3S系统在森林资源数据监管中的应用

刘红润

【摘 要】本文简要阐述3S技术系统，重点分析3S技术在森林资源数据监管中的应用，旨在为森林资源数据动态监管提供依据。

【关键词】3S；森林资源；数据监管

3S系统是GIS（地理信息系统），RS（遥感）和GPS（全球定位系统）的总称。作为处理空间信息的三个系统，在森林资源数据监管中各具特色，也可独立完成自身功能，因此，三者的结合和集成已是空间信息系统的主要发展方向，是有效解决森林资源监管的必然趋势。3S系统中地理信息系统具有较强的空间查询，分析和综合处理能力，但是数据获取较难。遥感能高效精准的获取地面信息，受光谱波段影响，分类精度和数据定位存在偏差。全球定位系统能快速确定目标位置，但是无法提供目标点的地理属性。因此，只有三者统一形成一个有机整体，实现各种技术的融合，才能发挥更大作用。

1 3S技术简介

3S技术在森林资源数据监管过程中，对森林资源防火、森林资源保护、森林资源培育以及森林资源动态监测具有一定意义。首先从遥感系统中获取基本信息，再由全球定位系统定向、定位及导航，利用地理信息系统进行数据分析处理，形成各种图件，最终为领导提出决策方案。目前，3S技术比较成熟，三者之间不单纯是相互调用基本功能，而是直接联系共同作用，形成一体化综合系统，以快速准确地获取森林资源的空间信息，对数据进行动态监管，达到随时随地的现场查询和分析判断。

2 GIS与RS之间的结合

地理信息系统和遥感是各自独立发展的现代地学空间处理技术系统，二者的结合主要表现在遥感可以为地理信息系统动态提供和更新各种属性数据，地理信息系统可用于提高遥感空间数据的分析能力及精度。

2.1 遥感数据为地理信息系统提供各种信息

遥感是获取和更新空间数据的重要手段，能够及时、准确、综合地提供各种资源和环境数据，进而增强地理信息系统的分析能力，尤其在解决大范围以统计为主的地理信息系统中，利用遥感获取信息尤为重要。

2.1.1 利用航空航天影像，编制各种专题图件

利用专题图件，通过数字化仪将各种信息输入到地理信息系统软件中，此结合方式是遥感和地理信息系统结合的重要形式。这种结合方式实质是将遥感形成的专题系列图提供给地理信息系统，要求专题系列图各要素来源统一，确保时相和图幅位置配准，进而派生出综合性数据及图件。例如，在森林资源监管中，根据单要素的坡度图、土壤类型图、地形地貌图及植被类型图通过地理信息系统中模拟派生出森林专题图。

2.1.2 处理后的遥感数据进入地理信息系统数据库

此方式是遥感为地理信息系统提供数据的最为理想方式，当遥感数据录入到计算机后，经过自动识别，生成各种专题图件，最后进入地理信息系统，整个处理过程均在全数字化环境下运转。

2.2 地理信息系统为遥感提供空间数据分析技术

通过地物对太阳辐射的反射作用形成遥感信息。地物识别主要依靠其对光谱特性的差异反应，实际应用中，常会出现“异物同谱”或“同物异谱”的问题，产生这种问题的根源是由地物光谱特性决定的，从遥感角度很难解决。此时，借助地理信息系统数据库中的空间数据（DTM）可有效解决上述问题。

3 RS与GPS之间的结合

全球定位系统和遥感均是数据源获取系统，二者不仅具有独立功能，又能够相互补充完善，这就是全球定位系统和遥感之间结合的主要基础。

全球定位系统的精准定位功能解决了遥感定位问题，全球定位系统的快速定位确保遥感数据实时、快速进入地理信息系统进行分析处理，确保遥感数据及地面同步获取数据能够动态配准，动态进入地理信息系统数据库。

4 GPS与GIS之间的结合

地理信息系统能够将全球定位系统的定位信息实时的、准确的、形象的通过电子地图进行反映。如果将全球定位系统的接收机与电子地图相互结合，利用实时差分技术进行定位，结合通信手段组成各种监控和电子导航系统，可广泛应用于公安、交通、林业和科学领域。全球定位系统可为地理信息系统及时采集和更新数据。例如外业调查中通过全球定位系统定位搜集到的数据，输入到数据库或电子地图中，可对原有数据进行修正和核实，赋予专题图新的属性。

总之，通过3S集成，将使遥感、测绘、地理、制图和管理决策更加科学融合，成为实时快速进行空间信息分析和决策。

5 3S技术在森林资源监管中的应用

单纯依靠数据管理系统经营森林资源，缺乏对森林资源空间分布特征的综合分析，具有一定局限性，地理信息系统的一个技术优势就是能够综合分析和处理空间数据。因此，将地理信息系统应用于林业生产经营管理必将大大推进林业生产建设进程。

5.1 森林资源数据管理

将各种林业原始图件数字化后形成矢量图形文件存贮计算机后，输入各实际地物（小班）属性数据建立庞大的地理数据库，求算面积、多元逻辑查询，进而可以汇总资源数据，还可以实现图形数据与属性数据的双向查询，可利用地理信息系统成图功能概略显示森林资源数据分布情况，直观获取森林资源空间分布特征图。

5.2 制定森林经营方案

地理信息系统利用其拥有的庞大数据库和数据管理的功能，基于空间和属性数据可建立林木生长、预测、经营和决策模型，通过对各种森林经营方案进行模拟、比对和评价分析，选择出最优的森林经营模式，形成专题报告供决策者参考。

5.3 林业成图

地理信息系统制图功能强大，它将各类专题图件（植被分布图、降水量分布图、海拔、坡向、坡度等图件）分图层数字化，与地理数据库中的属性数据关联，通过叠加、复合、裁剪等获取各类专题图，依靠地理信息系统的空间分析模块，生成DEM（数字高程模型），进而生成DTM（数字地形模型），再与各种资源分布专题矢量图叠加，生成具有三维特征的各类图件，实现森林资源在三维空间上的可视化输出。

5.4 遥感图像处理

目前，地理信息系统技术已经发展成为集地理信息系统、遥感和全球定位系统为一体的高新技术系统，三者整合后实现协同工作，充分发挥各自系统的技术优势，解决遥感图像的微机自动识别处理，地理信息系统数据库的自动更新与成图，实现资源与环境分析自动化，进而使遥感技术更加广泛的应用于森林资源清查、森林灾害监测和林业科学研究等方面，使其在森林资源经营管理及森林经营决策中发挥重要作用。

[责任编辑：杨玉洁]