芻議3S集成技術在森林資源調查中的實踐運用

李錦偉

（云南省會澤縣林業和草原局，云南 會澤 654200）

森林資源是一種非常寶貴的資源，在改善區域生態環境、促進社會經濟發展方面發揮著十分重要的作用，加強森林資源的管理，具有十分重要的意義。但是，要想做好森林資源管理工作，必須要充分了解我國當前森林資源的實際情況，了解森林資源的數量以及動態變化，并在此基礎上采取針對性的管理措施。但是，我國的森林資源的分布非常廣泛，再加上森林資源處于不斷的動態變化當中，且具有再生特點，要想高質量地開展森林資源的調查工作具有一定的難度。而3S集成技術的發展與推廣，就可以明顯提高森林資源調查的工作水平。

1.3S集成技術的相關概述

“3S”是遙感（RS-Remote Sensing）、地理信息系統（GIS-Geogragpie Information System）和全球定位系統（GPS-Global Positioning System）等的簡稱，即將RS、GIS、GPS三種獨立技術領域中的有關部分與其他高技術領域（如網絡技術、通信技術等）有機地構成一個整體而形成后項綜合技術。它在資源和環境動態監測等方面，諸如林業調查、森林資源管理等有著廣闊的應用前景。

3S集成技術在過去的20年中，已在大面積資源調查、環境監測等方面發揮了重要作用。GIS在其理論和應用技術上也有了很大發展，但單靠傳統GIS的使用卻不能滿足目前社會對信息的快速、準確更新的要求。與GIS獨立、平行發展的GPS和RS則為GIS適應社會發展的需求提供了可能性。在“3S”技術一體化的應用中，地理信息系統不僅可以科學地管理空間數據（包括同時相的多種遙感信息，尤其是非遙感手段獲得的環境背景信息），為遙感提供動態分析、綜合分析的基礎，而且可以根據不同應用目的，選擇不同層次的信息，避免單一光譜信息分類的不足，通過有效的信息復合處理，把所有的信息提取出來進行應用分析。比如，地面精準測樹自動化測樹是森林資源經營管理的重要基礎信息采集工作之一,以目測法、角規法、手工法為主的森林抽樣調查體系在過去、現在和將來的森林資源調查中都有重要的地位和作用,作為一定的精度條件下的粗放檢測,這些方法都是行之有效的。但在森林資源日益減少的今天,實現精準無損傷測量顯得尤其重要。

1.1 遙感技術（RS）

所謂遙感技術，其實就是在空中，利用專業設備對地面表層的電磁波信息數據進行有效接收、掃描、攝影、處理、分析的一種技術，可以通過遠程的方式對地球表面上的各種現象和實物進行有效的勘測與識別。目前，遙感技術在森林資源調查中的應用也非常廣泛，尤其在各地植被調查統計、氣候氣象觀測、植物病蟲害預測以及森林環境質量標準監測等方面，遙感技術已經成為不可或缺的技術手段之一。

1.2 地理信息系統（GIS）

地理信息系統是一種有著較強綜合性的應用系統，在我國的應用時間相對有限。地理信息系統在森林資源調查中的應用主要體現在可以將多種不同的森林資源圖片信息和坐標位置進行系統的整合，然后再從計算機科學、數學、幾何學以及多媒體技術等角度，對多種信息的結合進行系統的分析，并最終以圖文資料的形式呈現在用戶面前。這樣一來，不僅可以節約工作人員的工作時間，降低工作人員的腦力付出，還可以獲得最有效、最便捷的信息。

1.3 全球定位系統（GPS）

所謂全球定位系統，其實在人們的日常生活已經得到廣泛的應用，可以對海洋、陸地、高空等進行有效的觀測、導航與定位，具有較高的精確度。全球定位系統主要包含空間星座、地表地面控制以及用戶設備使用等三方面的應用，可以有效確定被測物體的點線面位置信息，并對物體的方向特征有一個準確的把握。

2.3S集成技術在森林資源調查中的應用優勢

2.1 加強經費支出控制

在森林資源調查工作中，3S集成技術的應用在加強經費支出控制方面，有著突出的優勢。

首先，3S集成技術的應用可以最大限度地降低森林資源的調查經費支出。在傳統的森林資源調查工作中，在圖形繪制方面，需要安排專業的人員進行手工繪制，且需要花費較長的時間。而地理信息系統的應用，就可以在一天之內完成所有森林圖形的繪制。且無論是內部整理，還是圖形的初步繪畫，都可以由計算機自動完成，所獲數據更加精準。

其次，在報表分析統計工作當中，如果使用傳統的方法，至少也要花費10—15天的時間。而3S集成技術的應用，就可以直接將數據輸入到計算機內部，并借助計算機的輔助功能進行相應圖表的統計。

最后，可以對林相圖和相關數據有一個準確的了解，地理信息系統的應用，還可以不受時間地點的限制進行多種森林資源專項圖形的繪制，并降低相應的圖形繪制經費支出。另外，針對林業規劃圖的繪制，如果使用傳統的方法，需要將內業調查與外業調查結合起來，所以需要使用的經費較高。而地理信息系統的應用，不僅可以對立體化的林相圖進行實時地更新和呈現，為外業調查工作的開展提供便利，還可以提高圖像繪制的精準度，降低錯誤圖形的出現概率，借此降低圖形繪制的經費支出。

2.2 提高森林資源調查的工作效率

在森林資源調查工作中，3S集成技術的應用還可以明顯提高森林資源調查的工作效率。主要體現在以下五方面。

2.2.1 3S集成技術的應用可以加快內業繪制圖像的工作效率，進而縮短森林資源的更新周期。

2.2.2 3S集成技術的應用可以強化森林資源調查管理工作質量，提高森林資源類型劃分效率，優化森林資源經營。

2.2.3 3S集成技術的應用可以對森林資源經營方案策劃周期進行調整，提高森林資源管理經營的規范性。

2.2.4 3S集成技術的應用可以將森林資源的空間信息和屬性數據結合在一起，并對其進行系統地分析，為森林資源的合理規劃提供保證，避免出現分析不全面等問題。

2.2.5 3S集成技術的應用可以對森林資源的空間信息和屬性數據的動態變化進行準確地管理。一旦這些信息數據發生任何變化，3S集成技術就可以在第一時間了解到，并作出相應的規劃。

3.3S集成技術在森林資源調查中的應用

S集成技術在數字化森林資源調查中應用研究的主要成果包括以下幾個方面：

①把電腦有限的資源配置256M的CF或SD存儲卡，即可以儲存、快速顯示3G的遙感圖像及掃描地形圖。

②如果要采用掃描地形圖做資源調查時，無須把多幅地形圖拼接，移動GIS軟件系統能根據存儲在CF或SD卡上已配準的掃描地形圖和GPS實時定位坐標，自動調用用戶當前位置的地形圖。

③在遙感圖像或掃描地形圖上進行動態導航定位，勾繪、編輯林班、小班邊界。

④在遙感圖像或掃描地形圖上加載各種矢量專題圖層，各種矢量專題圖層的編輯修改。

⑤高精度面積測量、地塊屬性自定義和室內自動成圖。

⑥內嵌資源調查數據庫，方便野外調查屬性填寫、各種邏輯關系自動檢查、蓄積量自動計算。內嵌自動生成各種圖形和報表，完全實現野外數據采集無紙化和內外業一體化，可極大提高生產效率，節約大量人力、物力及財力。

3.1 3S集成技術在森林資源調查和監測中的應用

所有的綠色植被都有著一定的光譜特征，且不同植被的光譜特征差異非常大。3S集成技術在森林資源調查與監測中的應用，就可以利用衛星進行各種植被光譜特征的收集，并將其全部存入數據庫資料當中。3S只需要對地面中的植被光譜特征和分辨率進行分析，再輔助以地面觀測，就可以完成遙感信息的整合。另外，全球定位系統的應用，還可以對森林資源進行定位和監測，并形成一套系統的森林資源動態監測體系。

3.2 3S集成技術在森林火災事故監測中的應用

在森林火災事故監測當中，3S集成技術的應用可以在最短的時間內發現火情，并對火災事故的實際情況有一個準確的把握。一般情況下，森林火災事故的發生具有一定的突發性。且一旦發生火災事故，火勢將會迅速蔓延開來。而3S集成技術的應用，就可以借助衛星技術掌握火災事故的發生地點和火災現場的實際情況，進而為消防人員實施滅火救援和災后恢復提供便利。

3.3 3S集成技術在森林病蟲害監測中的應用

病蟲害問題的出現會對森林植物的健康生長產生嚴重的破壞，甚至使森林植物出現大面積死亡。而3S集成技術的應用，就可以通過獲取不同季節、不同生長環境下森林植被的光譜特征來實現森林病蟲害問題的監測，然后再借助衛星遙感圖像進行分析，了解森林植被是否存在病蟲害問題，并采取針對性的處理解決措施。另外，3S集成技術的應用，還可以按照季節的變化、地域的變化對森林病蟲害問題進行階段性的實時監測，然后在全球定位系統和圖形處理技術的應用下，將森林植被的實際情況反饋出來，幫助相關工作人員進一步掌握病蟲害的實際情況。

3.4 3S集成技術在野生動物資源調查中的應用

在野生動物資源的調查工作中，全球定位系統的導航功能與定位功能，就可以對森林內野生動物的活動范圍進行準確的判斷。3S集成技術只需要由工作人員進行數量統計，就可以高質量高效率的完成野生動物調查工作。3S集成技術的應用，可以實時監測森林內動物的活動區域，并借助圖像技術和植被的光譜特征完成相應的統計工作。結合地理信息系統的應用可以對野生動物的數量、變化以及范圍進行對比，借此優化野生動物相關數據，提升數據的精準度。

3.5 3S集成技術在風景規劃中的應用

在風景規劃工作當中，地理信息系統中的各種輔助技術可以圍繞森林景區的實際情況構建出模擬化的風景規劃效果圖，從技術層面支持森林景區的設計和規劃工作。另外，森林風景區的管理工作，還涉及了樹木保護。而3S集成技術的應用，就可以在保護珍貴植被資源方面發揮應有的作用，即可以對森林植被的實際情況進行全方位的監測，進而根據實際情況采取防范措施，降低各種意外情況的發生概率。另外，3S集成技術的應用，還可以結合森林景區的位置信息、空間信息以及數據信息等構建一個完整的森林風景規劃方案，并利用計算機軟件中的轉換程序，將這一方案呈現在工作人員面前，為森林景區的規劃工作提供支持。

3.6 森林經營管理

森林經營管理包括森林采伐規劃、采運、人工造林等方面。采伐林地經常地形陡峭、叢林郁閉，尤其是南方林下植被茂密，進行伐區調查設計時常規方法難以進行，利用RS影像，GPS進行伐區定界，結合GIS可對伐區進行合理的全面規劃，確定合理的采伐順序、采伐面積及最優集材方式等。應用3S集成技術可對采伐跡地的植被、土壤、水土流失程度等進行評價，進而制定采伐后的造林計劃，在立地評價和確定樹種特征的基礎上做到適地適樹。3S集成技術的合理應用，可減少作業對環境的負面影響，提高作業效率，有利于林業的可持續經營。

結語

綜上所述，3S集成技術在森林資源調查工作中，有著極為廣泛的應用。但是，3S集成技術的應用還有很多不成熟的地方。對此，我們需要對3S集成技術進行持續性的研究和分析，加強3S集成技術應用潛力的挖掘，進而為森林資源調查工作質量的提升提供保證。