林業調查規劃設計中3S技術的應用

陶威龍

（湖南省農林工業勘察設計研究總院 湖南長沙 410000）

林業調查規劃設計中3S技術的應用

陶威龍

（湖南省農林工業勘察設計研究總院 湖南長沙 410000）

所謂3S技術，即GIS、RS、GPS的合稱，是集合地理信息系統、遙感技術、全球定位系統的全新技術，3S已經在多個領域得到了廣泛認可，發揮了巨大作用，而在林業資源調查是一項極為繁重的工作，本文主要分析了林業資源調查中3S技術的實踐應用。

林業；調查；規劃設計；3S技術

1 引言

森林是陸地生態系統的主體，它在環境保護工作中占據著舉足輕重的地位。對森林資源進行合理開發與科學管理，是提高生態效益與社會效益的有效保障。但是，森林資源具有廣闊性、動態性等特征，全面掌握森林資源的狀況難度較大。近些年，隨著信息技術在林業工作中的普遍應用，3S技術也逐步變成林業調查規劃設計的主要技術，它將森林資源的調查與規劃設計工作推向了一個更高的領域。

2 林業調查規劃設計在林業生產建設中的重要性

2.1 有利于森林資源保護工作的開展

伴隨著經濟的快速發展，對生態環境的破壞也日益嚴重。近年來人們對森林資源的保護意識也逐漸增強。但僅僅有森林保護意識還是遠遠不夠的，關鍵在于科學的指導。要實現林業生產工作的持續發展，必須全面掌握森林的相關信息，此時，林業調查規劃設計的重要性就逐漸突顯出來。通過對林木數量、質量以及地理環境等信息的采集，為林業部門制定出有效的森林保護措施提供了決策依據。

2.2 為林業生產提供參考

林業生產屬于我國經濟建設中的重要組成部分。林業在人們的生產生活中也發揮著重要的作用，比如，家具、造紙業等都需要耗費大量的木材。然而，多年來國內林業管理規范性比較欠缺，一味追求經濟利益而采用掠奪式開發，忽視了對林業生態環境的保護。在很多造林難度大的地區，盲目開發現象更普遍，直接將林地變成了荒地，嚴重破壞了生態平衡。林業調查規劃設計是從科學的角度出發，對一個地區的林地狀況作出綜合評估后提出預見性的規劃。這有助于林業主管部門發現林業生產中存在的問題，采取有效的措施，從而實現生態效益與經濟效益的均衡發展。

2.3 有助于對個人權益的保護

林業調查規劃設計除了對林業生產建設與森林保護有著重要意義，也對個人權益的保護也有著很大的意義。隨著林改的深化，林地承包現象也日益普遍，特別是經濟林更是如此。但隨之而引起的經濟糾紛也逐漸增多，主要涉及到林地承包所有者與使用者之間的權益問題。林業調查可從公平的角度來區分林業的所有權以及使用權，從而為林地所有者與使用者的平等協商提供了有效依據。這既能維護各方利益，也能保障國家與個人的利益不受侵犯。

3 3S技術分析

3S技術包含遙感技術、地理信息系統、全球定位系統。遙感技術（RS），是一種以物理手段、數學方法、地理分析為基礎的綜合探測技術，主要用在地球中環境和資源的綜合性監測，具有快速、準確、成本低等優勢。我國GIS作為綜合應用系統，最近幾年才剛剛興起，其可以將地理位置同相關視圖信息結合在一起，并融合網絡技術、計算機技術、幾何學、地理學以及多媒體技術和虛擬現實技術，通過計算機圖形以及數據庫技術，進行地理圖形以及屬性數據的輸出。最后，系統會通過對數據的分析、篩選，最終以最為直觀的方式展現在用戶眼前。而3S技術則是將GIS、RS、GPS三位合一，這種緊密結合的一體化技術也開始在我國林業管理工作中發揮巨大的優勢，發展前景十分廣闊。通過將三種技術的部分功能有機結合，可以構成系統性的技術體系，從而實現對空間、環境信息的準確、快速采集、處理。作為信息技術的重要構成，3S技術應用主要有三個階段。首先是數據采集，通過3S技術可以為森林資源管理提供專業數據；其次構建數據庫，3S技術可以將采集的數據資源進行歸類劃分并加以存儲，建立空間、資源屬性數據庫，從而令管理者可以準確把握資源質量、數量以及分布狀態；最后為知識發現，在多方面數據分析后，3S技術會向管理者提供多種方案，并建立相關模型，為森林資源的管理、經營提供可靠的數據，從而提高管理決策水平。

4 林業調查規劃設計中的3 S技術的應用

4.1 3S技術在林業規劃設計外業調查中的應用

①手執GPS機的應用。手執GPS機在林業規劃設計外業調查中，可結合外業調查地形圖進行使用，應用于定位以及地圖繪制，還能獲得調查區域的海拔等地理信息。在外業調查要求較低的情況下，還能進行簡單面積的計算。在手執GPS機的坐標點導出工作中，若外業調查的工作內容較多，且機子的內存儲信息量較大，還可應用一些輔助軟件進行批量導出。②遙感衛星圖片與地形圖的應用。在外業調查的前期工作中，若能將遙感衛星圖片與地形圖有效結合應用，則可大大提升工作效率。實際操作過程中，可充分運用谷歌地圖等免費資源，但運用時必須進行坐標轉換，以確保坐標系統與地圖坐標保持一致。③遙感影像圖的應用。利用遙感影像圖進行實地核對，建立圖面判讀標準后，可通過影像的顏色、質感、地理位置等信息進行初步判讀。這一過程中，只需在現場進行核實，能夠有效提升工作效率，提高小班區劃的精確度。遙感工作原理如圖1所示。

圖1 遙感技術工作原理示意圖

4.2 3S技術在林業規劃設計內業分析中的應用

①地理信息定位，如圖2所示。通過外業調查工作中所獲取的資源，可清晰的顯現于ARCGIS10.0等軟件上，同時還可精準的在軟件上顯示坐標，并在坐標點上輸入相關數據以做標記。例如，在產業項目典型樣本的調查與規劃設計中，可將典型樣本以點的方式在矢量地形圖中表達出來，此點不僅包含了相對應的地理空間信息，還能在各點中輸入其他諸如時間、區域特點等文字。外業調查后，進行拐點坐標定位時，還可利用連接拐點坐標計算投影面積，相比于傳統的方格紙計算則更為方便。②空間分析。在空間距離分析方面，應用ARCGIS10.0軟件中的分析功能，可快速獲得不同項目區的距離成本，尤其是在大數據計算工作中，此分析法的應用優勢更為顯著。項目區與臨近水系、保護區等空間距離的關系，也可應用此分析法獲得。在空間位置分析方面，應用ARCGIS10.0軟件中的識別功能，能夠快速審核已有圖層中各信息的準確性，并自動將核對的數據添加到規劃項目中。另外，ARCGIS10.0軟件中的緩沖功能，能將林業規劃區的影響用線性距離向外散開，便于直接在圖像上顯示出規劃區與其他要素的聯系。然后，數據轉換。目前，我國可實現地理信息系統操作的軟件較多，林業領域中應用最為廣泛的軟件主要有ARCGIS、Supermap、Mapgis等。不同的應用軟件，其數據的存儲格式也存在一定的差異性，因此應進行數據格式的轉換。此外，還應進行不同坐標系統的轉換，谷歌地圖采用的是WGS-84坐標系統，國內地圖主要采用的是2000國家大地坐標系統，因此必須進行不同坐標系統之間的轉換。

圖2 GPS系統構成示意圖

4.3 其他

4.3.1 監測森林資源

資源監測是林業資源調查的重要組成部分，3S技術在該方面也有著重要的應用。目前在森林資源連續清查工作中，3S技術已經發揮了不可替代的作用。當前針對林業資源進行的資源監測形式主要有三種，即森林資源一類清查和二類清查以及面向作業的三類調查。國家想要詳細了解森林資源狀態最好的方式便是通過林業資源清查。森林資源調查的主要內容包羅森林的面積、分布以及林分蓄積。

4.3.2 預防、監測災害

林業發展中較為常見的災害包括自然災害和人為災害，但無論哪種都會危及森林的生存發展，其中病蟲害、泥石流以及水害、火災等危害最大。在災害監測中RS技術發揮了重要的作用，通過遙感影像技術分析各個波段光譜，從而對森林災害進行監測。RS技術最早應用在災害監測中主要是對病蟲害進行檢測，采用的是紅外航空影像數據。而在火災檢測中，主要使用的衛星監測，這是由于衛星監測具有很好的時間分辨率，但是由于其空間分辨率相對較低，因此只能監測大尺度火災以及中尺度火災的發展態勢。

4.3.3 林業決策與管理

針對森林資源的管理以及決策是林業工作者最重要的工作內容，而決策、管理均需要建立在詳細了解森林資源的基礎之上，即森林的培育、營林以及采伐都需要一森林資源監測數據作為依據。從而保證森林能夠健康持續發展，更好的服務于人類社會建設。在森林資源監測中GIS技術的應用有效提高了監測工作效率，通過GIS能夠更加直觀的顯示森林監測數據，完成數據管理，并且利用空間屬性數據，可以建立起針對經營、生長以及預測的模型，可以更加直觀的表現出管理各個階段的森林狀態，并加以比較，令森林資源決策管理工作更加便捷。另外將GIS同RS共同用于區域性的森林資源監控，還能獲得動態變化數據，實時了解森林資源發展狀況。

5 結束語

綜上所述，3S技術在我國的發展時間較短，在林業調查規劃設計中的應用尚不成熟。在信息技術不斷發展的過程中，以及林業調查規劃設計的精密要求下，相信3S技術在林業產業中的應用范圍將會越來越廣泛。

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[2]何珊珊.林業信息系統設計中運用的3S技術[J].黑龍江科技信息，2014（28）：256.

[3]侯曉巍.3S技術在寧夏森林資源連續清查中的應用[J].陜西林業科技，2011（6）：57～59.

S757.4

A

1004-7344（2016）23-0212-02

2016-4-27

陶威龍（1988-），男，助理工程師，大專，主要從事林業調查工作。