馬曉慶

（桓仁滿(mǎn)族自治縣自然資源局監(jiān)測(cè)中心，遼寧 桓仁 117200）

林業(yè)對(duì)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)健發(fā)展有非常重要的意義，林業(yè)勘測(cè)設(shè)計(jì)是林業(yè)管理工作的重中之重，其工作效果直接決定了林業(yè)保護(hù)效果。加大3S技術(shù)的應(yīng)用力度，可大幅度提升林業(yè)勘測(cè)設(shè)計(jì)工作效率，可為林業(yè)二類(lèi)清點(diǎn)工作提供先進(jìn)的技術(shù)支持，其是林業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。因此，開(kāi)展3S技術(shù)在林業(yè)勘測(cè)設(shè)計(jì)工作中的應(yīng)用淺析顯得尤為必要。

1 3S技術(shù)定義概述

3S 技術(shù)由GIS（Geographic Information System）技術(shù)、GPS（Global Positioning System）技術(shù)、RS（Remote Sensing）技術(shù)聯(lián)合而成，不同技術(shù)有其獨(dú)特的作用，三者相互結(jié)合，可滿(mǎn)足很多方面的實(shí)際應(yīng)用，是目前最具發(fā)展?jié)摿Φ男滦图夹g(shù)。GIS 技術(shù)指的是地理信息系統(tǒng)，通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)采取、儲(chǔ)存、管理、分析運(yùn)算及顯示地理分布數(shù)據(jù)，主要針對(duì)完整的或者指定區(qū)域的地球表層上的一塊區(qū)域［1］。GPS 技術(shù)是全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，通過(guò)衛(wèi)星定位的方法，可在勘測(cè)區(qū)域內(nèi)不間斷地、全天候地、實(shí)時(shí)有效地定位和導(dǎo)航。RS技術(shù)指的是遙感技術(shù)，和GIS技術(shù)及GPS 技術(shù)相比，RS 技術(shù)是一種綜合性比較強(qiáng)的科學(xué)技術(shù)，涉及內(nèi)容也較多，包括電子學(xué)、光學(xué)、空間學(xué)、計(jì)算機(jī)通信學(xué)和地理學(xué)等，是一種高端的新型技術(shù)。在具體應(yīng)用中，這3種技術(shù)相互融合，具有不可替代的作用，RS技術(shù)主要是通過(guò)已經(jīng)搭建好的特定高空外層空間平臺(tái)，再利用特定的儀器設(shè)備，如可見(jiàn)光、紅外、微波等通過(guò)攝影、掃描、感應(yīng)等方法對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和傳輸，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)地面物質(zhì)的性質(zhì)、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的清楚分辨。

2 3S技術(shù)的關(guān)鍵和作用

林業(yè)勘測(cè)設(shè)計(jì)工作中應(yīng)用3S 技術(shù)的關(guān)鍵是充分掌握GPS 的功能及實(shí)際操作技巧，準(zhǔn)確分析林業(yè)所在區(qū)域的坐標(biāo)位置，并對(duì)每個(gè)坐標(biāo)及相關(guān)參數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算，以實(shí)現(xiàn)林業(yè)勘測(cè)設(shè)計(jì)中定位工作和導(dǎo)航工作的一體化。此外，還要充分結(jié)合林業(yè)勘測(cè)設(shè)計(jì)工作的具體內(nèi)容，對(duì)每個(gè)調(diào)查主體進(jìn)行全面系統(tǒng)的分析，掌握相應(yīng)的清晰度、分辨率［2］。同時(shí)，還要保證GIS技術(shù)和RS技術(shù)能夠充分結(jié)合，提升勘測(cè)影像的清晰度，為后期外業(yè)調(diào)查提供數(shù)據(jù)支持和理論指導(dǎo)，而且要制作電子地圖，保證各項(xiàng)設(shè)備均能滿(mǎn)足林業(yè)勘測(cè)設(shè)計(jì)工作的具體要求，促使各項(xiàng)工作能夠高效、有序地開(kāi)展。3S技術(shù)在林業(yè)勘測(cè)設(shè)計(jì)工作中具有非常重要的作用，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。①通過(guò)GPS技術(shù)可對(duì)林業(yè)面積進(jìn)行精確計(jì)算，采用GIS 技術(shù)可在計(jì)算機(jī)上獲得林業(yè)面積，以保證勘測(cè)的精度。②通過(guò)RS技術(shù)的衛(wèi)片解譯標(biāo)志，可進(jìn)一步優(yōu)化小班調(diào)查方式，以滿(mǎn)足具體需求，縮短林業(yè)勘測(cè)所需的時(shí)間，提升勘測(cè)設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量。③通過(guò)GIS 技術(shù)，可將林業(yè)勘測(cè)信息及相關(guān)數(shù)據(jù)，清楚的展現(xiàn)在圖面上，并進(jìn)行細(xì)化分級(jí)，為林業(yè)勘測(cè)設(shè)計(jì)及規(guī)劃管理提供必要的參考和指導(dǎo)。同時(shí)還能及時(shí)更新林業(yè)勘測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)林業(yè)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)化掌控。林業(yè)勘測(cè)設(shè)計(jì)工作具有很強(qiáng)的綜合性，勘測(cè)范圍較大，涉及內(nèi)容較多，科學(xué)合理地應(yīng)用3S技術(shù)，既能為各環(huán)節(jié)各項(xiàng)工作的順利開(kāi)展提供方便，也可為現(xiàn)代化社會(huì)發(fā)展提供更多的效益。

3 林業(yè)勘測(cè)設(shè)計(jì)工作中應(yīng)用3S技術(shù)存在的障礙

3.1 RS影像分辨率比較低

就我國(guó)3S技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀而言，遙感衛(wèi)星形成的遙感影像分辨率還比較低，例如，同譜異物，同物異譜的問(wèn)題依然未得到行之有效的解決和處理。尤其是在林業(yè)勘查設(shè)計(jì)工作中，植物種類(lèi)眾多，樹(shù)齡各不相同，在應(yīng)用3S技術(shù)時(shí)易發(fā)生判讀問(wèn)題，四旁樹(shù)、獨(dú)立的樹(shù)木和林地，目前仍無(wú)法從遙感影像中準(zhǔn)確判讀出來(lái)，還需大量的外業(yè)作業(yè)支持［3］。此外，在采用RS 技術(shù)在勘測(cè)植物種類(lèi)時(shí)，易受氣象條件、地形地貌等因素限制。在遙感衛(wèi)星影像上顯示的色調(diào)也存在一定差異性，在識(shí)別不同種類(lèi)植物時(shí)，存在同譜異物或者同物異譜的問(wèn)題，致使林業(yè)勘測(cè)設(shè)計(jì)工作人員無(wú)法準(zhǔn)確判斷出植物的種類(lèi)和特性，這也是目前限制3S技術(shù)在林業(yè)勘測(cè)設(shè)計(jì)中大范圍推廣應(yīng)用的主要障礙。

3.2 遙感圖像中存在一定陰影

林業(yè)資源地形地貌分布復(fù)雜，存在很多陰坡，陰坡在遙感影像中，會(huì)呈現(xiàn)陰影，色標(biāo)影像比較模糊，工作人員難以準(zhǔn)確判讀，需要通過(guò)大量的外業(yè)作業(yè)對(duì)林業(yè)陰坡地區(qū)重新調(diào)查。但外業(yè)調(diào)查影響因素眾多，為提升外業(yè)調(diào)查速度，很多人員均會(huì)使用遙感圖中未明確顯示的地形信息，這就使得和遙感影像存在的疊加部分模糊不清，無(wú)法準(zhǔn)確辨識(shí)林業(yè)地形情況，從而增大了外業(yè)調(diào)查的工作難度。

4 3S技術(shù)在林業(yè)勘測(cè)設(shè)計(jì)工作中的應(yīng)用

在現(xiàn)代化林業(yè)勘測(cè)設(shè)計(jì)工作中，需要詳細(xì)掌握區(qū)域林業(yè)資源的發(fā)展現(xiàn)狀和變化趨勢(shì)，以便為林業(yè)管理和養(yǎng)護(hù)，提供數(shù)據(jù)支持和理論指導(dǎo)，促使我國(guó)林業(yè)事業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，3S 技術(shù)愈發(fā)先進(jìn)，并被廣泛應(yīng)用在林業(yè)勘測(cè)設(shè)計(jì)中，且取得了良好發(fā)展，大大提升了我國(guó)林業(yè)資源管理的水平和質(zhì)量［4］。為充分發(fā)揮3S技術(shù)應(yīng)有的作用和價(jià)值，可從以下幾方面同時(shí)入手。

4.1 在林業(yè)資源勘測(cè)中的應(yīng)用

林業(yè)是我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要資源。近年來(lái)，隨著人類(lèi)活動(dòng)的不斷加快，對(duì)林業(yè)資源構(gòu)成了嚴(yán)重破壞。為解決林業(yè)破壞和林業(yè)資源污染問(wèn)題，我國(guó)逐步加大了林業(yè)資源管理力度，投資程度大幅度提升，很多高精尖技術(shù)被廣泛應(yīng)用在林業(yè)資源勘測(cè)中，發(fā)展至今，已形成了和環(huán)境、資源連為一體的綜合性勘測(cè)設(shè)計(jì)管理體系。由于不同的遙感衛(wèi)星會(huì)形成不同的數(shù)據(jù)，如SPOT遙感衛(wèi)星，可形成HRV 數(shù)據(jù)；NOAA 衛(wèi)星，可形成AVHRR 數(shù)據(jù)；LANDSAT 遙感衛(wèi)星，可形成MSS 數(shù)據(jù)或者TM 數(shù)據(jù)，因此在林業(yè)勘測(cè)設(shè)計(jì)工作中，應(yīng)結(jié)合林業(yè)勘測(cè)范圍、內(nèi)容、目的等選擇合理的衛(wèi)星遙感影響數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

林業(yè)勘查設(shè)計(jì)工作涉及內(nèi)容較多，僅憑單一的技術(shù)很難獲得準(zhǔn)確的勘測(cè)數(shù)據(jù)，無(wú)法保證勘測(cè)設(shè)計(jì)效果。因此，可利用衛(wèi)星分辨率、光譜觀察波段，合理選擇最佳的遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)源和地面抽樣技術(shù)，再結(jié)合GPS空間定位和導(dǎo)航技術(shù)，通過(guò)GIS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的綜合分析。在林業(yè)勘查設(shè)計(jì)工作中，可結(jié)合3S技術(shù)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，建立一個(gè)動(dòng)態(tài)的林業(yè)勘測(cè)設(shè)計(jì)工作系統(tǒng)。在此工作系統(tǒng)中，RS技術(shù)可在特定時(shí)間內(nèi)，采集林業(yè)資源的詳細(xì)勘測(cè)影像數(shù)據(jù)，對(duì)工作系統(tǒng)中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)更新；GPS技術(shù)則可對(duì)林業(yè)區(qū)域中固定的目標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確定位，清楚界定林業(yè)資源開(kāi)發(fā)或者林業(yè)種植的邊界；通過(guò)GIS技術(shù)可對(duì)RS技術(shù)和GPS 技術(shù)獲得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而形成一個(gè)綜合性林業(yè)勘測(cè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)特定區(qū)域林業(yè)資源的動(dòng)態(tài)勘測(cè)設(shè)計(jì)，提升林業(yè)資源管理質(zhì)量和水平［5］。

4.2 在林業(yè)火災(zāi)和病蟲(chóng)害勘測(cè)中的應(yīng)用

3S 技術(shù)的特性決定了將其應(yīng)用到林業(yè)火災(zāi)和病蟲(chóng)害勘測(cè)設(shè)計(jì)工作中可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和災(zāi)后評(píng)估。例如，在林業(yè)火災(zāi)監(jiān)測(cè)中利用RS技術(shù)，可用衛(wèi)星影像資料作為監(jiān)測(cè)信息源，再通過(guò)GPS對(duì)火災(zāi)的起點(diǎn)、具體位置等進(jìn)行準(zhǔn)確定位，然后通過(guò)GIS 系統(tǒng)即可對(duì)火災(zāi)的具體情況進(jìn)行確定和評(píng)估。尤其是遇到突發(fā)火情和發(fā)展速度較快的火災(zāi)時(shí)，通過(guò)氣象衛(wèi)星AVHRR 影像，即可滿(mǎn)足對(duì)火災(zāi)實(shí)時(shí)監(jiān)控的需求，為治理火災(zāi)提供數(shù)據(jù)支持。此外，TM衛(wèi)星影像高分辨率的特性，還能準(zhǔn)確判斷現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)的實(shí)際情況和火勢(shì)發(fā)生情況，合理搭配應(yīng)用3S 技術(shù)，可最大限度地提升火災(zāi)災(zāi)情監(jiān)測(cè)效率，值得推廣應(yīng)用。如果林區(qū)發(fā)生病蟲(chóng)害，則會(huì)對(duì)植物造成嚴(yán)重破壞，致使葉片內(nèi)部組織、功能等發(fā)生變化，此時(shí)傳統(tǒng)光譜反射率會(huì)大幅度降低，甚至失去應(yīng)有的作用。而通過(guò)不同的衛(wèi)星監(jiān)測(cè)技術(shù)，即可獲知植物變化情況，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)病蟲(chóng)害，開(kāi)展針對(duì)性治理，保證植物健康生長(zhǎng)。

4.3 在專(zhuān)題圖繪制和資源清查中的應(yīng)用

通過(guò)專(zhuān)題圖能客觀、突出地反應(yīng)林業(yè)資源的主題現(xiàn)象或要素，長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)在林業(yè)資源二類(lèi)調(diào)查中，多采用地形圖進(jìn)行外業(yè)區(qū)劃和地物尋找，從而確定林區(qū)面積等，且多為手工繪制的專(zhuān)題地圖，無(wú)論是繪圖精度還是繪圖效率均比較低。而應(yīng)用3S技術(shù)可有效解決這一問(wèn)題，通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)、衛(wèi)星遙感技術(shù)采集林區(qū)最新數(shù)據(jù)，獲得最佳的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)資料。應(yīng)用RS技術(shù)獲得的影像資料可完全取代航片，并對(duì)林區(qū)資源分類(lèi)進(jìn)行準(zhǔn)確判讀，可為林業(yè)資源規(guī)劃設(shè)計(jì)提供更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，降低外業(yè)工作量，更加輕松快捷地獲取林業(yè)資源專(zhuān)題圖，清查現(xiàn)有資源。

5 結(jié)語(yǔ)

3S技術(shù)的出現(xiàn)，為我國(guó)林業(yè)管理實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化、科技化提供了技術(shù)支持，可實(shí)現(xiàn)林業(yè)資源快速、高效的采集和實(shí)時(shí)更新。利用RS技術(shù)可獲得林區(qū)第一手衛(wèi)星遙感信息，再借助GPS技術(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確定位，經(jīng)過(guò)GIS技術(shù)的綜合分析和處理，可為林業(yè)管理和規(guī)劃設(shè)計(jì)提供實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)和圖文，提升林業(yè)管理質(zhì)量和水平，值得大范圍推廣應(yīng)用。