浅谈“3S”技术在林业数字化建设管理中的应用

2012-01-26唐建

自然保护地 2012年2期

唐建

（江苏省苏州市林业站 215000）

1 前言

为了实现林业的可持续发展，利用现有资源实现其生态效益、社会效益和经济效益的最大化，靠原先粗放的经营管理模式是无法实现的，我们在调查研究的基础上，经过充分论证，只有全面启动数字林业工程，利用信息技术改造和提升传统林业才是唯一出路。目前，“3S”数字化技术应用越来越广泛，在林业建设管理中利用“3S”技术来加强森林资源数字化管理是一项带有根本性和全局性的基础工作，对于林业建设管理而言，具有极其重要的作用。

2 “3S”技术应用于林业数字化建设管理的主要表现

2.1 推动森林资源监测工作的信息化

全面应用“3S”技术可以有效实现林业数字化资源信息的共享,这也是信息化时代发展的必然要求。众所周知，林业资源一般大多分布于地理位置偏僻、自然地形复杂的山区,对林业资源进行外业调查操作极为不便、工作量大,且调查成本高、费工费时。一旦实现了林业资源信息的共享,那么对于区域经济发展、林业部门决策与规划、国家宏观决策等方面都具有极为重要的作用。通过“3S”数字化技术（人造卫星上的遥感仪器等）能够准确地在计算机上再现林业资源相关的地形、林业资源的空间分布, 土壤类型、坡向、坡度、河流、居民点、湖泊等元素也能够实时在计算机上显示。例如在苏州市森林资源二类调查质量检查中，针对现代林业技术的发展，调查全面采用了“3S”技术。利用新版l∶10000比例尺地形图与IKNOS遥感像片作为工作底图，现地区划调绘，对影像模糊、新造林地和有位移的界线采取GPS实测。小班因子调查采用现地实测或目测相结合的方法进行判定：其中不规则片状小班蓄积量采用角规测量方法，面积采用图形输入电脑，用电脑计算方法；线状、条状小班蓄积量采用标准段米尺实测胸径方法，面积用GPS或米尺现地测量；四旁树采用机械布设1×1公里样地进行实地抽样量测推算方法。这些大大提高了本次调查精度，使成果更加真实可靠、科学实用。

2.2 为林业建设管理提供快速、准确的信息服务

长期以来林业都存在着生产周期长、经营粗放,特别容易受社会、气候、自然等因素影响,导致林业决策难以做到合理化、精确化。“数字林业”建成后,决策者可突破传统决策的局限性,能够快速及时地掌握林业发展态势、动态变化、基础数据, 提高林业决策的科学性，减少盲目决策和主观臆断。实现林业各单位、各部门之间信息快速传递、微机化管理,起到方便部门间协调、数据共享、政务信息公开、为领导决策提供快速而准确的信息。与此同时，“3S”数字化技术还能够实现森林资源数据共享，制作成数据库或者林业专题图层库，提高数据的直观性和可识别性，使森林资源的管理、监测和清查变得直观快捷。

2.3 实现病虫害和森林火灾预测预报和应急指挥

长期以来,我国森林资源管理上都存在着对于资源现状、消长动态难以准确掌握的问题,同时对乱砍滥伐、森林病虫害防治的监测都缺乏较为有效的手段。我们现在通过高分辨率的地理信息系统技术和卫星影像识别技术，再加强森林资源的二类清查,能够有效提高调查精度，林业勘测外业工作量也能够减少很多。

应用“3S”集成技术监测森林病虫害的基本流程是：利用RS提供的最新图像作为森林病虫害调查的数据源(或由GPS提供的点线空间坐标作为数据源)，通过计算机将RS图像进行矢量化，并判读出灾情发生点；利用GIS作为图像处理、分析应用、数据管理和储存的操作平台，确定灾情发生点的精确地理坐标、危害程度、发生范围和面积等所需信息；利用GPS作为定位目的点位精确空间坐标的辅助工具，可制定出测报点分布图、踏查线路图，并帮助地面实地调查人员找到虫源地的准确位置，三者紧密结合可为用户提供内容丰富的虫情资料和及时精确的基础资料。在用于害虫监测管理时，可以将地形地势图、土壤类型图、植被类型图、水系分布图、病虫分布图等做成不同的图层，简称空间数据库；把发生量、危害程度、各种气象因子等建成相关数据库，简称属性数据库。利用GIS的空间数据操作和图形处理分析等功能，丰富了病虫害暴发、危害、扩散等信息，从而制定相应的管理决策，开发更加有效的森林病虫害监测管理信息系统。

同时，因为“GIS”（信息系统）能够运用计算机技术将不同的信息源进行综合分析和全面管理，所以它可以更加精确、形象、及时地将可能或正在发生的林火灾害的发生方向、发展状况、发展条件等进行正确的综合判定与分析，将经过计算机分析之后的火险分析报告及时提供给管理者。加之“3S”数字化技术能够将选用火险等级分析模型、接收到的综合地形地貌数据、气象数据状况进行综合分析之后得出火险等级数据图形，以供森林防火指挥参考。

数字化林火监测有微观监测和宏观监测，其数据都是及时准确、且具有实时动态性，它有利于实现森林火灾的早期报警，有利于指挥员科学决策、组织快速扑救，有利于快速搜集各种信息，把森林防火提升到一个新水平，推向新的发展阶段。

2.4 提高经济效益和社会效益

“3S”数字化技术有效地节约资源调查和管理成本，利用“3S”数字化技术来整理内业工作, 统计、数据分析、描色、标注、勾绘小班求面积、草图等都能够实现计算机化,与人力相比大约可以节省5倍的经费；节省外业调查经费,节省伐区设计的内业经费；利用“GIS”更新之后的林相图能够制作成为立体林相图,对于外业调查而言更为直观有效。利用已有的林相基本图和数据,“GIS”也能够节省专题图制作费，应该利用“GIS”可以随时制作任何林业专题图,如成熟林分布图、经营抚育实施图、土地分布图、造林规划图等。

“3S”数字化技术目前已经应用于我国各地林业建设管理中，例如:福建建成了全省林业应急视频会商指挥系统，实现了视听到村、会商到乡。湖南实施“测土配方平台建设”工程，实现了对森林资源档案数据的动态管理。江西开发了林权交易系统，打造了统一的电子商务平台。吉林森工自主研发的经济运行系统、森林防火监控系统，达到国际先进水平。广东积极开展林权管理等业务系统建设，基本实现了信息化与林业核心业务的有效融合。

3 基于“3S”技术的林业建设管理优化方案

3.1 建设集管理和服务于一体的综合信息平台

各级林业管理部门应该根据国家林业局对于数字林业建设的需要，加大硬件系统的资金投入，围绕数字林业的信息获取、信息处理、信息共享和信息利用，遵循数字林业技术标准与规范开发出数字林业信息平台，其中包括，网络基础平台（构建一个高性能、稳定、安全、可靠的网络环境，其内容包括城域网建设、信息中心建设和网络管理系统等）、基础数据信息共享平台（建立空间、属性等林业基础信息数据库，构建分布式系统）、数字林业集成应用支撑平台三部分，并建立大型分布式空间和属性数据库、公共组件数据库。例如黑龙江林业部门在最近两年拿出两三个亿的资金，专项投入综合信息平台建设，使黑龙江林业的信息化水平有一个大的提高，走向全国前列。

3.2 加强数字林业标准化建设、提高资源数据的兼容性

目前各地开展的数字林业存在着各自为政，数据交换格式、接口规范要求、术语定义、数据编码、体系结构等都各不相同，资源数据出现不能兼容的问题。针对这个问题，笔者建议应该加强数字林业标准化建设、提高资源数据的兼容性。统一接口规范要求、统一术语定义、统一数据交换格式、统一设计与实施方法、统一数据描述、统一体系结构、统一空间定位、统一数据编码、统一数据质量的要求，设置全国范围的标准,为林业信息的决策服务、信息共享和标准化管理服务。力争实现用一套数据适用多个领域、一张图表承载多项信息、一个入口登陆多个系统，做到了从任一系统点击任一林地的电子地图，都可获得该林地立地、类别等静态信息和营造林、防火、防虫等动态信息，实现不同系统之间数据不打架、不同环节之间数据不割裂。

同时，还应该扩大数字林业的应用范围，逐步实现视频电话、视频会议、公文处理、森林资源信息化管理，加快数字林业建设步伐，最终实现林业政务办公自动化。