“3S”技術在精準林業中的應用研究

彭國民

（安徽省桐城市林業局 安徽桐城市 231400）

“3S”技術在精準林業中的應用研究

彭國民

（安徽省桐城市林業局 安徽桐城市 231400）

林業的發展需要借助科學技術的支持，隨著我國社會經濟的發展和科學技術的進步，林業發展開始逐步的加快科學技術的運用，相對于國外林業發展來說，國內林業發展中“3S”技術的運用相對比較晚，但是就目前的發展現狀來看，“3S”技術在我國林業發展中的引用還是比較廣泛的，本文對主題的介紹，首先簡單的介紹了“3S”技術相關知識，然后結合“3S”技術現階段在精準林業中的應用，提出了“3S”技術在精準林業應用中的發展前景。

“3S”技術；精準林業；應用

前言

相比發達國家來說，我國林業發展還有很多需要學習的地方，隨著經濟社會的發展，尤其是近些年來國際社會開始重點關注全球氣候變暖等環境問題，林業發展越來越重要，對于林業資源的管理和保護工作也相繼開展，對于我國來說，現階段林業研究工作的重點就是林業資源的精準檢測和管理。隨著科學技術的不斷發展和進步，在加上國家對精準林業的要求，“3S”技術在林業發展中的運用已然成了時代趨勢，由于林區環境比較復雜，保護自然環境、地理環境等，在這種情況下“3S”技術能夠有效的發揮自身優勢，更好的幫助林業工作人員開展林業資源精準監測和管理，本文就是借助“3S”技術的具體運用來對精準林業發展盡心分析。

1 “3 S”技術以及在林業中應用

“3S”技術是GIS系統、RS技術以及GPS系統的統稱，具體包含了通訊技術、衛星導航技術、計算機技術、空間數據處理技術以及傳感器技術，通過這些技術的有機結合，對空間信息進行收集、整理、管理、分析、表達以及應用，是現代科技信息技術發展的成果。目前，“3S”技術在我國很多領域中都有使用，例如環境監測工作、資源調查管理、交通通訊管理、災情預警以及氣候變化研究等，同時在“3S”技術應用和發展的過程中，逐步的形成了強大的技術產業。

“3S”技術在不斷的發展過程中日漸成熟，同時也逐漸的在各個領域擴散開來，逐步的朝著集成化的方向發展，通過三種技術的協調融合，能夠對觀察數據進行綜合處理、集成管理，同時還能夠實時關注監測對象的動態信息，通過信息的收集整理，進行智能化的分析。

1.1 地理信息系統的應用

地理信息系統（GIS）就是在借助計算機技術的支持，對空間地理信息進行處理，包括信息收集、存儲、查詢、計算分析以及數據表達。我國傳統的林業資源調查主要是通過手工進行的，例如林業資源數據收集統計、圖表制作以及數據分析，整體上效率很低。地理信息系統的出現，能夠有機的結合先進的數據收集方法，改變原有的林業資源數據處理方法，高效率的獲取林業資源統計數據。

1.2 全球定位系統應用

全球定位系統（GPS）是以衛星為基礎的信息導航定位系統，通過GPS系統能夠實現全球性、全天候和實時連續的信息導航和定位，同時通過系統處理為用戶提供精準的坐標、時間以及速度等信息。

傳統的林業資源清查主要是借助于當地地形圖進行林業樣本定位，然后對樣本進行數據測量，總體工作量非常大，而且耗時也長。全球定位系統的出現徹底的改變了傳統數據測量工作的弊端，同時還能夠解決傳統數據測量工作中無法實現的問題，在林業資源管理中，借助全球定位系統，可以實現任意一點的靜態處理、精準定位，獲取精準的數據，實現林區精準定點測量。同時GPS系統還與用于林業災害評估、林區邊界測量、遙感地面控制等方面，能夠實現林業資源精度調查，推動林業管理工作的精確化發展，提高林業管理工作效率。

1.3 遙感技術

遙感技術（RS）能夠在不接觸目標物的情況下借助傳感器收集到的目標物發出的電磁波能量數據實現遠距離的信息收集，同時生成目標物數據圖像，為人們提供信息識別、分類以及分析數據。

弗朗西斯（Francis）等學者曾通過分析表現教師教學方法的事件，對教師的教學特點和可辨認的模式特征進行描述[18]．類似地，研究者把職前教師的教學“模式”定義為：在教學設計及其模擬教學活動中重復出現的，共同構成其教學方法認識特點的可辨認的特征．根據弗朗西斯等學者提出的“指令性的或者傳授式的教學”與“探究式教學”的事件的分類標準，從探究、指令、總結、聯系等方面，對職前教師的教學設計方案及微格視頻進行分析，得到4類較為明顯的教學“模式”（見圖2），每種教學“模式”的人數分布情況見表6．

這種技術在林業資源管理中主要運用于土地面積測量、森林資源測量以及災害預測等方面。圖1顯示的借助遙感技術測量到的森林資源的健康狀況示意圖。

圖1 遙感測量森林資源健康狀況

從圖1可以看出，RS技術通過數據測量和分析，可以對森林健康狀況進行詳細分析，然后通過圖像處理讓林業工作人員能夠清楚的看出森林植物的健康狀況。同時遙感技術通過遙感影像不同波段的具體數值，以樹種等因素作為自變量，以單位面積作為因變量，建立數據回歸模型，然后經過系統計算能夠得出森林不同樹種的蓄積量，相比傳統人工統計來說，時間段、效率高。遙感技術通過對不同時間的圖像數據進行差異化分析，能夠準確的判斷出森林災害，提高森林災害防治效率。

2 “3S”技術在精準林業中的應用

2.1 “3S”技術運用對精準林業發展意義

（1）精準林業就是使用“3S”技術、數字通訊技術、傳感器技術等在內的高新科技對森林土地類型進行分析，根據分析數據建立林業生態模擬系統，對林業育種、生長、災害預警防治等進行實時的檢測。通過“3S”技術以及計算機信息技術的運用，借助生態學、工程學、測繪學等，科學管理林業資源。

（2）現階段“3S”技術和林業管理工作的結合是最為成功的一個領域，“3S”技術的運用在精準林業的實現過程中發揮關鍵的作用。能夠實現林業資源和生態環境綜合監測，解決林業資源發展過程中的諸多問題。

2.2 森林資源調查和動態監測

“3S”技術對于森林資源的調查和動態監測體現在很多方面，例如利用遙感信息符合的方式實現森林資源分類以及動態監測；通過遙感技術和地理信息系統的結合運用，及時準確的更新森林資源信心數據，實現森林資源的動態監測，圖2體現的是“3S”技術用于森林資源動態管理系統框架。

圖2 “3S”技術森林資源動態管理系統

系統結合RS技術、土壤機械采伐監測傳感器、定位技術對森林資源進行精確評價，同時通過數據收集、信心管理和決策支持還能夠實現災害預防和處理。我國目前針對森林火災監測已經開始廣泛的使用“3S”技術，以此為核心，運用數字化信息手段充分的反應森林火災管理狀況，以“3S”技術為核心，逐步的建立起擁有自動化、智能化以及網絡特點的數字森林火災預警管理機制，系統的運行過程首先GPS系統發現森林火災位置，在火災擴散階段檢測火災動態，火災結束之后進行精確評估，其次借助航空遙感技術，通過測試雷達掃描生成圖像，實現實時的數字信息傳輸，能夠對災害進行全天候精準檢測。

2.3 “3S”技術精準林業運用中的不足和改進

盡管“3S”技術在現階段林業發展中得到廣泛的應用，但是還存在一些不足，主要有以下幾個方面：

（1）遙感技術：圖像解譯技術現階段還有待提高，需要加快復雜地貌信息處理技術的更新，尤其是針對地貌復雜零碎的地區，提高局部信息的解譯水平，提高遙感技術解譯精確度；

（2）盡管能夠通過“3R”技術獲得大量的地理衛片資料，但是無法實現光譜、空間以及時間三者分辨率的協調統一，所以要加快遙感技術的研究，盡快解決分辨率協調問題，提高信息的清晰度；

（3）遙感技術生成的圖像包含的不僅僅是森林植物信息，同時還包含其他方面的圖像信息，能夠幫助開展各項林業研究工作，但是現階段林業管理部門對于遙感圖像信息的利用效率低下，沒有深入挖掘圖像信息的價值，所以一方面要加快地方林業部門建設，另一方面為基層林業工作提供財政和技術支持，加快專業人才隊伍建設和基層林業部門技術配置，通過專業人才培訓協調基層林業部門技術實踐，擴大“3S”技術的應用面，推動精準林業發展；

（4）根據林業資源現狀，因地制宜協調“3S”林業開發引用，通過專業技術人才和資金支持，逐步的開發適合不同地理環境精準林業發展的技術軟件，同時加快構建“3S”技術共享網絡，實現資源的共享，為精準林業提供強有力的技術支持。

3 結論

林業作為現階段我國生態建設工程的重要部分，對社會經濟的發展和生態環境保護都有著舉足輕重的作用，精準林業作為系統的林業發展體系，能夠實現林業可持續發展，所以加快“3S”技術在精準林業中的應用，因地制宜的加快林業技術軟件研發，為精準林業發展提供技術支持，促進我國林業事業可持續發展。

[1]孟小剛.3S技術在林業中的應用研究[J].吉林農業，2015.

[2]陳春葉，張振剛.基于“3S”技術的小隴山林區森林病蟲害預測[A].2011.

[3]賀春玲，周汝良.“3S”技術在林業有害生物測報中的應用及展望[J].內蒙古林業調查設計，2012.

[4]黃巖，史素霞，黃文萍.“3S”技術及其在林業生產中的應用[J].農技服務，2010.

[5]王全印.淺析3S技術在林業中的應用[J].內蒙古林業調查設計，2012.

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1005-7897（2016）06-0048-02

2016-3-7