3S 技术在林业调查规划设计中的实际应用

潘明哲

（黑龙江省自然资源权益调查监测院，黑龙江 哈尔滨150080）

林业是生态系统的基础，它在改善环境，促进社会的可持续发展方面发挥着重要作用。随着社会的不断发展，绿色可持续发展的要求变得越来越重要，因此，对各国的林业调查规划设计要求和管理能力也是一项巨大的挑战。同时，由于我国林业用地面积非常广泛，如何使用科学有效的相关技术对其进行管理是一项艰巨的任务。而3S 技术在这方面为我们提供了非常多的便利，我们可以通过航空航天，航空遥感和地面勘测，形成森林资源动态监测技术体系，以便对林业资源进行分析和评估，为改善环境，促进社会和经济的可持续发展提供技术支持。测量林业资源的现状，监测动态的系统变化，分析数量，质量，分布，健康状况和多功能并对其趋势进行初步估算是当务之急。

3S 技术的应用从根本上改变了传统的森林资源信息管理方式，作为现代林业管理的新工具，其在林业研究领域的应用主要包括森林资源信息管理，森林管理优化决策，林业分类管理分为森林管理，森林防火，抽样设计，森林专题制图，营林设计规划设计，森林砍伐，森林保护，森林资源管理网络，精准林业等多个方面。近年来，空间技术的飞速发展为扩展服务和客户提供了用于空间数据管理的新工具和功能。尤其是，地理信息系统（GIS），全球定位系统（GPS）和遥感（RS）技术的发展使人们能够以计算机出现之前无法实现的方式来收集和分析现场数据。

1 遥感技术概述

RS，GPS 和GIS 技术，简称“3S”技术，是遥感技术（RemoteSensing，RS），地理信息系统（GeographyInformation Systems，GIS）和全球定位系统（GlobalPositioningSystems，GPS）的统称，空间技术是传感器技术，卫星定位导航技术与计算机技术，通信技术的结合，高度集成了多学科的现代信息技术，用于空间信息的收集，处理，管理，分析，表达，传播和应用。3S 技术是获取，处理，分析，管理，精确定位，具有空间数据特征信息特征的一种信息技术手段，在精密农业，林业，土地，水利，生态，灾害，城市规划，采矿等方面，石油，军事等领域的发展，调查，评估，探测和预测发挥的作用基础和所提供的信息，为科学决策和保障提供依据。

地理信息系统，GIS 应用程序可以存储，管理和分析大量空间分布的数据。这些数据与它们各自的地理特征相关联。GIS 也可以管理占用相同地理空间的不同数据类型。由于各种计算机辅助制图（CAD）应用程序都可以达到相同的结果，因此描绘不同的空间重合特征的能力并不是GIS 独有的。GIS 的强大之处在于它能够分析要素及其关联数据之间的关系。随着模式和空间关系的揭示，这种分析能力导致了新信息的产生。

全球定位系统，GPS 技术为管理林业和自然资源提供了必不可少的工具。GPS 是基于卫星和地面的无线电导航和定位系统，使用户能够确定地球表面上非常精确的位置。尽管GPS 是一项复杂而复杂的技术，但用户界面已经演变为非技术用户可以轻松访问的界面。具有10 至20 米的精度的简单，廉价的GPS装置可用，而更复杂的精密林业系统可以获得厘米级的精度。

遥感技术用于从遥远的平台（通常是卫星或机载传感器）收集有关地球表面的信息。用于制图和空间分析的大多数遥感数据都是作为反射的电磁辐射收集的，该电磁辐射被处理成可以与其他空间数据覆盖的数字图像。

2 3S 技术在林业调查规划设计中的实际应用

2.1 在精准林业中的应用

“精确林业”的原则是，它使用现代工具和技术来获取尽可能多的真实信息，以改善决策过程并确保当前森林管理目标。现代技术中最著名和最常用的工具是遥感，导航系统和地理信息系统。新趋势是用于树木识别的决策支持系统和工具，以及用于木材材料测试和测量的工具。林业部门对这些技术有极大的兴趣，因为作为精确数据的主要来源，“精密林业”提供的信息比当前使用的信息更为准确。

精密技术是仪器，机械化和信息技术，可测量，记录，过程分析，管理或激活具有高时空分辨率的多源数据，以实现基于信息的管理实践或支持科学发现。精密林业使用各种工具和技术，这些工具和技术可大致可以分为以下几类。首先是测量工具，包括地面激光扫描仪，GPS，INS 和数字测量设备，它们用来提供特定地点的详细信息；接下来机载和卫星遥感技术，如光检测和测距和干涉式合成孔径雷达，它们能够以重复的时间间隔从变化条件下的大面积区域快速收集高度详细的数据。再来就是地理信息系统，通过捕获，存储，检查，处理和分析与空间和地理分布有关的地形信息，它可以导出各种数据和图形，并为决策者提供一系列有用的文档和计划；最后是决策支持系统（DSS）它们是特定的软件解决方案，已开发用于解决特定问题并提供预测和实际信息,存在一些决策支持系统，用于预测道路网络，森林运营计划，森林资源清册和其他类型的解决方案。

2.2 在森林动态监测中的应用

森林是生态系统的主体，是林业的基础，它们在改善环境，促进社会的可持续发展方面发挥着重要作用。森林资源是国有资源和国民财富的重要组成部分，是地球生命的基础。测量森林资源的现状，监测动态的系统变化，分析数量，质量，分布，健康状况和多功能并对其趋势进行初步估算是当务之急。通过使用GPS 快速准确定位功能可以获得强大的森林资源地面数据，并且GIS 软件处理RS 的海量数据，从而为用户提供快速准确的有用数据。 通过历史数据库和更新数据库信息的对比，我们可以很快发现森林资源的变化情况。通过航空航天，航空遥感和地面勘测，形成森林资源动态监测技术体系。因此，我们可以对森林资源进行分析和评估，为改善环境，促进社会和经济的可持续发展提供技术支持。

2.3 在森林防火中的应用

在世界干旱和半干旱地区发生的森林大火可能会带来灾难性的后果，造成生命财产损失以及植被、石油和水资源的损失。 目前计算机和电子设备越来越多地用于发现，监视和扑灭森林大火，为传统上用于火灾管理的工具提供帮助。比如，利用红外热成像，激光技术，视频，航空照片和全球定位系统技术，将路基，机载或卫星传感器用于森林火灾的探测，制图和扑救；已经开发出用于使用红外传感器或NOAA AVHRR 图像探测火灾的适当算法。地理信息系统在森林火灾中发现了一个新的应用领域。这些系统将数据库管理与遥感数据和火灾隐患评估相集成，甚至可以使用模块化动态模型来模拟火灾的增长。因此，各国已经开发了基于GIS 的森林火灾管理信息系统，该系统为用户提供了很多对消防有用的信息。

3 结论

尽管在过去的几十年中，中国经济取得了长足的进步，尤其是在农业和林业领域，但许多问题仍然有待解决，如监测林业问题和改善林业的可持续性仍然处于太低的水平。 我们要加大对3S 技术在林业中的应用，科学合理的对林业活动和运营进行规划和实施，以提高木材产品的质量和利用率，减少浪费，增加利润并维持环境质量。使用高科技传感和分析工具来支持针对林业部门的特定地点，经济，环境和可持续的决策，以促进我们国家林业的发展。