森林資源監測中3S技術的應用現狀與展望

楊文輝，楊辰宇

（1.永豐縣林業局，江西 永豐 331500；2.崇義縣林業局，江西 崇義 341300）

由于我國經濟不斷發展，人們對生活質量提出了更高的要求，越來越多的人意識到森林高質量發展的重要性，對森林資源的保護更受社會關注。為加強對森林資源的保護與管理，實時監測森林資源消長變化，就需要對森林資源監測工作進行深度研究，不斷完善森林資源監測體系，提高監測效率。其中最有效的方法就是將3S技術應用到森林資源監測工作中。

1 3S技術的基本構成

1.1 遙感技術

3S技術是由3種信息技術構成的，其中遙感技術是基礎型技術，又稱RS，是森林資源監測中不可或缺的重要技術之一。遙感技術，主要是指對目標區域信息進行采集，然后對收集到的信息數據進行分析、處理、輸送的一種技術。遙感技術最大的優勢就是能夠對目標區域內的信息數據進行實時監測與管理，且適應能力較強。通常情況下，遙感技術主要運用在這幾個方面：森林資源覆蓋總體狀況、森林氣候變化狀況、森林病蟲害實際發展現狀的監測與管理。

1.2 地理信息系統

地理信息系統簡稱GIS，該系統主要是指對目標區域的地理信息進行有效管理的一種計算機系統。地理信息系統不僅能夠對地理信息進行多方面、多層次、多種類的管理，還能對所有的信息進行分析與整合，方便相關工作人員的搜索與查找。另外，該系統還可以將整合后的信息技術投放到電子屏幕上，實現數據信息“可視化”，進而降低相關工作人員的工作難度，使得工作效率得到大幅度提升。地理信息系統運用范圍較為廣泛，主要應用在地理區域規劃、生態環境規劃、自然災害監測、森林資源監測等領域，從而幫助領導者做出正確的決策。

1.3 全球定位系統

全球定位系統，簡稱GPS。該系統是一種精準度極高，并且能夠實現全天24小時定位的多功能系統。在森林資源監測中運用該系統，主要目的是對森林資源進行實時的、動態的監控，能夠對目標區域進行準確定位。森林若是發生火災等意外狀況，GPS系統能夠對起火點進行精準定位，以便消防人員能夠在第一時間到達起火點，用最少的時間完成滅火工作，進而避免森林資源被嚴重破壞。

遙感技術、地理信息技術以及全球定位系統之間互相影響、互相制約，具體關系如下圖：

2 3S技術的主要發展特征

由于科學技術水平不斷發展，信息技術的運用范圍逐漸擴大，其中3S技術在森林資源監測中發揮了重要作用。3S技術的主要發展特征如下：

2.1 技術的綜合性

森林資源監測中運用的3S技術并不是一個簡單的信息技術，它是由多種先進的科學技術組合而成。它能夠將航空攝影判讀、衛星遙感、抽樣技術與數學建模、GIS與空間分析、地圖與GPS，以及計算機技術等進行有機整合形成的一種森林資源監測技術。

2.2 數據的多樣性

現階段，對森林資源進行實時動態監測的最終目的就是推動我國可持續發展戰略能夠順利實施。在進行監測時，需要對森林整體環境以及周圍的生態環境等方面進行監測，監測內容較多，所需要的數據信息種類較多。

2.3 信息的時效性

由于我國森林較多、較為分散，空間分布具有遼闊性，時間分布具有動態性，所以在監測時必須保證監測到的信息的時效性。利用衛星遙感技術，對森林資源進行監測，能夠使收集獲取到的信息時效性有所保障，尤其是衛星遙感在時間分辨率和空間分辨率方面的水平不斷提高，使得信息傳輸速度變快，大大提高了監測信息的時效性。

2.4 成果的共享性

由于我國計算機技術水平不斷提高，其運用范圍逐漸擴大，尤其在森林資源監測中發揮著較大作用。運用3S技術，對收集獲取到的信息與圖像進行處理，然后將其發布到互聯網上，能夠為互聯網用戶提供參考數據，進而使得森林資源監測信息的貢獻程度有所提升。

3 在森林資源監測中應用3S技術的必要性

3.1 減少經費支出

由于3S技術具有較多優勢，所以在森林資源監測中運用該項技術，在一定程度上能夠減少經費支出。首先，能夠有效降低調查經費的支出。原有的圖形制作都是需要人工進行繪制。正常情況下，若是人工繪制一張林相圖至少需要一周的時間，若是地形復雜區域，還需要更多的時間。然而，采用地理信息系統，一小時之內就能完成繪制工作。同時，圖斑勾繪、描色、數據處理與分析等工作都可以依靠計算機來進行。利用3S技術，能夠節省大量的時間與經費，至少能夠節省5倍的經費。除此之外，對各種數據信息進行統計分析，也需要消耗大量的時間來完成，而利用3S技術，僅需要10～15天的時間。其次，相關工作人員在掌握基礎基本圖、林相圖和相關數據的基礎上，可以利用3S技術，實時繪制林業專題圖，從而降低圖像制作費用。最后，利用該項技術，能夠最大程度上降低林業規劃設計內業與外業調查資金的支出。同時，還能繪制出立體化的林相圖，為相關工作人員的工作提供便利。

3.2 提升工作效率

森林資源監測工作效率如果要得到大幅度提升，就需要在監測工作中運用3S技術。第一，能夠使得制圖速度得到提升，從而有效縮短森林資源更新周期；第二，能夠使得森林資源調查工作效率大幅度提高；第三，能夠使得制作經營決策方案的時間縮短，使得森林資源管理工作逐漸科學化、規范化；第四，可以對相關數據進行有機整合，對其進行統籌規劃，使得森林資源決策方案更加合理科學；第五，可以對森林資源進行實時動態的監測與管理，及時更新數據，為相關工作人員提供可靠的、準確的參考數據。

4 現階段森林資源監測工作中遇到的阻礙

由于我國森林資源分布范圍較廣，所以要確保監測到的信息數據的有效性。利用3S 技術，能夠使得森林資源監測信息數據的有效性得到大幅度提高。在監測過程中運用3S 技術，能夠使得森林資源監測工作逐漸科學化、智能化、自動化。然而，在具體運用時還存在一些問題與缺陷需要解決。

4.1 相關法律法規不夠完善

若想有效解決現階段森林資源監測工作中存在的問題，相關政府部門就需要結合實際狀況，制定相關法律法規，為森林資源監測工作提供基礎保障。目前，我國經濟蓬勃發展，市場經濟體制不斷變革，越來越多的人意識到保護環境的重要性，而現階段的森林保護法律法規還不能滿足現代社會發展、森林資源保護的需求，因此，森林資源破壞現象極其嚴重，使得我國生態環境變得很脆弱。

4.2 生態環境保護意識薄弱

現如今，雖然已經有較多的人意識到生態環境保護的重要意義，但是總體上國民的環境保護意識還是較為薄弱。我國經濟發展腳步不斷加快，人們對森林資源的需求量越來越大，出現了大量砍伐林木、擅自損毀破壞林地等現象，使得森林資源遭到嚴重破壞。另外，某些工程項目將經濟效益放在首位，忽視了生態效益，進而使得我國森林覆蓋率大幅度降低。除此之外，由于多數公民對環境保護了解不夠透徹，對所發現的破壞森林資源行為沒有及時制止，使得我國生態環境逐漸惡化。

5 森林資源監測中3S技術的應用具體解決措施

5.1 建立健全相關的法律法規

目前我國森林保護法律法規依舊存在較多問題與缺陷，在一定程度上阻礙了我國森林資源監測中3S技術的應用。鑒于此，我國相關政府部門應該對當前森林資源發展狀況有一個全方位的把控，進而對現有的法律法規進行梳理和完善，制定相關法規。一方面，強化監測人員的責任意識、提高工作待遇；另一方面，規范森林資源監測工作流程與職責要求，要將森林資源監測工作逐漸細化，讓每一位工作人員能夠明確自身的工作職責，合理分工，各司其職。

5.2 加大3S技術宣傳、研究力度

加大3S技術宣傳力度，是推廣3S技術的有效手段，通過有關媒體、政府工作要求進行宣傳推廣。還可以舉辦培訓班，培訓森林資源監測人員關于3S方面的知識。還需要增加投入，加快推進我國3S技術在森林資源監測中應用的研究力度，創新監測方法、提高監測效率。

5.3 不斷優化提升3S技術工作體系

森林資源監測工作高質量、高效率的開展，需要不斷優化提升3S技術工作體系，即優化工作流程，提升信息的感知能力、數據的處理能力、野外調查工作能力。一是提高影像及矢量數據的獲取能力，拓展獲取平臺，通過接收衛星遙感影像、購買航片、網絡下載谷歌衛片等手段獲取影像，借助如奧維地圖、91衛圖、GPS工具箱、戶外助手等軟件獲取矢量數據；二是提高影像及矢量數據的處理能力，熟悉Arcgis 、Mapgis及林業有關專業軟件的操作；三是提高定位與應用功能，通過借助如奧維地圖、91衛圖、GPS工具箱、戶外助手等軟件進行野外定位和監測應用。

6 森林資源監測中3S技術的應用現狀

6.1 能有效進行森林防火及撲救指揮

由于我國科學技術水平不斷提高、不斷進步，為3S技術提供了良好的發展條件。在上個世紀90年代，我國林業局早已結合現有的技術，建立了符合國家森林防火需要的林火管理系統，以便能夠在第一時間發現起火點，從而降低火災對森林資源的破壞程度。在推廣初期，該技術主要運用在森林資源豐富的東北地區和西南地區?，F在由于技術的不斷成熟，運用范圍逐漸擴大，整體效果也較為顯著。運用3S技術之后，若森林火災發生時，能在第一時間內找到著火點，找準最佳指揮觀察點，并通過系統部署撲救方案，安排最優攔截點，進而提升救火效率。

6.2 有利于及時發現森林病蟲害

當森林出現病蟲害問題，若是沒有及時處理，將會使森林資源遭受慘重的損失，并且難以控制，同時還會加大林業工作難度，因此對森林病蟲害監測顯得十分重要，是當前森林資源監測的一個重要方面。如今松材線蟲在我國部分省份迅速蔓延，國家對病蟲害問題更加關注。對發生、成災面積的調查，病死株的定位、統計無不用到3S技術。通過大量數據研究發現，不同種類的樹木，由于受到溫度、濕度等因素的影響，發生病蟲害的概率也有所差異。鑒于此，若將3S技術運用到其中，不僅能夠對森林環境進行監測，還能及時發現病蟲害苗頭，采取積極預防措施，進而減少病蟲害的發生，減少經濟損失。

6.3 提高森林資源清查的效率

對森林資源進行清查需要的時間較長，工作難度較大，是一項系統又復雜的林業調查工作。主要調查內容包括：森林資源總量（面積與蓄積量）、樹種類型、樹木分布、生長狀況等。隨著社會的發展，對調查項目提出了更大的廣度要求、對調查要求提出了更深的精度要求，原先手持地形圖到野外勾繪、填報數據的調查模式已不能適應當前調查工作的要求。從樣地布設到找點定位，從圖斑區劃到數據采集，從數據處理到成果出圖，均需用到3S技術。隨著3S技術在森林資源調查中的廣泛應用，極大地提高了森林資源清查工作的效率，縮短了調查工期，實現了年內出成果的目標。

7 結語

綜上所述，在森林資源監測中運用3S技術，能夠實現對森林資源的有效監管。然而，在實際運用過程中仍存在一些問題與不足，這就需要相關工作人員加大對3S技術的研究力度，將其最大價值發揮出來，進而使得森林監測工作整體質量與效率有所提升。將3S技術與森林資源監測工作相結合，符合社會發展趨勢，同時也是我國實施可持續發展戰略的基礎保障?？偟膩碚f，3S技術在森林資源監測中有著光明的發展前景。