浅谈“3S”技术在林业经营管理中的应用

张文晓

（海东市乐都区林业和草原局，青海海东 810799）

我国疆土辽阔、地大物博，拥有丰富的林业资源。近年来，生态环保得到广泛关注，我国绿化力度逐渐增强，植被覆盖率有效增加，林业经营管理问题也随之涌现。传统林业管理主要是通过自身经验及肉眼观察掌握相关数据，难以将林业资源动态变化充分显示出来，管理人员不了解林业资源的实际情况。因此，应当应用“3S”技术采集林业资源信息，做好空间分析工作，建立林业资源数据库，动态更新相关数据，以提高林业经营管理效率。

1 “3S”技术概述

“3S”技术作为我国当前广泛应用的现代信息技术，主要是指遥感技术（Remote sensing，RS）、全球定位系统（Global positioning systems，GPS）及地理信息系统（Geography information systems，GIS）。其中，遥感技术能够通过不同物体携带的电磁波对其进行识别判断，在高空中准确测量林业范围中的各类物质，在林业管理中通常用于林木高低、植被面积的测量。全球定位系统定位功能较强，可准确追踪定位实际物体，利用卫星对地面进行实时监测，能够在林业范围内对林业资源进行连续实时监测，准确定位测量位置。地理信息系统以地理位置为基准点，分析物体空间特征，能够实现信息查询、检索与修改，可用于林木多样化品种分析［1］。

2 “3S”技术在林业经营管理中的作用

2.1 指导工作信息化

林业资源作为可再生资源，具有变化频繁、生长周期长的特点，且大部分林业资源分布于复杂地形的山区内，调查工作费时费力，操作难度较高。而应用“3S”技术，则可解决上述问题。该技术利用互联网可向林业管理人员呈现出林业资源空间分布信息，对于部分难以获得的基础数据或数据精确度不足的林业资源相关土壤类型、地形、周围比例、居民点、湖泊、河流等元素也可精准展示出来，以实现林业信息共享，为林业部门管理、规划、生产提供支持。

2.2 改变管理方式

在林业建设速度不断加快的情况下，对于管理工作也提出了新的要求。现有管理模式难以满足林业发展，主要是由于现有管理手段无法全面监控造林工程，数据缺乏更新，监督力度不足，上报造林面积准确度较低，无法实时反映林业资源消长情况，管理体系条块分割，信息孤立，无法综合分析，未能将数据为决策服务的效果发挥出来［2］。应用“3S”技术能够实现科学化林业经营，将空间数据作为重要因素进行综合分析，转变以往只能分析单一属性数据的缺陷，完善决策方案，动态管理林业空间属性资源，当林业资源发生变化，即刻更新资源数据，以准确掌握其情况。

2.3 提供信息服务

我国对于林业资源管理每年的投资逐渐提高，要求林业部必须强化对林业工程的管理监控，而应用“3S”技术能为工程规划制定提供参考，避免出现重复造林、重复投资情况。利用卫星影像实时监控工程，进行工程的验收与评价，可避免出现弄虚作假或面积不实等情况，快捷、实时掌握工程进度，实现透明化工程管理，为工程实施奠定基础。

林业生产周期长、管理粗放，且受到社会、气候、自然等影响，决策难以合理化与精确化，而建设“数字林业”能够提高决策的科学性。为实现林业可持续发展，需保证内部协调，即林木发育与立地条件、林木培育与木材加工、副产品资源与生产林产品、微生物与动植物等协调发展。为平衡关系和解决矛盾，需处理众多复杂数据与资料。建成“数字林业”后，可及时掌握基础林业数据、发展势态及动态变化，突破以往决策局限性，避免出现盲目决策与主观臆断，实现科学决策。

2.4 实现防火防虫

林业资源管理长期以来存在难以精准掌握森林资源消长动态的情况，对森林火灾、病虫害及乱砍滥伐现象缺乏有效的监测手段。而应用“3S”技术，借助分辨率高的卫星图像识别对林业资源进行清查，可减少林业勘察作业量，提高调查精确度。另外，该技术能将数据制作为数据库，制作多级比例尺图层库，实现林业资源的快捷清查、管理与监测，协助确定森林火险等级、病虫害情况，制定相应防治方案，使得濒危物种、野生动植物、森林资源等获得有效保护。

3 “3S”技术在林业经营管理中的应用

3.1 GPS 技术的应用

GPS 具有定位功能、面积测量及导航功能，在林业管理中的具体应用如下。

3.1.1 定位功能

校正卫星遥感影像过程中，可结合相关信息选择最佳控制点，以1∶10 000 比例尺为参考校正影像，应用GPS 校正实地测量。扫描1∶10 000 地形图后，校正几何精度控制在0.3 mm，而缺少1∶10 000 地形图林地，则应用差分GPS 接收机对控制点进行采集，以地形图地物与影像图地物匹配方式作为控制点，先实施全色波段数据校正，以此为基准实现多光谱数据校正，可提高匹配精度［3］。在地面上均匀分布控制点，做到因地而异，如高山地区控制点约为25 个，平缓地区控制点20 个左右。通过此种方法绘制地图后，即可以此定位森林虫害与火灾位置，根据林业资源、地理条件等制定相应的灭虫害、灭火方案。

3.1.2 面积测量

沙源治理、退耕还林等工程申报与实际面积核对后，可利用GPS 面积测量功能进行验收，手持GPS 或坐车绕测量区一圈，将数据导入电脑内，即可通过管理系统对其进行分析。此外，还能用系统分析当地坡向、气候条件、地形、水源条件、灭火设备、交通状况等，以确定灭虫害与火灾方案，根据森林的虫害、火灾、育林等变化，动态掌握林业资源。

3.1.3 导航功能

根据林业土壤条件、气候条件、造林树种、水文条件及植被条件，对造林面积及位置进行规划，以此为基础在飞机上固定GPS 导航，即可至规定地点飞播造林。当着火后，也可在飞机上固定GPS，结合导航功能了解火灾变化，确定方案。

3.2 RS 技术的应用

以遥感影像为数据源，通过目视解译获得森林不同资源分布面积。

3.2.1 建立解译标志

将遥感图像与当地作物布局和特点相结合，通过野外实地访问与探查，将实地情况与影响特征对比，构建SPOT5 影像判读与解译标志，为后续人机交互判读提供标志。

3.2.2 提取遥感影像信息

系统软件中，将林相图矢量文件叠置于遥感影像上，利用软件编辑修改，对变化图斑进行编绘与更新，可修改矢量图错误。以数据文件形式对图斑录入后，即可将GIS 数据作为新层导入，利用空间分析功能对变化图斑直接更新，更新林相图［4］。

3.3 GIS 技术的应用

3.3.1 采集空间信息

林业部分可根据自身需求，对基础地理数据进行归纳取舍，扫描地形图后预处理图像，之后几何纠正扫描图形，结合坐标系与投影制定数字化地形图。矢量化地形图主要提取河流、山名、等高线、道路、等高点、行政界线、湖泊以及河流等信息，检查矢量错误后合并图形。而林相图则可将其扫描至电脑后，特殊处理变形图像，按照国家林业局数字林业标准进行几何纠正，之后矢量化处理，此过程中需提取铁路、公路、行政界线、小班、林班以及河流等信息。拼接相邻图幅时，需确保图层拓扑关系要素正确，做到要素接边，不可有破碎多边形与多余悬挂线，连通多边形，将矢量图与数据库连接，即可实现林相图矢量化。

3.3.2 空间分析功能

数字高程模型作为表示地形空间分布的三维向量，可分析地形，对数据进行检测，以免出现信息丢失情况。在林业经营管理中，空间分析的目的是科学管理与合理经营森林，将其生态、社会、经济效益最大化发挥出来。

1）造林规划。应用GIS 分析森林立地类型、适生优势树种、宜林地数据、林种资料等，通过坡度、坡面、坡位分析，与立地类型相结合选择规划林种与造林树种。如，林西县造林即可应用该技术，当地气候干旱，对林业建设造成严重影响，树种结构不合理，林业推广薄弱，为对土地资源进行合理利用，避免土地沙漠化，则可依托沙源治理工程，做好城镇绿化，按照其自然条件进行封山育林，水土保持，以此维护生态环境。

2）林木采伐。通过GIS 制定采伐计划，以主伐量计算林地范围森林资源，以散生林木、疏林、母树林等资源为补充主伐，利用技术了解不同林木分布情况，制定采伐量与方法。

4 结语

“3S”技术在林业经营管理中作用较大，通过合理应用“3S”技术可提高林业管理质量，推动其实现可持续发展。因此，各地区林业部门应当结合当地情况，正确应用GPS、RS、GIS 技术监测林业资源。