淺談“3S”技術在林業經營管理中的應用

張文曉

中圖分類號：S712;S757文獻標志碼：B DOI： 10.19415/j.cnkl.1673-890x.2021.08.106

我國疆土遼闊、地大物博，擁有豐富的林業資源。近年來，生態環保得到廣泛關注，我國綠化力度逐漸增強，植被覆蓋率有效增加，林業經營管理問題也隨之涌現。傳統林業管理主要是通過自身經驗及肉眼觀察掌握相關數據，難以將林業資源動態變化充分顯示H{來，管理人員不了解林業資源的實際情況。因此，應當應用“3S”技術采集林業資源信息，做好空間分析工作，建立林業資源數據庫，動態更新相關數據，以提高林業經營管理效率。

1“3S”技術概述

“3S”技術作為我國當前廣泛應用的現代信息技術，主要是指遙感技術（ Remo工e sensing.RS）、全球定位系統（ Global posi工ioning sys工ems，GPS）及地理信息系統（ Geography informa工ion sys工ems，GIS）。其中，遙感技術能夠通過不同物體攜帶的電磁波對其進行識別判斷，在高空中準確測量林業范圍中的各類物質，在林業管理中通常用于林木高低、植被面積的測量。全球定位系統定位功能較強，可準確追蹤定位實際物體，利用衛星對地面進行實時監測，能夠在林業范圍內對林業資源進行連續實時監測，準確定位測量位置。地理信息系統以地理位置為基準點，分析物體空間特征，能夠實現信息查詢、檢索與修改，可用于林木多樣化品種分析[3]。

2“3S”技術在林業經營管理中的作用

2.1指導工作信息化

林業資源作為可再生資源，具有變化頻繁、生長周期長的特點，且大部分林業資源分布于復雜地形的山區內，調查工作費時費力，操作難度較高。而應用“3S”技術，則可解決上述問題。該技術利用互聯網可向林業管理人員呈現出林業資源空間分布信息，對于部分難以獲得的基礎數據或數據精確度不足的林業資源相關土壤類型、地形、周圍比例、居民點、湖泊、河流等元素也可精準展示出來，以實現林業信息共享.為林業部門管理、規劃、生產提供支持。

2.2改變管理方式

在林業建設速度不斷加快的情況下，對于管理工作也提出了新的要求。現有管理模式難以滿足林業發展，主要是由于現有管理手段無法全面監控造林工程，數據缺乏更新，監督力度不足，上報造林面積準確度較低，無法實時反映林業資源消長情況，管理體系條塊分割，信息孤立，無法綜合分析，未能將數據為決策服務的效果發揮出來[2]。應用“3S”技術能夠實現科學化林業經營，將空間數據作為重要因素進行綜合分析，轉變以往只能分析單一屬性數據的缺陷，完善決策方案，動態管理林業空間屬性資源，當林業資源發生變化，即刻更新資源數據，以準確掌握其情況。

2.3提供信息服務

我國對于林業資源管理每年的投資逐漸提高，要求林業部必須強化對林業工程的管理監控，而應用“3S”技術能為工程規劃制定提供參考，避免H現重復造林、重復投資情況。利用衛星影像實時監控工程，進行工程的驗收與評價，可避免jH現弄虛作假或面積不實等情況，快捷、實時掌握工程進度，實現透明化工程管理，為工程實施奠定基礎。

林業生產周期長、管理粗放，且受到社會、氣候、自然等影響，決策難以合理化與精確化，而建設“數字林業”能夠提高決策的科學性。為實現林業可持續發展，需保證內部協調，即林木發育與立地條件、林術培育與術材加工、副產品資源與生產林產品、微生物與動植物等協調發展。為平衡關系和解決矛盾，需處理眾多復雜數據與資料。建成“數字林業”后，可及時掌握基礎林業數據、發展勢態及動態變化，突破以往決策局限性，避免出現盲目決策與主觀臆斷，實現科學決策。

2.4實現防火防蟲

林業資源管理長期以來存在難以精準掌握森林資源消長動態的情況，對森林火災、病蟲害及亂砍濫伐現象缺乏有效的監測手段。而應用“3S”技術，借助分辨率高的衛星圖像識別對林業資源進行清查，可減少林業勘察作業量，提高調查精確度。另外，該技術能將數據制作為數據庫，制作多級比例尺圖層庫，實現林業資源的快捷清查、管理與監測，協助確定森林火險等級、病蟲害情況，制定相應防治方案，使得瀕危物種、野生動植物、森林資源等獲得有效保護。

3“3S”技術在林業經營管理中的應用

3.1GPS技術的應用

GPS具有定位功能、面積測量及導航功能，在林業管理中的具體應用如下。

3.1.1定位功能

校正衛星遙感影像過程中，可結合相關信息選擇最佳控制點，以1：10 000比例尺為參考校正影像，應用GPS校正實地測量。掃描1：10 000地形圖后，校正幾何精度控制在0.3 mm，而缺少1：10 000地形圖林地，則應用差分GPS接收機對控制點進行采集，以地形圖地物與影像圖地物匹配方式作為控制點，先實施全色波段數據校正，以此為基準實現多光譜數據校正，可提高匹配精度[3]。在地面上均勻分布控制點，做到因地而異，如高山地區控制點約為25個，平緩地區控制點20個左右。通過此種方法繪制地圖后，即可以此定位森林蟲害與火災位置，根據林業資源、地理條件等制定相應的滅蟲害、滅火方案。

3.1.2面積測量

沙源治理、退耕還林等工程申報與實際面積核對后，可利月GPS面積測量功能進行驗收，手持GPS或坐車繞測量區一圈，將數據導入電腦內，即可通過管理系統對其進行分析。此外，還能用系統分析當地坡向、氣候條件、地形、水源條件、滅火設備、交通狀況等，以確定滅蟲害與火災方案，根據森林的蟲害、火災、育林等變化，動態掌握林業資源。

3.1.3導航功能

根據林業土壤條件、氣候條件、造林樹種、水文條件及植被條件，對造林面積及位置進行規劃，以此為基礎在飛機上固定GPS導航，即可至規定地點飛播造林。當著火后，也可在飛機上固定GPS，結合導航功能了解火災變化，確定方案。

3.2RS技術的應用

以遙感影像為數據源，通過目視解譯獲得森林不同資源分布面積。

3.2.1建立解譯標志

將遙感圖像與當地作物布局和特點相結合，通過野外實地訪問與探查，將實地情況與影響特征對比，構建SPO工5影像判讀與解譯標志，為后續人機交互判讀提供標志。

3.2.2提取遙感影像信息

系統軟件中，將林相圖矢量文件疊置于遙感影像上，利用軟件編輯修改，對變化圖斑進行編繪與更新，可修改矢量圖錯誤。以數據文件形式對圖斑錄入后，即可將GIS數據作為新層導入，利用空間分析功能對變化圖斑直接更新，更新林相圖。

3.3GIS技木的應用

3.3.1采集空間信息

林業部分可根據自身需求，對基礎地理數據進行歸納取舍，掃描地形圖后預處理圖像，之后幾何糾正掃描圖形，結合坐標系與投影制定數字化地形圖。矢量化地形圖主要提取河流、山名、等高線、道路、等高點、行政界線、湖泊以及河流等信息，檢查矢量錯誤后合并圖形。而林相圖則可將其掃描至電腦后，特殊處理變形圖像，按照國家林業局數字林業標準進行幾何糾正，之后矢量化處理，此過程中需提取鐵路、公路、行政界線、小班、林班以及河流等信息。拼接相鄰圖幅時，需確保圖層拓撲關系要素正確，做到要素接邊，不可有破碎多邊形與多余懸掛線，連通多邊形，將矢量圖與數據庫連接，即可實現林相圖矢量化。

3.3.2空間分析功能

數字高程模型作為表示地形空間分布的三維向量，可分析地形，對數據進行檢測，以免出現信息丟失情況。在林業經營管理中，空間分析的目的是科學管理與合理經營森林，將其生態、社會、經濟效益最大化發揮出來。

1）造林規劃。應用GIS分析森林立地類型、適生優勢樹種、宜林地數據、林種資料等，通過坡度、坡面、坡位分析，與立地類型相結合選擇規劃林種與造林樹種。如，林西縣造林即可應用該技術，當地氣候干旱，對林業建設造成產重影響，樹種結構不合理，林業推廣薄弱，為對土地資源進行合理利用，避免土地沙漠化，則可依托沙源治理工程，做好城鎮綠化，按照其自然條件進行封山育林，水土保持，以此維護生態環境。

2）林術采伐。通過GIS制定采伐計劃，以主伐量計算林地范圍森林資源，以散生林術、疏林、母樹林等資源為補充主伐，利用技術了解不同林術分布情況，制定采伐量與方法。

4結語

“3S”技術在林業經營管理中作用較大，通過合理應用“3S”技術可提高林業管理質量，推動其實現可持續發展。因此，各地區林業部門應當結合當地情況，正確應用GPS、RS、GIS技術監測林業資源。

參考文獻：

[1]周楊楊，馮仲科，陳世林.我國面向森林資源管理的監測體系創新研究[l].世界林業研究，2020，33（02）：83-89.

[2]李曦光，劉平，王蕾，等.基于3S技術分析經濟林資源時空分布[J].新疆農業科學，2019，56（09）：1733-1742.

[3]王海榮，杜展鵬.3S技術理念對黑龍江省林業經營管理的影響研究[J].黑龍江八一農墾大學學報，2017，29（06）：123-126.

[4]程鵬，王強，肖海濤，淺談3S技術在基層林業管理中的應用及其推廣[J]，內蒙古林業調查設計，2017，40（01）：77-78.

（責任編輯：趙中正）