森林資源監測中林業3S技術的應用現狀與展望

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森林資源監測中林業3S技術的應用現狀與展望

摘要：3S技術是遙感技術（簡稱RS）、地理信息系統（簡稱GIS）和全球定位系統（簡稱GPS）的統稱，林業3S技術作為森林資源監測工作的主要運用技術，其發展和應用給森林資源監測工作帶來了一場技術革命。本文詳細分析了3S技術的概念及發展過程，解讀國內國外的應用現狀，并對該項技術的應用前景作出展望。

關鍵詞：森林資源監測；林業3S技術；應用現狀

森林資源監測主要是對森林資源的觀測分析，其主要目的是能夠及時掌握森林資源的變化狀況和發展趨勢，為國家的林業經營和管理進行科學的決策。1989年，我國開始建立國家森林資源監測體系，并建成國家森林資源監測管理系統和地方森林資源監測管理系統。而根據層級不同，監測技術方法也有不同，國家森林資源監測管理系統以森林資源連續清查方法，并結合現代數據更新技術，達到監測森林資源的目的。而地方森林監測系統一般采用定期清查的方法，做到及時更新森林資源數據和信息。但隨著動態監測技術的應用，森林資源監測也展現出前所未有的新氣象。特別是行業內熟知的“3S”技術，更是成為時下森林監測技術的研究熱點。

1　什么是“3S”技術

3S技術是遙感技術（RS）、地理信息系統（GIS）以及全球定位系統（GPS）的統稱，是一項結合了衛星定位技術、計算機技術、遙感技術、通訊技術等多個學科的綜合性現代信息技術。

1.1遙感技術（RS）。遙感技術是指對地球表面電磁波信息的掃描、攝影、傳輸、處理，以達到對各類地表信息遠距離監測和識別的目的。由于該技術能夠實時提供多空間和動態的地理信息，因此被廣泛應用于植被資源調查、森林資源監測、氣象觀測、病蟲害、交通網絡分布等多個領域。1.2地理信息系統（GIS）。地理信息系統是一款專門進行地理信息管理的計算機軟件系統，該系統不但能夠進行多角度、多層級、多門類的管理地理信息，還能夠將各類信息進行分析、組合，方便操作者檢索和查詢。除此之外，GIS還能夠將信息逼真的再現到電子屏幕上，實現數據的“可視化”，降低了操作者管理信息的難度，提高了工作效率。該系統現在廣泛運用于地理區域規劃、生態環境規劃、自然災害的監測、森林資源監測等領域，為相關部門作出科學決策提供了依據。

1.3全球定位系統（GPS）。該系統是一項具有實時三維導航與定位功能的衛星導航定位系統。因為其高效、快速、準確的特點，被廣泛應用于軍事活動、地球監測、土地利用以及人們的日常生活。

2　“3S”技術在森林資源監測工作中的應用現狀

2.1我國森林資源監測中林業“3S”技術的應用情況。

2.1.1森林防火。1991年，國家林業局相關專家成功研制出基于（GIS）的國家林火管理信息系統，并先后在我國的東北地區、西南地區進行推廣實驗，取得了不錯的效果。

2.1.2森林病蟲害的監測。科學研究表明，正常生長的植物都會有規則的光譜反射曲線，而遭受病蟲害后會出現卷葉、殘葉、葉片吞噬、枝條被破環的情況，這些植物形態的變化都必然導致植物光譜反射曲線的改變。利用遙感技術（RS）可以實時監測植物光譜曲線，并結合（GIS）、全球定位系統（GPS）技術，可以明確某地是否存在森林病蟲害以及災害等。

2.1.3森林資源的清查。2009～2013年，我國進行了第八次全國森林資源清查活動，該項科研活動組織了2萬名技術人員，采用森林資源連續清查的方法，對全國森林資源數量、質量以及結構分布等方面進行詳細的調查統計。本次森林資源清查活動中，采用的就是以遙感技術（RS）為主并結合（GIS）、全球定位系統（GPS）技術的清查技術，是林業“3S”技術的具體實踐。

2.2國外關于“3S”技術的具體應用。從國際上看，在這一領域處于領先水平的主要是北美國家以及西歐、北歐地區。美國作為該技術在北美地區的代表國家，其在20世紀80年代就在林業資源監測、生物多樣性保護以及環境保護等領域開始推廣“3S”技術，并建成了資料全面詳細的數據庫，實現了對森林資源的連續動態監測。而在西歐地區，德國就利用“3S”技術進行森林結構、類型的多層次分析，并利用其自身成熟的制圖技術，可以詳細直觀的統計和分析森林資源的各方面情況。還比如，北歐國家芬蘭就基于光學遙感數據反演出當前的森林資源量，并結合影像學技術和發達的地理信息系統，估算出國家森林的活立木儲量，并可推測出較為精確的分布情況。

3　林業“3S”技術的發展前景

3.1利用RS、GIS、GPS的合理融合，實現森林資源監測的自動化和集成化。在技術的實際運用中，遙感技術是地理信息系統的重要數據來源，而地理信息系統反過來又可以分析遙感技術所得到的數據，從中提取有價值的信息。全球定位系統可為遙感技術提供地面和空中的監測手段，實現誤差最小化，而這種更加精確的數據又可為地理信息系統所利用。由此可見，此三項技術可以環環相扣，互取所長，能夠實現森林監測中對于各項情況的立體化掌握。

3.2利用“3S”技術可以更加具體的了解森林面積的變化。從以往的實際經驗來看，遙感技術能夠將森林變化直觀化。但是，在融合地理信息系統和全球定位系統之后，科研人員不僅可以及時了解森林面積的變化，還能夠根據其他兩項系統，推測森林變化的原因以及詳細的地域分布。無論是森林面積的減少或增多，科研人員都能夠確定該變化的深層原因，并且根據各項因素推測未來的森林變化情況。

3.3關于森林起火點的未來研究。在現階段的“3S”技術運用中，森林防火是一項重點研究工作。其中，對于森林中異常熱點的監測、火災強度、植被損毀情況等都能夠有效的監測，但是森林起火點的定位依舊是一個研究難點。因此，隨著“3S”技術的深度推廣，解決這一難題成為當前森林防火問題中的重中之重。

3.4對于森林資源的監測清查。目前，世界各國在森林資源監測工作上都依照可持續發展這一指標來進行信息采集，例如生物多樣性、水文保持、森林生態等。而“3S”技術的開展，可以讓目的性更強的監測工作變得更加精確便捷。比如說，利用遙感技術可以獲取多波段的掃描圖像，得出具體的TM數據，并結合地理信息系統，可以準確的判斷研究區域的森林生長情況、健康情況、森林種群情況以及森林蓄積量等等。還可以依據森林生長的不同季節，獲取不同的數據，使對森林資源的清查更加精確。

參考文獻

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336600江西省新余市分宜縣林業局周冬蓮黃小林