3S 技術(shù)在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

刀刃鋒

（普洱市不動(dòng)產(chǎn)登記中心，云南 普洱 665000）

0 前言

所謂的3S 技術(shù)，實(shí)際上是3 種技術(shù)集成應(yīng)用的總稱，其中包括GIS 技術(shù)（地理信息系統(tǒng)技術(shù)）、RS 技術(shù)（遙感技術(shù)）以及GPS技術(shù)（全球定位系統(tǒng)技術(shù)），因?yàn)檫@三項(xiàng)技術(shù)的縮寫均含有大寫字母“S”，因此被稱為3S 技術(shù)，由于操作簡(jiǎn)便、精度高、速度快、應(yīng)對(duì)復(fù)雜地形以及惡劣環(huán)境能力強(qiáng)等特點(diǎn)，3S 技術(shù)被應(yīng)用于很多外業(yè)調(diào)查和勘探工作當(dāng)中，在本次研究設(shè)計(jì)的林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)工作中，3S 技術(shù)同樣具有十分突出的表現(xiàn)，因此得到了相對(duì)廣泛的應(yīng)用[1]。

1 林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)在林業(yè)生產(chǎn)建設(shè)中的作用

（1）能夠維護(hù)生態(tài)平衡，近年來(lái)，由于大量的占用林地、過(guò)度放牧、濫砍濫發(fā)等情況的出現(xiàn)，我國(guó)森林面積持續(xù)縮減，對(duì)于森林生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性、周邊的自然環(huán)境都會(huì)帶來(lái)巨大的影響。進(jìn)行林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)，能夠從整體上對(duì)區(qū)域內(nèi)的森林生態(tài)系統(tǒng)的情況進(jìn)行較為細(xì)致的把握，保證森林生態(tài)系統(tǒng)的產(chǎn)能保持在可持續(xù)的狀態(tài)下，避免出現(xiàn)竭澤而漁的情況，還能夠動(dòng)態(tài)的對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，準(zhǔn)確掌握林業(yè)生產(chǎn)建設(shè)發(fā)展方向，更加容易發(fā)現(xiàn)森林生態(tài)系統(tǒng)可能面臨的各種問(wèn)題，更早進(jìn)行干預(yù)。

（2）為林業(yè)生產(chǎn)建設(shè)規(guī)劃提供依據(jù)，當(dāng)今時(shí)代的林業(yè)生產(chǎn)，與傳統(tǒng)的林業(yè)生產(chǎn)具有巨大的差異，其中存在更多的人為干預(yù)，通過(guò)人為干預(yù)的方式，對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)當(dāng)中的動(dòng)植物進(jìn)行合理的布局，使得森林生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益和產(chǎn)能有所提高，產(chǎn)出的林業(yè)產(chǎn)品更加符合市場(chǎng)和社會(huì)的需求，這就需要合理的對(duì)林業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行規(guī)劃。而林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)工作之所以能夠?yàn)榱謽I(yè)生產(chǎn)建設(shè)的決策提供依據(jù)，就是因?yàn)樵诹謽I(yè)調(diào)查過(guò)程中，能夠得到各種森林生態(tài)系統(tǒng)物種分布的詳細(xì)信息，將這些信息加以處理和分析，就可以對(duì)林業(yè)生產(chǎn)建設(shè)的決策進(jìn)行模擬，這減少了不必要的損失，更符合當(dāng)下對(duì)于林業(yè)生產(chǎn)的要求[2]。

（3）有利于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)是木材需求大國(guó)，耗材量十分驚人，與此同時(shí)，雖然我國(guó)地大物博，但是人均森林面積卻少得可憐，很多木材完全依賴于進(jìn)口，如果通過(guò)我們的林業(yè)建設(shè)與規(guī)劃，不斷增加林地覆蓋面積，在立地條件較差的地區(qū)進(jìn)行林地開(kāi)荒，就能夠顯著帶動(dòng)其他產(chǎn)業(yè)的變化，降低成本，進(jìn)而提升經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，降低我國(guó)各行各業(yè)對(duì)進(jìn)口木材及其他林業(yè)產(chǎn)品的依賴程度。

2 3S 技術(shù)的特點(diǎn)及內(nèi)涵

2.1 3S 技術(shù)的特點(diǎn)

3S 技術(shù)最為主要的特點(diǎn)就是速度快、精度高，也是因此，在外業(yè)調(diào)查中具有廣泛的應(yīng)用。除此之外，3S 技術(shù)還被應(yīng)用于植物監(jiān)測(cè)、城市管理、環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域。速度快，指的是其測(cè)量速度快，傳統(tǒng)的林業(yè)外業(yè)調(diào)查工作，由于設(shè)備落后、任務(wù)面積大，調(diào)查人員的工作量巨大且工作條件艱苦，調(diào)查效率極低。使用3S 技術(shù)后，能夠通過(guò)事前布置測(cè)量錨點(diǎn)，迅速對(duì)地質(zhì)、水文、植被信息進(jìn)行勘探調(diào)查，極大地提升了工作效率。而衛(wèi)星定位技術(shù)的集成使用，則進(jìn)一步降低了測(cè)量的誤差，提升了測(cè)量的精度。一般來(lái)講，民用GPS 定位系統(tǒng)的誤差已經(jīng)可以控制在5～10m 左右，對(duì)于林業(yè)調(diào)查規(guī)劃工作來(lái)講，這個(gè)誤差完全可以忽略，其測(cè)量精度要遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的手動(dòng)測(cè)量記錄[3]。

除此之外，3S 技術(shù)的應(yīng)用前景也更加廣闊，這是因?yàn)椋?S 技術(shù)本身就是多種測(cè)量技術(shù)的集成，這種集成方式，保留了各種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，能夠適用于多個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景，而且還具備很強(qiáng)的包容性。在未來(lái)，隨著應(yīng)用需求不斷發(fā)生變化，3S 技術(shù)還可能融合更多的技術(shù)，例如，原本的3S 技術(shù)是將空間技術(shù)、遙感技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)等進(jìn)行融合，主要用于外業(yè)測(cè)量工作，而如今的3S 技術(shù)又融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、模擬技術(shù)、數(shù)學(xué)分析、幾何原理等，在內(nèi)業(yè)分析方面同樣具備了非常不錯(cuò)的應(yīng)用前景。

2.2 3S 技術(shù)的應(yīng)用內(nèi)涵

從本質(zhì)上來(lái)講3S 技術(shù)實(shí)際上就是將三種技術(shù)集成，組成了一種更加復(fù)雜的技術(shù)，這種技術(shù)涉及遙感、地理信息以及衛(wèi)星定位。因此，需要更加復(fù)雜的設(shè)備和技術(shù)操作，但是也正因如此，3S技術(shù)綜合了三種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，例如遙感技術(shù)的整體性、地理信息系統(tǒng)的便捷性以及全球定位系統(tǒng)的高精度特點(diǎn)，再加上一定的數(shù)據(jù)處理和分析，能夠滿足絕大部分的地理環(huán)境調(diào)查、地質(zhì)勘探、生態(tài)監(jiān)測(cè)等工作的需求[4]。

3 3S 技術(shù)在外業(yè)和內(nèi)業(yè)中的應(yīng)用對(duì)比

3.1 3S 技術(shù)在外業(yè)調(diào)查中的應(yīng)用

外業(yè)調(diào)查是林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)工作的目的是規(guī)劃設(shè)計(jì)，但是需要依據(jù)調(diào)查的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，也就是說(shuō)，調(diào)查的準(zhǔn)確度、全面性會(huì)對(duì)分析結(jié)果產(chǎn)生直接影響，這樣依據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行的規(guī)劃設(shè)計(jì)工作也將會(huì)出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致林業(yè)調(diào)查規(guī)劃工作難以發(fā)揮功效。

在林業(yè)的外業(yè)調(diào)查工作中，3S 技術(shù)的應(yīng)用具有相當(dāng)重要的意義。首先，林業(yè)的外業(yè)調(diào)查工作中，對(duì)于地形的調(diào)查是非常重要的，也是林業(yè)的外業(yè)調(diào)查當(dāng)中的重點(diǎn)工作。在實(shí)際調(diào)查當(dāng)中，往往需要借助地理信息系統(tǒng)對(duì)地形情況進(jìn)行調(diào)查。與此同時(shí)，在借助遙感系統(tǒng)，就能夠快速得到整個(gè)調(diào)查區(qū)域的衛(wèi)星遙感圖片，將遙感圖片與地形圖相結(jié)合，則便于對(duì)整個(gè)森林的情況進(jìn)行分析，再借助計(jì)算機(jī)軟件對(duì)所得到的圖樣進(jìn)行分析和處理，就能夠得到非常直觀的林相圖、資源分布圖等[5]。

與此同時(shí)，利用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的高精度，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)森林資源的全面清查，在實(shí)際的應(yīng)用當(dāng)中，往往通過(guò)3S 技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)森林資源的一次清查、二次清查以及全面清查。在調(diào)查過(guò)程中，利用小班調(diào)查結(jié)合人為目測(cè)調(diào)查繪制的方式，能夠讓各個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)更加清晰，進(jìn)一步提升調(diào)查的精度，而通過(guò)人工目測(cè)的辦法，也能夠?qū)φ{(diào)查結(jié)果進(jìn)行核驗(yàn)，減少因?yàn)椴僮鞑划?dāng)造成的失誤，提升工作效率。

3.2 3S 技術(shù)在內(nèi)業(yè)分析中的應(yīng)用

內(nèi)業(yè)分析是林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)的重點(diǎn)工作，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的處理和分析，根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)，能夠?qū)ι仲Y源、狀態(tài)等情況進(jìn)行深度的分析，并根據(jù)分析結(jié)果，給林業(yè)生產(chǎn)建設(shè)提出合理化的建議。

傳統(tǒng)的內(nèi)業(yè)分析，由于記錄的數(shù)據(jù)復(fù)雜、煩瑣，處理難度巨大。方格法是最為常見(jiàn)的一種模擬分析方式，通過(guò)在方格紙上記錄標(biāo)記測(cè)量點(diǎn)，并以點(diǎn)成線，一線成面，確定監(jiān)測(cè)邊界并圈定重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)域，不過(guò)采取這種方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理分析，實(shí)屬無(wú)奈之舉，不僅過(guò)程粗放，而且結(jié)果精確度和可信度都不足，描點(diǎn)后形成的圖像直觀性和美觀性都較差，對(duì)于后續(xù)的分析十分不利。

采取3S 技術(shù)之后，內(nèi)業(yè)分析可以借助ArcGIS 軟件進(jìn)行處理分析，直接從3S 設(shè)備當(dāng)中導(dǎo)出監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，不僅計(jì)算快速，而且結(jié)果精準(zhǔn)，為后續(xù)的計(jì)算打下基礎(chǔ)。

而利用軟件進(jìn)行內(nèi)業(yè)分析，還有一點(diǎn)好處，就是信息的存儲(chǔ)功能非常強(qiáng)大，能夠隨時(shí)調(diào)取過(guò)往的信息數(shù)據(jù)，由于林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)是一項(xiàng)動(dòng)態(tài)的工作，要根據(jù)森林實(shí)際的情況不斷的進(jìn)行調(diào)整，在一次清查、二次清查以及全面清查工作中，各種數(shù)據(jù)重復(fù)項(xiàng)很多，也會(huì)因?yàn)榍宀榈募?xì)致程度不同而出現(xiàn)很多新的情況，通過(guò)調(diào)取不同階段的數(shù)據(jù)結(jié)果，進(jìn)行橫向的對(duì)比分析，就能夠得到更加直觀的分析結(jié)果。

最后，在大數(shù)據(jù)時(shí)代下，3S 技術(shù)能夠攜帶含有大量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)測(cè)量結(jié)果，自動(dòng)匹配進(jìn)行分析，減少了人為分析可能造成的錯(cuò)誤，也能夠彌補(bǔ)內(nèi)業(yè)分析人員綜合素質(zhì)偏低對(duì)工作結(jié)果的影響。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，對(duì)于林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)工作來(lái)講，目前在很多的偏遠(yuǎn)地區(qū)林業(yè)生產(chǎn)建設(shè)當(dāng)中并沒(méi)有應(yīng)用3S 技術(shù)，一方面是受限于資金投入，沒(méi)有足夠的設(shè)備，另一方面，相關(guān)人才的缺失也是重要的原因。因此，要想真正的落實(shí)林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)工作，讓3S 技術(shù)得到更好的應(yīng)用，就必須由上到下的進(jìn)行推進(jìn)，轉(zhuǎn)變?nèi)藗兊乃枷牒驼J(rèn)知，重視林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)，主動(dòng)學(xué)習(xí)并掌握3S 技術(shù)，進(jìn)而推動(dòng)林業(yè)生產(chǎn)建設(shè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)發(fā)展實(shí)現(xiàn)真正的平衡。