“3S”技術(shù)在濕地景觀資源調(diào)查中的應(yīng)用研究

葛 玲

(貴州省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，貴州 貴陽(yáng) 550001)

1 “3S”技術(shù)的基本特征及內(nèi)涵

從基本的技術(shù)內(nèi)容角度來(lái)講，“3S”技術(shù)主要包含RS(遙感技術(shù))、GPS(全球定位技術(shù))以及GIS(地理信息系統(tǒng))，上述三類(lèi)技術(shù)手段合稱(chēng)為“3S”技術(shù)。在“3S”的信息技術(shù)手段支撐下，對(duì)于特定的地表物體以及地表景觀可以實(shí)施全面的檢測(cè)樣本采集操作，進(jìn)而對(duì)于空間的立體數(shù)據(jù)信息予以分析、存儲(chǔ)與輸出處理，并且繪制完整的遙感探測(cè)影像資料圖[1]。由此可見(jiàn)，“3S”的信息化手段具有綜合性的特征，主要建立在地理信息技術(shù)、遙感探測(cè)技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)、制圖技術(shù)、專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù)與數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的基礎(chǔ)之上。

具體而言，運(yùn)用RS的遙感探測(cè)手段能夠全面采集并且調(diào)查各個(gè)點(diǎn)位的數(shù)據(jù)與信息，快速獲得電磁波輻射的目標(biāo)物體數(shù)據(jù)，遙感探測(cè)的區(qū)域具有較大的覆蓋性特征；運(yùn)用GPS手段可以實(shí)現(xiàn)加快數(shù)據(jù)更新速度以及保證定位信息精確性的效果，明顯簡(jiǎn)化了檢測(cè)操作的環(huán)節(jié)與過(guò)程；運(yùn)用GIS手段能夠確保精確分析并且全面管理各類(lèi)的數(shù)據(jù)結(jié)論，進(jìn)而獲得精確的地表探測(cè)數(shù)據(jù)信息，因此體現(xiàn)了3S技術(shù)手段在檢測(cè)空間信息數(shù)據(jù)過(guò)程中的立體化與實(shí)時(shí)性?xún)?yōu)勢(shì)。

2 “3S”技術(shù)運(yùn)用于濕地景觀資源調(diào)查的具體實(shí)施要點(diǎn)

2.1 動(dòng)態(tài)監(jiān)控濕地資源的變化

具有動(dòng)態(tài)特征的濕地生態(tài)系統(tǒng)必須被置于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的范圍內(nèi)，技術(shù)人員通過(guò)實(shí)施全面的濕地生態(tài)資源監(jiān)控與監(jiān)測(cè)方法，能夠合理判斷當(dāng)前階段的濕地生態(tài)系統(tǒng)總體演變趨勢(shì)，提供保護(hù)濕地生態(tài)完整性的重要科學(xué)支撐[2]。具體在實(shí)施動(dòng)態(tài)化的濕地系統(tǒng)監(jiān)測(cè)過(guò)程中，運(yùn)用“3S”的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方法能夠應(yīng)對(duì)具有復(fù)雜地形以及較大區(qū)域范圍的濕地監(jiān)測(cè)工作，避免消耗較多的監(jiān)測(cè)資金成本與人力資源成本。

例如對(duì)于野外抽樣的前期調(diào)查環(huán)節(jié)而言，“3S”的動(dòng)態(tài)化監(jiān)測(cè)技術(shù)手段能夠保證相關(guān)技術(shù)部門(mén)獲得相對(duì)完整的濕地動(dòng)態(tài)變化信息資料，并且對(duì)于濕地資源圖進(jìn)行全面的修正處理。此外，具有管理數(shù)據(jù)與分析空間數(shù)據(jù)功能的GIS技術(shù)手段可以用于實(shí)施動(dòng)態(tài)化與高效性的濕地生態(tài)資源全面管理，通過(guò)實(shí)施高效檢測(cè)的方式來(lái)判斷目前的濕地資源整體演變趨勢(shì)[3]。

2.2 預(yù)測(cè)濕地資源的演變趨勢(shì)

濕地景觀系統(tǒng)本身具有整體性，但是濕地系統(tǒng)在受到人為影響以及外界氣候影響的狀態(tài)下，濕地景觀環(huán)境就會(huì)形成特定的生態(tài)變化規(guī)律。因此，相關(guān)部門(mén)必須做到精確預(yù)測(cè)未來(lái)階段的濕地景觀資源總體演變趨勢(shì)，從而制定合理與科學(xué)的濕地資源保護(hù)規(guī)劃。為了實(shí)現(xiàn)精確預(yù)測(cè)濕地景觀未來(lái)演變趨勢(shì)的目標(biāo)，那么技術(shù)人員首先必須繪制完整的濕地資源圖，進(jìn)而推測(cè)濕地景觀的內(nèi)在演化規(guī)律，有助于科學(xué)實(shí)施濕地資源的全面保護(hù)。

具體在預(yù)測(cè)濕地景觀的基本演變規(guī)律時(shí)，重點(diǎn)在于定量關(guān)系分析模型的建立，其中涉及周邊環(huán)境因素與濕地景觀本身的因素[4]。技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合景觀生態(tài)學(xué)、空間格局分析原理與地圖代數(shù)原理，確保給出相對(duì)完整的濕地景觀模型，通過(guò)實(shí)施綜合規(guī)劃的方式來(lái)預(yù)測(cè)與判斷濕地景觀的演化規(guī)律特征。

2.3 繪制立體化的濕地景觀圖

技術(shù)人員對(duì)于濕地景觀如果可以形成簡(jiǎn)單并且直觀的立體模型圖，則可以方便直觀進(jìn)行濕地景觀特征的分析，因此體現(xiàn)了制作立體景觀圖的重要作用。但是實(shí)際上，技術(shù)人員如果僅限于人工完成濕地立體景觀模型的制作與處理，那么將會(huì)消耗較多的時(shí)間成本與資金成本，并且無(wú)法保證濕地景觀立體模型的精準(zhǔn)性。相比而言，運(yùn)用“3S”手段來(lái)制作完整的濕地景觀圖則可以充分保證濕地景觀的各個(gè)基本要素全面納入景觀模型中，避免濕地景觀的分析要點(diǎn)被遺漏。

具體對(duì)于濕地景觀的三維模型圖在進(jìn)行全面繪制時(shí)，關(guān)鍵在于運(yùn)用模擬預(yù)測(cè)的方式來(lái)收集濕地景觀要素，并且運(yùn)用遙感探測(cè)的精確定位方式來(lái)獲取遙感數(shù)據(jù)資料。例如，馬爾科夫轉(zhuǎn)移概率模型能夠精確描述各種不同濕地景觀要素在特定時(shí)間段的演變規(guī)律，通過(guò)實(shí)施動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)的做法來(lái)保證濕地景觀預(yù)測(cè)信息與數(shù)據(jù)的精確性。

2.4 收集濕地景觀資源的信息數(shù)據(jù)資料

濕地景觀資源包含大量的景觀調(diào)查資料，因此在實(shí)施前期調(diào)查時(shí)，應(yīng)當(dāng)收集完整的濕地景觀基礎(chǔ)資料信息，然后對(duì)于現(xiàn)有的各項(xiàng)基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)實(shí)施全面的轉(zhuǎn)換操作，獲得完整程度較高的濕地影像資料結(jié)論。在目前的現(xiàn)狀下，相關(guān)調(diào)查部門(mén)以及環(huán)保部門(mén)正在逐步探索濕地調(diào)查信息的統(tǒng)一存儲(chǔ)格式，便于展開(kāi)全方位的濕地調(diào)查資料數(shù)據(jù)分享，有效節(jié)約了調(diào)查濕地資源過(guò)程中的成本[5]。

但是在某些特殊的情況下，運(yùn)用遙感探測(cè)的濕地影像圖形制作手段也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的誤差，此類(lèi)誤差主要來(lái)源于遺漏遙感影像信息或者錯(cuò)誤進(jìn)行遙感數(shù)據(jù)的分類(lèi)處理。尤其是對(duì)于多光譜與多時(shí)段的濕地資源遙感影像采集過(guò)程而言，上述的數(shù)據(jù)信息遺漏現(xiàn)象表現(xiàn)得更為明顯。為此，相關(guān)技術(shù)人員亟待完善現(xiàn)有的遙感探測(cè)影像處理系統(tǒng)，充分保障景觀調(diào)查結(jié)論的精確性。

表1為“3S”技術(shù)運(yùn)用于濕地景觀資源調(diào)查的具體技術(shù)要點(diǎn)。

表1 3S技術(shù)的具體運(yùn)用要點(diǎn)

3 探析“3S”技術(shù)的未來(lái)演變趨勢(shì)

從“3S”技術(shù)手段的目前整體演變趨勢(shì)角度來(lái)講，“3S”技術(shù)手段仍然呈現(xiàn)某些局限性的特征。例如對(duì)于遙感探測(cè)手段在進(jìn)行利用的過(guò)程中，一般來(lái)講都會(huì)出現(xiàn)光譜影像的失真情況，那么將會(huì)造成相關(guān)技術(shù)人員遺漏某些關(guān)鍵的濕地檢測(cè)對(duì)象，或者錯(cuò)誤進(jìn)行了濕地檢測(cè)影像的分類(lèi)處理。并且在空間分辨率與時(shí)間分辨率較低的前提下，運(yùn)用遙感探測(cè)的手段還可能造成可視化的濕地影像探測(cè)結(jié)論產(chǎn)生某種偏差，進(jìn)而影響到后續(xù)的影像檢測(cè)與數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)。由此可見(jiàn)，技術(shù)人員在未來(lái)發(fā)展“3S”技術(shù)手段的過(guò)程中，仍然應(yīng)當(dāng)全面促進(jìn)一體化的集成檢測(cè)技術(shù)系統(tǒng)建立，其中主要涉及對(duì)于各類(lèi)空間數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)定位、自動(dòng)更新與自動(dòng)提取空間數(shù)據(jù)，以及生成可視化的圖像資料。具體在調(diào)查與探測(cè)濕地資源的過(guò)程中，關(guān)于改進(jìn)優(yōu)化“3S”技術(shù)手段需要關(guān)注如下要點(diǎn)。

首先,是分類(lèi)提取濕地資源的相關(guān)數(shù)據(jù)信息。在目前的濕地系統(tǒng)調(diào)查過(guò)程中，相關(guān)技術(shù)人員仍然缺少模型庫(kù)的重要基礎(chǔ)資源用于實(shí)施分類(lèi)決策，因此造成濕地生態(tài)系統(tǒng)的某些關(guān)鍵要素缺乏保護(hù)力度[6]。為了實(shí)現(xiàn)智能化的濕地資源保護(hù)決策目標(biāo)，那么現(xiàn)階段關(guān)于改進(jìn)濕地資源探測(cè)技術(shù)手段就是要全面重視可視化與智能化的濕地?cái)?shù)據(jù)資源庫(kù)建立，運(yùn)用分類(lèi)提取的自動(dòng)化手段來(lái)建立上述的資源庫(kù)，并且保證濕地生態(tài)系統(tǒng)的各項(xiàng)要素都被納入資源數(shù)據(jù)庫(kù)的范圍。

其次，是統(tǒng)一開(kāi)發(fā)濕地資源。各個(gè)地區(qū)共享濕地保護(hù)信息資料的基本前提在于統(tǒng)一建立濕地資源調(diào)查的相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)，方便各個(gè)地區(qū)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的濕地資源保護(hù)以及資源調(diào)查開(kāi)發(fā)。從統(tǒng)一開(kāi)發(fā)濕地資源信息資料庫(kù)的角度來(lái)講，相關(guān)部門(mén)對(duì)于濕地保護(hù)決策在進(jìn)行全面制定前，應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合濕地保護(hù)資料的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息，并且運(yùn)用濕地保護(hù)資料共享的方式來(lái)增強(qiáng)濕地保護(hù)舉措的科學(xué)性，對(duì)于數(shù)據(jù)資料的具體格式實(shí)施統(tǒng)一化的處理。

第三，是完善現(xiàn)有的濕地資源調(diào)查評(píng)價(jià)體系。完善濕地資源調(diào)查過(guò)程中的現(xiàn)行評(píng)價(jià)體系，該舉措對(duì)于全面保護(hù)濕地系統(tǒng)資源具有不可忽視的必要性。然而截至目前，相關(guān)負(fù)責(zé)部門(mén)并沒(méi)有全面建成專(zhuān)門(mén)用于評(píng)價(jià)濕地資源調(diào)查實(shí)效性的完整系統(tǒng)，因而客觀上造成濕地資源調(diào)查的各個(gè)環(huán)節(jié)缺乏科學(xué)評(píng)價(jià)。未來(lái)在實(shí)踐中，濕地資源的調(diào)查負(fù)責(zé)部門(mén)不僅需要探索集成化的“3S”技術(shù)手段運(yùn)用模式，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)逐步完善現(xiàn)有的濕地資源科學(xué)評(píng)價(jià)體系，致力于濕地生態(tài)資源的有效保護(hù)。

4 結(jié)語(yǔ)

“3S”信息化調(diào)查技術(shù)手段具有保證數(shù)據(jù)精確性、擴(kuò)大資源調(diào)查范圍以及降低資源調(diào)查難度的重要效果，因此值得被推廣運(yùn)用于調(diào)查濕地景觀資源。濕地景觀系統(tǒng)客觀上具有調(diào)節(jié)微觀氣候、凈化區(qū)域水質(zhì)、保證生態(tài)系統(tǒng)完整安全、維持物種多樣性、蓄積洪水以及其他的重要生態(tài)功能，濕地資源的保護(hù)力度與整體的區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及氣候演變趨勢(shì)具有密切的聯(lián)系。要充分利用“3S”的資源調(diào)查手段，全面服務(wù)于濕地資源與濕地景觀環(huán)境的調(diào)查過(guò)程。