金亞榮

摘 要：信息技術的發(fā)展和進步，為林業(yè)資源調(diào)查和規(guī)劃設計提供了巨大便利，目前應用最普遍的林業(yè)信息技術就是3S技術。3S技術不僅精準性非常高，而且操作簡便，處理效率高，既能有效降低人工調(diào)查及測量誤差，還能顯著提升工作效率，降低林業(yè)管理的人工成本。本文闡述了3S技術的概念及內(nèi)涵，重點對林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設計中3S技術的具體應用進行分析，以期有利于提升我國林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設計水平，促進林業(yè)資源保護和發(fā)展。

關鍵詞：3S技術;林業(yè)資源;調(diào)查規(guī)劃設計;應用分析

中圖分類號：S75 ? ? ? 文獻標識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20200930029

引言

林業(yè)資源是最重要的森林資源，其不僅對維護生態(tài)環(huán)境起著關鍵作用，而且對支撐人類社會生活及經(jīng)濟發(fā)展意義重大。因自然環(huán)境一直處于變化發(fā)展中，林業(yè)資源的生長狀態(tài)、資源數(shù)量等也在不斷變化，僅憑傳統(tǒng)人工統(tǒng)計和調(diào)查的方法難以準確獲得林業(yè)資源的詳實信息，這使林業(yè)管理和規(guī)劃設計都存在一定困難。但隨著信息技術的飛速發(fā)展，3S技術得到充分利用，徹底改變了傳統(tǒng)林業(yè)資源調(diào)查統(tǒng)計中費時費力的狀況，不僅可獲得精準、全面的林業(yè)資源信息，確保林業(yè)資源規(guī)劃設計更加科學，還大大提升了調(diào)查效率，有效降低了管理成本，對提升我國林業(yè)資源管理和建設水平作用明顯[1]。

1 3S技術的概念和內(nèi)涵

3S技術是遙感技術RS（Remote sensing）、地理信息系統(tǒng)GIS（Geography information systems） 以及全球定位系統(tǒng)GPS（Global positioning systems）3種技術的合稱。3S技術融合了空間信息技術、傳感器技術、衛(wèi)星定位和導航技術、計算機及通訊技術等多種專業(yè)技術，具有信息全面收集、地理精準定位、動態(tài)監(jiān)控、數(shù)據(jù)信息分析處理、信息及時傳輸?shù)戎T多優(yōu)點。其中，RS技術是一種信息探測和收集技術，其結合物理、地理以及數(shù)學等學科知識和算法來實現(xiàn)信息的快速、精準探測;CIS是一個數(shù)據(jù)信息管理系統(tǒng)，也可稱為信息資源庫，可對RS探測的大規(guī)模數(shù)據(jù)信息進行有效儲存和實時傳遞，可為最終的信息分析提供充足的數(shù)據(jù)支撐;GPS技術是一個全球性的衛(wèi)星導航和定位系統(tǒng)，能對地球上的任意目標位置進行精準定位，便于確立數(shù)據(jù)測量點，提升測量針對性[2]。

在林業(yè)資源調(diào)查規(guī)劃設計中通常要結合3S技術的共同優(yōu)勢，通過靈活搭配使用，確立測量基準點，清晰界定測量對象和測量范圍，及時全面掌握林業(yè)資源動態(tài)信息，存儲相關數(shù)據(jù)信息備查備用，實現(xiàn)高效高質調(diào)查，科學規(guī)劃，合理設計，提升林業(yè)資源管理質量。

2 3S技術在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設計中具體應用

3S技術在林業(yè)領域應用廣泛，其用途不僅限于林業(yè)資源調(diào)查，還包括野生動物資源調(diào)查、森林災害監(jiān)測、環(huán)境污染監(jiān)測等方面。其中在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設計中應用最為普遍，具體內(nèi)容如下。

2.1 樣地精準定位

地理信息定位可幫助調(diào)查人員明晰林業(yè)調(diào)查的范圍和規(guī)劃內(nèi)容，同時還有助于為空間范圍設計提供準確的數(shù)據(jù)支持。樣地調(diào)查是林業(yè)資源清查和規(guī)劃設計的基本組成部分，通過選取調(diào)查區(qū)域中的某一較小范圍來進行集中調(diào)查，以局部調(diào)查結果為參照，按等比例放大到整合調(diào)查區(qū)域，并進行科學估算，以較少的調(diào)查投入獲得較大效益，提升林業(yè)資源調(diào)查效率。樣地調(diào)查的基礎保障是樣地定位，只有做好樣地定位，明確調(diào)查范圍，才能保障后續(xù)的調(diào)查工作順利開展[3]。以往進行樣地定位時，主要借助羅盤依靠大量人力來開展工作，這種方式易受地勢變化的客觀因素和人工作業(yè)的主觀因素所影響，其測量結果往往存在較大誤差，難以保障最終的調(diào)查質量。而使用3S技術中的GPS技術，借助衛(wèi)星系統(tǒng)來進行空間定位，可以確保測量信息的精準性。通過將樣地經(jīng)緯度參數(shù)輸入地理圖像信息數(shù)量測試框中，使具體目標地點在儀器中呈現(xiàn)出來;以目標地點為導航目標，啟動GPS導航功能，清晰呈現(xiàn)出當前所在位置和目標點之間的距離及方位，跟隨指示到達目標點，最終完成樣地定位。在GPS技術支持下樣地定位路線清晰、方向明確，可減少工作過程時間及人力成本損耗，提高工作成效[4]。

2.2 有效支撐外業(yè)調(diào)查

在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設計中外業(yè)調(diào)查的主要作用是數(shù)據(jù)信息采集，將3S技術應用到調(diào)查工作中，能夠確保調(diào)查信息更加準確。3S技術中的GIS技術不僅可對數(shù)據(jù)信息進行安全存儲，還可以對數(shù)據(jù)信息進行針對性處理，其與RS和GPS技術進行搭配使用，便于獲得調(diào)查所需的有效信息[5]。如，某地在規(guī)劃開展次生林建設中，需要全面掌握當?shù)厮Y源與土地資源分布情況，使用傳統(tǒng)調(diào)查方法，周期過長、成本過高，而使用3S技術對本地水文地理進行衛(wèi)星定位，對定位圖進行數(shù)據(jù)分析，掌握空間區(qū)域內(nèi)的真實信息，快速形成調(diào)查結果，可有效節(jié)省調(diào)查時間，推進次生林建設工程項目的實施。

2.3 提升數(shù)據(jù)處理能力

一般數(shù)據(jù)處理工作包括數(shù)據(jù)存儲、分析、傳輸及應用等幾個方面。3S技術形成的數(shù)據(jù)信息以衛(wèi)星信號為紐帶進行實時傳輸，地面接收設備與衛(wèi)星系統(tǒng)相匹配，保障信息傳遞高效和穩(wěn)定[6]。接收的數(shù)據(jù)信息需要使用小波降噪等措施，增強信息可讀性，同時將這些原始信息進行結構性轉換，使數(shù)據(jù)信息可以直觀化反映調(diào)查結果。在此過程需重視單位標注和地圖比例尺工作，要求選擇統(tǒng)一且合理的比例尺，一般選用1∶1000或1∶1500的比例尺。另外，選擇坐標系應遵循數(shù)據(jù)處理原則，根據(jù)實際使用情況進行選擇，常用西安80直角坐標系和北京54直角坐標系。在對數(shù)據(jù)初步處理和分析完成之后，應將信息錄入到計算機系統(tǒng)中，并將數(shù)據(jù)信息進行備份、存儲、歸檔，為開展林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設計提供數(shù)據(jù)支撐，避免重復測量。

2.4 支持空間距離分析

空間距離分析在林業(yè)資源管理和規(guī)劃設計中發(fā)揮著重要作用，主要運用于計算作業(yè)總量和劃分工作范圍等方面，而且非常適用于大范圍距離測定。如，在對地形較復雜的森林區(qū)域進行分析時，使用戶外常規(guī)作業(yè)技術和PTK技術難以有效測量距離，必須要選擇更多更高的地理位置作為測試基準點，一般要求每間隔1km確定1個基準點，以滿足測量需要[7]。在空間按距離分析中引入3S技術，利用RS遙感技術可準確獲得高點與邊緣標準點兩者之間的數(shù)據(jù)信息，且兩者之間可通過物理連接組成平面圖;利用GPS衛(wèi)星定位技術就能準確確定各測試點的詳細位置，并明確具體測量點的經(jīng)緯度信息;在GIS地理信息系統(tǒng)的作用下，可快速獲得空間立體感的信息圖，而且還可以準確測定每個邊緣基準點和高點之間的實際距離，可以選擇更多的邊緣點，以此提高空間距離測定精度。

2.5 助力小班調(diào)查

小班調(diào)查作為傳統(tǒng)林業(yè)資源調(diào)查設計的主要方法，有著重要作用。這種調(diào)查方法是在地形圖上根據(jù)經(jīng)緯度的規(guī)劃來計算面積，對相關數(shù)據(jù)信息進行換算，從而實現(xiàn)具體的數(shù)據(jù)監(jiān)測和規(guī)劃。傳統(tǒng)小班調(diào)查多采用人工作業(yè)模式，不僅費時費力，而且實際成效不高，測量誤差率較大，不能保障林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設計質量。通過應用3S技術，以計算機為工具對各類數(shù)據(jù)進行智能換算，可有效避免數(shù)據(jù)失誤，提升調(diào)查精度。具體功能包括以下3點。

2.5.1 借助GPS技術明確小班作業(yè)邊界

充分發(fā)揮GPS衛(wèi)星定位的功能，在厘清小班邊界線的同時，確立測量目標關鍵點，將其準確標示出來，并連線形成小班。此外，GPS衛(wèi)星定位技術還能解決平原地區(qū)因地理特征不明顯，測量點不清晰，小班界限無法有效區(qū)分的問題。

2.5.2 利用RS遙感影像進行準確判讀

通過觀察遙感影像的色澤、圖像質感、紋理結構、幾何特征、地理位置等因素，并與相關參照物進行簡單核對，即可準確判讀出信息結果，能夠降低判讀難度，節(jié)約工作時間。

2.5.3 利用GIS加強數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計并繪制成圖[8]

GIS信息系統(tǒng)以內(nèi)部儲存的數(shù)據(jù)信息為基礎，將小班因子輸入到計算機中，系統(tǒng)自動進行面積計算、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、數(shù)據(jù)分析等一系列操作，最后繪制出具體圖形。

2.6 利于開展林業(yè)專題調(diào)查

林業(yè)專題調(diào)查主要是針對林業(yè)資源中某些具體內(nèi)容的重要數(shù)據(jù)采集和分析等一系列工作。如，林地征占利用調(diào)查、造林地資源統(tǒng)計調(diào)查、林業(yè)資源多樣性調(diào)查等。林業(yè)專題調(diào)查往往具有針對性、專業(yè)性、深入性，是針對特殊目標進行的深層次研究，目的是增強對林業(yè)資源管理的有效性。具體的操作方法為，3S技術緊密結合計算機技術，在數(shù)據(jù)收集的同時進行數(shù)據(jù)深加工;遙感技術結合人工監(jiān)測二者互為補充，確保信息完整，以此實現(xiàn)樣本區(qū)域內(nèi)調(diào)查數(shù)據(jù)的常態(tài)化。利用健全的通信系統(tǒng)確保數(shù)據(jù)信息的及時傳輸，衛(wèi)星信號傳送和地面信號接收處于正常工作狀態(tài)，保證所有信息都能實現(xiàn)全天候完整傳遞，形成有規(guī)律的數(shù)據(jù)資源庫，便于規(guī)劃設計工作人員能夠準確把握林業(yè)資源信息，制定出科學合理的規(guī)劃設計方案。

3 結語

現(xiàn)代林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設計應充分借助信息技術來提高工作質量和效率，3S技術具有數(shù)據(jù)信息全面收集、信息存儲分析處理、目標對象精準定位的特點，將其運用于林業(yè)資源調(diào)查、規(guī)劃和設計工作中可實現(xiàn)林業(yè)工作的提質增效，值得推廣應用。

參考文獻

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[8]孫天洪.3S技術在森林資源規(guī)劃設計調(diào)查中的應用[J].農(nóng)家參謀，2020（05）：109.

（責任編輯 ?李媛媛）