淺談“3S”技術在林業數字化建設管理中的應用

唐 建

（江蘇省蘇州市林業站 215000）

1 前 言

為了實現林業的可持續發展，利用現有資源實現其生態效益、社會效益和經濟效益的最大化，靠原先粗放的經營管理模式是無法實現的，我們在調查研究的基礎上，經過充分論證，只有全面啟動數字林業工程，利用信息技術改造和提升傳統林業才是唯一出路。目前，“3S”數字化技術應用越來越廣泛，在林業建設管理中利用“3S”技術來加強森林資源數字化管理是一項帶有根本性和全局性的基礎工作，對于林業建設管理而言，具有極其重要的作用。

2 “3S”技術應用于林業數字化建設管理的主要表現

2.1 推動森林資源監測工作的信息化

全面應用“3S”技術可以有效實現林業數字化資源信息的共享,這也是信息化時代發展的必然要求。眾所周知，林業資源一般大多分布于地理位置偏僻、自然地形復雜的山區,對林業資源進行外業調查操作極為不便、工作量大,且調查成本高、費工費時。一旦實現了林業資源信息的共享,那么對于區域經濟發展、林業部門決策與規劃、國家宏觀決策等方面都具有極為重要的作用。通過“3S”數字化技術（人造衛星上的遙感儀器等）能夠準確地在計算機上再現林業資源相關的地形、林業資源的空間分布, 土壤類型、坡向、坡度、河流、居民點、湖泊等元素也能夠實時在計算機上顯示。例如在蘇州市森林資源二類調查質量檢查中，針對現代林業技術的發展，調查全面采用了“3S”技術。利用新版l∶10000比例尺地形圖與IKNOS遙感像片作為工作底圖，現地區劃調繪，對影像模糊、新造林地和有位移的界線采取GPS實測。小班因子調查采用現地實測或目測相結合的方法進行判定：其中不規則片狀小班蓄積量采用角規測量方法，面積采用圖形輸入電腦，用電腦計算方法；線狀、條狀小班蓄積量采用標準段米尺實測胸徑方法，面積用GPS或米尺現地測量；四旁樹采用機械布設1×1公里樣地進行實地抽樣量測推算方法。這些大大提高了本次調查精度，使成果更加真實可靠、科學實用。

2.2 為林業建設管理提供快速、準確的信息服務

長期以來林業都存在著生產周期長、經營粗放,特別容易受社會、氣候、自然等因素影響,導致林業決策難以做到合理化、精確化。“數字林業”建成后,決策者可突破傳統決策的局限性,能夠快速及時地掌握林業發展態勢、動態變化、基礎數據, 提高林業決策的科學性，減少盲目決策和主觀臆斷。實現林業各單位、各部門之間信息快速傳遞、微機化管理,起到方便部門間協調、數據共享、政務信息公開、為領導決策提供快速而準確的信息。與此同時，“3S”數字化技術還能夠實現森林資源數據共享，制作成數據庫或者林業專題圖層庫，提高數據的直觀性和可識別性，使森林資源的管理、監測和清查變得直觀快捷。

2.3 實現病蟲害和森林火災預測預報和應急指揮

長期以來,我國森林資源管理上都存在著對于資源現狀、消長動態難以準確掌握的問題,同時對亂砍濫伐、森林病蟲害防治的監測都缺乏較為有效的手段。我們現在通過高分辨率的地理信息系統技術和衛星影像識別技術，再加強森林資源的二類清查,能夠有效提高調查精度，林業勘測外業工作量也能夠減少很多。

應用“3S”集成技術監測森林病蟲害的基本流程是：利用RS提供的最新圖像作為森林病蟲害調查的數據源(或由GPS提供的點線空間坐標作為數據源)，通過計算機將RS圖像進行矢量化，并判讀出災情發生點；利用GIS作為圖像處理、分析應用、數據管理和儲存的操作平臺，確定災情發生點的精確地理坐標、危害程度、發生范圍和面積等所需信息；利用GPS作為定位目的點位精確空間坐標的輔助工具，可制定出測報點分布圖、踏查線路圖，并幫助地面實地調查人員找到蟲源地的準確位置，三者緊密結合可為用戶提供內容豐富的蟲情資料和及時精確的基礎資料。在用于害蟲監測管理時，可以將地形地勢圖、土壤類型圖、植被類型圖、水系分布圖、病蟲分布圖等做成不同的圖層，簡稱空間數據庫；把發生量、危害程度、各種氣象因子等建成相關數據庫，簡稱屬性數據庫。利用GIS的空間數據操作和圖形處理分析等功能，豐富了病蟲害暴發、危害、擴散等信息，從而制定相應的管理決策，開發更加有效的森林病蟲害監測管理信息系統。

同時，因為“GIS”（信息系統）能夠運用計算機技術將不同的信息源進行綜合分析和全面管理，所以它可以更加精確、形象、及時地將可能或正在發生的林火災害的發生方向、發展狀況、發展條件等進行正確的綜合判定與分析，將經過計算機分析之后的火險分析報告及時提供給管理者。加之“3S”數字化技術能夠將選用火險等級分析模型、接收到的綜合地形地貌數據、氣象數據狀況進行綜合分析之后得出火險等級數據圖形，以供森林防火指揮參考。

數字化林火監測有微觀監測和宏觀監測，其數據都是及時準確、且具有實時動態性，它有利于實現森林火災的早期報警，有利于指揮員科學決策、組織快速撲救，有利于快速搜集各種信息，把森林防火提升到一個新水平，推向新的發展階段。

2.4 提高經濟效益和社會效益

“3S”數字化技術有效地節約資源調查和管理成本，利用“3S”數字化技術來整理內業工作, 統計、數據分析、描色、標注、勾繪小班求面積、草圖等都能夠實現計算機化,與人力相比大約可以節省5倍的經費；節省外業調查經費,節省伐區設計的內業經費；利用“GIS”更新之后的林相圖能夠制作成為立體林相圖,對于外業調查而言更為直觀有效。利用已有的林相基本圖和數據,“GIS”也能夠節省專題圖制作費，應該利用“GIS”可以隨時制作任何林業專題圖,如成熟林分布圖、經營撫育實施圖、土地分布圖、造林規劃圖等。

“3S”數字化技術目前已經應用于我國各地林業建設管理中，例如:福建建成了全省林業應急視頻會商指揮系統，實現了視聽到村、會商到鄉。湖南實施“測土配方平臺建設”工程，實現了對森林資源檔案數據的動態管理。江西開發了林權交易系統，打造了統一的電子商務平臺。吉林森工自主研發的經濟運行系統、森林防火監控系統，達到國際先進水平。廣東積極開展林權管理等業務系統建設，基本實現了信息化與林業核心業務的有效融合。

3 基于“3S”技術的林業建設管理優化方案

3.1 建設集管理和服務于一體的綜合信息平臺

各級林業管理部門應該根據國家林業局對于數字林業建設的需要，加大硬件系統的資金投入，圍繞數字林業的信息獲取、信息處理、信息共享和信息利用，遵循數字林業技術標準與規范開發出數字林業信息平臺，其中包括，網絡基礎平臺（構建一個高性能、穩定、安全、可靠的網絡環境，其內容包括城域網建設、信息中心建設和網絡管理系統等）、基礎數據信息共享平臺（建立空間、屬性等林業基礎信息數據庫，構建分布式系統）、數字林業集成應用支撐平臺三部分，并建立大型分布式空間和屬性數據庫、公共組件數據庫。例如黑龍江林業部門在最近兩年拿出兩三個億的資金，專項投入綜合信息平臺建設，使黑龍江林業的信息化水平有一個大的提高，走向全國前列。

3.2 加強數字林業標準化建設、提高資源數據的兼容性

目前各地開展的數字林業存在著各自為政，數據交換格式、接口規范要求、術語定義、數據編碼、體系結構等都各不相同，資源數據出現不能兼容的問題。針對這個問題，筆者建議應該加強數字林業標準化建設、提高資源數據的兼容性。統一接口規范要求、統一術語定義、統一數據交換格式、統一設計與實施方法、統一數據描述、統一體系結構、統一空間定位、統一數據編碼、統一數據質量的要求，設置全國范圍的標準,為林業信息的決策服務、信息共享和標準化管理服務。力爭實現用一套數據適用多個領域、一張圖表承載多項信息、一個入口登陸多個系統，做到了從任一系統點擊任一林地的電子地圖，都可獲得該林地立地、類別等靜態信息和營造林、防火、防蟲等動態信息，實現不同系統之間數據不打架、不同環節之間數據不割裂。

同時，還應該擴大數字林業的應用范圍，逐步實現視頻電話、視頻會議、公文處理、森林資源信息化管理，加快數字林業建設步伐，最終實現林業政務辦公自動化。

3.3 細化林業管理的流程，對林業企業管理全面數字化

為了真正改變林業的粗放式管理，應該對林業管理的流程進行了細致的研究分析，確定了林業數字化的過程，做到管理過程由人治到機治的轉變。

首先，以林業資源為主線，結合數字林業關鍵技術，以林業專題的形式，分級分別的進行管理；主要包括：森林資源林政管理、營造林管理、重大工程監測、森林重大災害防治、野生動植物保護、森林生態系統經營、天然林保護、林業局自然概況和木材生產銷售數字化管理。

其次，以專家系統為副線，通過對專家系統的管理和分析，應用人工智能技術和計算機技術，根據林業管理領域多個專家提供的知識和經驗，進行推理和判斷，模擬專家的決策過程，有效地提高決策的科學性和合理性。

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