3S技術在林業勘測設計工作中的應用

馬曉慶

（桓仁滿族自治縣自然資源局監測中心，遼寧 桓仁 117200）

林業對我國社會經濟持續穩健發展有非常重要的意義，林業勘測設計是林業管理工作的重中之重，其工作效果直接決定了林業保護效果。加大3S技術的應用力度，可大幅度提升林業勘測設計工作效率，可為林業二類清點工作提供先進的技術支持，其是林業發展的關鍵技術。因此，開展3S技術在林業勘測設計工作中的應用淺析顯得尤為必要。

1 3S技術定義概述

3S 技術由GIS（Geographic Information System）技術、GPS（Global Positioning System）技術、RS（Remote Sensing）技術聯合而成，不同技術有其獨特的作用，三者相互結合，可滿足很多方面的實際應用，是目前最具發展潛力的新型技術。GIS 技術指的是地理信息系統，通過計算機來采取、儲存、管理、分析運算及顯示地理分布數據，主要針對完整的或者指定區域的地球表層上的一塊區域［1］。GPS 技術是全球衛星定位系統，通過衛星定位的方法，可在勘測區域內不間斷地、全天候地、實時有效地定位和導航。RS技術指的是遙感技術，和GIS技術及GPS 技術相比，RS 技術是一種綜合性比較強的科學技術，涉及內容也較多，包括電子學、光學、空間學、計算機通信學和地理學等，是一種高端的新型技術。在具體應用中，這3種技術相互融合，具有不可替代的作用，RS技術主要是通過已經搭建好的特定高空外層空間平臺，再利用特定的儀器設備，如可見光、紅外、微波等通過攝影、掃描、感應等方法對采集的數據進行處理和傳輸，從而實現對地面物質的性質、運動狀態的清楚分辨。

2 3S技術的關鍵和作用

林業勘測設計工作中應用3S 技術的關鍵是充分掌握GPS 的功能及實際操作技巧，準確分析林業所在區域的坐標位置，并對每個坐標及相關參數進行精準計算，以實現林業勘測設計中定位工作和導航工作的一體化。此外，還要充分結合林業勘測設計工作的具體內容，對每個調查主體進行全面系統的分析，掌握相應的清晰度、分辨率［2］。同時，還要保證GIS技術和RS技術能夠充分結合，提升勘測影像的清晰度，為后期外業調查提供數據支持和理論指導，而且要制作電子地圖，保證各項設備均能滿足林業勘測設計工作的具體要求，促使各項工作能夠高效、有序地開展。3S技術在林業勘測設計工作中具有非常重要的作用，主要體現在以下幾個方面。①通過GPS技術可對林業面積進行精確計算，采用GIS 技術可在計算機上獲得林業面積，以保證勘測的精度。②通過RS技術的衛片解譯標志，可進一步優化小班調查方式，以滿足具體需求，縮短林業勘測所需的時間，提升勘測設計工作的質量。③通過GIS 技術，可將林業勘測信息及相關數據，清楚的展現在圖面上，并進行細化分級，為林業勘測設計及規劃管理提供必要的參考和指導。同時還能及時更新林業勘測數據，實現對林業各項數據的動態化掌控。林業勘測設計工作具有很強的綜合性，勘測范圍較大，涉及內容較多，科學合理地應用3S技術，既能為各環節各項工作的順利開展提供方便，也可為現代化社會發展提供更多的效益。

3 林業勘測設計工作中應用3S技術存在的障礙

3.1 RS影像分辨率比較低

就我國3S技術發展現狀而言，遙感衛星形成的遙感影像分辨率還比較低，例如，同譜異物，同物異譜的問題依然未得到行之有效的解決和處理。尤其是在林業勘查設計工作中，植物種類眾多，樹齡各不相同，在應用3S技術時易發生判讀問題，四旁樹、獨立的樹木和林地，目前仍無法從遙感影像中準確判讀出來，還需大量的外業作業支持［3］。此外，在采用RS 技術在勘測植物種類時，易受氣象條件、地形地貌等因素限制。在遙感衛星影像上顯示的色調也存在一定差異性，在識別不同種類植物時，存在同譜異物或者同物異譜的問題，致使林業勘測設計工作人員無法準確判斷出植物的種類和特性，這也是目前限制3S技術在林業勘測設計中大范圍推廣應用的主要障礙。

3.2 遙感圖像中存在一定陰影

林業資源地形地貌分布復雜，存在很多陰坡，陰坡在遙感影像中，會呈現陰影，色標影像比較模糊，工作人員難以準確判讀，需要通過大量的外業作業對林業陰坡地區重新調查。但外業調查影響因素眾多，為提升外業調查速度，很多人員均會使用遙感圖中未明確顯示的地形信息，這就使得和遙感影像存在的疊加部分模糊不清，無法準確辨識林業地形情況，從而增大了外業調查的工作難度。

4 3S技術在林業勘測設計工作中的應用

在現代化林業勘測設計工作中，需要詳細掌握區域林業資源的發展現狀和變化趨勢，以便為林業管理和養護，提供數據支持和理論指導，促使我國林業事業的穩健發展。隨著科學技術的飛速發展，3S 技術愈發先進，并被廣泛應用在林業勘測設計中，且取得了良好發展，大大提升了我國林業資源管理的水平和質量［4］。為充分發揮3S技術應有的作用和價值，可從以下幾方面同時入手。

4.1 在林業資源勘測中的應用

林業是我國社會經濟發展的主要資源。近年來，隨著人類活動的不斷加快，對林業資源構成了嚴重破壞。為解決林業破壞和林業資源污染問題，我國逐步加大了林業資源管理力度，投資程度大幅度提升，很多高精尖技術被廣泛應用在林業資源勘測中，發展至今，已形成了和環境、資源連為一體的綜合性勘測設計管理體系。由于不同的遙感衛星會形成不同的數據，如SPOT遙感衛星，可形成HRV 數據；NOAA 衛星，可形成AVHRR 數據；LANDSAT 遙感衛星，可形成MSS 數據或者TM 數據，因此在林業勘測設計工作中，應結合林業勘測范圍、內容、目的等選擇合理的衛星遙感影響數據作為基礎統計數據。

林業勘查設計工作涉及內容較多，僅憑單一的技術很難獲得準確的勘測數據，無法保證勘測設計效果。因此，可利用衛星分辨率、光譜觀察波段，合理選擇最佳的遙感衛星數據源和地面抽樣技術，再結合GPS空間定位和導航技術，通過GIS系統實現對各項數據的綜合分析。在林業勘查設計工作中，可結合3S技術和計算機系統，建立一個動態的林業勘測設計工作系統。在此工作系統中，RS技術可在特定時間內，采集林業資源的詳細勘測影像數據，對工作系統中的各項數據進行實時更新；GPS技術則可對林業區域中固定的目標進行準確定位，清楚界定林業資源開發或者林業種植的邊界；通過GIS技術可對RS技術和GPS 技術獲得數據進行分析，從而形成一個綜合性林業勘測設計系統，從而實現對特定區域林業資源的動態勘測設計，提升林業資源管理質量和水平［5］。

4.2 在林業火災和病蟲害勘測中的應用

3S 技術的特性決定了將其應用到林業火災和病蟲害勘測設計工作中可實現實時監控和災后評估。例如，在林業火災監測中利用RS技術，可用衛星影像資料作為監測信息源，再通過GPS對火災的起點、具體位置等進行準確定位，然后通過GIS 系統即可對火災的具體情況進行確定和評估。尤其是遇到突發火情和發展速度較快的火災時，通過氣象衛星AVHRR 影像，即可滿足對火災實時監控的需求，為治理火災提供數據支持。此外，TM衛星影像高分辨率的特性，還能準確判斷現場火災的實際情況和火勢發生情況，合理搭配應用3S 技術，可最大限度地提升火災災情監測效率，值得推廣應用。如果林區發生病蟲害，則會對植物造成嚴重破壞，致使葉片內部組織、功能等發生變化，此時傳統光譜反射率會大幅度降低，甚至失去應有的作用。而通過不同的衛星監測技術，即可獲知植物變化情況，從而及時發現病蟲害，開展針對性治理，保證植物健康生長。

4.3 在專題圖繪制和資源清查中的應用

通過專題圖能客觀、突出地反應林業資源的主題現象或要素，長期以來，我國在林業資源二類調查中，多采用地形圖進行外業區劃和地物尋找，從而確定林區面積等，且多為手工繪制的專題地圖，無論是繪圖精度還是繪圖效率均比較低。而應用3S技術可有效解決這一問題，通過計算機技術、衛星遙感技術采集林區最新數據，獲得最佳的動態監測數據資料。應用RS技術獲得的影像資料可完全取代航片，并對林區資源分類進行準確判讀，可為林業資源規劃設計提供更加精準的數據，降低外業工作量，更加輕松快捷地獲取林業資源專題圖，清查現有資源。

5 結語

3S技術的出現，為我國林業管理實現現代化、科技化提供了技術支持，可實現林業資源快速、高效的采集和實時更新。利用RS技術可獲得林區第一手衛星遙感信息，再借助GPS技術進行準確定位，經過GIS技術的綜合分析和處理，可為林業管理和規劃設計提供實時動態的數據和圖文，提升林業管理質量和水平，值得大范圍推廣應用。