3S技术在森林资源管护中的应用

施光正 陈星志

(云南省林业调查规划院，云南 昆明 650051)

随着森林资源种类的不断增加，森林资源逐渐呈现多样性，因此，数字化管护森林资源便成为当前发展的趋势之一。引入3S技术便于提高林业管理效果，是实现森林资源管护的关键，是提高开发、检测与管理森林资源的水平的必然趋势，3S技术以信息化技术为林业管理部门提供林地分布、资源动态变化的可靠信息，进而确保森林资源可持续健康发展，获取最大化森林效益。

1 3S技术的概述

3S技术是地理信息系统(GIS)、遥感(RS)、全球定位系统(GPS)的总称，属于一种获取、分析与处理空间信息的综合性技术，其同空间、电子、光学、地图学、地理学、计算机技术等科学密切有关。目前，在气象、海洋、林业、农业等领域都可以看到3S技术的身影[1]。3S技术在空间信息管理中各具优势，均能够独立实现自己的功能。在问题处理时，它们之间相互配合，但在功能方面却各具优劣势。GIS可以发挥空间查询等作用，具备较强的分析能力，综合处理效率较高，缺点在于数据获取上非常繁琐，RS具有动态性、周期性、宏观性等特征，可获取更广泛的地域信息，然而光谱波段影响大，精确定位与分类数据的能力较差；GPS具有实时定位的功能，可立即找到目标位置，确定空间数据库，缺点为自身难以显示目标点地理属性。所以，联合使用三种技术，不仅可借助周期更新短的遥感信息为GIS信息源，最大化发挥其使用价值，对数据进行动态分析，而且可借助GPS对数据进行实时采集、定位与校正导航，对地理信息系统信息予以有效充实，还可以借助GIS空间数据量化分析的优势，提高森林资源管护的效率与质量。

2 3S技术在森林资源管护中的应用

2.1 RS在森林资源管护中的应用

RS是一种集物理手段、数学方法、地学分析为一体的探测技术，可利用法国SPOT5卫星调查森林资源现状来获取遥感数据源[2]。法国SPOT5 卫星，立体成像、分辨率高等优势明显，可将树种、树龄、生物量与叶绿素浓度、绿色植物反射吸收性能等反映出来。将不同时期与分辨率的多层遥感信息应用于森林资源管护中，并借助图像处理与专题制图分析信息，对森林资源作出科学合理的评价。这样能够更好的了解森林资源空间分布特征与动态演变规律等情况，为森林资源管护创造了良好条件，具体如图1所示。

图1 部分 Spo T5 卫星遥感影像图

2.2 GIS 在森林资源管护中的应用

GIS技术是一套现代化信息管理系统，将大量信息同地理位置、视图相融合，在计算机图形与数据库技术支持下，能够全面采集地理图形与属性信息，在编辑、转换和分析后，能够保证森林资源信息得到高效处理。例如，在森林资源管护中，借助ArcGIS软件构建GIS专题图，再使用各种严格标注出不同地类，再把有关数据如实输入到ArcGIS中，叠加数据，处理相关地理要素，逐步构建林区图形数据库、属性数据库，最终构建森林资源信息管理系统(图2)。

图2 Arc GIS的工作界面

2.2.1 森林资源分析和评价

将RS图像信息与地面调查相结合，通过GIS将森林资源变化、林分因子空间分布图形等绘制出来，便于准确掌握已有的森林资源[3]。

2.2.2 森林经营

借助GIS数据库与模型库工作，对森林抚育情况进行检索与提取，编订抚育间伐图，科学预测合理的株数(图3)。利用GIS的森林资源管护从属性信息管理转变为综合全面管理，提高了管护的科学性，综合、全面分析了森林资源，为规划与开发提供了可靠信息。

图3 人工林抚育间伐图

2.3 GPS在森林资源管护中的应用

通过GPS进行定位，与RS信息、GIS分析要素等结合起来，从而快速完成野外数据信息定点采集工作，并在样点试验数据信息后，让森林防火、抚育间伐及资源调查等获得可靠依据。将GPS应用于森林管护中能够准确评估森林灾害与量测区边界，并顺利完成遥感地面控制、飞播造林辅助导航等任务[4]。另外，在森林资源规划调查与设计方面，可以PDA为工具，PDA 融合了GPS、GIS各项技术，并同地形图、航片相结合，综合分析出林相图、样地分布等信息。在野外调查过程中使用PDA能够实现高效率野外调查活动，可避免由于样地错位或识图不清而出现误差的情况，而且可实时录入数据，避免人工录入的误差[5]。

3 “3S 技术”的发展前景

3.1 实现森林资源监测的自动化和集成化

“3S 技术”则是把RS、GIS、GPS互相结合的综合性技术[6]。借助“3S”技术，能够自动化、集成化监测森林资源。“3S 技术”中，三种技术分别具有自己的优势，可互相弥补不足之处。RS可广泛收集数据，构建了GIS，GIS便于深入总结分析数据，筛选出有价值的信息，GPS以此为依据全面监测森林资源，避免误差的出现，提高数据精确度，最终获取更准确的信息，为林业决策提供更可靠的信息[7]。现阶段3S技术应用日益广泛，在GIS技术与遥感图像技术发展过程中，以及GIS数据库可以自动生成和更新图片，有利于对森林资源的实时监测[8]。

3.2 关于森林起火点的未来探索

对于森林资源管护而言，防火是重点工作[9]。一旦森林出现了零星小火便会迅速蔓延，扑灭十分困难，因此必须找到根源处，迅速有效控制起火点，如此，不仅可有效扑灭大火，而且还能够挽救经济损失与人员伤亡。现阶段，在森林资源监测中，3S技术比较常见，在火灾异常热点、火灾强度监测方面取得了显著的成绩，但是起火点准确定位还需进一步强化，这是“3S”技术将来研究的重点。只有准确定位起火点，才可提高森林火灾预警能力，迅速扑灭火源，有效保护森林资源。

3.3 对于森林资源的监测清查

现阶段，在森林资源监测方面，各个国家均是贯彻执行可持续发展理念来采集信息，例如，重视森林生态、水文保护及生物多样性。运用“3S”技术可提高监测工作的目的性与精确度[10-11]。

4 结语

对于森林资源管护而言，“3S”技术具有强大的生命力，可提高森林资源开发与利用的科学性，使得林业工作更加规范与科学，可有效保护森林资源。目前，林业产业同经济发展处于协同发展现状，环境友好型社会正在逐步建设中。为了能够促使“3S”技术发挥最大化效能，应注重技术研究与开发，并加强人员专业培训，从各个方面保障与支持“3S”技术发展，强化森林资源保护成效，促使林业工作获取最大化经济、社会与生态效益。