林业调查规划设计中3S技术的应用

陶威龙

（湖南省农林工业勘察设计研究总院 湖南长沙 410000）

林业调查规划设计中3S技术的应用

陶威龙

（湖南省农林工业勘察设计研究总院 湖南长沙 410000）

所谓3S技术，即GIS、RS、GPS的合称，是集合地理信息系统、遥感技术、全球定位系统的全新技术，3S已经在多个领域得到了广泛认可，发挥了巨大作用，而在林业资源调查是一项极为繁重的工作，本文主要分析了林业资源调查中3S技术的实践应用。

林业；调查；规划设计；3S技术

1 引言

森林是陆地生态系统的主体，它在环境保护工作中占据着举足轻重的地位。对森林资源进行合理开发与科学管理，是提高生态效益与社会效益的有效保障。但是，森林资源具有广阔性、动态性等特征，全面掌握森林资源的状况难度较大。近些年，随着信息技术在林业工作中的普遍应用，3S技术也逐步变成林业调查规划设计的主要技术，它将森林资源的调查与规划设计工作推向了一个更高的领域。

2 林业调查规划设计在林业生产建设中的重要性

2.1 有利于森林资源保护工作的开展

伴随着经济的快速发展，对生态环境的破坏也日益严重。近年来人们对森林资源的保护意识也逐渐增强。但仅仅有森林保护意识还是远远不够的，关键在于科学的指导。要实现林业生产工作的持续发展，必须全面掌握森林的相关信息，此时，林业调查规划设计的重要性就逐渐突显出来。通过对林木数量、质量以及地理环境等信息的采集，为林业部门制定出有效的森林保护措施提供了决策依据。

2.2 为林业生产提供参考

林业生产属于我国经济建设中的重要组成部分。林业在人们的生产生活中也发挥着重要的作用，比如，家具、造纸业等都需要耗费大量的木材。然而，多年来国内林业管理规范性比较欠缺，一味追求经济利益而采用掠夺式开发，忽视了对林业生态环境的保护。在很多造林难度大的地区，盲目开发现象更普遍，直接将林地变成了荒地，严重破坏了生态平衡。林业调查规划设计是从科学的角度出发，对一个地区的林地状况作出综合评估后提出预见性的规划。这有助于林业主管部门发现林业生产中存在的问题，采取有效的措施，从而实现生态效益与经济效益的均衡发展。

2.3 有助于对个人权益的保护

林业调查规划设计除了对林业生产建设与森林保护有着重要意义，也对个人权益的保护也有着很大的意义。随着林改的深化，林地承包现象也日益普遍，特别是经济林更是如此。但随之而引起的经济纠纷也逐渐增多，主要涉及到林地承包所有者与使用者之间的权益问题。林业调查可从公平的角度来区分林业的所有权以及使用权，从而为林地所有者与使用者的平等协商提供了有效依据。这既能维护各方利益，也能保障国家与个人的利益不受侵犯。

3 3S技术分析

3S技术包含遥感技术、地理信息系统、全球定位系统。遥感技术（RS），是一种以物理手段、数学方法、地理分析为基础的综合探测技术，主要用在地球中环境和资源的综合性监测，具有快速、准确、成本低等优势。我国GIS作为综合应用系统，最近几年才刚刚兴起，其可以将地理位置同相关视图信息结合在一起，并融合网络技术、计算机技术、几何学、地理学以及多媒体技术和虚拟现实技术，通过计算机图形以及数据库技术，进行地理图形以及属性数据的输出。最后，系统会通过对数据的分析、筛选，最终以最为直观的方式展现在用户眼前。而3S技术则是将GIS、RS、GPS三位合一，这种紧密结合的一体化技术也开始在我国林业管理工作中发挥巨大的优势，发展前景十分广阔。通过将三种技术的部分功能有机结合，可以构成系统性的技术体系，从而实现对空间、环境信息的准确、快速采集、处理。作为信息技术的重要构成，3S技术应用主要有三个阶段。首先是数据采集，通过3S技术可以为森林资源管理提供专业数据；其次构建数据库，3S技术可以将采集的数据资源进行归类划分并加以存储，建立空间、资源属性数据库，从而令管理者可以准确把握资源质量、数量以及分布状态；最后为知识发现，在多方面数据分析后，3S技术会向管理者提供多种方案，并建立相关模型，为森林资源的管理、经营提供可靠的数据，从而提高管理决策水平。

4 林业调查规划设计中的3 S技术的应用

4.1 3S技术在林业规划设计外业调查中的应用

①手执GPS机的应用。手执GPS机在林业规划设计外业调查中，可结合外业调查地形图进行使用，应用于定位以及地图绘制，还能获得调查区域的海拔等地理信息。在外业调查要求较低的情况下，还能进行简单面积的计算。在手执GPS机的坐标点导出工作中，若外业调查的工作内容较多，且机子的内存储信息量较大，还可应用一些辅助软件进行批量导出。②遥感卫星图片与地形图的应用。在外业调查的前期工作中，若能将遥感卫星图片与地形图有效结合应用，则可大大提升工作效率。实际操作过程中，可充分运用谷歌地图等免费资源，但运用时必须进行坐标转换，以确保坐标系统与地图坐标保持一致。③遥感影像图的应用。利用遥感影像图进行实地核对，建立图面判读标准后，可通过影像的颜色、质感、地理位置等信息进行初步判读。这一过程中，只需在现场进行核实，能够有效提升工作效率，提高小班区划的精确度。遥感工作原理如图1所示。

图1 遥感技术工作原理示意图

4.2 3S技术在林业规划设计内业分析中的应用

①地理信息定位，如图2所示。通过外业调查工作中所获取的资源，可清晰的显现于ARCGIS10.0等软件上，同时还可精准的在软件上显示坐标，并在坐标点上输入相关数据以做标记。例如，在产业项目典型样本的调查与规划设计中，可将典型样本以点的方式在矢量地形图中表达出来，此点不仅包含了相对应的地理空间信息，还能在各点中输入其他诸如时间、区域特点等文字。外业调查后，进行拐点坐标定位时，还可利用连接拐点坐标计算投影面积，相比于传统的方格纸计算则更为方便。②空间分析。在空间距离分析方面，应用ARCGIS10.0软件中的分析功能，可快速获得不同项目区的距离成本，尤其是在大数据计算工作中，此分析法的应用优势更为显著。项目区与临近水系、保护区等空间距离的关系，也可应用此分析法获得。在空间位置分析方面，应用ARCGIS10.0软件中的识别功能，能够快速审核已有图层中各信息的准确性，并自动将核对的数据添加到规划项目中。另外，ARCGIS10.0软件中的缓冲功能，能将林业规划区的影响用线性距离向外散开，便于直接在图像上显示出规划区与其他要素的联系。然后，数据转换。目前，我国可实现地理信息系统操作的软件较多，林业领域中应用最为广泛的软件主要有ARCGIS、Supermap、Mapgis等。不同的应用软件，其数据的存储格式也存在一定的差异性，因此应进行数据格式的转换。此外，还应进行不同坐标系统的转换，谷歌地图采用的是WGS-84坐标系统，国内地图主要采用的是2000国家大地坐标系统，因此必须进行不同坐标系统之间的转换。

图2 GPS系统构成示意图

4.3 其他

4.3.1 监测森林资源

资源监测是林业资源调查的重要组成部分，3S技术在该方面也有着重要的应用。目前在森林资源连续清查工作中，3S技术已经发挥了不可替代的作用。当前针对林业资源进行的资源监测形式主要有三种，即森林资源一类清查和二类清查以及面向作业的三类调查。国家想要详细了解森林资源状态最好的方式便是通过林业资源清查。森林资源调查的主要内容包罗森林的面积、分布以及林分蓄积。

4.3.2 预防、监测灾害

林业发展中较为常见的灾害包括自然灾害和人为灾害，但无论哪种都会危及森林的生存发展，其中病虫害、泥石流以及水害、火灾等危害最大。在灾害监测中RS技术发挥了重要的作用，通过遥感影像技术分析各个波段光谱，从而对森林灾害进行监测。RS技术最早应用在灾害监测中主要是对病虫害进行检测，采用的是红外航空影像数据。而在火灾检测中，主要使用的卫星监测，这是由于卫星监测具有很好的时间分辨率，但是由于其空间分辨率相对较低，因此只能监测大尺度火灾以及中尺度火灾的发展态势。

4.3.3 林业决策与管理

针对森林资源的管理以及决策是林业工作者最重要的工作内容，而决策、管理均需要建立在详细了解森林资源的基础之上，即森林的培育、营林以及采伐都需要一森林资源监测数据作为依据。从而保证森林能够健康持续发展，更好的服务于人类社会建设。在森林资源监测中GIS技术的应用有效提高了监测工作效率，通过GIS能够更加直观的显示森林监测数据，完成数据管理，并且利用空间属性数据，可以建立起针对经营、生长以及预测的模型，可以更加直观的表现出管理各个阶段的森林状态，并加以比较，令森林资源决策管理工作更加便捷。另外将GIS同RS共同用于区域性的森林资源监控，还能获得动态变化数据，实时了解森林资源发展状况。

5 结束语

综上所述，3S技术在我国的发展时间较短，在林业调查规划设计中的应用尚不成熟。在信息技术不断发展的过程中，以及林业调查规划设计的精密要求下，相信3S技术在林业产业中的应用范围将会越来越广泛。

[1]刘文阳.林业规划设计与调查方法的建议[J].民营科技，2016（4）：221.

[2]何珊珊.林业信息系统设计中运用的3S技术[J].黑龙江科技信息，2014（28）：256.

[3]侯晓巍.3S技术在宁夏森林资源连续清查中的应用[J].陕西林业科技，2011（6）：57～59.

S757.4

A

1004-7344（2016）23-0212-02

2016-4-27

陶威龙（1988-），男，助理工程师，大专，主要从事林业调查工作。