彭國民

（安徽省桐城市林業(yè)局 安徽桐城市 231400）

“3S”技術在精準林業(yè)中的應用研究

彭國民

（安徽省桐城市林業(yè)局 安徽桐城市 231400）

林業(yè)的發(fā)展需要借助科學技術的支持，隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展和科學技術的進步，林業(yè)發(fā)展開始逐步的加快科學技術的運用，相對于國外林業(yè)發(fā)展來說，國內(nèi)林業(yè)發(fā)展中“3S”技術的運用相對比較晚，但是就目前的發(fā)展現(xiàn)狀來看，“3S”技術在我國林業(yè)發(fā)展中的引用還是比較廣泛的，本文對主題的介紹，首先簡單的介紹了“3S”技術相關知識，然后結合“3S”技術現(xiàn)階段在精準林業(yè)中的應用，提出了“3S”技術在精準林業(yè)應用中的發(fā)展前景。

“3S”技術；精準林業(yè)；應用

前言

相比發(fā)達國家來說，我國林業(yè)發(fā)展還有很多需要學習的地方，隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，尤其是近些年來國際社會開始重點關注全球氣候變暖等環(huán)境問題，林業(yè)發(fā)展越來越重要，對于林業(yè)資源的管理和保護工作也相繼開展，對于我國來說，現(xiàn)階段林業(yè)研究工作的重點就是林業(yè)資源的精準檢測和管理。隨著科學技術的不斷發(fā)展和進步，在加上國家對精準林業(yè)的要求，“3S”技術在林業(yè)發(fā)展中的運用已然成了時代趨勢，由于林區(qū)環(huán)境比較復雜，保護自然環(huán)境、地理環(huán)境等，在這種情況下“3S”技術能夠有效的發(fā)揮自身優(yōu)勢，更好的幫助林業(yè)工作人員開展林業(yè)資源精準監(jiān)測和管理，本文就是借助“3S”技術的具體運用來對精準林業(yè)發(fā)展盡心分析。

1 “3 S”技術以及在林業(yè)中應用

“3S”技術是GIS系統(tǒng)、RS技術以及GPS系統(tǒng)的統(tǒng)稱，具體包含了通訊技術、衛(wèi)星導航技術、計算機技術、空間數(shù)據(jù)處理技術以及傳感器技術，通過這些技術的有機結合，對空間信息進行收集、整理、管理、分析、表達以及應用，是現(xiàn)代科技信息技術發(fā)展的成果。目前，“3S”技術在我國很多領域中都有使用，例如環(huán)境監(jiān)測工作、資源調(diào)查管理、交通通訊管理、災情預警以及氣候變化研究等，同時在“3S”技術應用和發(fā)展的過程中，逐步的形成了強大的技術產(chǎn)業(yè)。

“3S”技術在不斷的發(fā)展過程中日漸成熟，同時也逐漸的在各個領域擴散開來，逐步的朝著集成化的方向發(fā)展，通過三種技術的協(xié)調(diào)融合，能夠對觀察數(shù)據(jù)進行綜合處理、集成管理，同時還能夠實時關注監(jiān)測對象的動態(tài)信息，通過信息的收集整理，進行智能化的分析。

1.1 地理信息系統(tǒng)的應用

地理信息系統(tǒng)（GIS）就是在借助計算機技術的支持，對空間地理信息進行處理，包括信息收集、存儲、查詢、計算分析以及數(shù)據(jù)表達。我國傳統(tǒng)的林業(yè)資源調(diào)查主要是通過手工進行的，例如林業(yè)資源數(shù)據(jù)收集統(tǒng)計、圖表制作以及數(shù)據(jù)分析，整體上效率很低。地理信息系統(tǒng)的出現(xiàn)，能夠有機的結合先進的數(shù)據(jù)收集方法，改變原有的林業(yè)資源數(shù)據(jù)處理方法，高效率的獲取林業(yè)資源統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

1.2 全球定位系統(tǒng)應用

全球定位系統(tǒng)（GPS）是以衛(wèi)星為基礎的信息導航定位系統(tǒng)，通過GPS系統(tǒng)能夠實現(xiàn)全球性、全天候和實時連續(xù)的信息導航和定位，同時通過系統(tǒng)處理為用戶提供精準的坐標、時間以及速度等信息。

傳統(tǒng)的林業(yè)資源清查主要是借助于當?shù)氐匦螆D進行林業(yè)樣本定位，然后對樣本進行數(shù)據(jù)測量，總體工作量非常大，而且耗時也長。全球定位系統(tǒng)的出現(xiàn)徹底的改變了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)測量工作的弊端，同時還能夠解決傳統(tǒng)數(shù)據(jù)測量工作中無法實現(xiàn)的問題，在林業(yè)資源管理中，借助全球定位系統(tǒng)，可以實現(xiàn)任意一點的靜態(tài)處理、精準定位，獲取精準的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)林區(qū)精準定點測量。同時GPS系統(tǒng)還與用于林業(yè)災害評估、林區(qū)邊界測量、遙感地面控制等方面，能夠實現(xiàn)林業(yè)資源精度調(diào)查，推動林業(yè)管理工作的精確化發(fā)展，提高林業(yè)管理工作效率。

1.3 遙感技術

遙感技術（RS）能夠在不接觸目標物的情況下借助傳感器收集到的目標物發(fā)出的電磁波能量數(shù)據(jù)實現(xiàn)遠距離的信息收集，同時生成目標物數(shù)據(jù)圖像，為人們提供信息識別、分類以及分析數(shù)據(jù)。

弗朗西斯（Francis）等學者曾通過分析表現(xiàn)教師教學方法的事件，對教師的教學特點和可辨認的模式特征進行描述[18]．類似地，研究者把職前教師的教學“模式”定義為：在教學設計及其模擬教學活動中重復出現(xiàn)的，共同構成其教學方法認識特點的可辨認的特征．根據(jù)弗朗西斯等學者提出的“指令性的或者傳授式的教學”與“探究式教學”的事件的分類標準，從探究、指令、總結、聯(lián)系等方面，對職前教師的教學設計方案及微格視頻進行分析，得到4類較為明顯的教學“模式”（見圖2），每種教學“模式”的人數(shù)分布情況見表6．

這種技術在林業(yè)資源管理中主要運用于土地面積測量、森林資源測量以及災害預測等方面。圖1顯示的借助遙感技術測量到的森林資源的健康狀況示意圖。

圖1 遙感測量森林資源健康狀況

從圖1可以看出，RS技術通過數(shù)據(jù)測量和分析，可以對森林健康狀況進行詳細分析，然后通過圖像處理讓林業(yè)工作人員能夠清楚的看出森林植物的健康狀況。同時遙感技術通過遙感影像不同波段的具體數(shù)值，以樹種等因素作為自變量，以單位面積作為因變量，建立數(shù)據(jù)回歸模型，然后經(jīng)過系統(tǒng)計算能夠得出森林不同樹種的蓄積量，相比傳統(tǒng)人工統(tǒng)計來說，時間段、效率高。遙感技術通過對不同時間的圖像數(shù)據(jù)進行差異化分析，能夠準確的判斷出森林災害，提高森林災害防治效率。

2 “3S”技術在精準林業(yè)中的應用

2.1 “3S”技術運用對精準林業(yè)發(fā)展意義

（1）精準林業(yè)就是使用“3S”技術、數(shù)字通訊技術、傳感器技術等在內(nèi)的高新科技對森林土地類型進行分析，根據(jù)分析數(shù)據(jù)建立林業(yè)生態(tài)模擬系統(tǒng)，對林業(yè)育種、生長、災害預警防治等進行實時的檢測。通過“3S”技術以及計算機信息技術的運用，借助生態(tài)學、工程學、測繪學等，科學管理林業(yè)資源。

（2）現(xiàn)階段“3S”技術和林業(yè)管理工作的結合是最為成功的一個領域，“3S”技術的運用在精準林業(yè)的實現(xiàn)過程中發(fā)揮關鍵的作用。能夠實現(xiàn)林業(yè)資源和生態(tài)環(huán)境綜合監(jiān)測，解決林業(yè)資源發(fā)展過程中的諸多問題。

2.2 森林資源調(diào)查和動態(tài)監(jiān)測

“3S”技術對于森林資源的調(diào)查和動態(tài)監(jiān)測體現(xiàn)在很多方面，例如利用遙感信息符合的方式實現(xiàn)森林資源分類以及動態(tài)監(jiān)測；通過遙感技術和地理信息系統(tǒng)的結合運用，及時準確的更新森林資源信心數(shù)據(jù)，實現(xiàn)森林資源的動態(tài)監(jiān)測，圖2體現(xiàn)的是“3S”技術用于森林資源動態(tài)管理系統(tǒng)框架。

圖2 “3S”技術森林資源動態(tài)管理系統(tǒng)

系統(tǒng)結合RS技術、土壤機械采伐監(jiān)測傳感器、定位技術對森林資源進行精確評價，同時通過數(shù)據(jù)收集、信心管理和決策支持還能夠實現(xiàn)災害預防和處理。我國目前針對森林火災監(jiān)測已經(jīng)開始廣泛的使用“3S”技術，以此為核心，運用數(shù)字化信息手段充分的反應森林火災管理狀況，以“3S”技術為核心，逐步的建立起擁有自動化、智能化以及網(wǎng)絡特點的數(shù)字森林火災預警管理機制，系統(tǒng)的運行過程首先GPS系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)森林火災位置，在火災擴散階段檢測火災動態(tài)，火災結束之后進行精確評估，其次借助航空遙感技術，通過測試雷達掃描生成圖像，實現(xiàn)實時的數(shù)字信息傳輸，能夠對災害進行全天候精準檢測。

2.3 “3S”技術精準林業(yè)運用中的不足和改進

盡管“3S”技術在現(xiàn)階段林業(yè)發(fā)展中得到廣泛的應用，但是還存在一些不足，主要有以下幾個方面：

（1）遙感技術：圖像解譯技術現(xiàn)階段還有待提高，需要加快復雜地貌信息處理技術的更新，尤其是針對地貌復雜零碎的地區(qū)，提高局部信息的解譯水平，提高遙感技術解譯精確度；

（2）盡管能夠通過“3R”技術獲得大量的地理衛(wèi)片資料，但是無法實現(xiàn)光譜、空間以及時間三者分辨率的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，所以要加快遙感技術的研究，盡快解決分辨率協(xié)調(diào)問題，提高信息的清晰度；

（3）遙感技術生成的圖像包含的不僅僅是森林植物信息，同時還包含其他方面的圖像信息，能夠幫助開展各項林業(yè)研究工作，但是現(xiàn)階段林業(yè)管理部門對于遙感圖像信息的利用效率低下，沒有深入挖掘圖像信息的價值，所以一方面要加快地方林業(yè)部門建設，另一方面為基層林業(yè)工作提供財政和技術支持，加快專業(yè)人才隊伍建設和基層林業(yè)部門技術配置，通過專業(yè)人才培訓協(xié)調(diào)基層林業(yè)部門技術實踐，擴大“3S”技術的應用面，推動精準林業(yè)發(fā)展；

（4）根據(jù)林業(yè)資源現(xiàn)狀，因地制宜協(xié)調(diào)“3S”林業(yè)開發(fā)引用，通過專業(yè)技術人才和資金支持，逐步的開發(fā)適合不同地理環(huán)境精準林業(yè)發(fā)展的技術軟件，同時加快構建“3S”技術共享網(wǎng)絡，實現(xiàn)資源的共享，為精準林業(yè)提供強有力的技術支持。

3 結論

林業(yè)作為現(xiàn)階段我國生態(tài)建設工程的重要部分，對社會經(jīng)濟的發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護都有著舉足輕重的作用，精準林業(yè)作為系統(tǒng)的林業(yè)發(fā)展體系，能夠實現(xiàn)林業(yè)可持續(xù)發(fā)展，所以加快“3S”技術在精準林業(yè)中的應用，因地制宜的加快林業(yè)技術軟件研發(fā)，為精準林業(yè)發(fā)展提供技術支持，促進我國林業(yè)事業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

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[2]陳春葉，張振剛.基于“3S”技術的小隴山林區(qū)森林病蟲害預測[A].2011.

[3]賀春玲，周汝良.“3S”技術在林業(yè)有害生物測報中的應用及展望[J].內(nèi)蒙古林業(yè)調(diào)查設計，2012.

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1005-7897（2016）06-0048-02

2016-3-7