夏玉寶，張富友，金西明，陶強，王建華，

?

淺談林業(yè)生產(chǎn)中3S技術(shù)理論基礎(chǔ)及其實踐運用

夏玉寶，張富友，金西明，陶強，王建華，

（信陽市平橋區(qū)林業(yè)局，河南 464100）

圍繞3S技術(shù)在林業(yè)生產(chǎn)中的地形圖勾繪及制圖，首次具體的全面剖析Gis、Gps、Rs三者之間數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)換的理論體系，以及舉例說明該基礎(chǔ)理論的最前沿的生產(chǎn)應用，通過此理論體系的建立，解決了3S技術(shù)在林業(yè)生產(chǎn)實際應運中的科學依據(jù)，利于林業(yè)生產(chǎn)工作者對3S技術(shù)的理解、運用更加全面和深入。

3S技術(shù)；林業(yè)；數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)換；應用

森林資源三類調(diào)查主要指在縣區(qū)級別的林業(yè)生產(chǎn)，縣區(qū)的三類調(diào)查也是我國林業(yè)生產(chǎn)的主體，對此，有其特殊性，主要表現(xiàn)在工作量大、任務重，而技術(shù)力量薄弱，特別是其Gps等現(xiàn)代化儀器設(shè)備落后，隨著3S技術(shù)在當前林業(yè)中近幾年的廣泛運用，由此形成的矛盾更顯突出，雖然該方面已研討較多，但大多不具可操作性，成本高，一套低成本、高效率、高質(zhì)量、適用性、可行性的實用3S技術(shù)由此順勢而成。

1 解析3S技術(shù)理論基礎(chǔ)

1.1 關(guān)于Gis、Gps、Rs的數(shù)據(jù)庫格式探討

靈活運用3S技術(shù)的核心問題就是認知數(shù)據(jù)庫的格式，數(shù)據(jù)庫一般指圖層數(shù)據(jù)庫和圖片數(shù)據(jù)庫。Gis能識別的圖層數(shù)據(jù)庫一般有mdb、shp等格式，以及Rs圖片數(shù)據(jù)庫一般有矢量化的jpg、bmp、img及tif格式，Gps的協(xié)議數(shù)據(jù)庫格式一般有l(wèi)og、gpx等格式，另外還有Google Earth（屬于Es范疇，Es是指依托谷歌地球等公開的高清低成本衛(wèi)片和矢量化地形圖為基礎(chǔ)的能夠以戶外為主的及時性簡單處理一些航跡性質(zhì)的圖層編輯軟件及硬件體系。）里的常用數(shù)據(jù)庫kmz、kml、gpx、log等格式，由此可構(gòu)成“3S+”技術(shù)，認知數(shù)據(jù)庫的格式是掌握3S技術(shù)的第1步，第2步就是把這些數(shù)據(jù)庫通過相關(guān)軟件的轉(zhuǎn)換，最終在Arcgis里成功表現(xiàn)，也就是把3S三者緊密結(jié)合起來，只有把Gis、Gps、Rs三者根據(jù)生產(chǎn)實踐需要完美自由的結(jié)合在一起才能真正稱之為3S技術(shù)，第3步就是要破解3S技術(shù)互相融合的數(shù)據(jù)庫糾偏問題。

1.2 關(guān)于3S技術(shù)的數(shù)據(jù)庫格式轉(zhuǎn)換探討

Gis是3S技術(shù)當中所圍繞的中心，所有相關(guān)數(shù)據(jù)庫都要成功加載到Arcgis，如此就涉及到數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)換也就是數(shù)據(jù)庫格式的轉(zhuǎn)換（圖1），即Ⅰ：Rs和Es圖片數(shù)據(jù)庫加載到Gis的具體操作方法在文獻[1]中論述過；Ⅱ：Es圖層數(shù)據(jù)庫的制作及保存在文獻[2]已論述，對于Es圖層數(shù)據(jù)庫kmz格式，可以另存為kml格式，而后用Gis Office軟件進行轉(zhuǎn)換成shp格式即可成功加載到Arcgis；Ⅲ：手持Gps里的航跡log格式轉(zhuǎn)換成shp格式在前文中具體探討過，Gps等其他相關(guān)航跡格式也可用Gis Office軟件進行轉(zhuǎn)換成shp格式，具體就是先加載，后用該軟件的“工具”的相關(guān)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換之后導出即可；Ⅳ：有些情況也會適當圍繞Gps、Rs、Es為使用目標進行轉(zhuǎn)化，對此，都可用Gis Office及Global Mapper 等相關(guān)軟件進行轉(zhuǎn)換。

圖1 數(shù)據(jù)庫格式轉(zhuǎn)換模式

1.3 關(guān)于3S技術(shù)數(shù)據(jù)庫糾偏的探討

在3S技術(shù)使用過程中，由于坐標系的不同，往往會造成數(shù)據(jù)庫的偏移問題，對此，林業(yè)生產(chǎn)中一般要求精度控制在5 m之內(nèi)即可。通過實踐研究發(fā)現(xiàn)，由坐標換帶計算軟件即可解決，一般生產(chǎn)中常用數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)換之后，也會出現(xiàn)線性偏移，這個需要再次線性糾偏之后可滿足5 m的精度要求，也就是數(shù)據(jù)庫需要系統(tǒng)糾偏和線性糾偏兩步來解決。

2 3S技術(shù)理論基礎(chǔ)在林業(yè)生產(chǎn)中的前沿運用

目前，PDA在林業(yè)生產(chǎn)中的運用已非常成熟，其不足之處在于其成本過高，功能單一，技術(shù)要點復雜，操作系統(tǒng)在當前移動電子產(chǎn)品中的占有率低，諸多因素導致其在基層林業(yè)工作中推廣難度大，相對而言，以安卓系統(tǒng)為主流的智能手機在林業(yè)生產(chǎn)中的運用突顯活力，成本低，易于推廣，其相關(guān)軟件的關(guān)聯(lián)性、開放性強，具有很強的實用性和適用性。

2.1 “Es”在林業(yè)生產(chǎn)中的廣泛引用

通過試用和研究發(fā)現(xiàn)，以“六只腳行蹤”等為代表的Es技術(shù)在林業(yè)生產(chǎn)運用中優(yōu)勢明顯，該軟件以智能手機為載體，此款軟件的功能之一就是可以記錄航跡并保存為Gpx格式，此項功能基本可以代替手持Gps，主要是其可以依托于谷歌衛(wèi)片進行實時跟蹤，更直觀、鮮明，能夠把手機、Gps和照相機功能集于一身，同樣可以下載衛(wèi)片，通過格式轉(zhuǎn)化可以加載矢量化的地形圖，支持地形、衛(wèi)片、平面圖等多種功能，精度較高，在戶外林業(yè)生產(chǎn)地形圖勾繪中實用性很強。其注意事項就是記錄的航跡最好有路、渠等參照物，以便對照糾偏，也可計算出糾偏值進行全縣區(qū)使用。

“六只腳行蹤”的地形圖可通過Wife分層下載一次即可終生保存使用，外業(yè)調(diào)查中打開GPS導航可實時跟蹤記錄航跡，及時修正航跡，其Gpx格式航跡可與谷歌地球進行通用，也可通過QQ等即時通訊軟件進行實時傳遞使用，特別是在夜晚的森林火災撲救現(xiàn)場進行很實用的導航和判斷火災趨勢，同樣適用于一類調(diào)查的樣地精確導航，其航跡可上傳到電子郵箱進行長期保存使用。

2.2 谷歌地球的靈活使用

谷歌地球以其高分辨率和零使用費突顯優(yōu)勢，同時谷歌地球的圖層具有分年度查詢特性，現(xiàn)實林業(yè)生產(chǎn)一般都是分地塊兒進行的，雖然植樹造林成林后的林相無法從衛(wèi)片上進行直接觀察，但是可通過查看造林前的谷歌衛(wèi)片圖層進行判讀。首先把衛(wèi)片調(diào)整到所需年度圖層，打開谷歌地球的“標尺”工具欄，用“路徑”進行勾繪小班，勾繪小班時要注意把路、渠等參照物同時勾繪并保存航跡，保存的航跡一般為Kmz格式，然后再另存為1次，此時的航跡可保存為Kml格式，最后可用Gis Office等軟件進行轉(zhuǎn)化為Shp格式圖層即可加載到Arcgis進行參照編輯。此種方法避免了因下載谷歌衛(wèi)片帶來的付費、操作復雜等不便。

2.3 征占用林地調(diào)查的實際運用

征占用林地調(diào)查在林業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)很重要的位置，主要困難在于其跨行業(yè)，主要涉及到土地、規(guī)劃和林業(yè)多個部門。林業(yè)調(diào)查原則上依據(jù)土地部門的用地紅線圖進行確定征占用林地界限，第1步對其西安80（也可能其他坐標系）坐標系的點圖層進行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成所需坐標系坐標，一般用坐標換帶計算軟件批量系統(tǒng)糾偏換算，換算之后再次進行線性糾偏即可，而后即可在Arcgis里進行編輯紅線圖周界圖層，編輯后的圖層只是停留在計算機層面，和現(xiàn)場調(diào)查所需還有一定差距；第2步就需要導出該圖層并轉(zhuǎn)化為Kml格式，加載到谷歌地球并對照求出偏移值，由此偏移值反過來在Arcgis里進行移動圖層，直到保證導出的圖層和谷歌衛(wèi)片進行匹配即可；第3步把處理過的圖層用Global Mapper等相關(guān)軟件轉(zhuǎn)換為Gpx格式，并導入到智能手機的“六只腳行蹤”軟件，由此便可現(xiàn)場實時跟蹤確認征占用林地界限，做到提前掌握林地林相資料及調(diào)查路線等相關(guān)情況。

3 結(jié)論

探討3S技術(shù)理論基礎(chǔ)及其相關(guān)應用要注重實際運用，具有可操作性，在林業(yè)生產(chǎn)中已進行了應用，易于理解和掌握，理論依據(jù)科學，在實際理論研究和工具的使用上具有超前性，易于在基礎(chǔ)林業(yè)生產(chǎn)中推廣，避免了人為意思進行經(jīng)驗判斷的失誤，特別是Es概念的提出和運用對當前年青林業(yè)生產(chǎn)工作者具有很強的借鑒和指導作用。

[1] 夏玉寶. 3S技術(shù)在林業(yè)生產(chǎn)中的推廣與運用[J]. 河南林業(yè)科技，2013（2）：65-67.

[2] 夏玉寶. 淺談一類調(diào)查中新技術(shù)新方法的運用[J]. 河南林業(yè)科技，2013（3）：42-43.

2014-06-10

S 712

B

1003-2630（2014）02-0048-02

（責任編輯：王文彬）