林业信息化技术发展现状及应用

袁首乾+陈秀娟+邓新禹

摘 要：随着我国对林业的重视，林业发展也取得了空前的成果。目前，林业的不断发展以及林业产业规模和基础设施的不断完善，林业信息化技术可谓是起到了十分重要的推动作用。在林业发展的过程中，必然要匯集大量的林业信息并且要处理大量的林业信息来服务于林业的发展，这就为林业信息化技术的变革奠定了基础。在互联网技术、计算机技术以及3S技术的基础上，已经形成了较为系统的林业信息化系统，为林业资源管理、林业工程建设等方面提供了重要的信息支撑。本文基于当前的林业信息化技术的发展现状，对其应用进行介绍和分析，旨在为相关的理论研究提供一定的参考。

关键词：林业信息化；3S技术；基础建设

中图分类号：S7 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170631033

引言

信息化技术的发展促进了经济的建设和各行各业的发展，同样，也成为促进林业可持续发展的重要手段[1]。林业信息化是林业生产建设过程中，借助现代化信息技术实施信息的搜集和管理的过程，是当前林业快速、健康发展的保障。这其中包括统一规划和协调林业信息资源的标准，实现网络化，智能化，一体化的林业信息管理模式，而信息化范围包括生产、管理、科技推广和教育[2]。目前，以3S技术为核心的现代化林业信息管理系统在全国范围内已初步建立，为我国的数字林业的建设提供了强大的支撑，使我国朝着规范化、国际化的林业信息管理又迈进了一步。基于当前遥感技术、地理信息系统、全球定位系统以及数据库等相关信息技术为研究对象并结合笔者林业工作实践介绍林业信息技术发展的现状，并对这些技术的应用展开探讨。

1 我国林业信息化技术发展现状

林业信息化这一理念是德国20世纪60年代提出的，于20世纪末期引入我国，对我国的相关体系的建设提供了理论指导[3]。我国林业发展起步时间晚，不过发展迅速，目前已经初步建立了林业信息化体系，不过发展水平与国际先进水平之间还有一定的差距。在过去的很长一段时间，我国林业信息化建设一直处于一种低水平重复建设的阶段，导致大量的人力物力的消耗，例如在林业资源信息的搜集方面，依靠大量的人力对森林植被进行逐一地测量，不仅工作量大而且计算精度难以保证，在数据的更新方面也存在这巨大的障碍[4]。严重制约了我国的林业信息化体系的建设。由于林业信息缺乏统一的标准，使得在信息的传递和共享方面也存在着较大的制约性，导致了林业信息交流的不顺畅。而且基层林业设施的落后，直接影响了后期的信息化技术的普及，加上基层单位对于信息的管理意识不到位，业为相关的信息的泄露埋下了隐患。

以上的这些问题长期地困扰了我国的林业信息化工作的开展，我国于21世纪初期重视发展3S技术以提高我国的林业信息化管理水平，即遥感技术（RS）、地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）。同时，在大数据环境下，数据库技术也得到了充分的应用，成为3S技术应用中的重要技术支撑。以上技术的应用大幅度提升我国林业信息采集的效率和精准性，为实时的林业管理、调查、监控提供了可能。同时，为我国林业信息化迈向国际提供了有力保障。

2 林业信息技术应用

2.1 遥感技术

遥感技术一般是指对地球的地面以及高空天梯的监测的系统的总称。由信息处理平台、信息发射及接收系统和遥感仪器构成，其中的平台常见的有气球、人造卫星、飞机以及高塔等，这些平台因使用的环境、功能的不同，在分辨率、使用寿命和使用频次方面也存在着差异[5]。在接收器和发射器方面除常规的可见光、红外线之外，为了适应不同环境和功能的检测，还衍生出了多谱段扫描仪、微波雷达、成像光谱仪等特种仪器，并不断的朝着高清化、多极化、便捷化的方向发展。

遥感技术可以说极大地便利了森林火灾以及病虫害的防治工作。传统的森林火灾的监控主要采用地面巡逻以及塔台瞭望的方式，观察范围有限而且频次较低不利于突发情况的处理，在大多数交通不便的深山中发挥的作用十分有限。目前通过低轨道卫星以及极轨气象卫星等手段，能够对地面的热点及时监控，通过卫星数字数据可直接计算出过火面积，对火灾实时进行掌控，同时根据火灾点的地理情况制定最佳的救援路线和林区的分割区域[6]。在森林病虫害的监控方面，遥感技术也大展拳脚。森林病虫害如果不能及时发现并有效的控制，很可能造成大面积森林的毁灭性破坏。在森林病虫害爆发前期，植物受到病虫害的影响叶片内部结构，从而影响光谱反射率，体现在叶片的颜色上，然后通过前后的红外彩色片进行对比从而在发病的早期就监测出来。

2.2 地理信息系统

地理信息系统是上个世纪中叶发展起来的地球科学研究技术，是一个多元学科。相关的技术是以搜集地球地理空间数据为基础的，通过地理模型分析，提供地域的动态、立体的信息，为地质、地理的研究提供模块化的研究数据。

GIS技术在营造林规划设计中运用，方便更准确地了解林业资源现状及生物多样性，可以有效直观地进行生产经营方案的制定。应用管理营造林规划档案，动态生成本地区的可造林地情况分布图，可以更好地实现适地适树提供可视化手段[7]。在林业管理方面目前也大量的引入了地理信息系统相关技术，通过GIS技术可以有目的的将所管理的林区进行划分，而且地理信息数据一次采集可以多次使用，克服了传统采集数据出现的误差大和工作量大的缺陷。此外，可以利用的空间分析功能把坡度、坡向、土壤类型、海拔高度等因子作为适地适树分析的主要立地因子进行立地分析和造林树种的选择，提高适地适树分析的可视化程度[8]。

2.3 全球定位系统

全球定位系统是美国军方为强化军事科技于20世纪70年代研发的卫星导航以及定位系统，是目前精度最高应用最广泛的定位系统。该系统的水平精度误差在1～2mm，山地丘陵地区精度可控制在5cm以内，由24颗常规卫星加3颗备用卫星构成。实时动态监测到达厘米级的精准度使得该系统成为在林业信息化管理中的重要手段。除此之外，我国也自行研制了定位系统中国北斗卫星导航系统（BDS），该系统是继美国全球定位系统以及俄罗斯的格洛纳斯卫星导航系统之后的第3个功能较为完善的定位系统，已经获得联合国卫星导航委员会的认可。定位精度在10m以内，可在全球范围全天候提供高精准导航定位服务。

GPS技术的出现迅速应用到了各个领域之中，在林业信息化建设方面也起到了举足轻重的作用。在森林管理中，凡是需要進行位置的确定、区域以及立体空间的划分都需要应用到GPS技术。例如在我国保护珍稀树木的工作中，就对一些古老的珍惜物种建立了GPS管理档案，在这些档案中，清晰的记录着这些物种的位置信息，为林业的管理和保护工作提供了便利。

2.4 信息数据库

在当前的信息时代，大数据环境应运而生。在林业信息化管理中即便是一个小的林区一天也会产生超过大量的数据，更不用说全国的林业信息了。产生的数据要及时的进行存储和分析，这样才能转化成有利于林业生产建设的有用信息。目前我国已经初步建立了地方以及国家层面的林业数据搜集体系，建立了统一的数据分析平台。在此基础上，建立了森林病虫害、火灾以及生物多样性数据库，在林业管理中需要相关数据可以通过授权直接从数据库中调取一手信息，大大方便了林业的管理效率，最大程度的促进了信息的共享。

3 总结

随着林业信息化技术的不断深入，我国林业也取得可长足的发展，初步构建了林业信息化管理体系。现代化林业信息技术渗透到造林育林、森林病虫害防治、火灾预警以及森林保护等多个方面，为林业工作的开展提供了极大的便利，切实的提高了工作效率，节省了人力物力。林业信息化建设为林业产业的建设提供了一个开放的、统一的、综合性的平台，为我国林业的可持续健康发展提供了科学的方案。虽然我国在林业信息化技术方面取得了一定的成果，但形势依然不容乐观，我国与国际上的许多发达国家还存在很大的差异。林业工作可谓是任重而道远，打造林业强国将是每一个林业工作者的不懈追求。

参考文献

[1]谢绍峰，张贵，肖化顺.林火动态监测中3S技术的应用现状与展望[J]. 中南林业调查规划，2005，35（04）：34-37.

[2]李春干，代华兵，谭必增，等.基于SPOT5图像分割的森林小班边界自动提取[J].林业科学研究，2010，45（01）：239-243.

[3]李军，宋春辉，许建闻，等.3S技术及其在林业中的应用前景[J]. 现代农业科技，2009，32（10）：78-79.

[4]郭少波，王丰，雷和平.3S技术在林业的应用与前景[J]. 陕西林业，2009，24（02）：65-68.

[5]赵强国，吴胜义，梁林怀.3S技术在数字林业中的应用[J]. 陕西林业科技，2009，22（01）：349-352.

[6]刘彩凤，曹雨.3S在林业中的应用[J].科技信息，2009， 20（03）：190-193.

[7]白景萍.精准林业与3S技术[J]. 山西林业科技，2008，26（04）： 96-100.

[8]刘晓双，黄建文，鞠洪波.高空间分辨率遥感的单木树冠自动提取方法与应用[J].浙江林学院学报，2010，34（01）： 4-7.

作者简介：袁首乾（1988-），硕士研究生，西南林业大学，研究方向：自然保护区规划与调整咨询，生物多样性调查与检测；陈秀娟（1986-），现从事自然保护区规划与调整咨询，研究方向：森林经理学；邓新禹（1990-），西南林业大学，研究方向：植物学。