浅谈3S技术在林业上的应用

张松/黑龙江省第二森林调查规划设计院

浅谈3S技术在林业上的应用

张松/黑龙江省第二森林调查规划设计院

3S技术从其发展到现在，已在国内外诸多领域进行了广泛应用。3S技术在我国林业中的运用虽然起步比较晚，但是发展迅速。空间技术、信息技术及计算机技术的飞速发展，加速了3S一体化、智能化的进程。随着数字地球、数字城市、数字林业理论的提出与完善，3S技术在各个领域将以其强大的功能更具实用性。

林业；3S技术；遥感；地理信息系统；全球定位系统

3S技术从其发展到现在，已在国内外诸多领域进行了广泛应用。3S技术在我国林业中的运用虽然起步比较晚，但是发展迅速。空间技术、信息技术及计算机技术的飞速发展，加速了3S一体化、智能化的进程。随着数字地球、数字城市、数字林业理论的提出与完善，3S技术在各个领域将以其强大的功能更具实用性。

资源和环境是人类赖以生存和发展的物质基础，森林作为生态系统的主体，在改善环境、促进社会经济全面发展等方面起着非常重要的作用。实施林业可持续发展是社会可持续发展的重要方面，及时、准确、动态地获取森林资源现状及其变化信息对森林资源的保护及其可持续发展具有重要意义。传统的森林资源调查方法主要是利用野外抽样调查，然后将各地调查数据手工汇总，数据的现势性、准确性受到极大的限制，存在许多局限性。因此，传统的调查方法因其局限性难于满足新世纪林业发展战略的要求。随着国民经济的迅速发展，人类对资源和环境的需求越来越高，用先进的技术加强森林资源及其环境的监测已成为迫切需要。近年来，3S技术即遥感（RS）、地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）的发展与全面应用，把传统的森林资源调查管理装备到一个新时代，为森林资源和环境的监测带来了新的方法。

一、在森林资源调查中的应用

将航片资料（RS）加载到地理信息系统（GIS），即可直接进行小班区划。利用样地调查资料建立样地数据与航片判读信息的对应资料进行小班因子航片判读训练及准确性检验和校正，对因样地资料偏少无法保证可靠性的林地类型可进行补充样地调查。在固定样地调查的应用上，为了便于今后复查，除了存储样地西南角的坐标点，还应当存储寻找样地路线的关键点：比如公路与小路的叉点、林间小路的叉路口，除个别地势险要地段的目测点，今后固定样地的复位率应该可以达到100%。

二、.在珍稀野生动物资源调查中的应用

珍稀野生动物资源是森林资源的重要组成部分，由于珍稀野生动物数量少，生存环境复杂，人工实地调查难度大，效率低。利用GPS实时导航、准确定位功能寻找样带的起点，并根据输入的样带终点座标引导调查人员实地调查，保证样带的准确性；利用遥感技术大范围、全天候的特点对生境及野生动物栖息地状况进行分析研究，确定与野生动物密切相关的生态因子；利用GIS将种群数量、分布规律与其栖息地状况联系起来，进行系统的分析，从而实现高效、准确、低投入的野生动物现状调查与动态监测。国外已经有成功利用此技术的经验，如Pornse利用遥感技术对K naha国家公园鹿的栖息地进行研究，为国家公园的规划管理提供了良好的决策支持。

三、在森林植被调查中的应用

绿色植被具有显著的、独特的光谱特征，不同的植被及同一种植物在不同的生长发育阶段，其反射光谱特征不同。遥感作为森林植被调查的信息源，可通过植物的反射光谱来实现。GPS可不依赖地面控制点直接对遥感图像定位，通过GIS的综合分析可对大区域的森林植被类型、植物季相节律、植被演化等进行监测分析。

四、快速编制各种林业专题图

传统的林业制图一般都以地形图作为制作专题图的基本图，成图周期长，精度低，投入高，且多采用手工绘制。遥感图像含有巨大的信息量，GPS可以精确地导航定位，利用GIS强大的制图功能，可以根据用户需要快速、精确地满足多种专题图制作的要求。3S技术的应用，使传统的手工绘图被计算机所取代，是林业制图的一次伟大变革。

五、实时监测林火信息

森林火灾具有突发性强、蔓延迅速的特点，利用3S技术不但可以对森林火灾进行实时监控，还可以对灾后的损失进行评估。根据目前的技术发展状况，设想其运作模式为：（1）建立林业基础地理信息系统，其内容应包括：最新航拍图、最新地形图，道路、村庄、河流、手机信号覆盖面、森林资源状况等项目，以上内容的获取应结合二类调查进行。（2）发生森林火灾时，扑火队或火情观察员使用GPS测出队伍位置、火点位置，并通过手机或其它通讯设备报告到指挥部。指挥部参谋人员及时把坐标输入电脑，通过地理信息系统及时定位到地形图或航片图，形成最新的包括火点火线、扑火队伍、地形地貌、水文、可调配劳力、森林资源价值、通信保障等情况的现场态势图，该态势图可几分钟更新一次，有了现状态势图，指挥员便能真正实现高效率的指挥。

六、在林木病虫害监测中的应用

由于植物的反射光谱受季节、树种、健康状况等因素的影响，通过不同时相的遥感图像对比，可以及时发现林木病虫害的动态变化。当林区发生病虫害时，受害林区的反射和辐射光谱就会发生变化，在卫星遥感图像上能够体现出来，结合受灾区的地形因素、气候状况等，通过计算机处理，利用GIS对病虫害进行预测、预报、分析、评估。病区范围的确定和飞防，也可利用GPS进行导航定位，从而节省大量的人力、物力，提高工作效率。

七、在森林经营管理方面的应用

森林经营管理包括森林采伐规划、采运、人工造林等方面。采伐林地常地形陡峭、丛林郁闭。利用遥感图像，GPS进行伐区定界，结合地理信息系统可对伐区进行合理的全面规划，确定合理的采伐顺序、采伐面积及最优集材方式等。应用RS和GIS集成技术可对采伐迹地的植被、土壤、水土流失程度等进行评价，进而制定采伐后的造林计划，在立地评价和确定树种特征的基础上做到适地适树。3S技术的合理应用，可减少作业对环境的负面影响，提高作业效率，有利于林业的可持续经营。此外，3S技术在林业工程如林道网规划、林道测设等方面也逐渐发挥它的优越性。

随着国民经济的迅速发展，人类对资源和环境的需求越来越高，用先进的技术加强森林资源及其环境的监测已成为迫切需要。3S技术把传统的森林资源调查管理装备到一个新时代，为森林资源和环境的监测带来了新的方法。

[1]闫志刚等.3S技术及其在环境信息系统中的应用.测绘通报，2001（增刊）：17～20

[2]高成发.GPS测量.北京：人民交通出版社，2000

[3]冯仲科.“3S”技术及其应用.北京：中国林业出版社，2000.2

[4]李树楷.初论“3S”技术一体化信息技术.环境遥感，1995（10）：76～80