浅谈3s技术及其在林业管理中的应用

杨波

摘 要：本文简要阐述了3S技术即全球定位系统（GPS）、遥感技术（RS）及地理信息系统（GIS）的基本概念，并从森林资源调查、森林资源动态监测、灾害预防与监测、林业专题图制作等方面介绍了3S技术在林业管理中的应用。

关键词：3S技术；林业；管理；应用

1、3s技术概述

3s技术是全球定位系统（GlobalPositioningSystem，简称GPS）、遥感技术（RemoteSensing，简称RS）、地理信息系统（GeographicalInformationSystem，简称GIS）三种技术的统称，是将空间技术、传感技术、导航技术、航空航天技术、卫星定位、计算机技术、通讯技术等先进技术有机集成，对采集的信息进行数字化处理，并实现对其有效管理与应用的现代信息技术。目前，3s技术通常是指GPS、RS和GIS三种技术的集成服务，即利用GPS进行实时、准确定位的能力，利用RS获取大面积地理空间信息的能力，利用GIS进行地理空间信息分析和综合处理的能力，将三者有机结合集成为一个综合的应用系统，实现各种技术相关功能的集合。

1.1全球定位系统（GPS）

全球定位系统（GPS）是美国从1973年开始研制，于1994年全面建成，具有海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力的新一代空间卫星导航与定位系统，主要由空间卫星系统、地面监控系统和用户设备三部分构成。GPS通过分布于地球上空2万公里高度的24颗卫星为地球上任何地方的用户提供定位、导航和测绘服务，具有定位精度高、全天候、全球性、连续性、实时性、自动化等优点，给测绘领域带来变革。随着系统软硬件设施不断完善，在各领域应用性不断深入。在林业工作中使用GPS这一先进定位及测量技术，能够快速、准确、高效的测定点、线、面要素的精密坐标，完成森林资源调查、森林灾害监测、造林规划设计与检查、林业科研等多方面的管理及各种界限的勘测与放样落界，成为森林资源调查与动态监测的有力工具。

1.2遥感技术（RS）

遥感技术（RS）是20世纪60年代蓬勃发展起来的一门综合性探测技术，是指从无距离、高空或外层空间的平台上（如飞机、飞船、卫星等飞行器上），根据不同物体对波谱产生不同响应的原理，利用各种波段的遥感器，通过扫描、摄影及信息感应等，获取地球表层自然界目标的波普特征信息及对这些信息进行加工、分析、处理，从而对地表各类地物和现象进行远距离控测和识别的技术。遥感技术具有信息量大、精度高、获取数据范围大、周期短和受限制少等特点，在林业工作中主要应用于森林火灾监测、资源清查与监测、病虫害监测、火灾评估等方面。

1.3地理信息系统（GIS）

地理信息系统（GIS）是一门融合了地理学、计算机科学、测绘遥感学、信息论、管理科学、应用数学等多门学科及各种应用对象、CAD技术、RS、GPS技术、多媒体技术的综合应用系统。它以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件技术的支持下，采集、存储、管理、分析和描述整个或部分地球表面与空间和地理分布有关的数据，并根据用户不同需要将空间信息及属性信息以表格或图形等多种形式输出。GIS具有数据采集与输入、预处理、编辑与更新、存储与管理、空间查询与检索、分析、显示及结果输出等功能，是综合处理和分析地理空间数据的理想平台，是信息的“大管家”。GIS具有形象直观、通俗易懂、效率高等优点，在林业工作中广泛应用于森林资源管理、林业作业设计、病虫害监测、森林防火监控等方面。

2、3S技术在林业中的应用

2.1森林资源的调查

森林资源调查一直以来都是林业管理中最重要的组成部分，在林业管理中发挥着重要作用。传统森林资源调查一般是以抽样调查和固定样地定期观测为主要方法和手段，不仅耗费大量人力、物力、财力，而且调查周期长、劳动强度大、实时性差、工作效率低，越来越不能满足现代林业发展的需要。而利用3S技术则可以大大减少内外业的工作量，提高调查的工作效率。例如将RS技术生成的航片资料及采集的基础地理数据、林业专题数据等信息导人GIS，调查者即可在室内根据遥感影像直接目视判读并勾画小班。外业调查时，利用GPS可以进行精准、实时的定位，快速、高效地把调查的样本单元落实到地面上进行测量和调查，并可以与GIS连用实现数据图形一体化。

2.2森林资源的动态监测

森林资源的各个方面如地类、林地面积、蓄积等都在不断的动态变化中，进行森林资源监测，可以详细掌握森林资源现状及其消长变化规律，为林业主管部门提供详实的森林资源信息，提高森林资源管理水平。与以往的森林资源监测体系无法进行长期动态监测相比，利用3s技术可以及时、准确地对森林资源信息进行更新，完成对森林资源的长期动态监测。根据监测目的和范围，利用RS技术提供合适的卫星遥感数据源，运用GPS从空间获取地面调查样地的位置信息，最后用GIS将采集的各种调查数据进行汇总和分析，从而建立起完整的森林资源动态监测体系。

2.3灾害的预防、监测

各种灾害包括自然灾害和人为灾害给林业资源带来巨大的危害，制约着林业的生存与发展。3S技术依靠其高效的对地观测、定位能力及强大的数据采集、处理、分析及建模能力，为灾害的预测、监测、分析、管理、决策等提供了行之有效的方法和手段。例如：利用GIS对森林可燃物进行分类，利用卫星遥感数据对林区热量和温度进行分析，并结合气象因素和天气预报等资料对森林火灾进行预报。而一旦发生火灾，可通过GPS实时、准确的测定火点位置和范围，测量受灾面积，通过GIS提供火点火线、水文、可调配劳力、地形地貌、通信保障等情况的现场态势图，为防火指挥部门提供决策依据。在森林病虫害监测方面，根据正常生长的植物与遭受病虫害后的植物的光谱反射曲线不同的原理，利用RS实时监测植物的光谱曲线，通过不同时相的遥感图像对比，结合GPS和GIS技术，可对病虫害进行预测、分析及评估。

2.4各种林业专题图制作

传统的林业制图一般都以纸质版的地形图作为制作各种林业专题图的基本图，且多使用手工绘制的方法，成图时间长、精度低。以3S技术为基础的林业专题图制作方法，发展了传统专题图制作的理论和方法，开拓了制图的新领域。3S技术中RS技术具有强大的图像信息量，GPS技术具有精准的定位功能，結合GIS强大的制图功能，可迅速、精确地制作各种林业专题图如森林资源分布图、林相图、森林经营地图、造林规划图、林种分布图、经营抚育实施图等。利用3S技术制作林业专题图不仅快速、简便、精度高、成图美观，还可以根据林业资源的变化进行实时的更新，是一种动态的资源管理方式。

3结语

随着3S技术、计算机技术、多媒体技术、信息技术、通信技术等先进技术的飞速发展，3S一体化、智能化进程不断加快，3S技术在林业管理中的应用也越来越深入和广泛。但由于种种原因，3S技术在基层林业管理中的应用较低，制约了基层林业管理的进步与提高。因此，必须加快3S技术向基层林业推广进程，加大基层林业管理部门3S专业技术人才培养力度，使3S技术在基层林业管理中发挥更重要的作用，为实现科技化、智能化、现代化的林业经营管理体系打好基层。

参考文献：

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