“3S”技术在林业信息化中的应用

康庆江+秦瑞强

摘 要：进入21世纪以来，社会经济发展迅速，原本一些经常使用的森林资源调查方法因局限性过大已经难以满足现代林业技术发展的需要。在这种前提下，发挥3S技术的优势，将其用在现代林业信息建设中就显得十分重要。将地理信息系统技术（GIS），遥感技术（RS）、全球定位系统技术（GPS）这三种独立的却有密切关系的高、精、尖技术系统整合在一起，在实际应用的过程中互相补充、这样能够发挥出十分巨大的作用。利用“3S”这种技术系统能够快速地、廉价地获得标的物的空间位置、属性，既能够避免以往调查方法的不足；又可以在捕捉查找林火信息、探查森林资源、统计植被数据和野生动物数据、预查病虫害、进行林业专题图编制和管理经营森林资源等方面发挥其不可替代的作用。文章中，我们将对传统林业调查的弊端进行分析并详细介绍“3S”技术在现代林业中应用的先进性和优势性。

关键词：GPS；GIS；RS；林业

中图分类号：S712 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）05-0151-02

Abstract： Since entering the twenty-first Century， the social and economic development has been developing rapidly. The forest resources investigation methods originally used frequently are too large to meet the needs of modern forestry technology development. On this premise， it is very important to give full play to the advantages of 3S technology and use it in the construction of modern forestry information. The technology of geographic information system （GIS）， remote sensing （RS）， global positioning system （GPS） of the three independent but closely related to the high precision and advanced technology system together， in the course of the practical application， in which complementing each other can play a great role. The use of "3S" technology， this system can quickly and inexpensively object spatial location and attributes， can avoid the shortcomings of previous survey methods； and it can play its irreplaceable role in capturing the search information， exploration of forest resources， forest fire statistics data and vegetation data， wild animal pests， precheck Forestry Thematic Map preparation and management of forest resources management. In this article， we will analyze the disadvantages of the traditional forestry survey and introduce the advanced and advantages of the application of "3S" technology in modern forestry.

Keywords： GPS； GIS； RS； forestry

人類得以在地球上生存、成长，环境和资源构成的生态系统是必不可少的基础。森林，作为一种在生态系统中占据主导作用的主体，其可以保持水土、改善环境、促进社会经济全面发展。为此，只有确保林业可持续发展，社会才能持续发展。这就让我们务必实时地、准确地捕捉森林资源现状及其变化信息。在过去，我们森林资源调查主要方法就是使用罗盘等调查工具，通过抽样调查采集数据，然后将调查数据统计汇总。这种方法存在的不足是：（1）林业工作者负担重、强度大，经济成本较高。（2）受气候、水文、地形等自然条件限制大，甚至一些人迹罕至的地区数据信息空白。（3）周期长，数据实时性差。（4）定位不精确，抽样覆盖面窄，数据缺乏空间分布信息，不能保证数据准确性、全面性、可靠性。

综上所述，传统的调查方法已经不能满足21世纪林业发展战略的要求，利用更加先进实用的技术加强森林资源管理及其环境的监测已成为迫切需要。近二十年来，“3S”（地理信息系统技术、全球定位系统技术、遥感技术）的发展与全面应用，终于为解决上述问题带来了可行的新方法。

1 3S技术概述

1.1 地理信息系统（GIS）

GIS（地理信息系统）是指利用计算机硬件和软件采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述特定的地理分布数据的一种技术系统，它主要针对的是完整的或指定的地球表层空间中的一块区域。

1.2 全球定位系统（GPS）

全球卫星定位系统是指通过专门的卫星定位，在整个世界的区域内不间断地、实时地进行定位和导航的系统，我们通常简称为GPS。endprint

1.3 卫星遥感技术（RS）

卫星遥感技术是一门综合性较强的科学技术，它其中包含了电子、光学、空间、计算机通信和地学等等诸多高端新成就，在“3S”（RS、GIS、GPS）技术中，它具有着不可替代的重要重用。遥感技术是指通过已经搭建好的特定高空外层空间平台，利用特定的仪器，如可见光、红外、微波等进行摄影、扫描、感应，将数据进行传输和处理，以达到辨别地面物质的性质或运動状态的技术系统。

2 “3S”技术在林业中的应用

2.1 森林资源调查

森林资源调查了解森林资源的情况， 能够掌握目前森林资源状态及其生长消亡的变化规律， 能够提升森林资源管理的水平， 为各地方各级林业主管部门提供准确、详尽的决策依据。“3S”技术的有机结合为森林资源的调查、监测和分析提供了有效的手段和工具。由于“3S”技术能够快速、及时地获取三维信息，消除了以往的图像校正和繁重的手工绘图操作，大大减少了人工干预，操作过程变得简单，缩短了周期，成本成倍降低，整个过程将自动运行。“3S”技术在我国林业应用中取得的成果十分可喜。“三北”防护林遥感综合调查利用短短两年的时间就确定了面积占全国的60%的“三北”地区林地、草地和其他可再生资源的数量，“3S”技术的应用不仅提高了工作效率，全面性、准确性也大大增强。

2.2 森林资源动态监测

只有通过合理利用森林资源，科学的管理才能保证森林资源的可持续发展。通过3S技术的发展，特别是遥感与地理信息系统技术的越来越完善，通过遥感技术得到的数据能直接进入地理信息系统中，确保森林资源信息的实时性、准确性，进一步实现了对森林资源的动态监测。在各种适用范围和目的的基础上，根据森林资源动态监测等遥感卫星数据源的差异信息，您可以选择：TM卫星数据、avhrr卫星数据，hrv卫星数据、GF-1、GF-2等卫星遥感数据。通过不同光谱观测波段和不同光谱分辨率的遥感数据源与地面采样技术组合，利用GPS技术确定样本空间位置，然后利用GIS技术确定最终的调查数据，建立全面的森林资源动态监测系统，这项技术，我国在几年前就取得了惊人的效果。传统的林业制图通常以地形图做基准。精度不高，成图时间长。有些没有地形图做基础的地方数据一片空白。“3S”技术图像信息量庞大，再利用GPS技术精准的确定方位以及在制图方面的GIS先进技术，我们完全可以根据不同的需求，迅速准确地制作出各种专题图。因此，“3S”技术的应用，时间、地区的制约就不再是问题。我们完全可以使用“3S”技术直接制作出满足各种需求的专题图。这样，不仅生产时间会大大减少，也能提高其精度。可以毫不夸张地说，“3S”技术在林业中的应用，与过去传统的制图方式相比，是一次巨大的飞跃和变革。

2.3 森林火灾的监测

森林火灾往往是突然发生的，并且扩大蔓延迅速。远程遥感技术领域的独特优点是能够快速及时地发现、采集火点范围和位置，特别是对人烟稀少的林区。在我国，遥感监测森林火灾的技术比较成熟。上个世纪八十年代发生在大兴安岭山脉的火灾烧毁115万hm2森林。在火灾刚开始的时候，气象卫星第一时间发现并十分精准的确定了起火点的位置，并保持全程实时监测。火灾结束时，通过先进的“3S”技术，准确的进行了火灾损失评估。“3S”技术的应用，具有重要的社会、经济效益和生态效应，也展示了“3S”技术的先进性和实时性。我国的飞机、卫星、雷达、全方位一体的遥感实验使图像数据实时进行数据传输，实现了对灾害现象的全天候监视，确保通过卫星实时的传递到相关指挥机关和相关人员手中，为防火、灭火提供了火点、火势情况，为防火决策提供了空间和时间上的准确信息。

2.4 野生动物资源调查

野外生存的动物是森林资源重要组成部分之一。野外生存的动物数量稀少，尤其是那些受法律保护的珍稀物种，它们在野外的环境十分复杂，让林业工作者实地调查考证可行性低。在这样的条件下，我们可以使用GPS进行导航、精准的寻找样带的起点、终点，从而让调查人员有目的有方向的实地调查；我们可以使用遥感技术无差别、无间隙的对野生动物栖息地状况进行动态监测，找出与野生动物相关度高的环境因素；我们还可以使用GIS技术将野生动物种群个数与其栖息地环境因素联系起来，通过系统全面的分析，实现有效率的、精准度高的、成本低的野生动物现状调查与动态监测。

3 结束语

“3S”技术中，RS能够迅速的获取大范围的空间信息，GPS能够准确获取具体定位信息，GIS能对RS和GPS的信息迅速作出反应，并进行综合管理。目前，随着空间、信息、计算机技术的迅猛发展，无疑更推进了“3S”一体化、智能化的进程。现在，有学者和科学家提出“数字”的概念，即数字地球、数字城市、数字林业等等。随着这些理论的提出与完善，“3S”这种集合了诸多高、精、尖技术的综合系统将在数字林业、信息林业中以其独有的实用性、准确性发挥着更大的作用，使用“3S”技术实时动态监测森林资源，为各地方各级政府、林业、以及相关部门及时、准确提供动态监测信息，从技术上保证我国数字林业建设宏伟目标的实现。

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