“3S”技术及其在林业上的应用

一、"3S"技术的基本原理

遥感（RS）、地理信息系统（GIS） 和全球定位系统（GPS） 已走过了各自的独立发展阶段，在各技术取得成就的同时，科学家和应用部门逐渐地认识到单独地运用其中的一种技术往往不能满足一些应用工程的需要。随着全球变化研究、资源与环境动态监测、灾害防治等国际关注的点问题的提出， 人们迫切希望能具有提供全方位的准实时或实时的地面观测信息的能力。遥感对地观测技术整体的"时效性"距全球变化研究及环境、资源、灾害动态监测的需求尚有一段距离。"3S"技术就是为了适应这一要求而产生的。

二、"3S"技术在林业中的应用

1、促进林业现代化管理

随着"3S"技术的逐步应用，RS能迅速获取大范围信息，GPS能准确获取具体定位信息，GIS能对RS 和GPS 获取的信息迅速作出反应，进行综合管理。"3S"的同步应用，不但能实现森林资源和经营状况的实时、动态监测和管理，还能通过对森力资源内部各方面的全面有效监管，具体落实山头的林地、湿地、沙地以及生物多样性等林业资源的基础数据，从而实现对森林资源与社会、经济、生态环境的综合分析和掌握，对造林地块和造林方式进行详细分析， 对林木的生长情况进行预测和模拟，实现造林决策的规划图，完善知识库，实现森林资源的合理优化配置。p少不必要的资源消耗，大大降低了生产成本，提高了林业生产率，逐步转变林业的粗放经营方式，走上精准经营之路，促进森林资源的现代化管理。

2、实现林业的无纸化办公

2009年，中国林业门户网的改版与整合，林业内网办公平台的推行使用，林业信息专网及政务公开平台的扩建，建立起了覆盖全国全省级林业主管部门及国家林业局京内外各直属单位的林业专网系统。通过建设各类门户网站、办公资源网站和信息管理系统以及专业办公数据库，为我国林业系统搭建了技术先进、功能相对完善的网络信息平台，实现了各类数据的便捷收集、存储、传输、处理和等，极大的提高了工作效率，基本实现了无纸化办公。

3、监测林业资源动态

各级林业部门围绕"精准林业"的和新要求在调查中利用先进的信息技术，比如遥感技术、无人机、地面近景摄影、三维激光扫描、GPS定位等技术获取了精确的数据，并运用GIS将属性数据和空间数据进行管理，制作完成森林资源的档案管理和林业专题图。通过对各类图形的分析能实现林业资源数据以及档案的一体化查询，能在地图上转化查询结果。对原始资料数据和各类动态数据的分析，还有助于建立森林防火预警体系、林业有害生物监控体系等，使得森林火灾救助、林业病虫火害防治、林地荒漠化预防、以及濒危动植物保护等问题逐渐得到控制。

"3S"技术中，作为单项的GPS、RS、G IS在林业中已各自取得辉煌的成就，例如，GPS用播造林辅助导航，样地野外定位，伐区测定边界和面积，林业工程测量等，取得良好的经济效益。RS 在我国林业中的应用更是令人瞩目，"三北"防护林遥感综合调查在两年时间查清了占全国60% 面积的"三北"地区森林、土地、草场等再生资源的数量，并对"三北"的生态环境进行了评价。使国家有关部门在短时间里掌握了如此大面积的资源状况及变化情况，对人迹稀少、常规方法难以调查的地区，RS 更显其威力。

GIS 的应用也由当初的简单查询和制图制表发展为森林经营管理的重要工具， 除了完成常规的数据管理功能外，可方便地在空间属性数据基础上建立生长、预测、经营、决策等专业模式，通过对各种经营过程进行模拟比较和评价，选择出最优经营方案，并通过与RS 的结合作出了许多区域性的森林资源、土地资源的动态化监测。

随着"3S"技术的日益成熟和实用化，其具有实时或准实时获取信息、处理信息的能力，必将给林业生产开拓一块崭新的天地。从"3S"技术的特点和林业生产的内容分析，可以预见。

4、建立森林资源地理信息系统

（一）基本数据库的建立

（1）基础资源分布地图的形成和数据库的建立

（a）自然资源地图；（b）自然地理地图；（c）社会经济地图；（d）森林经营地图。

（2）属性数据库建立

"二类"查数据目前在我国大都采用关系数据库，每个小班调查卡片为数据库中的一个记录，经输入、检查、修改，建成小班调查因子数据库和样地调查数据库。在数据库中：数据项，每项为调查因子。为实现属性库与图形库的联结，对应于图形库中的关键字，在小班数据库中增加了一个数据项ID；记录：以小班记录或样地记录为单位；文件：以乡（镇）或林场（采育场）为单位，文件以乡（镇）或林场（采育场）名称命名。

（二）林业结构的科学调整

（1） 森林树种的结构调整

采用数字林业技术中的缓冲分析方法对林业中不同区域的森林资源分布状况和自然条件、气候变化、产业经济分布结构以及社会经济需求进行空间属性分析并以此来进行河岸防护林，自然保护区等公益林和经济建设用林等非公益林的合理规划、比例分布，也可以更加有针对性的确定林种的布局。

（2）树龄组成结构调整

森林资源树龄搭配结构的调整，应当充分利用GIS和相关的数字技术，从保证森林资源的可持续发展、社会经济效益和生态效益的角度为出发点，以地区地形地貌、树木立地条件、林种分布特点、林木生长各个阶段的特点为客观依据来科学确定合理的龄组结构、林种组成和林木调整计划和方案，已达到和实现各龄组、各林种比重逐步趋向合理、科学，加速林木成熟，使林业真正发挥出它应有的生态效益、经济效益和生产潜力。

三、结论

3S技术还可对土地资源、土地利用、农业布局、产量数据库，森林、草地数据库及其信息服务和决策支持系统；重点地区荒漠化检测分析；植被动态分析；参与国家基本资源环境信息分析决策系统的建立等。

通过这些项目的开发应用，可为林业的发展提供一条广阔的道路，使林业的发展迈上新的台阶，这需要我们不断深入研究和探索，以便为林业的未来服务。

（作者单位：158200黑龙江省鸡东县林业局平房林场）