“3S”技术在精准林业中的应用研究

2016-07-31彭国民

花卉 2016年15期

关键词：遥感技术森林资源林业

彭国民

（安徽省桐城市林业局安徽桐城市 231400）

“3S”技术在精准林业中的应用研究

彭国民

（安徽省桐城市林业局安徽桐城市 231400）

林业的发展需要借助科学技术的支持，随着我国社会经济的发展和科学技术的进步，林业发展开始逐步的加快科学技术的运用，相对于国外林业发展来说，国内林业发展中“3S”技术的运用相对比较晚，但是就目前的发展现状来看，“3S”技术在我国林业发展中的引用还是比较广泛的，本文对主题的介绍，首先简单的介绍了“3S”技术相关知识，然后结合“3S”技术现阶段在精准林业中的应用，提出了“3S”技术在精准林业应用中的发展前景。

“3S”技术；精准林业；应用

前言

相比发达国家来说，我国林业发展还有很多需要学习的地方，随着经济社会的发展，尤其是近些年来国际社会开始重点关注全球气候变暖等环境问题，林业发展越来越重要，对于林业资源的管理和保护工作也相继开展，对于我国来说，现阶段林业研究工作的重点就是林业资源的精准检测和管理。随着科学技术的不断发展和进步，在加上国家对精准林业的要求，“3S”技术在林业发展中的运用已然成了时代趋势，由于林区环境比较复杂，保护自然环境、地理环境等，在这种情况下“3S”技术能够有效的发挥自身优势，更好的帮助林业工作人员开展林业资源精准监测和管理，本文就是借助“3S”技术的具体运用来对精准林业发展尽心分析。

1 “3 S”技术以及在林业中应用

“3S”技术是GIS系统、RS技术以及GPS系统的统称，具体包含了通讯技术、卫星导航技术、计算机技术、空间数据处理技术以及传感器技术，通过这些技术的有机结合，对空间信息进行收集、整理、管理、分析、表达以及应用，是现代科技信息技术发展的成果。目前，“3S”技术在我国很多领域中都有使用，例如环境监测工作、资源调查管理、交通通讯管理、灾情预警以及气候变化研究等，同时在“3S”技术应用和发展的过程中，逐步的形成了强大的技术产业。

“3S”技术在不断的发展过程中日渐成熟，同时也逐渐的在各个领域扩散开来，逐步的朝着集成化的方向发展，通过三种技术的协调融合，能够对观察数据进行综合处理、集成管理，同时还能够实时关注监测对象的动态信息，通过信息的收集整理，进行智能化的分析。

1.1 地理信息系统的应用

地理信息系统（GIS）就是在借助计算机技术的支持，对空间地理信息进行处理，包括信息收集、存储、查询、计算分析以及数据表达。我国传统的林业资源调查主要是通过手工进行的，例如林业资源数据收集统计、图表制作以及数据分析，整体上效率很低。地理信息系统的出现，能够有机的结合先进的数据收集方法，改变原有的林业资源数据处理方法，高效率的获取林业资源统计数据。

1.2 全球定位系统应用

全球定位系统（GPS）是以卫星为基础的信息导航定位系统，通过GPS系统能够实现全球性、全天候和实时连续的信息导航和定位，同时通过系统处理为用户提供精准的坐标、时间以及速度等信息。

传统的林业资源清查主要是借助于当地地形图进行林业样本定位，然后对样本进行数据测量，总体工作量非常大，而且耗时也长。全球定位系统的出现彻底的改变了传统数据测量工作的弊端，同时还能够解决传统数据测量工作中无法实现的问题，在林业资源管理中，借助全球定位系统，可以实现任意一点的静态处理、精准定位，获取精准的数据，实现林区精准定点测量。同时GPS系统还与用于林业灾害评估、林区边界测量、遥感地面控制等方面，能够实现林业资源精度调查，推动林业管理工作的精确化发展，提高林业管理工作效率。

1.3 遥感技术

遥感技术（RS）能够在不接触目标物的情况下借助传感器收集到的目标物发出的电磁波能量数据实现远距离的信息收集，同时生成目标物数据图像，为人们提供信息识别、分类以及分析数据。

弗朗西斯（Francis）等学者曾通过分析表现教师教学方法的事件，对教师的教学特点和可辨认的模式特征进行描述[18]．类似地，研究者把职前教师的教学“模式”定义为：在教学设计及其模拟教学活动中重复出现的，共同构成其教学方法认识特点的可辨认的特征．根据弗朗西斯等学者提出的“指令性的或者传授式的教学”与“探究式教学”的事件的分类标准，从探究、指令、总结、联系等方面，对职前教师的教学设计方案及微格视频进行分析，得到4类较为明显的教学“模式”（见图2），每种教学“模式”的人数分布情况见表6．

这种技术在林业资源管理中主要运用于土地面积测量、森林资源测量以及灾害预测等方面。图1显示的借助遥感技术测量到的森林资源的健康状况示意图。

图1 遥感测量森林资源健康状况

从图1可以看出，RS技术通过数据测量和分析，可以对森林健康状况进行详细分析，然后通过图像处理让林业工作人员能够清楚的看出森林植物的健康状况。同时遥感技术通过遥感影像不同波段的具体数值，以树种等因素作为自变量，以单位面积作为因变量，建立数据回归模型，然后经过系统计算能够得出森林不同树种的蓄积量，相比传统人工统计来说，时间段、效率高。遥感技术通过对不同时间的图像数据进行差异化分析，能够准确的判断出森林灾害，提高森林灾害防治效率。

2 “3S”技术在精准林业中的应用

2.1 “3S”技术运用对精准林业发展意义

（1）精准林业就是使用“3S”技术、数字通讯技术、传感器技术等在内的高新科技对森林土地类型进行分析，根据分析数据建立林业生态模拟系统，对林业育种、生长、灾害预警防治等进行实时的检测。通过“3S”技术以及计算机信息技术的运用，借助生态学、工程学、测绘学等，科学管理林业资源。

（2）现阶段“3S”技术和林业管理工作的结合是最为成功的一个领域，“3S”技术的运用在精准林业的实现过程中发挥关键的作用。能够实现林业资源和生态环境综合监测，解决林业资源发展过程中的诸多问题。

2.2 森林资源调查和动态监测

“3S”技术对于森林资源的调查和动态监测体现在很多方面，例如利用遥感信息符合的方式实现森林资源分类以及动态监测；通过遥感技术和地理信息系统的结合运用，及时准确的更新森林资源信心数据，实现森林资源的动态监测，图2体现的是“3S”技术用于森林资源动态管理系统框架。

图2 “3S”技术森林资源动态管理系统

系统结合RS技术、土壤机械采伐监测传感器、定位技术对森林资源进行精确评价，同时通过数据收集、信心管理和决策支持还能够实现灾害预防和处理。我国目前针对森林火灾监测已经开始广泛的使用“3S”技术，以此为核心，运用数字化信息手段充分的反应森林火灾管理状况，以“3S”技术为核心，逐步的建立起拥有自动化、智能化以及网络特点的数字森林火灾预警管理机制，系统的运行过程首先GPS系统发现森林火灾位置，在火灾扩散阶段检测火灾动态，火灾结束之后进行精确评估，其次借助航空遥感技术，通过测试雷达扫描生成图像，实现实时的数字信息传输，能够对灾害进行全天候精准检测。

2.3 “3S”技术精准林业运用中的不足和改进

尽管“3S”技术在现阶段林业发展中得到广泛的应用，但是还存在一些不足，主要有以下几个方面：

（1）遥感技术：图像解译技术现阶段还有待提高，需要加快复杂地貌信息处理技术的更新，尤其是针对地貌复杂零碎的地区，提高局部信息的解译水平，提高遥感技术解译精确度；

（2）尽管能够通过“3R”技术获得大量的地理卫片资料，但是无法实现光谱、空间以及时间三者分辨率的协调统一，所以要加快遥感技术的研究，尽快解决分辨率协调问题，提高信息的清晰度；

（3）遥感技术生成的图像包含的不仅仅是森林植物信息，同时还包含其他方面的图像信息，能够帮助开展各项林业研究工作，但是现阶段林业管理部门对于遥感图像信息的利用效率低下，没有深入挖掘图像信息的价值，所以一方面要加快地方林业部门建设，另一方面为基层林业工作提供财政和技术支持，加快专业人才队伍建设和基层林业部门技术配置，通过专业人才培训协调基层林业部门技术实践，扩大“3S”技术的应用面，推动精准林业发展；

（4）根据林业资源现状，因地制宜协调“3S”林业开发引用，通过专业技术人才和资金支持，逐步的开发适合不同地理环境精准林业发展的技术软件，同时加快构建“3S”技术共享网络，实现资源的共享，为精准林业提供强有力的技术支持。