3S技术在林业中的应用

席 智，郭富明

(山西省太岳山国有林管理局，山西 介休 032000)

GIS(Geographic Information System)地理信息系统，GPS(Global Positioning System)全球定位系统，RS(Remote Sensing)遥感三者的集成被称为3S技术，是我国测绘领域最前沿、最尖端、最实用的技术，是综合绘图、编辑、图形及文件输出为一体的数字化测图系统。

1 GIS在林业中的应用

GIS的应用从根本上改变了传统的森林资源信息管理方式，成为现代林业经营管理的崭新工具。近年来，GIS技术在林业领域中应用广泛，国内外林业工作者应用GIS进行资源与环境变化的监测、森林资源管理、综合评价、规划决策服务。GIS在林业领域的应用研究主要有:森林资源信息管理、森林经营优化决策、森林分类经营区划、森林抽样设计、林业专题制图、森林采伐设计、营造林规划设计、森林保护、森林资源管理网络、精准林业等诸多方面。

1.1 森林资源信息管理

国外GIS在森林资源信息管理领域的应用起步较早。我国森林资源信息管理地理信息系统的建设工作目前正在开展。GIS技术与森林资源管理有机结合，主要应用于森林资源档案管理、林业土地利用变化监测、森林资源动态监测与管理、林权管理等方面。森林资源地理信息管理将空间数据作为一项不可缺少的信息与属性数据进行综合分析处理，克服了单一属性数据分析的缺陷。近年来，我国基于GIS技术开发研制了不同类型、尺度的森林资源地理信息系统，省、县、林场、乡村各级森林资源地理信息系统在森林资源管理中起到了重要作用。

1.2 森林经营优化决策

GIS技术与森林经营优化决策模型进行有机结合，形成辅助决策的模型定量分析为森林经营方案的编制提供了更为准确的信息，使森林经营方案更科学、实用，满足了林业经营管理的需求。在林业生产建设中将两者进行有机结合，对空间数据与属性数据进行综合分析，可将优化决策的成果以可视化的方式表现出来，也可为森林经营由过去的粗放经营向高度集约经营转变提供可视化技术支持，为森林经营优化决策提供定时、定位、定量的准确信息。

1.3 森林分类经营区划

森林分类经营区划中应用GIS技术将研究区域的森林进行功能区分，可将森林区划分类经营的成果以可视化的方式展现，区划的成果可以保存，能够一次输入，多次调用。改变了以往的林业区域布局带有较强主观倾向性的弱点，依赖GIS空间分析功能更加有效地发挥森林的主导功能，实现森林分类经营区划的自动化、可视化及图形化。

1.4 森林抽样设计

森林资源调查中样点的布设是森林抽样调查中的基本工作，在森林资源调查中得到广泛应用。传统的样点布设方法是借助随机数表在地形图、航片(影像)、林业专题图上标出，然后用测量的方法根据样点的图上坐标放样到实地相应位置。目前，使用GIS系统中林业专业抽样设计功能实现了多种样点布设，从而使森林抽样样点可视化，并能任意查询和打印样点分布图及详细位置图。

1.5 林业专题制图

林相图是表示森林相貌的专题图，是指导森林经营措施落实的专业用图，是编制森林经营方案、总体设计的重要依据。它广泛应用于分析、评价、预测、规划设计和管理等各个方面。目前，采用通用GIS软件建立相应数字化林相专题图，借助GIS技术形成动态的资源专题图，把森林资源的动态监测与高产栽培措施相结合，形成科学的经营决策方案。

1.6 森林采伐设计

森林采伐设计管理应用GIS技术可将下达采伐限额指标与其数字化图面材料结合起来。对于森林采伐量的空间直观分析就是将采伐预定量落实到小班，应用GIS技术直观地反映到具体地域空间，反映出各种不同的采伐方式和采伐量的地理空间分布。借助GIS分析其相关地理属性之间的相互关系，从而分析采伐量决策在空间上的合理性，分析采伐进程和空间配置方案与保护生物多样性的影响。

1.7 营造林规划设计

GIS应用于营造林规划设计，能更准确地了解林业资源及生物多样性，更有效地进行生产经营方案的决策。应用GIS管理营造林规划档案，动态生成本地区的可造林地情况分布图，可以更好地实现适地适树。此外，可以利用GIS的空间分析功能把坡度、坡向、土壤类型、海拔等因子，作为适地适树分析的主要立地因子进行立地分析和造林树种的选择，提高适地适树分析的可视化程度。

2 GPS在林业中的应用

GPS技术在国民经济的许多领域已开展使用，在林业方面也不例外。凡是涉及到点、线、面、立体空间的点位确定和点间位置关系的确定都可以通过GPS技术迅速、准确的解决。GPS的重要功能是定位和导航，但GPS接收机上的菜单功能较多，如生成航点、保存航点、编辑航线等，把这些功能有效地结合起来，就可以解决许多如点位、边界、地块、形状、海拔确定等问题。这为实现林业现代化管理带来新的手段。在森林抽样调查中，采用GPS接收机进行定位，可以节省找点时间。当GPS接收机上显示坐标与抽样点的坐标相同或相近时，GPS接收机所在地即为抽样点。利用单点导航，可有目的地找抽样点。还可以应用接收机的航点生成和编辑功能，将抽样点编辑为航线，沿航线找点，提高找点工效。

在飞播造林和飞机喷洒药物进行大面积杀虫时，先设计好飞行航线，利用GPS导航可将种子和药品准确地飞洒在目的地，避免重洒和漏洒，极大地提高了飞播和防治工效。此外，利用GPS定位技术，可很快判断出失火的地理位置和高度，报告防火指挥中心，有效地组织扑火、灭火;也可以测定失火面积、火势方向、火带宽度等。

3 RS在林业中的应用

遥感是20世纪60年代发展起来的一门对地观测综合性技术。自20世纪80年代以来，遥感技术得到了长足的发展，应用也日趋广泛。随着遥感技术的不断进步和遥感技术应用的深入，未来的遥感技术将在我国国民经济和林业生产建设中发挥越来越重要的作用。对人迹稀少，常规方法难以调查的地区RS更显其威力，西藏自治区森林资源调查就是用遥感技术完成的。关于遥感的科学含义通常有广义和狭义两种解释:广义的解释为一切与目标物不直接接触的远距离探测;狭义的解释为运用现代光学、电子学探测仪器，不与目标物相接触，在高空或者外层空间的各种平台上把目标物的电磁波特性记录下来，通过分析、解译揭示出目标物本身的特征、性质及其变化规律。遥感是一门对地观测综合性技术，它的实现既需要一整套的技术装备，又需要多种学科的参与配合。因此，实施遥感是一项复杂的系统工程。

RS技术应用于林业、农业资源调查和生态环境监测。调查内容主要包括农业资源、林业资源、芦苇资源、水资源等;生态环境变化的监测主要是指对草原退化、土地沙漠化和水土流失的监测。RS技术在林业森林病虫害监测中也有应用。病虫害的发生、发展是有规律的，它所出现的特征可以直接或间接在遥感图像上判读。通过遥感监测可以预报其发生，报告其危害程度、危害面积及发展趋势等。

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[2]常建国.3S技术在林业中的应用及发展趋势[J］.山西林业科技，2005(2):23-25.

[3]王 雪，卫发兴，崔志新.3S技术在林业中的应用[J］.世界林业研究，2005(2):44-47.