3S技术在林业资源调查与管理上的运用

张文君

(甘肃省小陇山人造板有限公司,甘肃 小陇山 741020)

在林业资源调查工作中应用3S技术,可以采集全面的数据信息,做好外调查,建立一个完善的数据库。有效控制人为因素对森林的破坏,提高森林资源的恢复能力。在此基础上,进一步健全林业资源管理工作,为林业经营和环境保护等提供重要的依据。

1 3S技术的概述

1.1 RS技术

RS技术指的是遥感技术,它包含了数字航测、航天遥感、近影摄影测量等,是以物理手段,数学方法和地学分析为基础的综合探测技术。在林业资源调查中,可借助该技术获取森林资源,人类活动等的时空信息,是开展资源调查,环境监测等的有利探测手段。

1.2 GIS技术

GIS技术指的是地理信息系统,是一种空间数据管理工具,它具有信息采集与编辑、数据库管理、空间分析、制图等多项功能。在计算机软硬件的支持下能够对空间数据进行录入,编辑,存储,查询,分析利用。在林业资源调查工作中应用GIS技术,可以建立各种管理系统,包含地理位置,海拔高度,面积,植物名称等多项数据信息,完善系统建设。

1.3 GPS技术

GPS技术指的是全球定位系统,它能够提供连续实时的位置速度和时间信息,在应用中可以开展全天候准确快速的定位,获取精确的数据信息。在林业资源调查工作中,GPS主要是用于林业测量控制网道路勘测等多项工作中,能够提供高精度的三维位置,并且具有良好的抗干扰和保密性能。

3S技术将RS、GPS和GIS整合在一起,实现一体化,构成一个完善的技术体系,整合技术优势,即信息获取,处理应用决策管理于一身。在林业资源调查中可以实现快速精准的图像定位,实现测量工作的全面覆盖,获取被测区域森林资源的具体信息,构建空间数据库,从而把握林业资源的各项情况,为管理提供重要依据。

2 3S技术在林业资源调查中的应用

2.1 数据采集与解译标志

在林业资源调查工作中,借助于3S技术采集数据。使用高精度扫描仪器、ArcGIS合理的扫描地形图,然后转化为SPH格式。其次进行几何图形矫正工作,获得最佳遥感影像,这一影像能够为调查人员提供参考。可以使用3～5条线路进行分析,借助GPS定位系统开展调查工作。然后,在每条线路分析时,主要是调查林业资源的不同种类和地类,对现场调查工作进行记录。在这一过程要结合调查因子,拍摄地面实况照片,建立遥感影像与实际相对应的解译判读样片。使用合理化的方式转化为DBF文件,最后转入到GIS中,形成清晰的简易判读标志。

2.2 区划判读与外业调查

开展区划判读工作,可将卫星影像与计算机相连合,借助人机交互的形式进行行政区域画图操作,界定保护站领域,根据实际需求合理划分。然后参照近些年来各类作业设计以及检查验收的相关资料,以及解译判读标志,形成区划数据SPH文件,转化为PDA调查文件。在外业测绘工作中要做好实地考察工作,应用3S技术获取数据信息,完成野外数据采集工作。通过台式机接口程序自动输出成为ArcGIS格式,这一操作使野外数据采集、成图和GIS实现一体化。

2.3 建立数据库和图形库

通过上述工作,构建调查因子数据库,结合制度功能和森林资源实际情况,构建零向图和森林分布图形。然后借助相关软件对各项数据进行处理检验数据进行有效转换,从而保障地形图绘制的精确性和全面性。

3 3S技术在林业资源管理中的应用

3.1 森林资源监测

为了有效落实林业资源管理达到良好效果,就需要借助3S技术开展森林资源监测布设。森林资源监测有三种形式,国家森林资源、一类清查森林资源二类清查和面向作业的三类调查。主要监测对象有森林分布、林分面积、林分蓄积,单木材积等多项内容。在监测工作中,借助3S技术获取森林资源的数据信息,绘制分布图。然后与山地卫星相连接,可以获取三年的基本数据,然后通过3S技术处理获取的数据进行计算分析,从而获得森林面积的动态变化图。掌握动态变化图后,与社会因素结合,从而明确森林面积发生变化的具体原因。出具完善的报告,为管理人员提供重要依据。管理人员根据这些数据内容,通知政府部门采取恰当措施,阻止各类行为进行有效保护,有效控制社会因素对森林资源的影响。此外,通过分析森林面积的动态变化图,也可以预测未来森林资源的变化情况,采取恰当措施,有效保护森林资源,提高管理效率。

3.2 灾害监测

森林中存在的各类灾害,例如泥石流、水灾、火灾、病虫害等等,对森林的危害极大,一旦爆发灾害会对森林资源造成严重影响。因此在林业管理工作中,还需要加强灾害监测。应用RS技术,在大中尺度的林业灾害监测中有着强大优势。获取遥感影像,分析各波普光段的灰度值变化,为林业管理提供一定依据。例如在病虫害的监测工作中,树木发生生理变化,肉眼难以察觉到,使用近红外航空影像数据,可以了解病虫的发生变化情况,及时防治处理。以3S技术为核心,根据病虫害的生物学特征和波谱特征来建立完善的监测系统。该系统具备 GIS的空间分析功能,开展病虫害的预测和灾情评价,同时还具备治理工作路径和GPS跟踪治理功能。

森林火灾不仅会破坏森林资源,同时也对动植物和周边居民带来严重影响,为此应用3S技术要做好对森林火灾的预警工作。可应用3S技术检测森林的异常热点,发送预警信号,采取恰当措施。在发生火灾后,遥感技术根据森林自身辐射变化立即成像,GPS技术可快速定位火灾现场,在短时间内为工作人员提供了全面数据信息,快速了解森林异常,到达现场,根据火灾的实时动向,采取恰当的救援方案。

3.3 资源清查

开展森林资源清查工作,也可充分发挥3s技术优势,了解森林资源的规模,树木的种类和分布情况,做好林业资源的保护。 GPS在森林资源清查中提供地理坐标,为GIS数据库提供坐标信息源,协助进行固定样地定位。也可利用GPS观测到的现势样点、地物等坐标位置,更新原有的图件资料。也可开展野生动物资源的调查工作。 GPS技术的应用,便于掌握野生动物的生存范围,利用RS技术实时检测动物的活动范围,然后由GIS技术进行统计,从而精准的获取野生动植物的数量分布规律和气息状况。

3.4 林业管理决策

通过开展森林资源监测,获取全面数据信息,为林业管理提供重要依据,并于开展造林营林采伐等各项决策工作。在3S技术的支持下,进一步完善林业资源经营管理系统的建设,随着各项技术进一步发展,3S技术也走向了集成方向。 GPS为RS提供地面或空中控制它的结果是GIS的数据源。RS是GIS的数据源和数据更新手段,而GIS是RS数据分析评价的一个工具。在管理工作中借助3S技术构建完善系统,获取森林资源的动态信息。高分辨率卫星遥感影像满足森林资源调查中某些监测因子对判读影像的要求,及时更新GIS数据库,了解林业资源现状,发现其中存在的问题,为决策提供依据。

3.5 优化森林空间格局配置

在林业资源调查工作中应用3S技术,可以了解森林资源的种类、数量、空间分布情况。根据测树因子可了解平均高、蓄积等。结合这些数据,开展有效的空间分析,了解森林空间格局配置现状。森林空间格局是一种基于连续三角网的三维空间分布,三角网一个点的三维坐标,可以借助全站仪GPS技术进行测量,每一个三角点上有一棵树,测量三角网和网点数,构建数据模型。可以分析该模型是否最优,然后从数量、空间分布、质量等各方面出发,达到最优化,建立最佳的森林空间格局。

4 3S技术在林业资源调查与管理中的应用前景

4.1 自动化监测

3S技术的集成一体化应用也对林业资源调查管理工作提供了一定的支持,实现动态监测的集成化一体化和自动化。通过合理布控,运用双向通信电台,将数据传输到数据处理中心,开展实时处理绘制现势图。在这一过程森林资源发生动态变化,在3S技术的支持下,获取动态信息及时更新数据库,可自动进行数据的对比分析,从而反映林区区域内各项监测指标的变化情况。提高工作效率,便于各项措施的有效落实,达到良好的监测效果。

4.2 构建预测性模型

在监测工作中应用3S技术构建完善的森林分布图,能够了解到森林面积的变化情况。根据这一特点,在未来发展中可应用3S技术构建预测性模型。加强动态监测,并结合社会经济因子及其他变量,了解森林变化的各种过程,形成解释这些现象的理论制定预测性模型。在该模型的支持下,可将现有的测量数据录入其中,进行分析预测,为森林布局,林业规划,森林培育等提供一定支持。

4.3 多技术全球定位系统和GIS应用软件

原有的森林资源调查和管理处于单一封闭式研究, 而随着 GPS的进一步发展,解决了我国的全球定位问题,实现了地域性区域性的开放式研究。同时与其他国家合作构建一体化系统,突破技术难题,改善GPS定位精度问题。

GIS在林业应用范围十分广泛,它本身具有的空间分析功能为病虫害防治、森林培育、资源管理等提供重要依据。原有的GIS软件属于通用软件,这就使得GIS在基层林业生产中的应用受到限制。随着技术水平不断提升,3S技术的综合应用等,构建起了专业的GIS应用软件,满足林业管理和决策需求,完善系统建设。

在先进技术的支持下,由原有的单机模式向网络模式发展。基于网络构建完善的管理系统,实现数据的共享和信息的发布,便于掌握森林资源的动态情况,从多个角度入手进行分析处理,判断对森林存在的影响因素,为决策提供重要依据,也能降低管理决策的成本。

5 结束语

综上所述,在林业资源调查和管理过程中,3S技术的应用能够拓展覆盖范围,获取全面数据信息提高测量精度。基于3S技术,进一步优化林业资源监测方式,构建完善系统加强对森林资源的把控工作,有效控制各类影响因素,开展实时监测,获取动态信息,为森林资源经营决策提供重要依据。应用于灾害监测工作,进行有效预防和及时救援,控制灾害对森林的影响。而在未来发展中,3S技术朝着集成化一体化的方向发展,也使得森林监测管理更加自动化集成化,构建预测性模型,或许动态数据信息,优化空间布局,掌握林业资源现状,做好有效管理。