森林资源监测中林业3S技术的应用现状与展望



森林资源监测中林业3S技术的应用现状与展望

摘要：3S技术是遥感技术（简称RS）、地理信息系统（简称GIS）和全球定位系统（简称GPS）的统称，林业3S技术作为森林资源监测工作的主要运用技术，其发展和应用给森林资源监测工作带来了一场技术革命。本文详细分析了3S技术的概念及发展过程，解读国内国外的应用现状，并对该项技术的应用前景作出展望。

关键词：森林资源监测；林业3S技术；应用现状

森林资源监测主要是对森林资源的观测分析，其主要目的是能够及时掌握森林资源的变化状况和发展趋势，为国家的林业经营和管理进行科学的决策。1989年，我国开始建立国家森林资源监测体系，并建成国家森林资源监测管理系统和地方森林资源监测管理系统。而根据层级不同，监测技术方法也有不同，国家森林资源监测管理系统以森林资源连续清查方法，并结合现代数据更新技术，达到监测森林资源的目的。而地方森林监测系统一般采用定期清查的方法，做到及时更新森林资源数据和信息。但随着动态监测技术的应用，森林资源监测也展现出前所未有的新气象。特别是行业内熟知的“3S”技术，更是成为时下森林监测技术的研究热点。

1　什么是“3S”技术

3S技术是遥感技术（RS）、地理信息系统（GIS）以及全球定位系统（GPS）的统称，是一项结合了卫星定位技术、计算机技术、遥感技术、通讯技术等多个学科的综合性现代信息技术。

1.1遥感技术（RS）。遥感技术是指对地球表面电磁波信息的扫描、摄影、传输、处理，以达到对各类地表信息远距离监测和识别的目的。由于该技术能够实时提供多空间和动态的地理信息，因此被广泛应用于植被资源调查、森林资源监测、气象观测、病虫害、交通网络分布等多个领域。1.2地理信息系统（GIS）。地理信息系统是一款专门进行地理信息管理的计算机软件系统，该系统不但能够进行多角度、多层级、多门类的管理地理信息，还能够将各类信息进行分析、组合，方便操作者检索和查询。除此之外，GIS还能够将信息逼真的再现到电子屏幕上，实现数据的“可视化”，降低了操作者管理信息的难度，提高了工作效率。该系统现在广泛运用于地理区域规划、生态环境规划、自然灾害的监测、森林资源监测等领域，为相关部门作出科学决策提供了依据。

1.3全球定位系统（GPS）。该系统是一项具有实时三维导航与定位功能的卫星导航定位系统。因为其高效、快速、准确的特点，被广泛应用于军事活动、地球监测、土地利用以及人们的日常生活。

2　“3S”技术在森林资源监测工作中的应用现状

2.1我国森林资源监测中林业“3S”技术的应用情况。

2.1.1森林防火。1991年，国家林业局相关专家成功研制出基于（GIS）的国家林火管理信息系统，并先后在我国的东北地区、西南地区进行推广实验，取得了不错的效果。

2.1.2森林病虫害的监测。科学研究表明，正常生长的植物都会有规则的光谱反射曲线，而遭受病虫害后会出现卷叶、残叶、叶片吞噬、枝条被破环的情况，这些植物形态的变化都必然导致植物光谱反射曲线的改变。利用遥感技术（RS）可以实时监测植物光谱曲线，并结合（GIS）、全球定位系统（GPS）技术，可以明确某地是否存在森林病虫害以及灾害等。

2.1.3森林资源的清查。2009～2013年，我国进行了第八次全国森林资源清查活动，该项科研活动组织了2万名技术人员，采用森林资源连续清查的方法，对全国森林资源数量、质量以及结构分布等方面进行详细的调查统计。本次森林资源清查活动中，采用的就是以遥感技术（RS）为主并结合（GIS）、全球定位系统（GPS）技术的清查技术，是林业“3S”技术的具体实践。

2.2国外关于“3S”技术的具体应用。从国际上看，在这一领域处于领先水平的主要是北美国家以及西欧、北欧地区。美国作为该技术在北美地区的代表国家，其在20世纪80年代就在林业资源监测、生物多样性保护以及环境保护等领域开始推广“3S”技术，并建成了资料全面详细的数据库，实现了对森林资源的连续动态监测。而在西欧地区，德国就利用“3S”技术进行森林结构、类型的多层次分析，并利用其自身成熟的制图技术，可以详细直观的统计和分析森林资源的各方面情况。还比如，北欧国家芬兰就基于光学遥感数据反演出当前的森林资源量，并结合影像学技术和发达的地理信息系统，估算出国家森林的活立木储量，并可推测出较为精确的分布情况。

3　林业“3S”技术的发展前景

3.1利用RS、GIS、GPS的合理融合，实现森林资源监测的自动化和集成化。在技术的实际运用中，遥感技术是地理信息系统的重要数据来源，而地理信息系统反过来又可以分析遥感技术所得到的数据，从中提取有价值的信息。全球定位系统可为遥感技术提供地面和空中的监测手段，实现误差最小化，而这种更加精确的数据又可为地理信息系统所利用。由此可见，此三项技术可以环环相扣，互取所长，能够实现森林监测中对于各项情况的立体化掌握。

3.2利用“3S”技术可以更加具体的了解森林面积的变化。从以往的实际经验来看，遥感技术能够将森林变化直观化。但是，在融合地理信息系统和全球定位系统之后，科研人员不仅可以及时了解森林面积的变化，还能够根据其他两项系统，推测森林变化的原因以及详细的地域分布。无论是森林面积的减少或增多，科研人员都能够确定该变化的深层原因，并且根据各项因素推测未来的森林变化情况。

3.3关于森林起火点的未来研究。在现阶段的“3S”技术运用中，森林防火是一项重点研究工作。其中，对于森林中异常热点的监测、火灾强度、植被损毁情况等都能够有效的监测，但是森林起火点的定位依旧是一个研究难点。因此，随着“3S”技术的深度推广，解决这一难题成为当前森林防火问题中的重中之重。

3.4对于森林资源的监测清查。目前，世界各国在森林资源监测工作上都依照可持续发展这一指标来进行信息采集，例如生物多样性、水文保持、森林生态等。而“3S”技术的开展，可以让目的性更强的监测工作变得更加精确便捷。比如说，利用遥感技术可以获取多波段的扫描图像，得出具体的TM数据，并结合地理信息系统，可以准确的判断研究区域的森林生长情况、健康情况、森林种群情况以及森林蓄积量等等。还可以依据森林生长的不同季节，获取不同的数据，使对森林资源的清查更加精确。

参考文献

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