷量的同時，又提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)撵`活性。

2.2信息共享

隨著計算機網(wǎng)絡技術、微電子技術以及PLC控制技術的發(fā)展，網(wǎng)絡設備的性能逐漸趨于多樣化，其安全性與可靠性也逐步提升。在數(shù)字林業(yè)技術下，當前的網(wǎng)絡設備已經(jīng)足以將所有的退耕還林工程數(shù)據(jù)信息連接在一起，使之形成龐大的信息資源網(wǎng)。基于此，人們可通過利用此信息資源網(wǎng)發(fā)布各種森林與林木資源。但需要注意的是，必須做好網(wǎng)絡防火墻，以防他人盜取。

2.3可視化與VR技術

以前科學技術不發(fā)達的時候，人們往往采取實地考察加繪制地圖的方式進行林業(yè)調查。不可否認，這種方式具有一定的優(yōu)點，已經(jīng)取得了較為顯著的成效。但同時，也具備了一定的缺點，其可視性差，且難以修改。而數(shù)字林業(yè)技術可通過可視化與VR技術以2D、3D的形式直觀地展現(xiàn)森林與林木資源信息，既不需要花費大量實地考察的時間，也彌補了傳統(tǒng)繪圖技術的缺陷與不足。

2.4RS、GIS、GPS技術

RS、GIS以及GPS技術統(tǒng)稱為3S技術，3S技術是數(shù)字林業(yè)技術的基礎，也是關鍵性技術。在退耕還林工程中，可通過使用RS技術獲取森林與林木資源信息的衛(wèi)星遙感圖，從而獲得地表信息;可通過使用便攜式GPS接收器接收資源信號并對其進行精準定位;可通過使用GIS數(shù)據(jù)分析軟件存儲、處理并分析所獲得的數(shù)據(jù)，從而為工程建設與工程管理的科學化與系統(tǒng)化提供重要數(shù)據(jù)支撐。

2.5加強森林與林木數(shù)字化管理

我國林業(yè)工程中存在的普遍問題就是缺乏科學、系統(tǒng)及規(guī)范的森林與林木資源管理，而通過應用數(shù)字林業(yè)技術可有效解決這一問題。在數(shù)字林業(yè)技術下，林業(yè)部門可對區(qū)域范圍內的退耕還林工程單位實行微機化的統(tǒng)一管理，并及時發(fā)布、傳遞相關政策、制度與公告信息，從而實現(xiàn)各單位之間的協(xié)調運作以及決策的公開透明。

2.6推動退耕還林工程發(fā)展

建設并推廣退耕還林工程是一個漫長的過程，不是一朝一夕就可以實現(xiàn)的。為推動退耕還林工程可持續(xù)發(fā)展，林業(yè)部門可通過應用數(shù)字林業(yè)技術充分了解并掌握區(qū)域工程建設以及森林與林木資源開發(fā)、利用與保護的實際情況，并在此基礎上，逐步完善相關規(guī)章制度并制定出具有針對性、目的性以及階段性的區(qū)域工程管理辦法。此外，林業(yè)部門還可通過使用數(shù)字林業(yè)技術構建相關工程分析模型，預測工程建設可能會來的經(jīng)濟、生態(tài)以及社會影響，并對工程設計不斷進行完善，從而推動退耕還林工程穩(wěn)定、持續(xù)發(fā)展。

綜上所述，通過應用數(shù)字林業(yè)技術，能夠對數(shù)量繁多的工程信息進行存儲與處理，也能夠實現(xiàn)對工程信息的實時共享，還可在可視化與VR技術下實時監(jiān)測工程的現(xiàn)實狀態(tài)，在3S技術下精準定位工程信息，并且可加強森林與林木資源數(shù)字化管理，推動退耕還林工程可持續(xù)發(fā)展，在轉變人們營林觀念的同時，促進我國生態(tài)文明建設發(fā)展。因此，筆者認為，在退耕還林工程中應用數(shù)字林業(yè)技術將成為退耕還林工程建設的必然趨勢。

（作者單位：134000吉林省通化市林業(yè)局）