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摘要：自上世纪90年代以来,3S技术开始在林业中得到广泛应用,但从其物理结构去看,仍是松散的结合。因此,必须建立以遥感(RS)、地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)为主体的广义3S技术森林资源经营管理系统,以对森林经营进行自始至终的跟踪监测、评价、预测,使林业的经营管理模式从过去的单一、粗放走向系统、精准。
关键词：3S信息化技术;森林资源调查
1、3S技术在森林资源调查中的应用前景
“3S”是遥感（RS-Remote Sensing）、地理信息系统（GIS-Geogragpie Information System）和全球定位系统（GPS-Global Positioning System）等的简称，即将RS、GIS、GPS三种独立技术领域中的有关部分与其他高技术领域（如网络技术、通讯技术等）有机地构成一个整体而形成后项综合技术。它在资源和环境动态监测等方面，诸如林业调查、森林资源管理等有着广阔的应用前景。
RS在过去的20年中已在大面积资源调查、环境监测等方面发挥了重要作用。GIS在其理论和应和技术上也有了很大发展，但单靠传统GIS的使用却不能满足目前社会对信息的快速、准确更新的要求。与GIS独立、平行发展的GPS和RS则为GIS适应社会发展的需求提供了可能性。在“3S”技术一体化的应用中，地理信息系统不仅可以科学地管理空间数据（包括同时相的多种遥感信息，尤其是非遥感手段获得的环境背景信息），为遥感提供动态分析、综合分析的基础，而且可以根据不同应用目的，选择不同层次的信息，避免单一光谱信息分类的不足，通过有效的信息复合处理，把所有的信息提取出来进行应用分析。比如，地面精准测树自动化测树是森林资源经营管理的重要基础信息采集工作之一,以目测法、角规法、手工法为主的森林抽样调查体系在过去、现在和将来的森林资源调查中都有重要的地位和作用,作为一定的精度条件下的粗放检测,这些方法都是行之有效的。但在森林资源日益减少的今天,实现精准无损伤测量显得尤其重要。
2、林业3S技术的研究现状
2．1 3S集成技术在数字化森林资源调查中应用研究的主要成果包括以下几个方面：
①把电脑有限的资源配置256M的CF或SD存储卡，即可以储存、快速显示3G的遥感图象及扫描地形图；
②如果要采用扫描地形图做资源调查时，无需把多副地形图拼接，移动GIS软件系统能根据存储在CF或SD卡上已配准的扫描地形图和GPS实时定位坐标，自动调用用户当前位置的地形图；
③在遥感图像或扫描地形图上进行动态导航定位，勾绘、编辑林班、小班边界；
④在遥感图像或扫描地形图上加载各种矢量专题图层，各种矢量专题图层的编辑修改；
⑤高精度面积测量、地块属性自定义和室内自动成图；
⑥内嵌资源调查数据库，方便野外调查属性填写、各种逻辑关系自动检查、蓄积量自动计算。
内嵌自动生成各种图形和报表，完全实现野外数据采集无纸化和内外业一体化，可极大提高生产效率，节约大量人力、物力及财力。
2．2 3S技术在森林资源调查中的具体应用
①森林资源动态监测
与以往的森林资源监测体系相比，基于3S集成技术的动态监测理论和方法不仅能满足森林资源管理科学化、现代化的要求，且具有多目的的监测功能，可作为建立更高层次专家决策系统的基础。RS视野广阔，现势性好，易于获取信息，因此在林业中被广泛应用。借助GPS技术，可快速、便捷地直接采集地面目标的坐标信息，而GIS技术具有把时间信息、空间信息和地物属性信息结合起来的能力，可对不同时间序列中处于一定空间位置的地物作出直观的描述，且兼有数据的采集、处理、监测与编辑、存储与组织、查询与分析的功能，并可把查询与分析结果以声、图、文一体化的方式展现出来[9]，使森林信息的可视化和直观性不断加强。在新的监测体系中，除3S集成技术外，辅助以传统的抽样方法，如简单随机抽样、分层抽样、整群抽样、二阶与多阶抽样、系统抽样，应用在林业实践中不断有新方法产生。
② 森林火灾的监测
森林火灾具有突发性强、蔓延迅速的特点，利用3S技术不但可以对森林火灾进行实时监控，还可以对灾后的损失进行评估。RS影像作为森林火灾监测的主要信息源，一旦发生森林火灾，利用GPS可以迅速、准确地进行火灾现场定位，GIS可以对各种来源的数据信息进行汇总，并可以对某一时间火势的发展方向进行模拟，以便制定有效的扑火措施；同时，利用GPS对救火队进行实时的导向，从而引导救火队及时、准确地到达火场]。
③ 各种林业专题图的编制
传统的林业制图一般都以地形图作为制作专题图的基本图，成图周期长，精度低，投入高，且多采用手工绘制，在一些无地形图的地区更是无法进行工作。3S集成技术中的RS图像含有巨大的信息量，GPS可以精确地导航定位，利用GIS强大的制图功能，可以根据用户需要快速、精确地满足多种专题图制作的要求。
④ 野生动物资源调查
在野生动物调查中，3S集成技术的应用主要表现在：利用GPS实时导航、准确定位功能寻找样带的起点，并根据输入的样带终点座标引导调查人员实地调查，保证样带的准确性；利用RS技术大范围、全天候的特点对生境及野生动物栖息地状况进行分析研究，确定与野生动物密切相关的生态因子；利用GIS将种群数量、分布规律与其栖息地状况等联系起来，进行系统的分析，从而实现高效、准确、低投入的野生动物现状调查与动态监测。
⑤ 病虫害监测
由于植物的反射光谱受季节、树种、健康状况等因素的影响，通过不同时相的RS影像对比，可以及时发现林木病虫害的动态变化。当林区发生病虫害时，受害林区的反射和辐射光谱就会发生变化，在RS影像上能够体现出来，结合灾区的地形因素、气候状况等，通过计算机处理。利用GIS对病虫害进行预测、预报、分析和评估。受害林区范围的确定和飞防，也可利用GPS进行导航定位，从而节省大量的人力和物力提高了工作效率。
⑥森林经营管理
森林经营管理包括森林采伐规划、采运、人工造林等方面。采伐林地常地形陡峭、丛林郁闭，尤其是南方林下植被茂密，进行伐区调查设计时常规方法难以进行，利用RS影像，GPS进行伐区定界，结合GIS可对伐区进行合理的全面规划，确定合理的采伐顺序、采伐面积及最优集材方式等。应用3S集成技术可对采伐迹地的植被、土壤、水土流失程度等进行评价，进而制定采伐后的造林计划，在立地评价和确定树种特征的基础上做到适地适树。3S集成技术的合理应用，可减少作业对环境的负面影响，提高作业效率，有利于林业的可持续经营。
3、结 语
利用3S技术与林业各个方面及各个领域的结合和应用已成为当前林业信息化工作的重要组成部分，为适应林业发展和管理的需求,克服传统管理手段的弊端,建立实时、高效、科学的管理和决策方法,必须应用先进的管理手段，采用现代GIS(地理信息技术)、RS(遥感)、GPS(全球卫星定位技术)3S技术,互联网、通讯等现代科学技术与林业管理机制高度结合,可以合理地配置林业资源,提供准确、科学、详实的数据,为各级林业部门的宏观管理、指挥、决策提供快速、准确的决策支持和服务。
关键词：3S信息化技术;森林资源调查
1、3S技术在森林资源调查中的应用前景
“3S”是遥感（RS-Remote Sensing）、地理信息系统（GIS-Geogragpie Information System）和全球定位系统（GPS-Global Positioning System）等的简称，即将RS、GIS、GPS三种独立技术领域中的有关部分与其他高技术领域（如网络技术、通讯技术等）有机地构成一个整体而形成后项综合技术。它在资源和环境动态监测等方面，诸如林业调查、森林资源管理等有着广阔的应用前景。
RS在过去的20年中已在大面积资源调查、环境监测等方面发挥了重要作用。GIS在其理论和应和技术上也有了很大发展，但单靠传统GIS的使用却不能满足目前社会对信息的快速、准确更新的要求。与GIS独立、平行发展的GPS和RS则为GIS适应社会发展的需求提供了可能性。在“3S”技术一体化的应用中，地理信息系统不仅可以科学地管理空间数据（包括同时相的多种遥感信息，尤其是非遥感手段获得的环境背景信息），为遥感提供动态分析、综合分析的基础，而且可以根据不同应用目的，选择不同层次的信息，避免单一光谱信息分类的不足，通过有效的信息复合处理，把所有的信息提取出来进行应用分析。比如，地面精准测树自动化测树是森林资源经营管理的重要基础信息采集工作之一,以目测法、角规法、手工法为主的森林抽样调查体系在过去、现在和将来的森林资源调查中都有重要的地位和作用,作为一定的精度条件下的粗放检测,这些方法都是行之有效的。但在森林资源日益减少的今天,实现精准无损伤测量显得尤其重要。
2、林业3S技术的研究现状
2．1 3S集成技术在数字化森林资源调查中应用研究的主要成果包括以下几个方面：
①把电脑有限的资源配置256M的CF或SD存储卡，即可以储存、快速显示3G的遥感图象及扫描地形图；
②如果要采用扫描地形图做资源调查时，无需把多副地形图拼接，移动GIS软件系统能根据存储在CF或SD卡上已配准的扫描地形图和GPS实时定位坐标，自动调用用户当前位置的地形图；
③在遥感图像或扫描地形图上进行动态导航定位，勾绘、编辑林班、小班边界；
④在遥感图像或扫描地形图上加载各种矢量专题图层，各种矢量专题图层的编辑修改；
⑤高精度面积测量、地块属性自定义和室内自动成图；
⑥内嵌资源调查数据库，方便野外调查属性填写、各种逻辑关系自动检查、蓄积量自动计算。
内嵌自动生成各种图形和报表，完全实现野外数据采集无纸化和内外业一体化，可极大提高生产效率，节约大量人力、物力及财力。
2．2 3S技术在森林资源调查中的具体应用
①森林资源动态监测
与以往的森林资源监测体系相比，基于3S集成技术的动态监测理论和方法不仅能满足森林资源管理科学化、现代化的要求，且具有多目的的监测功能，可作为建立更高层次专家决策系统的基础。RS视野广阔，现势性好，易于获取信息，因此在林业中被广泛应用。借助GPS技术，可快速、便捷地直接采集地面目标的坐标信息，而GIS技术具有把时间信息、空间信息和地物属性信息结合起来的能力，可对不同时间序列中处于一定空间位置的地物作出直观的描述，且兼有数据的采集、处理、监测与编辑、存储与组织、查询与分析的功能，并可把查询与分析结果以声、图、文一体化的方式展现出来[9]，使森林信息的可视化和直观性不断加强。在新的监测体系中，除3S集成技术外，辅助以传统的抽样方法，如简单随机抽样、分层抽样、整群抽样、二阶与多阶抽样、系统抽样，应用在林业实践中不断有新方法产生。
② 森林火灾的监测
森林火灾具有突发性强、蔓延迅速的特点，利用3S技术不但可以对森林火灾进行实时监控，还可以对灾后的损失进行评估。RS影像作为森林火灾监测的主要信息源，一旦发生森林火灾，利用GPS可以迅速、准确地进行火灾现场定位，GIS可以对各种来源的数据信息进行汇总，并可以对某一时间火势的发展方向进行模拟，以便制定有效的扑火措施；同时，利用GPS对救火队进行实时的导向，从而引导救火队及时、准确地到达火场]。
③ 各种林业专题图的编制
传统的林业制图一般都以地形图作为制作专题图的基本图，成图周期长，精度低，投入高，且多采用手工绘制，在一些无地形图的地区更是无法进行工作。3S集成技术中的RS图像含有巨大的信息量，GPS可以精确地导航定位，利用GIS强大的制图功能，可以根据用户需要快速、精确地满足多种专题图制作的要求。
④ 野生动物资源调查
在野生动物调查中，3S集成技术的应用主要表现在：利用GPS实时导航、准确定位功能寻找样带的起点，并根据输入的样带终点座标引导调查人员实地调查，保证样带的准确性；利用RS技术大范围、全天候的特点对生境及野生动物栖息地状况进行分析研究，确定与野生动物密切相关的生态因子；利用GIS将种群数量、分布规律与其栖息地状况等联系起来，进行系统的分析，从而实现高效、准确、低投入的野生动物现状调查与动态监测。
⑤ 病虫害监测
由于植物的反射光谱受季节、树种、健康状况等因素的影响，通过不同时相的RS影像对比，可以及时发现林木病虫害的动态变化。当林区发生病虫害时，受害林区的反射和辐射光谱就会发生变化，在RS影像上能够体现出来，结合灾区的地形因素、气候状况等，通过计算机处理。利用GIS对病虫害进行预测、预报、分析和评估。受害林区范围的确定和飞防，也可利用GPS进行导航定位，从而节省大量的人力和物力提高了工作效率。
⑥森林经营管理
森林经营管理包括森林采伐规划、采运、人工造林等方面。采伐林地常地形陡峭、丛林郁闭，尤其是南方林下植被茂密，进行伐区调查设计时常规方法难以进行，利用RS影像，GPS进行伐区定界，结合GIS可对伐区进行合理的全面规划，确定合理的采伐顺序、采伐面积及最优集材方式等。应用3S集成技术可对采伐迹地的植被、土壤、水土流失程度等进行评价，进而制定采伐后的造林计划，在立地评价和确定树种特征的基础上做到适地适树。3S集成技术的合理应用，可减少作业对环境的负面影响，提高作业效率，有利于林业的可持续经营。
3、结 语
利用3S技术与林业各个方面及各个领域的结合和应用已成为当前林业信息化工作的重要组成部分，为适应林业发展和管理的需求,克服传统管理手段的弊端,建立实时、高效、科学的管理和决策方法,必须应用先进的管理手段，采用现代GIS(地理信息技术)、RS(遥感)、GPS(全球卫星定位技术)3S技术,互联网、通讯等现代科学技术与林业管理机制高度结合,可以合理地配置林业资源,提供准确、科学、详实的数据,为各级林业部门的宏观管理、指挥、决策提供快速、准确的决策支持和服务。