論在森林資源規劃設計調查中“3S”技術的應用

張曉林 龔考文

【摘要】：隨著地理信息系統、全球定位系統以及航天遙感等空間技術的發展，使得3S技術被應用到森林資源的規劃設計調查中，節省了人力資源，同時也實現了我國森林資源數據信息的自動化管理。本文主要對“3S”技術做了詳細介紹，并分析了其在森林資源調查規劃中的現狀和應用技術。

【關鍵詞】：“3S”技術；森林資源；規劃設計調查；應用

1.“3S”技術

“3S”技術是全球定位系統GPS、衛星遙感系統RS 和地理信息系統GIS 的簡稱。

GPS 測量技術能夠快速、高效、準確地提供點、線、面要素的精確三維坐標以及其他相關信息，具有全天候、高精度、自動化、高效益等顯著特點。

RS即是遙感技術，一般是運用傳感器對物體的電磁波輻射、反射特性進行探測，并根據其特性對物體的性質、特征以及狀態進行分析的方法和應用技術。遙感系統主要由信息源、信息獲得、信息處理以及信息應用四部分組成，來對林地觀測的綜合性技術。

GIS就是一個專門管理地理信息的計算機軟件系統，它不但能分門別類，分級分層地去管理各種地理信息，而且還能將它們進行各種組合、分析、再組合、再分析等，還能查詢、檢索、修改、輸出、更新等。

2.森林資源二類調查概況

森林資源規劃設計調查（簡稱二類調查）是以縣級行政區域、國有林業局、自然保護區和森林公園等森林經營單位為調查單位，是以滿足森林經營方案、總體設計、規劃設計與林業區劃需要而進行的森林資源調查。其成果是建立或更新森林資源檔案，指定森林采伐限額，進行林業工程規劃設計和森林資源管理的基礎，也是指定區域國民經濟發展和林業發展規劃，實行森林生態效益補償和森林資源產化管理，指導和規范森林科學經營的重要依據。

2.1調查的主要任務

查清森林、林地和林木資源的種類、數量、質量、分布及動態變化，結合調查區域自然、社會經濟條件，綜合分析和評價森林資源及其經營管理現狀，提出對森林資源培育、保護和利用意見；根據需要對濕地、森林更新、森林健康、土地退化等多資源內容進行調查；為搭建數字林業平臺，促進林業可持續發展提供支撐。

2.2調查的主要內容

主要是確定、核對調查單位界限，在經營管理范圍內調查各類林地面積及其權屬；進行或調整經營區劃；調查與森林資源有關的生態環境因素和自然地理環境；調查各類疏林、森林蓄積和林帶、散生木、四旁等林木蓄積及其權屬；根據需要進行多資源調查；調查主要經營活動與森林經營條件，評價經營成效。

3.“3S”技術在森林資源調查規劃中的應用現狀

在我國，中國林科院在20 世紀70 年代，開始使用陸地衛星MMS圖像和航空像片與地面實測相結合的雙重抽樣方法進行森林資源清查的探索。此后，又開展了森林波譜、MMS數據的圖像處理與森林自動分類技術的應用試驗研究。

4.“3S”技術在森林資源調查規劃中的應用

森林資源二類調查是以“3S”技術為平臺，采用最新時興的法國SPOT5 衛星5 米分辨率全色數據和10米分辨率多光譜數據進行融合或TM 衛星遙感影像作為遙感數據源，將傳統調查方法與先進實用技術有機結合，通過室內衛星影像判讀區劃小班，現地PDA驗證的方法，全面提升森林資源規劃設計調查的技術水平和科技含量，提高調查質量和調查成果的準確性。

4.1傳統技術的弊端

主要以地面調查為主的調查方法，在野外利用1∶10000 的地形圖，進行對林地坡目視區劃小班勾繪，并對年齡、地類、樹高、樹種、蓄積等因子通過人工深入林地調查確定，在室內面積則采用求積儀按比例計算套或透明方格紙。這種調查方式工作量大、投入人工多、工作效率低，費用高，并且精度不高，數據實時性也差，更新困難。

4.2建立解譯標志

以衛星遙感數據（RS）景幅為單元，參照森林分布圖、林相圖等資料，選擇3 條～5 條能覆蓋區域內所有地類和主要樹種（組）、色調齊全且線路具有代表性。利用GPS、PDA 等定位工具，選擇不同森林和不同地類類型的樣點在每條線路上，現地調查記錄地類、優勢樹種（組）、齡組、郁閉度等因子，簡要描述地面形態特征，實況拍攝地面照片，建立實地與遙感影像相對應的解譯判讀樣片，并加載在ARCVIEW 中，轉換為DBF 文件格式，形成解譯判讀標志。

4.3建立蓄積回歸模型

按照齡組（幼、中、近、成、過）、樹種組（慢針、中針、慢闊、中闊、速闊等）和郁閉度（疏、中、密）3 個主要因子，抽取蓄積回歸調查樣地用分層抽樣的方法，用GPS進行定位樣地調查，建立遙感因子、林分判讀因子、地理環境因子與單位面積蓄積之間的多元回歸模型，小班蓄積量定量估測并進行回歸，實地調查一定數量有蓄積小班的蓄積量。

4.4林業專題圖制作

在GIS 支持下，通過對小班區劃及鄉（鎮、林場）界線的繪制，并作林班、整飾圖及小班注記，得到基本圖；用分子式對基本圖的小班注記小班的主要因子，然后按優勢樹種確定色標，確定分齡組色層后進行著色，最后整飾圖，即得林相圖。再將全縣各鄉（鎮、林場）的林相圖合并在一起， 調整到所需的比例，即得縣級森林分布圖。把各縣的森林分布圖合并在一起，即得市級的森林分布圖，依此類推。

5.“3S”技術在林業生產中的展望

隨著研究的不斷深入，“3S”技術將越來越廣泛地應用于森林資源規劃調查中，但“3S”技術成果的精度與實際結果尚有差距，目前林業各部門，尤其在資源規劃、調查方面，由于衛星圖片的清晰度和儀器、信息處理軟件自身精度的原因，部分數據還需進一步分析。

5.1林業信息網絡工程建設完成，“3S”技術的應用范圍進一步拓寬

隨著林業GIS 中心的進一步建設發展，通過林業信息網，定時向縣委、縣政府及上級林業部門提供最新林情，實現系統內各部門的跨地域互聯以及兄弟系統間的資源數據共享。

5.2以環境與資源數據為基礎，建立環境與資源綜合監測體系

隨著環境與資源數據庫的不斷開發，各專題監測系統框架將初步建立，如森林資源監測、森林災害監測、陸生野生動植物監測、濕地資源及沙化監測等，并在此基礎上，形成綜合監測體系。

6.結束語

總而言之，在森林資源規劃設計中應用“3S”技術，比傳統方法更為方便和準確，有利于更好的協調管控森林資源。

參考文獻

[1]崔國忠.淺談“3S”技術在森林資源規劃設計調查中的應用[J].防護林科技，2010，05（09）：112-113.