淺析3S技術(shù)在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

覃衛(wèi)星

摘 要 隨著時(shí)代的進(jìn)步，信息技術(shù)在林業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，而林業(yè)中最常用、最重要的技術(shù)就是3S技術(shù)。3S技術(shù)彌補(bǔ)了人工操作的誤差，具有較高的精度，提高了工作效率，為相關(guān)工作提供了極大的支持和方便?；诖?，介紹了3S技術(shù)的基本內(nèi)容，分析了3S技術(shù)在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 林業(yè)調(diào)查;規(guī)劃設(shè)計(jì);林業(yè)資源;應(yīng)用分析

中圖分類(lèi)號(hào)：S757.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.36.029

林業(yè)資源作為我國(guó)重要的戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備資源，一直以來(lái)科技投入不多，以人工管理為主的粗放式管理模式不能提供及時(shí)、準(zhǔn)確、科學(xué)權(quán)威的勘測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)而不能根據(jù)貼合實(shí)際的林業(yè)資源調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的規(guī)劃方案制定。但是自20世紀(jì)90年代，我國(guó)開(kāi)始重視森林資源的保護(hù)之后，開(kāi)始在林業(yè)管理部門(mén)中普及使用3S技術(shù)來(lái)輔助工作，極大地提高了工作效率，降低了工作強(qiáng)度，增強(qiáng)了林業(yè)資源調(diào)查數(shù)據(jù)的精確度。

1 3S技術(shù)概念及在林業(yè)資源中的功能作用

3S是RS、GPS、GIS這3種技術(shù)的統(tǒng)稱(chēng)，分別是遙感技術(shù)、全球定位技術(shù)和地理信息技術(shù)。這3種技術(shù)結(jié)合了計(jì)算機(jī)大數(shù)據(jù)處理、移動(dòng)通訊、空間分析、地理傳感等，圍繞空間信息進(jìn)行數(shù)字化采集、分析、傳播以及應(yīng)用?；诖?，詳細(xì)敘述3S技術(shù)各自的功能和特點(diǎn)。

1.1 遙感技術(shù)

遙感技術(shù)利用傳感器進(jìn)行信息采集，是集計(jì)算機(jī)圖像處理等物理方法、計(jì)算機(jī)信息技術(shù)等數(shù)學(xué)計(jì)算方法及以地學(xué)規(guī)律為指導(dǎo)的地理分析方法為一體的區(qū)域綜合勘測(cè)技術(shù)。在具體的應(yīng)用中，由于遙感技術(shù)的覆蓋區(qū)域范圍很大，能夠采用多波段成像技術(shù)來(lái)定位、定性、定量地對(duì)地理環(huán)境中的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行勘測(cè)，如森林覆蓋率，林木生長(zhǎng)狀態(tài)、水土資源等[1]。遙感技術(shù)極大地簡(jiǎn)化了林業(yè)資源管理工作，具有成本低、操作方便、呈現(xiàn)效果直觀等特點(diǎn)。

1.2 定位技術(shù)

全球定位系統(tǒng)是一個(gè)由衛(wèi)星群組合而成的空天一體化空間分析技術(shù)，能夠?yàn)槿藗兊纳a(chǎn)生活提供地理定位等作用。在林業(yè)調(diào)查工作中能夠與遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)組合形成立體式森林資源管理體系，根據(jù)調(diào)查需要進(jìn)行各類(lèi)資源的清查，檢測(cè)病蟲(chóng)害的分布情況。

1.3 地理信息系統(tǒng)

地理信息系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)信息云儲(chǔ)備和大數(shù)據(jù)分析按照地理信息科學(xué)處理理論指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)地理空間信息可續(xù)管理、分析、利用的一套技術(shù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)ι謪^(qū)域中植物的種類(lèi)和生長(zhǎng)狀態(tài)以及水文、光照、溫度、土壤等地理綜合信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)林業(yè)資源中的具體要素進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，然后科學(xué)合理地進(jìn)行森林整體評(píng)估，為工作人員制定合理的管理策略提供可靠的帶有規(guī)律性的數(shù)據(jù)支持。

2 3S技術(shù)在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃中的具體應(yīng)用分析

2.1 樣地定位

樣地調(diào)查是森林資源清查和規(guī)劃設(shè)計(jì)中不可或缺的重要內(nèi)容，主要是在整片森林區(qū)域中取一部分范圍進(jìn)行集中深入的調(diào)查，然后再按照等比例放大原則進(jìn)行整體估算。而進(jìn)行樣地調(diào)查必然少不了樣地定位，過(guò)去沒(méi)有全球定位系統(tǒng)，傳統(tǒng)方法使用的是羅盤(pán)進(jìn)行人工操作。這種方法受到地勢(shì)高低的變化以及人工作業(yè)的不穩(wěn)定性，容易出現(xiàn)極大的測(cè)量誤差。因此，當(dāng)代林業(yè)資源調(diào)查中的樣地定位一般采取GPS系統(tǒng)，通過(guò)衛(wèi)星群的空間定位以保證其精確性。使用GPS進(jìn)行樣地定位的具體辦法與地圖導(dǎo)航尋找目標(biāo)一致：1）在地理圖像信息數(shù)量測(cè)試框中輸入樣地經(jīng)緯度參數(shù)，從而在儀器中顯示出具體的目標(biāo)地點(diǎn);2）將地點(diǎn)定位為導(dǎo)航目標(biāo)，開(kāi)啟導(dǎo)航功能，GPS便開(kāi)始工作，自動(dòng)測(cè)算出自己所在位置與目的地的距離和方向，然后通過(guò)調(diào)整方位不斷接近目的地。GPS大大提高了樣地定位的工作效率，避免了工作誤差。

2.2 3S技術(shù)與小班調(diào)查相融合

小班調(diào)查方法是傳統(tǒng)林業(yè)資源調(diào)查規(guī)劃的方法之一，主要辦法是在地形圖上根據(jù)經(jīng)緯度的規(guī)劃，計(jì)算出面積，再根據(jù)數(shù)據(jù)信息的換算來(lái)實(shí)現(xiàn)具體的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與規(guī)劃。這種方式都是人工作業(yè)，誤差率比較大，而且耗時(shí)耗力。但是通過(guò)3S技術(shù)，用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)的智能換算，就能夠控制誤差。具體的操作辦法如下。

2.2.1 確認(rèn)小班邊界

通過(guò)GPS可以在網(wǎng)絡(luò)地圖上規(guī)劃小班邊界線(xiàn)，確定目標(biāo)后在地圖上標(biāo)注，連線(xiàn)之后就能夠自動(dòng)生成小班區(qū)域。尤其是在平原地區(qū)的森林中，海拔平均高度都一致，地勢(shì)特征不明顯，可以利用GPS輕松解決這種無(wú)法準(zhǔn)確找到小班界限的問(wèn)題。

2.2.2 結(jié)合遙感影像技術(shù)進(jìn)行小班邊界核對(duì)

遙感影像中對(duì)地理的顏色區(qū)分、地理結(jié)構(gòu)、空間區(qū)位、紋理結(jié)構(gòu)的直觀自覺(jué)分析，只需要簡(jiǎn)單目視判讀，就能夠快速直接地進(jìn)行分析，進(jìn)行小班邊界的精準(zhǔn)定位。

2.2.3 通過(guò)地理信息系統(tǒng)綜合開(kāi)展數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)工作

在系統(tǒng)中輸入小班參數(shù)，然后根據(jù)具體內(nèi)容進(jìn)行自動(dòng)分析，形成具有規(guī)律性的參數(shù)，并通過(guò)繪制圖表的形式在工作中進(jìn)行比對(duì)。

2.3 林業(yè)專(zhuān)題調(diào)查

林業(yè)專(zhuān)題調(diào)查是對(duì)林業(yè)資源中某一項(xiàng)具體的內(nèi)容進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析，如開(kāi)展林地征占使用、造林資源統(tǒng)計(jì)規(guī)劃、林業(yè)多樣性統(tǒng)計(jì)規(guī)劃等。具有針對(duì)性的林業(yè)專(zhuān)題調(diào)查能夠聚焦目標(biāo)、深入研究，從而實(shí)現(xiàn)林業(yè)資源更加深入的管理[2]。具體的操作方法是：1）將3S技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，利用林業(yè)專(zhuān)題調(diào)查系統(tǒng)，用遙感技術(shù)與人工監(jiān)測(cè)相結(jié)合的形式，實(shí)現(xiàn)樣本區(qū)域內(nèi)調(diào)查數(shù)據(jù)的常態(tài)化;2）通過(guò)信息通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的即時(shí)傳送，進(jìn)行全天候數(shù)據(jù)分析，形成有規(guī)律的數(shù)據(jù)庫(kù)，讓工作人員在進(jìn)行調(diào)查規(guī)劃時(shí)能夠即時(shí)提取科學(xué)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行論證[3]。

3 3S技術(shù)在廣西東門(mén)林場(chǎng)林業(yè)調(diào)查規(guī)劃中的應(yīng)用

在廣西東門(mén)林場(chǎng)的林業(yè)資源管理中，3S技術(shù)得到了充分應(yīng)用，尤其對(duì)每年伐區(qū)面積的監(jiān)控、新種樹(shù)木生長(zhǎng)情況的監(jiān)測(cè)、林木病蟲(chóng)害的分析預(yù)防以及通過(guò)光熱水等數(shù)據(jù)即時(shí)分析潛在的火災(zāi)情況，實(shí)現(xiàn)了全天候即時(shí)性的信息采集分析。2019年，林區(qū)利用3S技術(shù)中的GPS定位系統(tǒng)，通過(guò)經(jīng)緯度劃分在計(jì)算機(jī)面積測(cè)算系統(tǒng)中對(duì)管轄區(qū)7個(gè)分場(chǎng)區(qū)的計(jì)劃伐區(qū)面積進(jìn)行了精確計(jì)算，然后通過(guò)遙感技術(shù)來(lái)檢測(cè)樹(shù)木生長(zhǎng)情況，并根據(jù)計(jì)算任務(wù)來(lái)分析全年的計(jì)劃砍伐面積和計(jì)劃出材情況，確保了林業(yè)資源統(tǒng)計(jì)的精細(xì)化、精準(zhǔn)化和全面化，統(tǒng)計(jì)情況見(jiàn)表1。

東門(mén)林場(chǎng)在3S技術(shù)應(yīng)用中雖然取得了相應(yīng)的成果，但是技術(shù)應(yīng)用的深度還不夠，這主要是林場(chǎng)中對(duì)應(yīng)的技術(shù)人才比較缺乏，再加上3S技術(shù)屬于高精尖技術(shù)領(lǐng)域，無(wú)論是自我學(xué)習(xí)還是教育培訓(xùn)，如果沒(méi)有一定的相關(guān)知識(shí)儲(chǔ)備，很難熟練掌握相關(guān)應(yīng)用技術(shù)。再加上3S技術(shù)相關(guān)應(yīng)用設(shè)備的采購(gòu)費(fèi)用非常高昂，目前林場(chǎng)現(xiàn)有的設(shè)備還比較陳舊，很多功能不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化。

4 結(jié)語(yǔ)

3S技術(shù)具有實(shí)時(shí)性、信息化、規(guī)律性等特點(diǎn)，能夠大大方便林業(yè)工作，在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)中具有切實(shí)可行性，能夠帶來(lái)巨大的實(shí)用價(jià)值。為此，要做到以下3點(diǎn)：1）國(guó)家應(yīng)加強(qiáng)對(duì)該領(lǐng)域的技術(shù)投入，盡快完成相關(guān)技術(shù)的研發(fā);2）為避免國(guó)外相關(guān)技術(shù)的封鎖，教育部門(mén)要加快相關(guān)人才的專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)，為類(lèi)似于東門(mén)林場(chǎng)相關(guān)的單位提供對(duì)口的人才資源;3）一些科技企業(yè)可以利用3S技術(shù)進(jìn)行市場(chǎng)化服務(wù)，避免因?yàn)橄嚓P(guān)技術(shù)的空白導(dǎo)致林業(yè)資源調(diào)查規(guī)劃的不合理。

參考文獻(xiàn)：

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（責(zé)任編輯：劉昀）