林業(yè)信息化技術發(fā)展現(xiàn)狀及應用

袁首乾+陳秀娟+鄧新禹

摘 要：隨著我國對林業(yè)的重視，林業(yè)發(fā)展也取得了空前的成果。目前，林業(yè)的不斷發(fā)展以及林業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模和基礎設施的不斷完善，林業(yè)信息化技術可謂是起到了十分重要的推動作用。在林業(yè)發(fā)展的過程中，必然要匯集大量的林業(yè)信息并且要處理大量的林業(yè)信息來服務于林業(yè)的發(fā)展，這就為林業(yè)信息化技術的變革奠定了基礎。在互聯(lián)網(wǎng)技術、計算機技術以及3S技術的基礎上，已經(jīng)形成了較為系統(tǒng)的林業(yè)信息化系統(tǒng)，為林業(yè)資源管理、林業(yè)工程建設等方面提供了重要的信息支撐。本文基于當前的林業(yè)信息化技術的發(fā)展現(xiàn)狀，對其應用進行介紹和分析，旨在為相關的理論研究提供一定的參考。

關鍵詞：林業(yè)信息化；3S技術；基礎建設

中圖分類號：S7 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170631033

引言

信息化技術的發(fā)展促進了經(jīng)濟的建設和各行各業(yè)的發(fā)展，同樣，也成為促進林業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要手段[1]。林業(yè)信息化是林業(yè)生產(chǎn)建設過程中，借助現(xiàn)代化信息技術實施信息的搜集和管理的過程，是當前林業(yè)快速、健康發(fā)展的保障。這其中包括統(tǒng)一規(guī)劃和協(xié)調(diào)林業(yè)信息資源的標準，實現(xiàn)網(wǎng)絡化，智能化，一體化的林業(yè)信息管理模式，而信息化范圍包括生產(chǎn)、管理、科技推廣和教育[2]。目前，以3S技術為核心的現(xiàn)代化林業(yè)信息管理系統(tǒng)在全國范圍內(nèi)已初步建立，為我國的數(shù)字林業(yè)的建設提供了強大的支撐，使我國朝著規(guī)范化、國際化的林業(yè)信息管理又邁進了一步。基于當前遙感技術、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)庫等相關信息技術為研究對象并結合筆者林業(yè)工作實踐介紹林業(yè)信息技術發(fā)展的現(xiàn)狀，并對這些技術的應用展開探討。

1 我國林業(yè)信息化技術發(fā)展現(xiàn)狀

林業(yè)信息化這一理念是德國20世紀60年代提出的，于20世紀末期引入我國，對我國的相關體系的建設提供了理論指導[3]。我國林業(yè)發(fā)展起步時間晚，不過發(fā)展迅速，目前已經(jīng)初步建立了林業(yè)信息化體系，不過發(fā)展水平與國際先進水平之間還有一定的差距。在過去的很長一段時間，我國林業(yè)信息化建設一直處于一種低水平重復建設的階段，導致大量的人力物力的消耗，例如在林業(yè)資源信息的搜集方面，依靠大量的人力對森林植被進行逐一地測量，不僅工作量大而且計算精度難以保證，在數(shù)據(jù)的更新方面也存在這巨大的障礙[4]。嚴重制約了我國的林業(yè)信息化體系的建設。由于林業(yè)信息缺乏統(tǒng)一的標準，使得在信息的傳遞和共享方面也存在著較大的制約性，導致了林業(yè)信息交流的不順暢。而且基層林業(yè)設施的落后，直接影響了后期的信息化技術的普及，加上基層單位對于信息的管理意識不到位，業(yè)為相關的信息的泄露埋下了隱患。

以上的這些問題長期地困擾了我國的林業(yè)信息化工作的開展，我國于21世紀初期重視發(fā)展3S技術以提高我國的林業(yè)信息化管理水平，即遙感技術（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）。同時，在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，數(shù)據(jù)庫技術也得到了充分的應用，成為3S技術應用中的重要技術支撐。以上技術的應用大幅度提升我國林業(yè)信息采集的效率和精準性，為實時的林業(yè)管理、調(diào)查、監(jiān)控提供了可能。同時，為我國林業(yè)信息化邁向國際提供了有力保障。

2 林業(yè)信息技術應用

2.1 遙感技術

遙感技術一般是指對地球的地面以及高空天梯的監(jiān)測的系統(tǒng)的總稱。由信息處理平臺、信息發(fā)射及接收系統(tǒng)和遙感儀器構成，其中的平臺常見的有氣球、人造衛(wèi)星、飛機以及高塔等，這些平臺因使用的環(huán)境、功能的不同，在分辨率、使用壽命和使用頻次方面也存在著差異[5]。在接收器和發(fā)射器方面除常規(guī)的可見光、紅外線之外，為了適應不同環(huán)境和功能的檢測，還衍生出了多譜段掃描儀、微波雷達、成像光譜儀等特種儀器，并不斷的朝著高清化、多極化、便捷化的方向發(fā)展。

遙感技術可以說極大地便利了森林火災以及病蟲害的防治工作。傳統(tǒng)的森林火災的監(jiān)控主要采用地面巡邏以及塔臺瞭望的方式，觀察范圍有限而且頻次較低不利于突發(fā)情況的處理，在大多數(shù)交通不便的深山中發(fā)揮的作用十分有限。目前通過低軌道衛(wèi)星以及極軌氣象衛(wèi)星等手段，能夠?qū)Φ孛娴臒狳c及時監(jiān)控，通過衛(wèi)星數(shù)字數(shù)據(jù)可直接計算出過火面積，對火災實時進行掌控，同時根據(jù)火災點的地理情況制定最佳的救援路線和林區(qū)的分割區(qū)域[6]。在森林病蟲害的監(jiān)控方面，遙感技術也大展拳腳。森林病蟲害如果不能及時發(fā)現(xiàn)并有效的控制，很可能造成大面積森林的毀滅性破壞。在森林病蟲害爆發(fā)前期，植物受到病蟲害的影響葉片內(nèi)部結構，從而影響光譜反射率，體現(xiàn)在葉片的顏色上，然后通過前后的紅外彩色片進行對比從而在發(fā)病的早期就監(jiān)測出來。

2.2 地理信息系統(tǒng)

地理信息系統(tǒng)是上個世紀中葉發(fā)展起來的地球科學研究技術，是一個多元學科。相關的技術是以搜集地球地理空間數(shù)據(jù)為基礎的，通過地理模型分析，提供地域的動態(tài)、立體的信息，為地質(zhì)、地理的研究提供模塊化的研究數(shù)據(jù)。

GIS技術在營造林規(guī)劃設計中運用，方便更準確地了解林業(yè)資源現(xiàn)狀及生物多樣性，可以有效直觀地進行生產(chǎn)經(jīng)營方案的制定。應用管理營造林規(guī)劃檔案，動態(tài)生成本地區(qū)的可造林地情況分布圖，可以更好地實現(xiàn)適地適樹提供可視化手段[7]。在林業(yè)管理方面目前也大量的引入了地理信息系統(tǒng)相關技術，通過GIS技術可以有目的的將所管理的林區(qū)進行劃分，而且地理信息數(shù)據(jù)一次采集可以多次使用，克服了傳統(tǒng)采集數(shù)據(jù)出現(xiàn)的誤差大和工作量大的缺陷。此外，可以利用的空間分析功能把坡度、坡向、土壤類型、海拔高度等因子作為適地適樹分析的主要立地因子進行立地分析和造林樹種的選擇，提高適地適樹分析的可視化程度[8]。

2.3 全球定位系統(tǒng)

全球定位系統(tǒng)是美國軍方為強化軍事科技于20世紀70年代研發(fā)的衛(wèi)星導航以及定位系統(tǒng)，是目前精度最高應用最廣泛的定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)的水平精度誤差在1～2mm，山地丘陵地區(qū)精度可控制在5cm以內(nèi)，由24顆常規(guī)衛(wèi)星加3顆備用衛(wèi)星構成。實時動態(tài)監(jiān)測到達厘米級的精準度使得該系統(tǒng)成為在林業(yè)信息化管理中的重要手段。除此之外，我國也自行研制了定位系統(tǒng)中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)（BDS），該系統(tǒng)是繼美國全球定位系統(tǒng)以及俄羅斯的格洛納斯衛(wèi)星導航系統(tǒng)之后的第3個功能較為完善的定位系統(tǒng)，已經(jīng)獲得聯(lián)合國衛(wèi)星導航委員會的認可。定位精度在10m以內(nèi)，可在全球范圍全天候提供高精準導航定位服務。

GPS技術的出現(xiàn)迅速應用到了各個領域之中，在林業(yè)信息化建設方面也起到了舉足輕重的作用。在森林管理中，凡是需要進行位置的確定、區(qū)域以及立體空間的劃分都需要應用到GPS技術。例如在我國保護珍稀樹木的工作中，就對一些古老的珍惜物種建立了GPS管理檔案，在這些檔案中，清晰的記錄著這些物種的位置信息，為林業(yè)的管理和保護工作提供了便利。

2.4 信息數(shù)據(jù)庫

在當前的信息時代，大數(shù)據(jù)環(huán)境應運而生。在林業(yè)信息化管理中即便是一個小的林區(qū)一天也會產(chǎn)生超過大量的數(shù)據(jù)，更不用說全國的林業(yè)信息了。產(chǎn)生的數(shù)據(jù)要及時的進行存儲和分析，這樣才能轉(zhuǎn)化成有利于林業(yè)生產(chǎn)建設的有用信息。目前我國已經(jīng)初步建立了地方以及國家層面的林業(yè)數(shù)據(jù)搜集體系，建立了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)分析平臺。在此基礎上，建立了森林病蟲害、火災以及生物多樣性數(shù)據(jù)庫，在林業(yè)管理中需要相關數(shù)據(jù)可以通過授權直接從數(shù)據(jù)庫中調(diào)取一手信息，大大方便了林業(yè)的管理效率，最大程度的促進了信息的共享。

3 總結

隨著林業(yè)信息化技術的不斷深入，我國林業(yè)也取得可長足的發(fā)展，初步構建了林業(yè)信息化管理體系。現(xiàn)代化林業(yè)信息技術滲透到造林育林、森林病蟲害防治、火災預警以及森林保護等多個方面，為林業(yè)工作的開展提供了極大的便利，切實的提高了工作效率，節(jié)省了人力物力。林業(yè)信息化建設為林業(yè)產(chǎn)業(yè)的建設提供了一個開放的、統(tǒng)一的、綜合性的平臺，為我國林業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展提供了科學的方案。雖然我國在林業(yè)信息化技術方面取得了一定的成果，但形勢依然不容樂觀，我國與國際上的許多發(fā)達國家還存在很大的差異。林業(yè)工作可謂是任重而道遠，打造林業(yè)強國將是每一個林業(yè)工作者的不懈追求。

參考文獻

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作者簡介：袁首乾（1988-），碩士研究生，西南林業(yè)大學，研究方向：自然保護區(qū)規(guī)劃與調(diào)整咨詢，生物多樣性調(diào)查與檢測；陳秀娟（1986-），現(xiàn)從事自然保護區(qū)規(guī)劃與調(diào)整咨詢，研究方向：森林經(jīng)理學；鄧新禹（1990-），西南林業(yè)大學，研究方向：植物學。