浅谈林业生产中3S技术理论基础及其实践运用

2014-05-29夏玉宝张富友金西明陶强王建华

河南林业科技 2014年2期

夏玉宝，张富友，金西明，陶强，王建华，

夏玉宝，张富友，金西明，陶强，王建华，

（信阳市平桥区林业局，河南 464100）

围绕3S技术在林业生产中的地形图勾绘及制图，首次具体的全面剖析Gis、Gps、Rs三者之间数据库转换的理论体系，以及举例说明该基础理论的最前沿的生产应用，通过此理论体系的建立，解决了3S技术在林业生产实际应运中的科学依据，利于林业生产工作者对3S技术的理解、运用更加全面和深入。

3S技术；林业；数据库转换；应用

森林资源三类调查主要指在县区级别的林业生产，县区的三类调查也是我国林业生产的主体，对此，有其特殊性，主要表现在工作量大、任务重，而技术力量薄弱，特别是其Gps等现代化仪器设备落后，随着3S技术在当前林业中近几年的广泛运用，由此形成的矛盾更显突出，虽然该方面已研讨较多，但大多不具可操作性，成本高，一套低成本、高效率、高质量、适用性、可行性的实用3S技术由此顺势而成。

1 解析3S技术理论基础

1.1 关于Gis、Gps、Rs的数据库格式探讨

灵活运用3S技术的核心问题就是认知数据库的格式，数据库一般指图层数据库和图片数据库。Gis能识别的图层数据库一般有mdb、shp等格式，以及Rs图片数据库一般有矢量化的jpg、bmp、img及tif格式，Gps的协议数据库格式一般有log、gpx等格式，另外还有Google Earth（属于Es范畴，Es是指依托谷歌地球等公开的高清低成本卫片和矢量化地形图为基础的能够以户外为主的及时性简单处理一些航迹性质的图层编辑软件及硬件体系。）里的常用数据库kmz、kml、gpx、log等格式，由此可构成“3S+”技术，认知数据库的格式是掌握3S技术的第1步，第2步就是把这些数据库通过相关软件的转换，最终在Arcgis里成功表现，也就是把3S三者紧密结合起来，只有把Gis、Gps、Rs三者根据生产实践需要完美自由的结合在一起才能真正称之为3S技术，第3步就是要破解3S技术互相融合的数据库纠偏问题。

1.2 关于3S技术的数据库格式转换探讨

Gis是3S技术当中所围绕的中心，所有相关数据库都要成功加载到Arcgis，如此就涉及到数据库的转换，数据库的转换也就是数据库格式的转换（图1），即Ⅰ：Rs和Es图片数据库加载到Gis的具体操作方法在文献[1]中论述过；Ⅱ：Es图层数据库的制作及保存在文献[2]已论述，对于Es图层数据库kmz格式，可以另存为kml格式，而后用Gis Office软件进行转换成shp格式即可成功加载到Arcgis；Ⅲ：手持Gps里的航迹log格式转换成shp格式在前文中具体探讨过，Gps等其他相关航迹格式也可用Gis Office软件进行转换成shp格式，具体就是先加载，后用该软件的“工具”的相关转换，转换之后导出即可；Ⅳ：有些情况也会适当围绕Gps、Rs、Es为使用目标进行转化，对此，都可用Gis Office及Global Mapper 等相关软件进行转换。

图1 数据库格式转换模式

1.3 关于3S技术数据库纠偏的探讨

在3S技术使用过程中，由于坐标系的不同，往往会造成数据库的偏移问题，对此，林业生产中一般要求精度控制在5 m之内即可。通过实践研究发现，由坐标换带计算软件即可解决，一般生产中常用数据库转换之后，也会出现线性偏移，这个需要再次线性纠偏之后可满足5 m的精度要求，也就是数据库需要系统纠偏和线性纠偏两步来解决。

2 3S技术理论基础在林业生产中的前沿运用

目前，PDA在林业生产中的运用已非常成熟，其不足之处在于其成本过高，功能单一，技术要点复杂，操作系统在当前移动电子产品中的占有率低，诸多因素导致其在基层林业工作中推广难度大，相对而言，以安卓系统为主流的智能手机在林业生产中的运用突显活力，成本低，易于推广，其相关软件的关联性、开放性强，具有很强的实用性和适用性。

2.1 “Es”在林业生产中的广泛引用

通过试用和研究发现，以“六只脚行踪”等为代表的Es技术在林业生产运用中优势明显，该软件以智能手机为载体，此款软件的功能之一就是可以记录航迹并保存为Gpx格式，此项功能基本可以代替手持Gps，主要是其可以依托于谷歌卫片进行实时跟踪，更直观、鲜明，能够把手机、Gps和照相机功能集于一身，同样可以下载卫片，通过格式转化可以加载矢量化的地形图，支持地形、卫片、平面图等多种功能，精度较高，在户外林业生产地形图勾绘中实用性很强。其注意事项就是记录的航迹最好有路、渠等参照物，以便对照纠偏，也可计算出纠偏值进行全县区使用。

“六只脚行踪”的地形图可通过Wife分层下载一次即可终生保存使用，外业调查中打开GPS导航可实时跟踪记录航迹，及时修正航迹，其Gpx格式航迹可与谷歌地球进行通用，也可通过QQ等即时通讯软件进行实时传递使用，特别是在夜晚的森林火灾扑救现场进行很实用的导航和判断火灾趋势，同样适用于一类调查的样地精确导航，其航迹可上传到电子邮箱进行长期保存使用。

2.2 谷歌地球的灵活使用

谷歌地球以其高分辨率和零使用费突显优势，同时谷歌地球的图层具有分年度查询特性，现实林业生产一般都是分地块儿进行的，虽然植树造林成林后的林相无法从卫片上进行直接观察，但是可通过查看造林前的谷歌卫片图层进行判读。首先把卫片调整到所需年度图层，打开谷歌地球的“标尺”工具栏，用“路径”进行勾绘小班，勾绘小班时要注意把路、渠等参照物同时勾绘并保存航迹，保存的航迹一般为Kmz格式，然后再另存为1次，此时的航迹可保存为Kml格式，最后可用Gis Office等软件进行转化为Shp格式图层即可加载到Arcgis进行参照编辑。此种方法避免了因下载谷歌卫片带来的付费、操作复杂等不便。

2.3 征占用林地调查的实际运用

征占用林地调查在林业生产中占据很重要的位置，主要困难在于其跨行业，主要涉及到土地、规划和林业多个部门。林业调查原则上依据土地部门的用地红线图进行确定征占用林地界限，第1步对其西安80（也可能其他坐标系）坐标系的点图层进行转换，转换成所需坐标系坐标，一般用坐标换带计算软件批量系统纠偏换算，换算之后再次进行线性纠偏即可，而后即可在Arcgis里进行编辑红线图周界图层，编辑后的图层只是停留在计算机层面，和现场调查所需还有一定差距；第2步就需要导出该图层并转化为Kml格式，加载到谷歌地球并对照求出偏移值，由此偏移值反过来在Arcgis里进行移动图层，直到保证导出的图层和谷歌卫片进行匹配即可；第3步把处理过的图层用Global Mapper等相关软件转换为Gpx格式，并导入到智能手机的“六只脚行踪”软件，由此便可现场实时跟踪确认征占用林地界限，做到提前掌握林地林相资料及调查路线等相关情况。