论在森林资源规划设计调查中“3S”技术的应用

张晓林 龚考文

【摘要】：随着地理信息系统、全球定位系统以及航天遥感等空间技术的发展，使得3S技术被应用到森林资源的规划设计调查中，节省了人力资源，同时也实现了我国森林资源数据信息的自动化管理。本文主要对“3S”技术做了详细介绍，并分析了其在森林资源调查规划中的现状和应用技术。

【关键词】：“3S”技術；森林资源；规划设计调查；应用

1.“3S”技术

“3S”技术是全球定位系统GPS、卫星遥感系统RS 和地理信息系统GIS 的简称。

GPS 测量技术能够快速、高效、准确地提供点、线、面要素的精确三维坐标以及其他相关信息，具有全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点。

RS即是遥感技术，一般是运用传感器对物体的电磁波辐射、反射特性进行探测，并根据其特性对物体的性质、特征以及状态进行分析的方法和应用技术。遥感系统主要由信息源、信息获得、信息处理以及信息应用四部分组成，来对林地观测的综合性技术。

GIS就是一个专门管理地理信息的计算机软件系统，它不但能分门别类，分级分层地去管理各种地理信息，而且还能将它们进行各种组合、分析、再组合、再分析等，还能查询、检索、修改、输出、更新等。

2.森林资源二类调查概况

森林资源规划设计调查（简称二类调查）是以县级行政区域、国有林业局、自然保护区和森林公园等森林经营单位为调查单位，是以满足森林经营方案、总体设计、规划设计与林业区划需要而进行的森林资源调查。其成果是建立或更新森林资源档案，指定森林采伐限额，进行林业工程规划设计和森林资源管理的基础，也是指定区域国民经济发展和林业发展规划，实行森林生态效益补偿和森林资源产化管理，指导和规范森林科学经营的重要依据。

2.1调查的主要任务

查清森林、林地和林木资源的种类、数量、质量、分布及动态变化，结合调查区域自然、社会经济条件，综合分析和评价森林资源及其经营管理现状，提出对森林资源培育、保护和利用意见；根据需要对湿地、森林更新、森林健康、土地退化等多资源内容进行调查；为搭建数字林业平台，促进林业可持续发展提供支撑。

2.2调查的主要内容

主要是确定、核对调查单位界限，在经营管理范围内调查各类林地面积及其权属；进行或调整经营区划；调查与森林资源有关的生态环境因素和自然地理环境；调查各类疏林、森林蓄积和林带、散生木、四旁等林木蓄积及其权属；根据需要进行多资源调查；调查主要经营活动与森林经营条件，评价经营成效。

3.“3S”技术在森林资源调查规划中的应用现状

在我国，中国林科院在20 世纪70 年代，开始使用陆地卫星MMS图像和航空像片与地面实测相结合的双重抽样方法进行森林资源清查的探索。此后，又开展了森林波谱、MMS数据的图像处理与森林自动分类技术的应用试验研究。

4.“3S”技术在森林资源调查规划中的应用

森林资源二类调查是以“3S”技术为平台，采用最新时兴的法国SPOT5 卫星5 米分辨率全色数据和10米分辨率多光谱数据进行融合或TM 卫星遥感影像作为遥感数据源，将传统调查方法与先进实用技术有机结合，通过室内卫星影像判读区划小班，现地PDA验证的方法，全面提升森林资源规划设计调查的技术水平和科技含量，提高调查质量和调查成果的准确性。

4.1传统技术的弊端

主要以地面调查为主的调查方法，在野外利用1∶10000 的地形图，进行对林地坡目视区划小班勾绘，并对年龄、地类、树高、树种、蓄积等因子通过人工深入林地调查确定，在室内面积则采用求积仪按比例计算套或透明方格纸。这种调查方式工作量大、投入人工多、工作效率低，费用高，并且精度不高，数据实时性也差，更新困难。

4.2建立解译标志

以卫星遥感数据（RS）景幅为单元，参照森林分布图、林相图等资料，选择3 条～5 条能覆盖区域内所有地类和主要树种（组）、色调齐全且线路具有代表性。利用GPS、PDA 等定位工具，选择不同森林和不同地类类型的样点在每条线路上，现地调查记录地类、优势树种（组）、龄组、郁闭度等因子，简要描述地面形态特征，实况拍摄地面照片，建立实地与遥感影像相对应的解译判读样片，并加载在ARCVIEW 中，转换为DBF 文件格式，形成解译判读标志。

4.3建立蓄积回归模型

按照龄组（幼、中、近、成、过）、树种组（慢针、中针、慢阔、中阔、速阔等）和郁闭度（疏、中、密）3 个主要因子，抽取蓄积回归调查样地用分层抽样的方法，用GPS进行定位样地调查，建立遥感因子、林分判读因子、地理环境因子与单位面积蓄积之间的多元回归模型，小班蓄积量定量估测并进行回归，实地调查一定数量有蓄积小班的蓄积量。

4.4林业专题图制作

在GIS 支持下，通过对小班区划及乡（镇、林场）界线的绘制，并作林班、整饰图及小班注记，得到基本图；用分子式对基本图的小班注记小班的主要因子，然后按优势树种确定色标，确定分龄组色层后进行着色，最后整饰图，即得林相图。再将全县各乡（镇、林场）的林相图合并在一起， 调整到所需的比例，即得县级森林分布图。把各县的森林分布图合并在一起，即得市级的森林分布图，依此类推。

5.“3S”技术在林业生产中的展望

随着研究的不断深入，“3S”技术将越来越广泛地应用于森林资源规划调查中，但“3S”技术成果的精度与实际结果尚有差距，目前林业各部门，尤其在资源规划、调查方面，由于卫星图片的清晰度和仪器、信息处理软件自身精度的原因，部分数据还需进一步分析。

5.1林业信息网络工程建设完成，“3S”技术的应用范围进一步拓宽

随着林业GIS 中心的进一步建设发展，通过林业信息网，定时向县委、县政府及上级林业部门提供最新林情，实现系统内各部门的跨地域互联以及兄弟系统间的资源数据共享。

5.2以环境与资源数据为基础，建立环境与资源综合监测体系

随着环境与资源数据库的不断开发，各专题监测系统框架将初步建立，如森林资源监测、森林灾害监测、陆生野生动植物监测、湿地资源及沙化监测等，并在此基础上，形成综合监测体系。

6.结束语

总而言之，在森林资源规划设计中应用“3S”技术，比传统方法更为方便和准确，有利于更好的协调管控森林资源。

参考文献

[1]崔国忠.浅谈“3S”技术在森林资源规划设计调查中的应用[J].防护林科技，2010，05（09）：112-113.