林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)工作中3S技術(shù)的應(yīng)用研究

摘要：現(xiàn)代化社會(huì)提倡生態(tài)建設(shè)理念，對(duì)林業(yè)資源的保護(hù)與管理受到的關(guān)注逐步提升。林業(yè)領(lǐng)域?yàn)轫憫?yīng)可持續(xù)發(fā)展思想，實(shí)現(xiàn)林業(yè)資源的高效利用，可在林業(yè)調(diào)查與規(guī)劃設(shè)計(jì)工作中引進(jìn)當(dāng)前相對(duì)成熟的3S技術(shù)，優(yōu)化林業(yè)環(huán)境的監(jiān)測(cè)與管理工作。文章主要圍繞3S技術(shù)展開(kāi)討論，基于林業(yè)調(diào)查與規(guī)劃設(shè)計(jì)工作，分析3S技術(shù)的主要內(nèi)容，結(jié)合森林資源監(jiān)測(cè)、森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)等不同維度探究3S技術(shù)在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：定位技術(shù)；火災(zāi)監(jiān)測(cè)；內(nèi)部作業(yè)；林業(yè)領(lǐng)域；3S技術(shù)

在現(xiàn)代化發(fā)展背景下，林業(yè)資源大幅減少，生態(tài)環(huán)境問(wèn)題日漸凸顯。當(dāng)下，為了推動(dòng)社會(huì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，保護(hù)生物多樣性，應(yīng)切實(shí)優(yōu)化林業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、加強(qiáng)林業(yè)資源管理。林業(yè)調(diào)查與規(guī)劃設(shè)計(jì)是推動(dòng)林業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)穩(wěn)步推進(jìn)的基礎(chǔ)，傳統(tǒng)的調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)方法所得信息精準(zhǔn)度低，并且工作效率水平不高，不能有效滿足當(dāng)下的林業(yè)調(diào)查需求，對(duì)此，有必要引進(jìn)先進(jìn)的3S技術(shù)，推動(dòng)林業(yè)調(diào)查規(guī)劃工作高效開(kāi)展。

1 3S技術(shù)分析

1.1 GNSS定位技術(shù)

分析GNSS定位技術(shù)的主要原理，可知該技術(shù)充分借助衛(wèi)星電磁波載波完成一系列測(cè)量工作。在此定位技術(shù)下，支持將定位信息以不間斷的狀態(tài)進(jìn)行輸出。當(dāng)確定目標(biāo)對(duì)象后，其為工作人員提供協(xié)助以獲取大量的數(shù)據(jù)信息，面對(duì)大規(guī)模的森林資源，既能清晰劃分圖斑邊界，又能準(zhǔn)確找出動(dòng)物、植物的棲息地點(diǎn)。此技術(shù)可將信息內(nèi)容劃分為不同精度等級(jí)，通過(guò)展現(xiàn)林地的邊界，幫助工作人員根據(jù)資源分布情況規(guī)劃營(yíng)造林方案，精準(zhǔn)推動(dòng)林地工程發(fā)展。

1.2 RS技術(shù)

現(xiàn)階段RS技術(shù)在多領(lǐng)域推廣和應(yīng)用，技術(shù)發(fā)揮監(jiān)測(cè)功能，支持對(duì)環(huán)境內(nèi)信息、資源信息等內(nèi)容的收集。在森林調(diào)查領(lǐng)域RS技術(shù)具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用價(jià)值，靈活運(yùn)用其中的遙感技術(shù)，可以在龐大的森林環(huán)境中，支持在不同類(lèi)型森林資源中準(zhǔn)確獲取有利信息，并對(duì)獲取的信息內(nèi)容進(jìn)行整合操作，協(xié)助林業(yè)人員調(diào)查和規(guī)劃森林資源。在林業(yè)領(lǐng)域引進(jìn)RS技術(shù)，可有效抵御外在不良干擾因素，短時(shí)間內(nèi)取得可靠的數(shù)據(jù)信息，明顯降低時(shí)間成本[1]。

1.3 GIS技術(shù)

GIS技術(shù)的應(yīng)用主要面向的對(duì)象為地理空間數(shù)據(jù)，通過(guò)此技術(shù)工具不僅能科學(xué)完成數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、分析等工作，還能為工作人員提供可視化的信息內(nèi)容。結(jié)合林業(yè)領(lǐng)域GIS技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀來(lái)看，在廣泛的森林地帶中不同類(lèi)型的森林資源數(shù)據(jù)得以全面整合，從而匯集林業(yè)蓄積量、林地權(quán)屬等要點(diǎn)信息，方便從業(yè)人員規(guī)劃林業(yè)資源時(shí)進(jìn)行參考。GIS技術(shù)的應(yīng)用主要能夠?qū)崿F(xiàn)地理空間數(shù)據(jù)的利用，利用所得信息可創(chuàng)建林業(yè)專(zhuān)題地圖，直觀呈現(xiàn)森林資源所處地點(diǎn)，幫助管理人員把握各區(qū)域的資源分布狀態(tài)，便于優(yōu)化管理決策。

2 結(jié)合林業(yè)的調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)工作分析3S技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

2.1 森林資源監(jiān)測(cè)、調(diào)查設(shè)計(jì)

如今社會(huì)提倡生態(tài)化建設(shè)理念，森林管理工作地位不斷提高，林業(yè)部門(mén)愈發(fā)關(guān)注森林資源的利用情況，為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，推出多元化保護(hù)舉措。監(jiān)測(cè)、調(diào)查森林資源階段，3S技術(shù)是極為有效的手段，在技術(shù)的監(jiān)測(cè)功能的幫助下，可以明確森林資源的消耗、增長(zhǎng)信息，通過(guò)實(shí)時(shí)信息進(jìn)行森林保護(hù)決策。在森林區(qū)域中，從業(yè)人員采取GNSS定位技術(shù)，同時(shí)設(shè)置可靠的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，在復(fù)雜的空間信息中快速完成檢索操作，提升信息分析、處理效率。在林地區(qū)域中開(kāi)展調(diào)查工作時(shí)，為了準(zhǔn)確收集目標(biāo)信息，選擇運(yùn)用終端機(jī)作為輔助手段，其中終端機(jī)的應(yīng)用形式為單點(diǎn)定位、載波相位差分等，發(fā)揮調(diào)查作用獲取實(shí)際信息，由于調(diào)查監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)需要對(duì)矢量數(shù)據(jù)、柵格內(nèi)容加以處理，工作人員可引進(jìn)GIS技術(shù)，在多元技術(shù)的共同作用下，圍繞林業(yè)資源實(shí)際情況針對(duì)保護(hù)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)不同區(qū)域功能圖像繪制。

在林業(yè)工作中引進(jìn)RS遙感技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)從森林資源出發(fā)完成大量影像數(shù)據(jù)的收集工作，如此處理下，即便時(shí)間在變化，也能獲取可靠的信息內(nèi)容。比如，在保護(hù)區(qū)中，針對(duì)林業(yè)資源深入調(diào)查，面對(duì)其中存在的各類(lèi)植物，以3S技術(shù)為支持，獲取物種、植被、植物信息。明確保護(hù)區(qū)范圍，合理布設(shè)GPS樣點(diǎn)，為了獲取目標(biāo)地點(diǎn)的實(shí)際土地利用水平，探索各處存在的植被類(lèi)型，需要應(yīng)用衛(wèi)星遙感成像的方法。從業(yè)人員引進(jìn)具有GPS功能的手持機(jī)，在保護(hù)區(qū)域內(nèi)對(duì)掌握的信息進(jìn)行再次確認(rèn)，確保海拔、經(jīng)緯度等地理空間信息足夠精準(zhǔn)，根據(jù)設(shè)立的樣點(diǎn)，完成其中植被類(lèi)型的記錄工作，順著保護(hù)區(qū)范圍明確各地帶的平整度，觀察部分植被并對(duì)其外觀進(jìn)行拍攝，當(dāng)形成衛(wèi)星遙感圖后，科學(xué)采取樣線法，提前設(shè)置樣線。工作人員要合理把控樣線設(shè)置情況，具體設(shè)置為10條，結(jié)合樣線從長(zhǎng)度層面落實(shí)調(diào)查工作，其長(zhǎng)度值為3～5 km。設(shè)置好樣線后，在線的周?chē)L(zhǎng)的植物信息得到記錄，由此可獲取植物的類(lèi)型信息、群落結(jié)構(gòu)信息等。在現(xiàn)場(chǎng)安排固定監(jiān)測(cè)樣方，搭配一系列輔助類(lèi)工具，比如羅盤(pán)儀，利用樣方在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)劃分處理，借助樣方角完成標(biāo)記操作，可實(shí)現(xiàn)調(diào)查信息的獲取。

2.2 森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)

管理與保護(hù)林業(yè)資源的工作內(nèi)容推進(jìn)時(shí)，要注意監(jiān)測(cè)森林火災(zāi)問(wèn)題，防范火災(zāi)問(wèn)題的發(fā)生，可協(xié)調(diào)森林生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展的平衡性，保護(hù)區(qū)域內(nèi)生存的動(dòng)植物，促進(jìn)林業(yè)健康發(fā)展，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供支持。通過(guò)引進(jìn)3S技術(shù)，即以GPS技術(shù)為主，融合RS技術(shù)、GIS技術(shù)，在其共同作用下，林業(yè)部門(mén)在工作任務(wù)中獲得技術(shù)支持從而實(shí)現(xiàn)對(duì)森林火災(zāi)情況的監(jiān)測(cè)和管理。通過(guò)先進(jìn)的技術(shù)手段，一旦遇到火災(zāi)情況，支持實(shí)時(shí)狀態(tài)下的監(jiān)測(cè)處理，并能收集精準(zhǔn)的信息內(nèi)容，合理化提供給相關(guān)管理人員，保障火災(zāi)情況得到快速響應(yīng)，根據(jù)最新發(fā)展情況對(duì)資源進(jìn)行高效調(diào)配。在森林保護(hù)區(qū)域中，在火災(zāi)問(wèn)題的監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)中遙感技術(shù)是一種比較常用的手段，此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用主要依托衛(wèi)星設(shè)備或者飛機(jī)為載體，其中安排具有敏銳感知作用的傳感器，從地表區(qū)域獲取清晰的影像數(shù)據(jù)。此影像數(shù)據(jù)為多波段類(lèi)型，當(dāng)信息收集完成后，可在一定的森林區(qū)域范圍內(nèi)了解火災(zāi)的動(dòng)態(tài)情況。在現(xiàn)實(shí)獲取的信息中，比較有利用價(jià)值的是紅外波段的影像數(shù)據(jù)，通過(guò)此類(lèi)信息工作人員可以在較短的時(shí)間內(nèi)對(duì)出現(xiàn)火點(diǎn)的區(qū)域進(jìn)行辨別，還能分析火勢(shì)作用的高低[2]。

比如，在森林管理區(qū)域中，借助MODIS的功能作用，對(duì)火災(zāi)發(fā)生階段的火點(diǎn)進(jìn)行清晰監(jiān)測(cè)，且此種儀器的功能作用比較強(qiáng)大，能夠面向全球范圍實(shí)現(xiàn)火災(zāi)監(jiān)測(cè)，此種監(jiān)測(cè)工作的應(yīng)用時(shí)間為1～2 d。結(jié)合現(xiàn)實(shí)統(tǒng)計(jì)內(nèi)容來(lái)看，充分借助MODIS數(shù)據(jù)，可以在森林火災(zāi)中高效完成監(jiān)測(cè)工作，使工作人員全面把控所得數(shù)據(jù)，對(duì)火災(zāi)的發(fā)生程度、產(chǎn)生范圍等進(jìn)行清晰估計(jì)，通過(guò)規(guī)劃和分析所得信息，可在規(guī)范時(shí)間內(nèi)進(jìn)行資源分配，并在火災(zāi)情況發(fā)生后制定詳細(xì)規(guī)劃，確保盡快實(shí)現(xiàn)植被的恢復(fù)。結(jié)合森林火災(zāi)問(wèn)題的發(fā)生分析GIS技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用成效，可以得出它是一種值得推廣的技術(shù)手段，不僅能實(shí)現(xiàn)大量的森林資源數(shù)據(jù)、火情數(shù)據(jù)的信息整合作用，還能以實(shí)際信息為參考創(chuàng)建動(dòng)態(tài)化的監(jiān)測(cè)評(píng)估模型，助力工作人員獲取火災(zāi)動(dòng)態(tài)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題的評(píng)估。

2.3 森林病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)

要想確保林木健康成長(zhǎng)，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境平衡發(fā)展，保證植物所需成長(zhǎng)條件適宜的同時(shí)，也要注重對(duì)病蟲(chóng)害的防治。如今科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，推出了GIS、RS等先進(jìn)的技術(shù)手段，將其應(yīng)用于森林資源的管理與保護(hù)領(lǐng)域，可通過(guò)監(jiān)測(cè)功能監(jiān)督病蟲(chóng)害情況，支持管理維護(hù)人員盡早采取精準(zhǔn)的應(yīng)對(duì)方案。將遙感技術(shù)投入在林業(yè)資源管理領(lǐng)域，可對(duì)多個(gè)波段的反差率進(jìn)行處理，明確反差率差異后找出出現(xiàn)病蟲(chóng)害問(wèn)題的區(qū)域；在林業(yè)資源中引進(jìn)GIS技術(shù)，可圍繞植被的健康生長(zhǎng)情況實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步分析，這一過(guò)程通常需要對(duì)收集到的多源數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)整合，依據(jù)數(shù)據(jù)信息研究植被的光譜特性，并與健康狀況相關(guān)聯(lián)，研究森林中受病蟲(chóng)害影響的區(qū)域比例；借助GPS技術(shù)的定位功能，當(dāng)某處出現(xiàn)病蟲(chóng)害問(wèn)題時(shí)，可借助精準(zhǔn)的位置搜尋功能找出目標(biāo)區(qū)域，從而為工作人員帶來(lái)災(zāi)害指導(dǎo)信息[3]。

2.4 林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)內(nèi)部作業(yè)

在林業(yè)調(diào)查與規(guī)劃設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，借助3S技術(shù)手段可以助力內(nèi)部作業(yè)科學(xué)推進(jìn)，促使作業(yè)的效率水平明顯提升。在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用環(huán)節(jié)，工作人員充分集成GIS技術(shù)、RS技術(shù)等多元化手段，投入林業(yè)管理領(lǐng)域，對(duì)各項(xiàng)資源數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、處理和分析。在各項(xiàng)技術(shù)中實(shí)行集成操作，可協(xié)助工作人員在規(guī)劃設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)面向目標(biāo)資源展開(kāi)深層評(píng)估，對(duì)資源信息進(jìn)一步分析，從而科學(xué)踐行可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。比如，通過(guò)對(duì)遙感技術(shù)的應(yīng)用，工作人員可以獲得準(zhǔn)確的地表覆蓋信息，此技術(shù)的分辨率水平相對(duì)較高，具體能夠達(dá)到低于1 m的效果，由此為林業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)帶來(lái)支持，使得內(nèi)部作業(yè)可以獲取足夠的參考信息，把握目標(biāo)研究地點(diǎn)的森林動(dòng)態(tài)。若工作人員在遙感影像分析過(guò)程中分析的影像達(dá)到數(shù)十個(gè)，那么能夠獲得優(yōu)良的辨認(rèn)效果，對(duì)超過(guò)90%的林地變化實(shí)現(xiàn)快速辨識(shí)，并能在區(qū)域內(nèi)對(duì)存在的生物進(jìn)行數(shù)量的估量，從而依據(jù)可靠的信息制定林業(yè)發(fā)展策略。當(dāng)利用GPS技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時(shí)，工作人員主要可圍繞森林資源實(shí)現(xiàn)空間分析，結(jié)合GIS技術(shù)，促使資源信息呈現(xiàn)可視化效果，管理人員面對(duì)的不再是復(fù)雜的數(shù)據(jù)內(nèi)容，而是獲得直觀的影像信息，促使相關(guān)決策的制定更可靠。

2.5 森林資源的清查設(shè)計(jì)

在自然保護(hù)區(qū)內(nèi)的資源調(diào)查工作中，可以采用二類(lèi)調(diào)查的方法，結(jié)合地形圖的信息，對(duì)地物進(jìn)行識(shí)別，同時(shí)也要進(jìn)行區(qū)域劃分。對(duì)森林資源進(jìn)行清查設(shè)計(jì)的時(shí)候，主要是借助3S技術(shù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)設(shè)備來(lái)采集高精度的數(shù)據(jù)。同時(shí)，也要運(yùn)用遙感技術(shù)，進(jìn)而獲取到更清晰的影像資料，替代傳統(tǒng)的航片，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)森林資源的高效分類(lèi)和清查。在清查的過(guò)程中，可以根據(jù)保護(hù)區(qū)內(nèi)植物種類(lèi)，分析森林資源的空間分布特征。為了保證調(diào)查更加全面，工作人員就需要在保護(hù)區(qū)內(nèi)設(shè)置至少10條的調(diào)查樣線，樣線要覆蓋不同的植被類(lèi)型和環(huán)境區(qū)域。此外，人員在開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的時(shí)候，也要及時(shí)對(duì)植物進(jìn)行拍照記錄，適當(dāng)采集標(biāo)本，并標(biāo)注植物的名稱(chēng)、類(lèi)型，進(jìn)而完善數(shù)據(jù)采集工作。在森林資源清查的過(guò)程中，可以采用3S技術(shù)，輔助人員完成資源分配的任務(wù)。調(diào)查結(jié)果顯示，在保護(hù)區(qū)內(nèi)，一共記錄1 620種的維管植物，占廣東省維管植物總數(shù)的21.51%；此外，保護(hù)區(qū)內(nèi)還具有162種蕨類(lèi)植物，占蕨類(lèi)植物種總數(shù)10%。這一調(diào)查結(jié)果充分體現(xiàn)了保護(hù)區(qū)植物資源的豐富性和多樣性，同時(shí)該結(jié)果表明對(duì)保護(hù)區(qū)內(nèi)的植物資源狀況的掌握更加系統(tǒng)和全面了，這為后續(xù)的保護(hù)和管理工作提供了堅(jiān)實(shí)的科學(xué)依據(jù)[4]。

2.6 林業(yè)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)信息化管理

在開(kāi)展林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，采用3S技術(shù)，可以對(duì)林業(yè)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行信息化的管理。

首先，利用遙感技術(shù)，可以讓人員獲得高分辨率的遙感影像，進(jìn)而實(shí)時(shí)地獲取森林資源的空間分布、植被類(lèi)型等相應(yīng)信息，這一信息為后續(xù)的林業(yè)經(jīng)濟(jì)分析提供了基礎(chǔ)資料。利用全球定位系統(tǒng)，就可以對(duì)森林資源的空間坐標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)的定位，保證數(shù)據(jù)采集更加準(zhǔn)確。利用地理信息系統(tǒng)，可以將遙感影像和GPS數(shù)據(jù)充分地整合到地理信息平臺(tái)當(dāng)中，進(jìn)而構(gòu)建出林業(yè)資源空間數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了資源的統(tǒng)一管理，并向人員實(shí)現(xiàn)可視化的展示。

其次，在對(duì)林業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析時(shí)，主要是利用GIS平臺(tái)對(duì)森林面積、蓄積量、樹(shù)種組成等資源進(jìn)行定量化的評(píng)估，為后續(xù)林業(yè)經(jīng)濟(jì)決策提供科學(xué)依據(jù)。在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)分析的時(shí)候，人員就要結(jié)合木材產(chǎn)量、林產(chǎn)品價(jià)格、林業(yè)投資等林業(yè)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，利用GIS的空間分析功能，評(píng)估出不同區(qū)域內(nèi)林業(yè)的實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益，并對(duì)資源配置進(jìn)行優(yōu)化。在對(duì)林業(yè)的生態(tài)效應(yīng)進(jìn)行評(píng)估的時(shí)候，人員就可以采用遙感技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)森林生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況，評(píng)估林業(yè)活動(dòng)的生態(tài)效益，為林業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供支持。

最后，建設(shè)信息化管理平臺(tái)，對(duì)林業(yè)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。在信息化管理平臺(tái)中，需要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中存儲(chǔ)、查詢(xún)和更新等功能，同時(shí)，平臺(tái)也要支持遙感影像、GPS數(shù)據(jù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)等多源數(shù)據(jù)的整合，保證數(shù)據(jù)管理更全面。此外，要建立信息共享機(jī)制，實(shí)現(xiàn)林業(yè)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)在管理部門(mén)內(nèi)部進(jìn)行高效流通，提高數(shù)據(jù)利用效率及林業(yè)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)的管理水平[5]。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述分析可知，當(dāng)前步入信息化時(shí)代，信息技術(shù)逐漸成熟。林業(yè)產(chǎn)業(yè)為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，優(yōu)化資源調(diào)度與管理模式，需合理完成林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)工作。為了準(zhǔn)確獲取數(shù)據(jù)信息，可深入應(yīng)用3S技術(shù)，助力林業(yè)發(fā)展實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)信息化管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)森林資源、火災(zāi)、病蟲(chóng)害問(wèn)題的動(dòng)態(tài)化監(jiān)測(cè)等，提升林業(yè)管理的數(shù)字化水平，提升林業(yè)管理實(shí)際成效。

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