3S 技術在林業調查規劃設計中的實際應用

潘明哲

（黑龍江省自然資源權益調查監測院，黑龍江 哈爾濱150080）

林業是生態系統的基礎，它在改善環境，促進社會的可持續發展方面發揮著重要作用。隨著社會的不斷發展，綠色可持續發展的要求變得越來越重要，因此，對各國的林業調查規劃設計要求和管理能力也是一項巨大的挑戰。同時，由于我國林業用地面積非常廣泛，如何使用科學有效的相關技術對其進行管理是一項艱巨的任務。而3S 技術在這方面為我們提供了非常多的便利，我們可以通過航空航天，航空遙感和地面勘測，形成森林資源動態監測技術體系，以便對林業資源進行分析和評估，為改善環境，促進社會和經濟的可持續發展提供技術支持。測量林業資源的現狀，監測動態的系統變化，分析數量，質量，分布，健康狀況和多功能并對其趨勢進行初步估算是當務之急。

3S 技術的應用從根本上改變了傳統的森林資源信息管理方式，作為現代林業管理的新工具，其在林業研究領域的應用主要包括森林資源信息管理，森林管理優化決策，林業分類管理分為森林管理，森林防火，抽樣設計，森林專題制圖，營林設計規劃設計，森林砍伐，森林保護，森林資源管理網絡，精準林業等多個方面。近年來，空間技術的飛速發展為擴展服務和客戶提供了用于空間數據管理的新工具和功能。尤其是，地理信息系統（GIS），全球定位系統（GPS）和遙感（RS）技術的發展使人們能夠以計算機出現之前無法實現的方式來收集和分析現場數據。

1 遙感技術概述

RS，GPS 和GIS 技術，簡稱“3S”技術，是遙感技術（RemoteSensing，RS），地理信息系統（GeographyInformation Systems，GIS）和全球定位系統（GlobalPositioningSystems，GPS）的統稱，空間技術是傳感器技術，衛星定位導航技術與計算機技術，通信技術的結合，高度集成了多學科的現代信息技術，用于空間信息的收集，處理，管理，分析，表達，傳播和應用。3S 技術是獲取，處理，分析，管理，精確定位，具有空間數據特征信息特征的一種信息技術手段，在精密農業，林業，土地，水利，生態，災害，城市規劃，采礦等方面，石油，軍事等領域的發展，調查，評估，探測和預測發揮的作用基礎和所提供的信息，為科學決策和保障提供依據。

地理信息系統，GIS 應用程序可以存儲，管理和分析大量空間分布的數據。這些數據與它們各自的地理特征相關聯。GIS 也可以管理占用相同地理空間的不同數據類型。由于各種計算機輔助制圖（CAD）應用程序都可以達到相同的結果，因此描繪不同的空間重合特征的能力并不是GIS 獨有的。GIS 的強大之處在于它能夠分析要素及其關聯數據之間的關系。隨著模式和空間關系的揭示，這種分析能力導致了新信息的產生。

全球定位系統，GPS 技術為管理林業和自然資源提供了必不可少的工具。GPS 是基于衛星和地面的無線電導航和定位系統，使用戶能夠確定地球表面上非常精確的位置。盡管GPS 是一項復雜而復雜的技術，但用戶界面已經演變為非技術用戶可以輕松訪問的界面。具有10 至20 米的精度的簡單，廉價的GPS裝置可用，而更復雜的精密林業系統可以獲得厘米級的精度。

遙感技術用于從遙遠的平臺（通常是衛星或機載傳感器）收集有關地球表面的信息。用于制圖和空間分析的大多數遙感數據都是作為反射的電磁輻射收集的，該電磁輻射被處理成可以與其他空間數據覆蓋的數字圖像。

2 3S 技術在林業調查規劃設計中的實際應用

2.1 在精準林業中的應用

“精確林業”的原則是，它使用現代工具和技術來獲取盡可能多的真實信息，以改善決策過程并確保當前森林管理目標。現代技術中最著名和最常用的工具是遙感，導航系統和地理信息系統。新趨勢是用于樹木識別的決策支持系統和工具，以及用于木材材料測試和測量的工具。林業部門對這些技術有極大的興趣，因為作為精確數據的主要來源，“精密林業”提供的信息比當前使用的信息更為準確。

精密技術是儀器，機械化和信息技術，可測量，記錄，過程分析，管理或激活具有高時空分辨率的多源數據，以實現基于信息的管理實踐或支持科學發現。精密林業使用各種工具和技術，這些工具和技術可大致可以分為以下幾類。首先是測量工具，包括地面激光掃描儀，GPS，INS 和數字測量設備，它們用來提供特定地點的詳細信息；接下來機載和衛星遙感技術，如光檢測和測距和干涉式合成孔徑雷達，它們能夠以重復的時間間隔從變化條件下的大面積區域快速收集高度詳細的數據。再來就是地理信息系統，通過捕獲，存儲，檢查，處理和分析與空間和地理分布有關的地形信息，它可以導出各種數據和圖形，并為決策者提供一系列有用的文檔和計劃；最后是決策支持系統（DSS）它們是特定的軟件解決方案，已開發用于解決特定問題并提供預測和實際信息,存在一些決策支持系統，用于預測道路網絡，森林運營計劃，森林資源清冊和其他類型的解決方案。

2.2 在森林動態監測中的應用

森林是生態系統的主體，是林業的基礎，它們在改善環境，促進社會的可持續發展方面發揮著重要作用。森林資源是國有資源和國民財富的重要組成部分，是地球生命的基礎。測量森林資源的現狀，監測動態的系統變化，分析數量，質量，分布，健康狀況和多功能并對其趨勢進行初步估算是當務之急。通過使用GPS 快速準確定位功能可以獲得強大的森林資源地面數據，并且GIS 軟件處理RS 的海量數據，從而為用戶提供快速準確的有用數據。 通過歷史數據庫和更新數據庫信息的對比，我們可以很快發現森林資源的變化情況。通過航空航天，航空遙感和地面勘測，形成森林資源動態監測技術體系。因此，我們可以對森林資源進行分析和評估，為改善環境，促進社會和經濟的可持續發展提供技術支持。

2.3 在森林防火中的應用

在世界干旱和半干旱地區發生的森林大火可能會帶來災難性的后果，造成生命財產損失以及植被、石油和水資源的損失。 目前計算機和電子設備越來越多地用于發現，監視和撲滅森林大火，為傳統上用于火災管理的工具提供幫助。比如，利用紅外熱成像，激光技術，視頻，航空照片和全球定位系統技術，將路基，機載或衛星傳感器用于森林火災的探測，制圖和撲救；已經開發出用于使用紅外傳感器或NOAA AVHRR 圖像探測火災的適當算法。地理信息系統在森林火災中發現了一個新的應用領域。這些系統將數據庫管理與遙感數據和火災隱患評估相集成，甚至可以使用模塊化動態模型來模擬火災的增長。因此，各國已經開發了基于GIS 的森林火災管理信息系統，該系統為用戶提供了很多對消防有用的信息。

3 結論

盡管在過去的幾十年中，中國經濟取得了長足的進步，尤其是在農業和林業領域，但許多問題仍然有待解決，如監測林業問題和改善林業的可持續性仍然處于太低的水平。 我們要加大對3S 技術在林業中的應用，科學合理的對林業活動和運營進行規劃和實施，以提高木材產品的質量和利用率，減少浪費，增加利潤并維持環境質量。使用高科技傳感和分析工具來支持針對林業部門的特定地點，經濟，環境和可持續的決策，以促進我們國家林業的發展。