3S技术在伐区调查设计中的应用

邓竞平

摘 要 随着高新信息技术的迅速发展，3S技术在林业行业工作中得到了广泛的应用。3S技术在伐区调查设计中的应用主要包括伐区界线测量、伐区面积计算、样地定位、标准地设置、伐区调查设计图制作等。基于此，着重对目前3S技术在伐区调查设计中的应用进行详细介绍和分析。

关键词：3S技术;伐区;调查设计

森林采伐前一般需要深入伐区进行调查，根据调查获得的森林数量、质量和立地条件，进行森林采伐利用和森林更新方案设计，编制出调查设计文件，作为制定计划和指挥生产的依据，这项为伐区生产进行的调查设计工作称为伐区调查设计。随着现代科技在林业经营管理中的应用，林业管理水平得到很大提高，对伐区调查设计的要求也相应提高。面对林区复杂的地理环境，在伐区调查设计中应用3S技术，能够减轻伐区调查人员的工作量，同时提高工作效率和精度。

1 3S技术概述

3S技术是全球定位系统（Global Positioning Systems，GPS）、遥感技术（Remote Sensing，RS）和地理信息系统（Geography Information Systems，GIS）的统称，是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合，多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术。全球定位系统（GPS）是一个中距离圆型轨道卫星导航系统，可以为地球表面绝大部分地区（98%）提供准确的定位、测速和高精度的时间标准。遥感技术（RS）是指从高空或外层空间接收来自地球表层各类地物的电磁波信息，并通过对这些信息进行扫描、摄影、传输和处理，从而对地表各类地物和现象进行远距离控测和识别的现代综合技术。地理信息系统（GIS）是在计算机软硬件支持下，拟描述客观世界的各种数据，按其地理坐标或空间数据输入计算机，并在其中存储更新、查询检索、量测运算、分析处理、综合应用、显示制图和输出的一种技术系统。随着全球卫星定位系统、遥感技术和地理信息系统的不断发展，3S一体化技术的研究和应用逐渐向广度和深度发展，已被广泛应用于林业、农业、水利、公路、工程建设、地质与矿产、海洋、国土等资源、环境与工程管理的各个领域[1]。

2 3S技术在伐区调查设计中的应用

2.1 伐区界线测量

伐区界线测量的传统方法中，调查人员大多利用地形图进行对坡目视勾绘。伐区地形一般较为复杂，视线影响、勾绘者站立的位置和角度不同都影响勾绘伐区边界精度，应用GPS的定位功能，则能够快速、高效、准确地测量伐区的界线。调查人员手持GPS沿伐区边缘匀速行走，行走过程中保持GPS水平，且速度不要过快，沿伐区边缘绕行一周后保存航迹，在计算机上将GPS航迹导入GIS软件，在地形图上显示，即可得到所调查伐区的界线。

2.2 伐区面积计算

应用3S技术计算伐区面积主要有两种方式。1）应用GPS面积计算功能直接计算面积。开机进入GPS面积计算页面，按下“开始”按钮开始测量，由起点出发沿伐区边界走一圈，回到起点结束形成闭合航迹，按“计算”按钮即可计算出伐区面积。2）GPS同GIS软件相结合。将GPS航迹导入GIS软件，在计算机上应用GIS软件绘制出伐区界线图计算面积[2]。

2.3 样地定位

在伐区调查中，需要对调查样地进行定位，以便复位测量。GPS技术具有能够进行快速动态定位的特点，为伐区调查提供有效的帮助。使用GPS前将坐标格式设定为用户自定义“UserGrid”，设置坐标参数，中央经度=（当地经度÷6+1）×6-3;投影比例为1;东西偏差为500 000;南北偏差为0;DA为-108;DF为0.000 000 5;DX、DY、DZ根据不同地区应取不同数值，可以在当地测绘部门得到。设置好坐标参数后将GPS翻页到卫星界面，GPS与卫星连接稳定后，即可读出调查样地的公里网坐标，做好记录。样地复位测量时根据记录的调查样地公里网坐标，应用GPS导航功能，能够准确找到调查样地的位置。

2.4 标准地设置

在伐区调查中，需要设置标准地对植被郁闭度、树种组成、株树密度、平均胸径、蓄积量进行调查，设置具有代表性的标准地是提高伐区调查精度的关键。遥感图像是以地物的光谱特征、辐射特征、几何特征和时相变化来表现地物信息，调查人员可以通过综合遥感图像的形状、大小、色调、阴影、纹理、图案等初步判断所调查伐区的林分特征，从而为合理设置标准地提供参考。

2.5 伐区调查设计图制作

地理信息系统（GIS）作为获取、处理、管理和分析地理空间数据的重要工具和技术，具有强大的制图功能，为伐区调查设计图制作提供了方便。目前应用较多的GIS软件有ESRI公司的ArcGis、中地数码的MapGis、超图软件的SuperMap等[3]。应用GIS软件制作伐区调查设计图主要过程为扫描纸质地形图（1∶10 000）为栅格图像，图像配准，矢量化栅格地图，编辑伐区位置、四至界线、集材道等，标记伐区小班号、优势树种、林龄、采伐面积、采伐蓄积、出材量等，设计图例、指北针、比例尺，打印输出。

3 结论

1）在伐区界线测量中，GPS航迹法同传统对坡目视勾绘方法要灵活运用，才能减少工作量。对一些边界线无明显地形、地物的，如平地、山腰、斜坡等则采用GPS航迹法，对边界线有明显地物、地形的则采用对坡目视勾绘方法，如山脊、山沟等。

2）用GPS测量面积时，林地面积越大精度越高;对不规则林地测量面积，用GPS航迹法计算面积相对精度较高。

3）在伐区调查中应用GPS的定点、定位功能，读取样点的位置坐标，完全可以取代传统的样点定位、目视定位等调查方法。应用GPS的定位和导航功能对伐区调查样地进行定位和复位测量，可以大大减少劳动量，提高伐区调查效率，确保样地定位的准确性。

4）遥感图像主要应用于大面积的森林资源调查，在伐区调查中應用遥感图像直接估算林分蓄积量精度不高，但可以为调查中设置标准地提供参考。

5）应用GIS软件制作伐区调查设计图，采用统一的字库、符号库、线型库、颜色库、图案库等以及规范化的标注，图面美观、色彩均匀、符号大小统一，提高了成图质量。

参考文献：

[1] 周维禄，苏百牛.“3S”技术在森林资源规划设计调查中的应用[J].甘肃林业，2013（2）：36-37.

[2] 安星锋，闫卫国，李刚.GIS和GPS技术在林业调查中的应用[J].绿色科技，2015（8）：183-184.

[3] 朱成日.试论GIS和GPS技术在林业调查中的应用[J].科技创新与应用，2018（6）：140-141.

（责任编辑：刘昀）