遥感技术在林业的应用范文

遥感技术在林业的应用篇1

【关键词】无人机遥感技术；森林资源；调查；运用价值

森林资源的调查是林业活动开展的重要基础，随着社会经济的发展与科技的进步，我国的森林资源调查技术逐渐的完善，尤其是近几年，遥感技术的发展逐渐加快，无人机遥感在森林资源调查中的应用也越来越重要。

一、无人机遥感概述

无人机遥感技术简单的说就是将无人机技术与遥感技术进行有效的结合，其主要的技术内容有无人驾驶飞行技术、遥测遥控技术、遥感传感器技术、通讯技术、遥感应用技术以及GPS差分定位技术，这是一种相对较为综合的技术，起可以快速的对我国森林资源进行调查，并对相应的信息与数据进行掌握，以此来进行对森林资源的调查。这一技术在使用的过程中具有成本低、消耗低、风险小、可以进行重复使用的特点，无人机遥感技术最开始是在侦查方面进行使用，主要用于军事领域，逐渐扩展到气象环境的观测、资源的勘探以及突发事件的处理。无人机遥感以其高效率、高分辨率的优势得到广泛的推广，这也是传统遥感技术难以进行比拟的，这也就逐渐受到研究人员的关注，在一定程度上扩大了无人机遥感的使用。

随着社会经济的发展逐渐加快，科技水平有着显著的提高，无人机遥感技术也有着一定程度的发展，也是由于无人机遥感设备的功能逐渐完善，其在更多的领域得到有效的应用。尤其是在森林资源的调查过程中，无人机以其自身的优势得到相关工作人员的重视，并对我国的森林资源进行了有效的调查，不仅可以有效的预防自然灾害，也可以对出现的自然灾害进行及时、有效的监测，从根本上提高自然灾害的处理效果，降低灾害造成的损失。

二、无人机遥感在森林调查中的运用价值

（一）森林资源调查

森林资源的变化受到广泛的关注，所以对森林资源调查对我国的林业发展有着至关重要的影响，对森林蓄积量的调查与森林资源清查是现阶段遥感技术应用研究的重要内容，这一系列应用在一定程度上彰显了无人机遥感的作用，其不仅可以对森林资源的动态变化进行检测，也可以提高对信息获取的时效性与真实性，同时，图像也可以对现阶段森林的状态与立体覆盖等状况进行真实的反应。此外，无人机遥感的成像速度相对较快，这也就提高的森林资源调查信息的时效性，加强了不同植被所分布的规律，通过不同的遥感资料，来保障森林资源调查的效率与质量。

在对森林资源进行清查的过程总，传统的清查注重对森林资源的面积、树种等方面进行识别，这种调查难以充分的对森林资源中的内容进行充分的管理。而通过无人机遥感技术对森林资源进行监察则可以对森林内部的详细信息进行及时的掌握，也可以全面、准确、客观的对森林的分布状况进行有效的掌握，这也是无人机遥感在森林资源调查中运用的价值。

森林资源进行监测的另一方面内容就是森林的蓄积量监测，遥感影像光谱信息与森林生物之间存在着一定的联系，据相关的研究表明，森林自身的蓄积量与波谱比值之间有着一定的关系，所以无人机遥感在对森林的蓄积量进行调查的过程中有着一定的优势与特点，其不仅可以通过对遥感数字影像来对相应的数据状况进行分析，也可以精确的掌握植被的分布状况，这也是对森林资源进行调查与分析的重要途径。

（二）森林生态环境研究

森林生态环境的研究是全球生态系统的重要组成部分，随着社会经济的发展逐渐的加快，生态环境的平衡受到一定的影响，环境也逐渐开始恶化，这也就在一定程度上影响到了我国国民经济的发展与进步，难以对可持续发展的战略要求进行贯彻落实。无人机遥感技术的应用，可以准确、适时的对森林资源进行调查，及时掌握森林资源的动态发展，这也就为生态的发展奠定了基础。

（三）森林火灾检测与灾情评估

森林防火是现阶段进行森林资源管理中的重要内容，通过传感器来将光波与热红外对森林进行检测，以此来对灾区的位置进行明确，并对火灾的发展方向掌握，这也就为救援提供了相应的依据与基础。无人机遥感以其自身的优势来对火灾的相关信息进行调查，以此为依据制定相应的解决措施，可以在一定程度上减少火灾造成的损失。此外，在我国的林火监测应用技术系统中，无人机遥感技术有着重要的作用，也可以加强森林防火的效果。

（四）森林水文

森林的水文状况也是进行森林调查中的重要内容，其不仅可以保障生态的平衡发展，也可以在一定程度上加强防洪、防旱等方面的效果。无人机遥感技术在森林的水文中有着重要的应用，其对森林水文现象的发生以及其发展的动态规律进行掌握，这也是保障森林发展的重要途径。现阶段水土流失的现象相对较为严重，这也就影响到了森林的发展，而无人机遥感技术在这一方面起到至关重要的作用。

结语

随着社会经济发展与科技的进步，无人机遥感在森林资源调查中的应用也在不断的完善。现阶段的森林调查中对数据的要求逐渐向着多元化的方向发展，对数据的精度、实效以及质量等方面的要求也逐渐严格，这就要求明确无人机遥感在森林资源调查中的价值，并对其中存在的问题进行不断的完善，从根本上保障我国社会的稳定发展。

参考文献

[1]张园，梁世祥等.无人机遥感在森林资源调查中的应用[J].西南林业大学学报，2011（06）

[2]谢涛，刘锐等.基于无人机遥感技术的环境监测研究进展[J].环境科技，2013（08）

作者简介

遥感技术在林业的应用篇2

关键词：土地资源；水质；草原

引言：在上世纪60 年代初期，卫星遥感技术获得了体系化成长，逐渐成为观测技术领域的重要应用。卫星遥感技术的监测主体具有远程性，采取非直接接触形式，完成监测目标性能探测，具有探测结果的高效性、探测数据的准确性、探测应用的成本可控性、探测范围的规模性等优势。

1 在土地资源勘测作业事项中遥感技术应用表现

1.1 土地资源遥感应用范围

土地资源探测工作中融合遥感技术时，主要探测土地资源性能，关注土地资源数据动态变化，加强土地资源数据更新，便于从动态化、多样化等视角，完成土地资源属性探测工作，以期有效提升土地资源遥测工作的有序性、智能性。与此同时，遥测技术在土地质量检测、生态性测评等方面，获得了广泛应用，提升其遥感技术在土地资源相关单位的应用价值，为相关土地资源利用开发工作提供技术支持，提升了土地资源保护效果，加强了土地资源相关决定的准确性。

1.2 获取土地资源信息

针对土地资源开展的遥测工作，以获取土地资源相关信息为重要项目。在获取土地资源信息期间，针对遥感数据实际获得了土地资源信息，比如时间、空间等，依据土地资源属性加以数据归类，提升土地资源信息获取的有效性。在信息处理期间，信息提取的方式，通常表现为两种，第一种方法为“目视归类法”，第二种信息提取方法为“人工智能分类法”。目视归类的提取应用，是以人工智能分类为基础衍生而出的新型应用技术。

此信息提取方法的分析流程为：针对遥感影像加以筛选，开展图像信息分析与甄别，在影像中完成标志设立，开展针对性判断与信息读取，完成数据图绘制与面积比例确定，加强影像图误差消除，综合开展精细化数据分析等。目视归类法，现阶段在全国范围的土地资源相关工作中获得了实践性应用，获取了相关有效的监测成果[1]。

2 在水资源勘测作业事项中遥感技术应用表现

2.1 获取水资源信息

获取水体信息时，遥测信息类别具体表现为：水资源分布情况、水资源面积测算等。针对此类信息获取程序，常用的信息技术包括：

以图像融合相关信息技术为基础，比如色彩设计、IHS与HPH变化、比值测算等，以此提升水体信息显示的直观性。

以光谱关系的应用基础，借助波段组合确定光谱规则的适用性，借助目视判断解读、阈值筛选等程序应用，精准获取水体信息。

以遥感指数法为应用基础，借助亮度、植被等指数遥测技术，在地面径流较少的区域，有效获取水资源信息。

在三种水资源信息获取途径中，遥感指数法的测量效果较为精准，获得了相关水资源行业的广泛认可。

2.2 水质监测

在监测水质情况时，分别从地面、航空等视角，完成水域质量情况探测，诊断水资源结构中的各项表现，比如反射、吸收等，以此确定水污染相关信息。一般情况下，水质遥测技术测定项目具体表现为：叶绿色含量、水体透明程度、悬浮物在区域水环境中的占比、有机物溶解处理效率等。高光谱遥测技术，获取的遥感数据，在水质检测工作中发挥出较为重要的作用。高光谱遥测技术展现的遥测数据，能够以曲线性质表现出水质定量遥感具体情况，为遥测数据获取增加了直观性、精细性。

3 在林草湿地资源勘测作业事项中遥感技术应用表现

3.1 遥测森林资源

针对森林资源开展的监测工作，主要面向森林灾害予以防范。森林灾害主要表现为：火灾、病虫害。在针对火灾安全事故开展遥测工作时，设定了卫星数据方位周期，形成了以气象卫星为基础的监测体系，运行状态稳定。针对病虫害问题开展的森林资源监测工作，是借助光谱反射现象，获取植物可能性产生的病虫害表现。利用机载高光谱完成遥感数据分析工作，能够在光谱曲线特征中确定相关植物种类的病症，比如灵芝茎基腐病。结合光谱曲线获取的遥测数据，精准确定植物健康性，以此完善森林资源防虫害工作体系。

3.2 遥测草原资源

利用第三代实用气象观测卫星、气象卫星程序传感器等技术传输的数据，获取植被、牧草等信息，判断草原资源生长与气象之间存在的关联关系，由此获取区域牧草长势，发挥出遥测技术的应用价值。利用遥感技术，能够完成区域草原分布、长势情况的信息获取，为相关单位绿化建设、环境保护工作提供有效支撑[2]。

3.3 遥测湿地资源

湿地资源在遥测期间，存在的工作障碍为湿地划分依据，相应提升湿地信息处理难度。现阶段，针对湿地资源监测工作，采取的是综合型监测方式，借助空间分辨率、光谱分辨率、遥感影像多种技术，协同完成监测工作，以此获取湿地资源的监测动态性，在神经网络分类法作用下，科学完成森林湿地类型划分，具有划分的精准性。

4 在矿产资源勘测作业事项中遥感技术应用表现

4.1 获取岩矿信息

针对岩矿信息开展的遥感测定工作，能够为地质学发展提供科学依据。在探测期间，采取岩矿信息识别、获取岩矿侵蚀变化情况、建设遥感找矿程序等形式，系统性开展矿产资源探测工作。矿物结构中包含的成分有晶体、阴阳离子等。此类物质在吸收光波后，形成了差异性光谱特征，借助此类光谱特征，采取相似指数、光谱角等形式，判断岩矿信息，提升信息获取的实效性。

4.2 监测矿山资源

监测矿山资源时，旨在为矿山开发相关作业程序提供指导信息。监测项目具体包括：开发区域具体情况，比如适用的开采形式、确定开采区域等；矿山区域地质条件，采场区域确定、统计废弃物数量等。借助高空间分辨率能够完成矿山资源的全面监测，获取可用的遥感数据，加强自动信息分类提取，结合人机数据交互，提升数据可读性，以期直观展现矿山环境的具体情况，为矿山开发相关事业增加科学指导。

结论：综上所述，在信息处理技术发展背景下，遥感技术相应获得了成熟化发展。现阶段，针对自然资源开展的探测工作，尚未制定较为完善的探测标准与行为规范，相关理论与应用研究，尚需深入研究，以期在实践探测活动中检验遥感技术的应用能力，使其应用获得完善，为自然资源相关工作提供技术支持。

参考文献

[1]尤淑撑，何芸.自然资源遥感监测体系建设现状与发展展望[J].无线电工程，2020，50(05):343-348.

[2]方臣，胡飞，陈曦.自然资源遥感应用研究进展[J].资源环境与工程，2019，33(04):563-569.

遥感技术在林业的应用篇3

关键词:“3S”技术; 精准林业; 发展前景

中图分类号:TU98 文献标识码:A 文章编号:16749944(2010)10015805

1 引言

林业是生态建设的主体,是经济社会可持续发展的一项基础产业和公益事业。但由于历史和自然的原因,林业生产力发展水平还比较低,经营管理粗放,体制转轨缓慢,林区社会发育程度不高,生产力仍然很不发达。我国林业与世界林业发达国家相比,也存在着相当大的差距,是经济与社会发展中一个十分薄弱的环节。随着我国经济发展和人民生活水平不断提高,林业的地位变得越来越重要。因此,对森林资源进行精准的监测与严格的管理,成为当前林业研究工作的重点。

随着科学技术的发展,以及精准林业的要求,拓展“3S”技术在林业中的应用已经成为一种趋势[1~4]。在林区复杂的地理环境下,引入“3S”技术将大大减轻林业工作者的工作量。同时,工作效率和精度也将大大提高。本文主要从目前“3S”技术在精准林业中的具体应用出发,指出当前应用存在的问题并给予展望。

2 3S技术概念及其各自在林业中应用的特点

3S技术是GPS(Global Positioning System)、RS(Remote Sensing)和GIS(Geographic Information System)的统称,是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合,多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术[5]。我国“3S”技术的研究与应用晚于国外10~20年,但近20年来发展迅速,已经被广泛应用于环境监测、资源监测、资源清查与管理、交通与通讯、城市规划、灾害与灾情评估及全球气候变化研究等诸多领域,并已形成庞大的技术产业[6]。

随着3种技术的日益成熟和应用领域的日益扩展,其研究和应用开始向集成化方向发展,形成3S集成系统[7]。在这种集成系统中,GPS主要用于实时、快速、准确地提供目标物体以及各类传感器和运载平台空间位置;RS用于实时地提供目标及其环境的相关信息特征,发现地球表面的各种变化,及时地对GIS进行数据更新。GIS则是对不同来源的时空数据进行综合处理、集成管理、动态存取、智能分析。

2.1 全球定位系统(GPS)

GPS(全球定位系统)是美国自20世纪60年代开始历经20多年的开发于1994年部署完成的以卫星为基础的无线电导航定位系统[7]。该系统有分布在6个轨道上的24颗定位导航卫星组成,提供全能型、全球性、全天候、连续性和实时性的导航、定位和定时功能,能够为用户提供精确的三维坐标、速度和时间。

在林业上,传统的一类资源清查中主要利用地形图结合航片进行样地定位,实测获取资源数据,劳动量大、耗时长。GPS的出现使林区样点定位发生了巨大的变化,从根本上解决了样地难以复位的情况。通过在林区建立GPS控制网体系,对某些点采用静态处理、相对定位的方式进行测量,从而获取高精度的控制点坐标,然后以这些点为基础,控制林区其他点位的测量。

此外,GPS还可以用于遥感地面控制、伐区边界量测、森林灾害的评估以及各类造林工程检查验收等诸多方面。通过GPS的应用,改进了现行的森林资源调查方法,提高了森林资源调查精度,从而推动了林业管理精确化、科学化。目前,GPS已经作为林业调查的必备工具,广泛应用于各类调查和监测,极大提高了调查精度,节省了调查时间,提高了工作效率[8]。

2.2 遥感(RS)

RS(遥感)是在远离目标、与目标不直接接触的情况通过传感器收集被测目标所发射出来的电磁波能量而加以记录并成像,以供专业人士进行信息识别、分类和分析的一项综合性探测技术[9]。

遥感在林业上主要用于各类土地面积的判读、森林蓄积的量测和灾害的预测等。

土地面积判读是通过一系列遥感解译标志和引入一些辅助参数(如高程、地貌等),通过影像色调、光泽、纹理、几何位置、尺寸大小、高度等结合间接解译标志进行判读,在GIS操作平台上划分小班,填写属性因子,生成图,并导出相应的Excel统计表。

森林蓄积量判读是通过遥感影像各波段的灰度值及相应的比值,以树种、龄组、优势树种等因子作为自变量,以单位面积蓄积量为因变量建立回归模型,通过计算并标出相应树种的蓄积量。灾害预测则是通过对比不同时相下的遥感影像数据,根据影像之间的差异来判断确定灾害,达到预测的效果。

2.3 地理信息系统(GIS)

GIS(地理信息系统)是指在计算机软硬件支持下,对具有空间内涵的地理信息进入输入、存储、查询、运算、分析、表达的技术系统[7]。

过去,无论是森林资源的一类调查、二类调查还是三类调查,数据的统计及图表的制作主要是以手工为主,速度慢、效率低。而地理信息系统的出现与现代获取数据方式相结合的方法,大大地改进了数据处理的方式,可以快速获取有关统计数据及图表文件[8]。

3 精准林业

3.1 概念及内涵

精准林业(Precision Forestry)定义是“采用包括3S技术、数字通讯、机械自动化、传感器技术和林木遗传工程等在内的现代高科技技术对土地类型进行分析,建立森林生态模拟环境,对树木的育种、施肥、生长、病虫害防治和火灾事故预防实行监测。同时,以全站仪、PDA、数码相机对单株木的树干直径、材积、树心坐标、树冠表面积和体积等因子进行实时、自动、精准、定量监测。”[10]精准林业是根据精准农业发展过来的,它的技术核心在于对森林生长实现精确的定量计测和监测,从而克服传统粗放林业体系中各种不可定量因素所带来的弊端。

精准林业并不是一个孤立的体系,它的出现和发展主要以 3S(全球定位系统 GPS、地理信息系统 GIS、遥感 RS)技术、信息技术、智能化决策技术、可变量控制技术等为技术支撑,以生态学、造林学、工程学、系统学、控制学、测绘学为指导,它的建立依赖于地球空间信息基础理论及其他高新科学技术的发展。核心是实时测定工作对象所需工作的质、量和时间等数据。通过对影响林木生长环境因素实际存在的时空差异性分析,判别林木长势优劣,确定影响长势的原因,提出科学处方,采取技术上有效、经济上可行的调控措施,消除和减少这些差异。并按需定量实施灌溉、施肥和喷药,以实现最小资源投入、最大林业收益和最少环境危害。制定出针对性的林业生产措施,在取得最优效果的同时,减少污染,保护生态,实现林业的可持续发展。

3.2 背景及现状

3.2.1 产生背景

精准林业的构想是美国在20世纪80年代首先提出的。提出这个概念的基础,是当时微电子技术发展推动了智能化监控技术,同时又结合了作物生长模拟、栽培管理、测土配方施肥等技术。由于GPS技术在1990年海湾战争中大显身手,此后美国将这一技术应用到林业生产领域,开创了精准林业技术体系的雏形。到了1992年4月,美国召开了第一次精准林业学术研讨会,精准林业这一概念才逐渐被人们广为接受。

在我国,受到精准农业和三维工业测量的启发,提出了“精准林业”概念,之后在北京密云县建立我国第一个精准林业示范基地。

3.2.2 发展现状

精准林业要求达到提高林业生产高效化程度、林业生产中降低成本、提高投入产出率、发展优质高效林业的要求以及环境保护、资源再生利用、林业可持续发展等方面的目标。由于其高度依赖于3S技术,因此,精准林业在3S技术发达的欧美国家发展迅速。

国内,在2001年启动了“森林精准监测与重大病虫害遥感监测及预警系统研究”项目,实现了全球定位系统、全站仪、近景摄影、航片、航天遥感、GIS等先进技术的精准林业技术集成系统,为我国精准林业的建立奠定了良好的基础[11]。从2002年开始,有研究人员利用以3S为代表的高新技术从事北京市森林立地类型研究,对北京市的林型和立地类型进行了科学的划分。这些工作标志着我国对精准林业的研究由零散、个别的研究进入了系统集成与平台建立阶段。专家预言,随着一些经济发达地区精准林业示范基地的建立,我国的精准林业将由实验转向生产,由技术形成产业。

3.3 3S对精准林业的意义

林业是与3S技术最为密切的行业之一。特别是生物育种中的地理变异、生态学中的林火管理与景观分析、森林培育中的立地条件分析、林业经济管理的地图应用、森林经理中的资源环境调查与监测评价、森林保护中的病虫害监测、水保与荒漠化防治中的监测与评价、林业工程中的道路建设、采伐中的林图编绘等,每一项都离不开3S理论与技术[12]。

3S技术在精准林业中起着至关重要的作用。GPS 与 RS 在 3S 中扮演着数据源的角色,能解决传统测量在林业实地测量中的局限性,为 GIS 提供充分的空间位置数据及其他相关数据;GIS 则起着数据存储、信息挖掘、辅助决策等重要作用。从空间的角度定量地对林业资源进行描述,在获取大量数据的基础上为决策者提供详细的信息,为决策的制定提供参考。结合林业建设与现代科技发展的需要,建立实时的、自动的林业3S技术系统,实现森林资源与生态环境综合调查监测与评价、水土保持监测、森林病虫害监测、防火灭火、森林培育、采伐利用及更新的一体化和自动化,从整体上解决相关问题,有助于实现精准林业。

4 3S技术在精准林业中的应用现状

随同其他各种先进技术的发展,3S技术已经广泛的应用于国内外精准林业的建设。在我国,精确林业的理论框架也在逐步完善,技术体系初步建立,应用领域也在进一步扩大,产业部门逐渐形成。

4.1 森林资源调查及动态监测

森林资源的可持续发展要求对森林资源进行合理管理和利用,长期以来,资源作为一个动态的有机体,资源信息得不到及时更新,造成对森林资源长期发展的预测预报环节薄弱,从而不能及时为相应的森林资源管理与决策部门提供足够的信息。随着3S技术的不断发展,特别是遥感与地理信息系统的日益完善,遥感数据可直接进入地理信息系统,实现了3S技术的一体化,可及时、准确、高效地对森林资源信息进行更新,对森林资源进行动态监测,促进精准林业发展。

在森林资源动态监测方面,也一直都很重视现代科学技术的运用。Green等[13]利用38景LandSat MSS和基于早期航空遥感的植被图来估计马达加斯加东部雨林的面积,监测其在1950~1985年间的森林植被的消减速率,分析了森林砍伐与地形坡度和人口密度的关系,并用森林周长/面积比来作为森林破碎化的一种度量。Ardo等利用Landsat MSS(1972~1989)和数字高程数据分析了德国和捷克边境地区针叶林在长达18年的时间内森林覆盖的变化、森林砍伐与高程及坡度的关系、森林退化与SO2和NOx等点污染源的距离及方向的关系等,取得了极具意义的研究成果。我国在“六五”期间,完成了“应用遥感技术进行森林资源动态监测”的攻关项目,取得了可喜的成果[14]。早在1994年,游先祥就利用用遥感信息复合方法完成了森林分类和动态监测研究[15]。

在森林资源调查方面,借助3S技术能为小班调查中属性的解决提供帮助。在单株木因子提取方面已经有很多专家对利用遥感影像提取树木因子做了大量的研究。如,Meyer等[16]早在1994年就对瑞士Swiss高原上的一处森林开展了利用高分辨率的红外航空影像进行半自动化树种识别的研究,平均精度达到了71%。M.Maltamo等[17]开展了通过结合微波影像和直径分布模型对单株木式样的识别来对预估整个林分特征的研究。Mats Erikson[18]通过利用高空间分辨率航空遥感影像和不同树木树冠的形态学特征来区分单株木,其精度最高的可达到91%。Donald G.Leckie等[19]在加拿大西海岸的一片幼龄针叶林中利用高空间分辨率多光谱航空影像数据的半自动化单株木树冠识别林分区划和林分组成的研究。刘晓双等用高空间分辨率遥感影像对单木树冠进行自动提取和轮廓描绘的方法在林业上的应用进行了探讨[20]。如果这些研究能应用到实践中将大大简化森林资源调查的复杂程度,同时随着精度的提高将为精准林业做出突出贡献。此外,李增元等利用雷达干涉测量技术,干涉土地利用影像(ILU)的生成、基于ILU影像的森林分类方法、大区域ILU影像的几何纠正及镶嵌技术,并利用ERSSAR串行轨道数据生成的ILU影像成功地对我国东北3省进行了森林制图,其分类平均精度在82%以上[21]。李春干等[22]以SPOT5图像为研究对象,试验了4种图像分割方案,采用基于最终测量精度准则的多指标评价和基于欧氏距离的相似度综合评价两种方法,对分割效果进行评价。采用图像分割的方法自动提取小班边界,经适当后处理后编制工作手图用于森林资源规划设计调查,不但大量节省野外小班勾绘工作时间、降低劳动强度、提高工作效率,而且大幅度地提高了小班勾绘的准确性,确保面积调查精度。

4.2 森林灾害监测

森林灾害主要包括森林病虫害、森林火灾等。利用 3S技术监测森林灾害,方法科学,手段先进。武红敢等利用陆地卫星TM数据开展早期灾害点 (或虫源地 )监测的方法和利用航天遥感数据对“虫源地”实施的有效监测,为航天遥感技术用于重大森林病虫害的宏观监测和预警提供了实例[23]。石雷等[24]利用3S技术提出利用中低分辨率遥感卫星数据在时间序列上的累计环境变化响应,结合GIS技术、人工智能等技术来监测松材线虫病的新方法。王蕾[25]研究了基于“3S”技术的松材线虫入侵前后马尾松林动态变化在研究中对应用3S技术进行虫害动态监测中的关键问题――信息提取及种群空间格局遥感分析模型进行了研究,建立了生态格局遥感分析模型,对浙江受害较为严重的地区进行了受害前后马尾松生态格局动态变化分析。Vogelmann和Rock早在1988年就开始利用TM数据来评估高海拔地区针叶林的破坏[26]。1990年,Ekstrand用陆地卫星TM数据和数字林分数据对挪威云杉进行了中度损伤的检测[27]。此外,2003年韩秀珍等[28]将遥感与GIS应用在东亚飞蝗灾害中。将遥感与GIS结合 ,对蝗虫生境特征、历史蝗灾记录、蝗害发生时有关数据进行集成和分析 ,可提供蝗灾时空变化、蝗灾范围、蝗灾程度、灭蝗的最佳时段等重要信息。就目前来看,还有很多关于利用3S技术来管理林业生物灾害和动态监测方面的应用研究[29~30],而3S技术的引进也势必会给森林管理监测带来帮助,为实现精准林业提供有效工具。

就我国森林火灾而言,利用3S技术监测已经比较成熟了。以3S技术为核心,充分运用数字化手段反映林火管理现状,建立具有自动化、智能化和网络化特点的数字林火管理系统,是林火管理现代化的重要标志,是当今世界各国森林防火工作发展的目标和方向[12]。早在1987年5月6日到6月2日发生在我国大兴安岭的特大森林火灾,烧毁森林总面积达到115万hm2。气象卫星在火点开始阶段首先发现并准确确定了火点位置,在火点扩展阶段监测了其发展动态,在最后阶段对火灾损失进行了准确的评估,取得了显著的社会、经济和生态效应。我国还进行了机――星――地航空遥感试验,实现了侧视雷达扫描图像的实时数字传输,保障了对灾害事件的全天候监测,并快速地通过通讯卫星向远距离发送。近年来,此类监测更是不断在增加。

4.3 野生动物资源调查

在野生动物调查中,3S技术的应用主要表现在:可以利用GPS在行走调查样带时进行起始点的寻找及行走过程的导航,用以保证样带的准确性;利用遥感图像进行景观类型的划分和野生动物栖息地的监测,确定与野生动物生活密切相关的生态因子;可利用GIS可很方便地将野生动物数量、分布及其动态变化规律与其栖息地保护管理的状况关联起来,进行综合的分析,并将结果以图形或数据形式表示出来,形成各种调查报告及图面材料,为管理决策提供具有位置准确性的直观的信息。国外已经有成功利用此技术的经验,如Pornse利用遥感技术对Knaha国家公园鹿的栖息地进行研究,为国家公园的规划管理提供了良好的决策支持[14]。

4.4 林业综合管理决策

3S技术在林业的综合管理决策上也发挥着举足轻重的作用。各种管理系统系统是建立在GIS开发平台上的决策支持系统(DSS)同时综合了专家系统(ES)和模型系统(SS),它根据专家在长期的生产实践中积累的经验知识,建立作物栽培、统计趋势与预测、决策管理等相关模型,为精准林业的建设提供了技术知识支撑。武红敢等[31]分析了遥感、地理信息系统和全球定位系统技术在森林病虫害监测和管理中的优势并提出了建立基于“3S”技术管理系统的迫切性和结构框架。孙金华等[32]在总结和分析北京市生态公益林管理保护现状的基础上,针对用户、网络、业务的特点,提出了生态公益林管护GIS系统的建设方案。此外,杨毅等[33]针对县级林业管理部门造林、绿化的规划设计与监督管理,人工商品林和经济林的抚育设计等森林经营业务,探讨了以森林资源二类调查小班档案为基本信息,以生物多样性保护为基本思想,使用基于ActiveX技术的地理信息系统平台实现营林管理信息系统的开发。例如此类的林业信息决策系统已经在各级管理部门得到了广泛的应用。

5 “3S”技术在应用中存在的问题和展望

我国是世界上人口最多的国家,地大物博早已成为一种过时观念,因为多年来的粗放性和掠夺性开发早就造成了自然资源的匮乏,再加上人口众多,人均资源显得尤其少。精准林业是现代林业发展的必然结果,是超前性的林业新技术,是信息林业的重要组成部分。结合国情、省情,研究发展适用的精准林业技术体系、运用体系是必要的。精准林业的研究与发展,将有助于人口、资源与环境方面重大问题的解决,有助于林业资源的高效利用和林业环境保护。发展精确林业是有效利用生态资源,实现林业可持续发展的迫切需求。在此情况下,实施精确林业必然可以优化资源,保护环境,实现林业可持续发展,实际上这已成为社会经济发展的基本战略。但是,在实施精确林业上还有很多困难,如实施精准林业技术必须满足不同地理条件下的需求。我国疆域辽阔,林业生产条件复杂,林业领域电子计算机和信息等技术应用较少,基础设施还不先进。3S技术在林业中应用的不足主要表现在以下几个方面。

(1)可获取的卫片资料虽多,但在光谱、空间和时间分辨率上得不到很好的统一和协调。

(2)遥感图像解译技术目前还不十分成熟,尤其在地貌复杂零碎的丘陵山区,很难解译森林资源的细部信息。

(3)遥感图像包含丰富的信息,可用于各项林业研究,但现在遥感信息的利用和挖掘还远远不够。

(4)应用的面还不够广,基层林业部门3S技术配置还不够完善,并且缺乏专业人才。

(5)开发适宜不同地理环境下的精确林业软件不太现实。

(6)专业的林业GIS还有待进一步的开发。

为了让3S技术能更好的适应精准林业的发展,我们也许可以从以下几方面加以努力:

(1)加快遥感技术的研究,争取解决3个分辨率的协调统一问题。

(2)进一步研究遥感图像解译,提高解译精度。

(3)对地方基层林业部门加以财力和技术上的支持。

(4)加速专业人才的培养。

(5)进一步挖掘3S技术在林业中的应用,为精准林业服务。

(6)加快3S技术的共享资源的建设。

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Application of “3S” Technologies in Precision Foresty

Che Tengteng1,Feng Yiming1,2,Wu Chunzheng3

(1.Research Institute of Forest Resources Information Technique, CAF, Beijing

100091,China; 2. Institute of Desertification Studies, CAF, Beijing 100091, China;

3. Southwest Forestry College, Kunming 650224,Yunnan,China)

Abstract:The “3S” technologies have been widely applied to many fields both at home and abroad. Although the application of “3S” in Chinese forestry is late, it develops fast. This paper firstly introduces the conceptions of “3S” and their specific characteristics in forestry applications, and then reviews the application status of “3S”both in domestic and abroad through analysing their main uses in different fields (i.e. forest resources survey and monitoring, forest disaster monitoring, wildlife surveys, forest management decision-making). Finally, the paper describes the problems and application prospects of “3S” technologies in precision forestry.

遥感技术在林业的应用篇4

关键词：林业资源；调查；遥感影响；判读技术；研究

随着科学技术的不断进步，空间遥感技术也随之发展，极大地提高了林业资源的勘探技术。传统的探测技术主要是以人工为主，费时又费力，遥感勘探技术改变了这一现状，使林业资源勘探开始面向数字化、信息化方向发展，和传统的技术相比节省了许多的人力和物力资源，帮助整体规划林业资源的发展。

1.遥感影像技术方法

1.1前期工作准备

对影像数据进行判读之前，需要先整理数据，收集目标区域的信息和资料，建立需要解译的标志，帮助后续工作的顺利进行。

1.1.1影像数据处理。总的来说，遥感情况具有视角宽广、分辨率比较高、周期性、信息量比较大等特点。经过数据的波段组合、正设矫正这些方式之后，就能够将需要的影像做空间匹配。

1.1.2收集相P资料信息。对影像数据进行处理后，在判读数据前，还要调查区域的基本情况，为后期的判读工作奠定基础。调查内容要包含影像区域各种信息，其中有气候、产业、建筑、植物种类和地理特征等。经过收集这些数据，能够使我们更有针对性地判读影像信息。

1.1.3解译标志建立。在这一部分，要了解一下影像信息的大小、布局、位置、阴影、形状等，通过这些信息来初步建立解译标志：首先，把影像的图幅作为单位，通常来说，每景要选择15条覆盖目标区域地类，这些线路要有比较高的代表性、色调相对齐全。然后，把选择线路的实地特征和影响特征做对比，互相比对参照时还要对不同区域影像一些因素进行记录，这些因素包含影像的纹理、几何形状、地理位置和色调等。最后，经过室内分析和野外勘察这些方式，确定目视判读解译标志。

1.2判读方法

1.2.1多种手段和方法相结合。在开始影像判读工作时，不能使用单一的手段，多种手段和方法相结合才能进一步提高解译工作的精确度。

1.2.2开始工作时要先易后难。先判读难度比较低的地物要，例如，居民点、公路等地方，对这些物体来说，它们的特征更加明显，因此，和其它地物相比要更容易判读。用截图方式快速标记居民点、公路等，标记完再勾绘林地，耕地等。

1.2.3对同类的地物要经常对比。这个过程，把需要解译的影响同其它已掌握的样片做比照，进一步确定影像地物的具体类型，这个确定的过程可以说是完善和修正解译标志的过程。

1.2.4多种信息分析。在这一过程中，需要考虑遥感影像所具有的多种解译特征，这个过程要参照不同地理要素的相互制约和依存关系来进行。在生活常识和充分结合相关区域环境的基础上，推断地物的具体类型。难度相对来说较高的是林地类型，对这种图像进行判读工作时，结合目标环境中明显的目标物，例如，居民点、建筑物，山丘河流等。

遇到那些难以判读的目标时，例如，类似于空地颜色的地物，这是就先做记录工作，然后后期利用野外验证方式确定这小部分类型。

1.3室外校核

初期的解译工作完成后，就能考核和验证室外地物，充分结合室外样地调查结果，确定正确的解释标志，之后校核其余部分，补测一些必要的实地区域，从而得到更精确的解译结果。通常情况下，把乡镇作为验证工作的基本单位，乡镇以村为单位，这时就可以把地类相对复杂的村当做试地验证的对象，验证完成，再检查1次，然后对判读成果做进一步的修改。

1.4总结成图

上述工作做完后就完成了判读工作，通过软件技术对工作任务要求和特点做面积求算、综合分析和数据汇总等，并开始制作专题图，正式完成了林业资源的调查工作。

1.5精度评价

虽然林业资源的调查工作已经完成，但还要再进行检查。在完成图像后，还需要在建立图幅的基础上，随机抽取5幅以上的图幅做检查。对于小班需要仔细检查它们的属性、精度以及区划边界，查看其正确率是否满足我们的要求，才能不断提高调查精度和细化程度。

2.结语

遥感技术在林业的应用篇5

（内蒙古自治区第二林业监测规划院，乌兰浩特137400）

摘 要：文章对森林资源二类调查方法的研究现状及新技术的应用前景，进行了初步探讨。

关键词 ：林业；二类调查：方法

中图分类号：S757.2

文献标识码：B

收稿日期：2015-05-25

作者简介：何岚（1969 -），女，内蒙古通辽市人，林业工程师．

森林是陆地生态系统的主体，是国家、民族最大的生存资本，是人类生存的根基。林业是生态文明建设的主战场，对建设美丽中国、实现中华民族永续发展将产生极为深远的影响。我国政府提出“到2020年森林面积比2005年增加4000万hm2、森林蓄积量增加13亿m3的双增目标。为实现这一伟大目标，要扎实开展植树造林，全面加强生态建设保护，着力改善生态状况，着力强化森林经营，进一步提高森林质量。

林业现代化的追求，要求森林资源调查工作要适应现代林业快速、全面、深入的特点。现代森林资源调查工作要有助于保护资源和环境、有助于实现“双增”目标、有助于森林分类经营、抚育补贴等林业工程的顺利施行，对树立我国森林资源可持续发展的良好国际形象具有重要意义。森林资源规划设计调查（以下简称二类调查）应用技术与方法的研究是林业基础工作，文章对其新技术应用进行了简要分析。

1 二类调查现状

目前，二类调查主要内容多为森林种类、分布等静态现状，很少涉及生态、演变等动态信息。对森林资源种类和分布的调查工作，经常采用的方法是：以遥感影响为工作底图，手工勾绘林班和小班，再转绘到地形图，最后绘制林业专题图。个别小班虽然采用PDA验证和调绘，但因人员、技术和设备等限制，PDA也仅发挥了gps的作用，没有真正把GPS、RS和GIS有机地结合起来，工作效率低。森林资源数据更新少则5a、多则10a、甚至15a才能重新更新一次，二类调查也基本上推倒重来，有的地方因行政区划发生变动，导致资源数据的不连续性和没有可比性，动态监测、绩效监测无法实现。当前，二类调查的主要内容已逐步转向生态建设和经营管理，相关的调查方法研究已成为关键问题。

2 二类调查方法

现在采用的二类调查方法多为详查，一般分为以下几个步骤。

2.1 踏查

对调查范围内的森林资源进行全面了解，在有代表性的地区选择地形变化较大，植被类型丰富的地段设置踏查路线，然后进行线路调查，对调查地区森林分布情况、气候、地形、植被、土壤及森林资源现状等一般情况进行全面概括的了解。

2.2 详查

详查即全面调查，是在踏查、林业区划之后，详细调查记录小班的土地种类、面积、权属、立地条件、林种、树种、区位、位置等情况的过程．是完成资源种类、分布和数量调查的最终步骤

分布面积的确定是调查工作的第一步 一般步骤为：①界定行政范围和施业区范围。②利用航片和卫片结合地形图，对整个调查区域进行林业经营单位区划。③在区划的林班内，根据小班区划条件进行小班的划分。④进行实地调查核实并修改小班界限。⑤利用网格纸、求积仪或GIS求算小班面积。

小班因子调查，常用经验法（目测）和抽样调查（实测）的方法。目测即调查员根据多年调查经验判断立地条件、树种组成、树高、郁闭度和单位蓄积等小班因子：实测多采用角规或样地等方法进行调查估算。

林相图、森林分布图和统计汇总表是调查最后的成果材料。根据小班因子调查表形成数据库文件，对数据库进行统计分析，根据需要形成各种形式的统计表，同时，绘制林相图和森林分布图等专题图。

2.3 统计报表

对于调查年度间隔期，采用统计报表的方式，以行政区为单位，记录森林资源年度变化情况，然后汇总，得到森林资源数据。这种方法对于时间短、区域小的地区是可行的。

3 现代调查技术

当前，在森林资源调查和信息管理上，已开始广泛应用“3S”技术，即遥感(RS)、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)技术。遥感技术是其中的基础，地理信息系统起信息处理作用，全球定位系统用于空间定位。近年来，也有人把智能决策系统(IDSS)及专家系统(ES)合在一起，统称为“5S”技术。

GPS和RS用于获取点、面空间信息，GIS提供工作平台，用于空间数据存储、分析和处理，三者功能上互补。生产实践中，人们逐渐意识到将他们集成在一个统一的平台上，其优势才能得到充分发挥。

然而在实际应用中，“3S”集成则主要以GPS/GIS、RS/GIS，GIS/RS两两间的集成。更早期的二类调查往往是单独使用遥感技术，外业调绘，航（卫）片转绘、面积量算、利用现状图的编制均采用手工操作，导致调查过程繁琐、周期长、耗费大量人力物力及容易引入误差等缺点。GIS具有空间处理和分析数据的优势，他与遥感结合是发展的必然趋势。

在没有全球定位系统(GPS)前，遥感图像的几何校正和定位等必须通过地面控制点，进行大地测量才能确定，不但费时、费力，且当无地面控制点时就无法实现，严重影响了数据实时进入系统。全球定位系统的快速定位，为遥感数据实时进入GIS提供可能，促进“3S”的综合应用。

目前，“3S”技术仅仅停留在共同使用上，距离真正的集成还很远，“3S”技术如能从本质上实现一体化集成，不但可以克服一些技术难题，而且可以做到面积、蓄积等信息实时、快速、可信度高的收集、存储、管理和分析评价等，为系统管理提供全新的研究手段和创新平台。

4 二类调查方法研究

森林资源可持续利用及生物多样性保护成为林业研究领域的热点：退耕还林工程、天然林资源保护工程、京津风沙源治理工程、三北及长江流域等重点防护林体系建设工程、重点地区逮生丰产用材林基地建设工程等林业重点工程全面展开。集体林权制度改革深入推进。中央财政加大对林业补贴范围和力度，森林抚育补贴、林木良种补贴、造林补贴和湿地保护补助试点工作全面展开。森林资源管理进一步加强，持续推进森林可持续经营。然而，与其相关的二类调查方法研究却比较少，有必要在结合传统调查方法基础上进行深入研究，加大新技术和方法的引进。

4.1 新技术及理论的引入

许多林业调查设计单位针对“3S”技术在二类调查中的应用，做了大量的探索工作，取得了一定的进展。将“3S”技术引进到二类调查，既是二类调查方法发展的必然选择，也是“3S”技术的发展趋势之一。以其中的核心遥感技术为例，遥感技术从20世纪50年代诞生以来，取得了很大的发展和进步。分辨率不断提高、新的类型传感器不断涌现、地理信息系统和全球定位系统的结合，也使得其定位精度和处理数据的能力大大改善。在应用方面，正由土地利用、大范围植被面积以及生物量的估计向范围更小的环境及灾害监测、生长监测、碳汇林业等领域拓展。更小范围区域调查是遥感的发展方向之一，以遥感技术为核心的“3S”技术应用于二类调查．是“3S”技术发展的必然趋势。

除了“3S”技术，网络技术、数学建模技术、灰色理论、模糊数学等，都应该结合实际工作引进到二类调查研究中来，以促进森林资源二类调查方法的现代化。

4.2 抽样调查方法和新技术的结合

利用“3S”等高新技术对森林资源进行快速、精确的定位和量化，然后利用抽样调查方法进行验证和精度控制，快速高效的实施森林资源动态监测。“3S”技术为二类调查提供速度和规模支持，抽样调查为二类调查提供深度和精细保证。二者结合可以实现低成本、高速度、可对比、精细化的二类调查目标。

5 讨论

遥感技术在林业的应用篇6

1．1基于统一建模语言的数据调查与数据建库一体化关键技术及实现要实现数据调查与数据建库的一体化，必须针对便携式应用、大数据分析等不同应用场景，构建统一的数据标准并建立适应性强的空间数据库，使其既满足数据调查整理应用，又满足数据建库分析应用。本次研究中，我们运用UML(统一建模语言)，根据空间数据的分类原则和面向对象的继承特性，将园林资源数据进行分类抽象，然后根据空间数据的不同特性将园林资源数据划分为点、线、面等图层，最后根据对象的相关信息，划分出各个对象的属性。在建立数据库物理结构时，根据应用需求，数据调查整理场景下生成SQLite格式数据库，数据建库分析场景下生成Oracle格式数据库，由于两种场景数据库的分层结构设计一致，因此使用过程中能无缝转换，从而实现了数据调查与数据建库的一体化。

1．2基于遥感影像和实景影像的图形信息和属性信息一体化关键技术及实现

1．2．1基于多尺度分割的城市园林绿化资源提取技术传统的基于像元的遥感影像分析方法对于低分辨率的遥感影像具有较强的适用性，但对于高分辨率的遥感影像，随着空间分辨率的提高，单个像元所包含的语义信息更多，更多像元呈现混合像元特性，影像上单个像元所表示的信息大部分来自周围地物，采用基于像元分析的传统分类算法难以提取所需信息。本次研究中，我们采用了基于面向对象的影像分析方法，针对高分辨率遥感影像中地表物体的形状、色调、纹理和邻域关系等复合空间特征，采用阈值分割法、区域分割法等手段，对多波段遥感数据进行多尺度分割，生成不同尺度的对象层，形成对象层次网络体系。多尺度分割后影像的基本单元已不是单个像元，而是由同质像元组成的多边形对象，每一多边形对象不仅包含像元固有的光谱信息，还有多边形的形状信息、纹理信息与邻域信息，对于光谱信息类似的不同种类的园林绿化资源而言，通过多边形对象其他属性信息的差异就可以轻松地提取出来。该技术主要分为数据收集与整理、影像预处理、影像分割、建立知识库、数据提取、指标评价等步骤，技术流程。

1．2．2基于连续实景影像的树种识别技术及实现实景影像作为第5D产品正在各地“智慧城市”的建设中被广泛应用。利用连续实景影像数据，从实景影像中提取多角度的树叶照片，与已经建立完成的树叶知识库进行关联、比对，快速识别不明树种。该技术的实现主要分为以下几个步骤:1)建立树叶知识库通过日常工作的积累和相关资料的查找，建立各种树木的照片、文字资料等知识库。该知识库包括树木的照片、树叶的照片、相关的背景资料等，为后续进行树种识别，提供足够的数据支撑，并根据一定的规则，不断地扩充完善。2)树叶影像提取基于连续实景影像数据，沿着道路行进方向，提取数据范围内树木的空间信息，并根据识别要求，从连续实景影像中提取多个角度的树叶照片，通过归纳、整理，形成待确认的树种图片库。3)树种关联、比对将待确认的树种图片库与已知的树种数据库进行比对、分析，比对结果按照相似度的等级进行排序，综合考虑其他多种因素后，最终确认树木的类别。通过以上技术有效解决了在园林绿化资源调查中，人为识别树种存在多样性的问题，提高了数据调查的效率

1．3基于移动GIS技术

内外业一体化关键技术及实现移动GIS技术是以移动互联网为支撑、以智能终端为载体，结合北斗、GPS或基站为定位手段的又一新兴GIS技术。传统的调查方式是利用纸质底图到实地进行采集，完成采集后交由录入人员进行数字化工作，最后按应用需求制作成果数据。整个工作中外业采集和内业处理被分离为两个独立环节。本次研究中，借助移动GIS技术，利用智能终端集成实时定位模块，并开发现场编辑、图形显示、信息录入等功能的数据采集功能，将传统园林资源调查中的外业工作以及内业工作直接在智能终端上完成，形成数字化成果，实现真正意义上的调查工作内外业一体化。

2一体化调查的作业流程

一体化调查的组织与实施主要分为资料收集、数据预处理、基于遥感影像的数据分类、基于连续实景影像的行道树树种识别，基于移动GIS的数据现场调查以及整理与入库等环节。1)资料收集收集调查区域高精度遥感影像数据、连续实景影像数据、基础地形数据，包括城市地形图、城市建成区范围图、城市总体规划和城市绿地系统规划等图件和文字资料，按照园林资源分类要求，借助统一建模语言，构建全面标准一致、结构统一的多格式、多用途的数据库。2)数据预处理对收集的高精度遥感影像数据进行几何纠正、辐射纠正、图像拼接、图像增强等处理;对连续实景影像数据进行图像压缩、坐标纠正等处理;对基础地形数据进行格式转换、分层设色等处理。3)基于遥感影像的数据分类基于高精度遥感影像，建立园林绿化资源特征知识库，采用面向对象的多尺度分割技术，获取城市园林资源中公园绿地、生产绿地、防护绿地、附属绿地、其他绿地等园林绿化资源的初步数据。4)基于连续实景影像的行道树树种识别依托连续实景影像采集技术，基于真实的连续实景影像数据，通过计算机辅助人工识别，快速采集道路两旁的园林资源数据，如行道树的树种、高度等。5)基于移动GIS的数据现场调查借助便携式移动GIS技术，主要针对遥感数据在云雾遮挡、地物属性解译不明等情况，由作业人员实地采集公园绿地、附属绿地、生产绿地等园林绿化资源数据。6)整理与入库在统一数据规范下，对数据完整性、数学精度、数据语义一致性、逻辑一致性、属性值的正确性、数据结构和编码等进行检查并入库。

3应用情况

本文提出的城市园林绿化资源一体化调查技术已成功应用于重庆市风景园林局信息化建设中。作为本次研究成果的示范和推广区，渝北区、南岸区、渝中区、江北区、北碚区、沙坪坝区、九龙坡区、大渡口区、巴南区等主城九区已借助本研究成果完成了辖区内园林绿化资源的调查工作，建立了园林绿化综合数据库，实现了园林绿化资源信息化管理。相比于传统的调查方式，一体化调查技术在很大程度上可以降低外业的工作强度、减少重复劳动、缩短作业周期，同时，调查错误率由原来传统采集方式的5．2%降低到了1%，有效节约了建设成本和管理经费，取得了良好的社会效益和经济效益。纹理映射后得到更加逼真的模型3D，至此完成整个模型的重建工作。

4结束语

本文利用三维激光技术实现了孔子雕塑模型3D表面的重建，对重建方法进行了可行性论证。通过精确拼接技术，进一步提高了重建模型的精度。并结合逆向软件的使用对3D模型表面进行了纹理映射以及接缝的处理，使重建后的孔子雕像模型3D表面更加真实。但是，在对孔子雕塑进行扫描时，会造成扫描漏洞，对重构的模型精度造成影响。而近景摄影测量技术由于其使用方便，并具有人工主观采集建筑物特征点的优点，适合于解决三维激光扫描数据中存在的空洞问题。因此，可以考虑采用近景摄影测量辅助三维激光扫描的方式来进行数据采集。

遥感技术在林业的应用篇7

关键词：RS、GPS技术；森林设计调查；实际应用

随着信息化时代的到来，许多先进的科学信息技术也广泛的应用在人们的生活中，这不仅促进的社会经济的发展，还有效的改善了人们的生活环境。就在这样的社会条件下，人们为了推动我国林业行业的发展，也将RS、GPS技术应用到森林调查设计当中，来对森林信息的进行调查设计，从而对我国的森林资源进行合理的开发利用。下面我国就对RS、GPS技术在森林调查设计中的实际应用情况进行简要的介绍。、

一、RS、GPS技术、渗漏调查设计的基本情况

1、RS技术

所谓的RS技术是一种对各种非接触的远程探测技术，它主要是在远处、高空或者外层空间的平台上，通过见光或红外线等探测技术，来对测量目标进行扫描、信息传感等，从而对测量物质的性质和运作状态进行识别调查。而且在对物质进行调查测量的过程过程中，我们也可以通过一些特殊的摇杆设备来对物质的现象资料进行调查、记录。此外，人们还要通过对计算机技术和相关的信息设备，将物质相关信息转化成人眼可视的图形、文字和数字等，进而方便人们对物质信息的了解。目前，在我国林业行业发展的过程中，人们也开始讲RS技术应用到其中，从而将遥感测量技术林业科学密切的结合在一起，以方便我国林业行业的建设。

2、GPS技术

GPS技术也被人们称之为全球定位技术，它主要是通过卫星导航和定位系统来对其进行处理、目前人们也已经将全球定位技术应用到各个行业当中，以方便工程、大地、航空以及运载的测量导航工作。随着信息时代的到来，人们也将许多先进的信息技术可以到GPS技术当中，使其GPS技术的精确度得到一定的提高。而在我国林业发展的过程中，GPS技术的应用也有利于人们对森林地面目的的坐标信息的了解。

3、森林调查设计

森林调查就是对森林资源信息资料收集。而森林调查设计则是对森林资源开发和生产的相关规划设计，进而有利于森林资源的长期开发利用。目前在我国林业行业中，对森林资源的调查设计主要分成三个部分：其一，针对林业大范围地区的相关规划工作进行调查，来对相关林业信息资源进行收集和巩固；其二，来对当前我国林业局总体规划设计进行森林调查，这也是目前我国林业行业发展和经营的主要方案；其三，通过对当前林业规划施工设计方案进行调查设计，进而测量出相关的工作信息。

二、RS、GPS技术在森林调查设计中运用和不足

1、RS技术在森林调查设计中的运用

早在上个世纪60年代，遥感技术也已经得到了广泛应用，而且随着21世纪的到来，人们也将信息技术和遥感技术紧密的结合在一起，从而使其得到了更加广泛的应用。近年来，在我国林业行业发展的过程中，我国林业相关林业部门展开了对遥感技术研究工作，并且通过相关的信息技术，将林业的相关信息资料转化为图形，以方便人们对林业资源的开发和利用。

目前，在研究和生产实践中得出结论， TM影像图在森林调查设计当中运用是可行的。此后， 我国相关的林业行业一直在卫星遥感地面站购置适于当地条件的物候期时段制做卫片， 从事于森林调查设计的项目中。

2、RS（遥感） 技术在森林调查设计中运用效果

我们知道森林调查设计在林业部门是重要环节。我们使用TM卫星像片得到良好效果后， 一直将它运用到各个林业勘察设计工程中。首先， 组织好业务培训的同时， 考虑到是一种新的科技在推广， 在掌握的同时又要想到职工素质。所以在近年来采用了1∶5万或1∶2. 5万地形图、旧航片和TM卫星像片结合的方法。目前， 推开了航空像片的配合、协调， 并且在许多营林行业中只采用1∶5万或1∶2. 5万地形图和卫片进行各项因子调查。

在外业调绘中， 主要因子（ 土地种类、优势树种、龄组、坡向、坡位、小班面积、蓄积量、测树因子、区划小班） 根据基本图的比例尺、信息源的信息量以及经营活动的需要等多方因素得出结论： 在生产实践中推广应用是切实可行的， 作为主要信息源用于生产全过程和以往相对比， 比航片成本降低1/ 14， 定量、定位、定性的性能优越， 信息量丰富。o在现各生产单位中， 选取适当物候期的最佳时节和最佳波段，能提高图像的分类效果。而不受地被物、植被的色彩干扰。在生产单位用TM卫片和航片比较经济， 效益可观； 在人力、物力、财力上比传统方法节约资金和人力， 而且精度上达到一定高度， 在优化和完善调查方法上达到目的。

3、GPS技术在森林调查设计中的运用

GPS（ 全球定位系统） 技术于1994年在美国全面建成。我国测绘部门在近10a的使用表明它的特性。近年来，在我国的林业行业开始引进了GPS技术， 并且很快配备到各生产科室工组， 已广泛在森林调查设计工作中运用。对GPS的高精度、自动化、高效益等特点， 在实际中已有显著的成绩。它运用在林业行业的分类经营、退耕还林还草工程、人工造林核查等项工程中， 也表现了准确迅速的定位功能， 利用航线测面积法、航迹测面积法简捷的得出我们所需求的调查用数据， 发挥了特有功能。GPS的推广运用， 降低了因技术素质因素而产生的误差， 使各林班（村） 、小班调查精度和准确率得到提高，得到各方面技术人员的认可。

4、在森林调查设计运用中的不足

RS技术在外业调绘中存在不足， 还需进一步的开发。首先， 技术力量薄弱， 要加强技术人员业务素质提高，不能单一从表面上， 从以往的经验了解遥感， 克服调查员只利用TM卫星像片做外业调绘手图来实地调查， 而不是先区划后验证， 失去了TM卫星像片所包含的更能发挥信息源所携带的信息。使得在工作量和人力、物力没有相应的减少， 却和使用航空像片一般比例。所以， 更应该深入的研究其内含。其次， 是更细致、更准确的做出解译标志， 并且做到每地、每类型区域都建立解译标志， 不能只凭借一个解译标志连续几年使用。要使RS技术更能完善发挥科学性、实效性就必须做出科学的论断。第三， GPS的使用是简单的定位、面积量算、导航， 要发挥它的特点， 还需将RS、GIS、GPS结合到一起， 真正实现“3S”技术的集成。

三、结束语

由此可见，在我国林业行业发展的过程中，人们也已经将许多先进的科学技术应用到其中，这不仅有利于人们对森林资源的开发利用，还有效的促进了我国林业行业的发展。不过，由于RS、GPS技术在我国林业行业实际应用的过程中，存在着一定的局限性，这就对我国林业行业的发展有着一定的影响。因此，我们还要在不断的实践过程中，对其进行相应的改进和完善，从而推动我国林业行业的发展建设。■

参考文献

[1] 石岩. “3S”技术在二类调查和资源监测中的应用[J]. 内蒙古林业调查设计. 2002（02）

遥感技术在林业的应用篇8

【关键词】森林资源；调查规划；应用

我国森林资源从分布区域、类型及树种构成方面来看千差万别，同一树种的生长条件、密度及年龄结构都是不相同的。因此利用一定的调查方法及手段对森林的类型、树种的其他各种资源状况进行分析和整理是十分必要的。我国的森林资源调查根据规模及性质不同分为一类、二类、三类调查。一类森林资源清查又称为全国森林资源调查，是由国家林业局安排实施的大区性的森林资源清查，一般5年一次，旨在较短的时期内调查全国（省、区）森林资源的质量、数量及消长变化趋势，从而为制定全国性的林业方针政策及预测森林资源发展趋势等提供一定的理论依据；二类调查一般由省林业主管部门负责，按林业生产经营管理单位组织调查，每10年一次，调查目的是掌握森林资源现状与动态，分析林业生产单位的经营活动效果，从而编制或修订森林经营方案并为开展各种类型的区划、规划等提供依据；三类调查又称为施工设计调查，是林业基层单位为满足伐区、造林作业、间伐、林分改造设计等而进行的调查，其调查的内容会根据生产需要而异，调查时间也不固定。本文所要讨论的森林资源规划设计调查属于二类调查，其主要的任务清查森林资源的种类、数量、质量及分布状况，进一步提出对森林资源培育、利用与保护的有效意见。森林资源规划的调查成果是更新森林资源档案、制定采伐限额并进行林业工程规划设计及资源管理的基础，同时也是指导和规范森林科学经营的重要理论依据。

在林业改革发展的新形势下，对森林资源调查规划提出了新任务和新要求，为了不断地满足这些新的发展趋势，森林调查的相关技术也历经了不同的发展阶段，不断地更新和发展，从上个世纪50年代效仿前苏联编制森林畜施业案，进而是抽样调查技术、分层抽样技术，80年代开始随着计算机技术的广泛应用，传统的数据手工统计被计算机所取代，再到航天遥感技术的应用，通过把航空像片、卫星像片与地形图紧密结合从而直接编制出林业用图，最后是近年来3S技术及PDA技术的广泛应用，将森林资源的清查工作推向了定性、定量、快速、准确定位的新阶段[1]。

1.3S技术的应用

1.1遥感技术

遥感是一种以应用数学方法、物理手段及地理学规律等作为基础的综合性探测技术，具有动态、快速、宏观及多源等特点，在我国森林资源的监测与管理中起到了非常重要的作用[2]。遥感技术依据标准不同而有不同的类型，依据工作的平台不同分为地面、航空和航天遥感；依据其电磁波工作的波段不同分为紫外、可见光、红外及微波遥感。遥感调查技术主要包括图像处理技术、地面抽样调查技术、目标解译标志、建立卫片区判读技术及数学模型的建立等五大环节。杨燕琼等利用RST和GIS技术对白云区森林资源现状进行调查，并用计算机自动分类将广东省的主要树种有效地分离出来，总精度达到94.4%。在我国“三北”防护林的建设过程中，利用遥感技术在两年内清查了占全国总面积达60%的三北地区森林及草原等可再生资源的面积，为国家提供了该地区的森林资源变化情况。

1.2全球定位系统

全球定位系统主要同空间星座、地面监控和用户设备三大部分组成，主要通过分布在过地心的六个极地轨道面上的24颗卫星所提供的实时地理信息，达到精确定位和导航的目的。目前GPS技术在我国森林资源调查中被逐步地推广使用，赖家明对GPS技术在森林资源调查中面积测量及定位的应用进行了深入研究，得出了不同外界环境条件对定位精度及面积测量精度的相互关系，为提高森林资源调查的定位和面积测量精度提供一些新的思路及策略。斯钦毕力格利用GPS技术在森林资源清查中测距及定位导航等结果进行了误差分析，并据此提出了相应的应用范围。崔立军等对GPS技术在一类和二类调查及森林管理等方面的应用进行了论述，并对其应用的效益做了对比分析，为GPS在森林资源调查中的有效利用提供了一定的理论依据。

1.3地理信息系统

地理信息系统是集计算机制图、遥感和数字图像处理数据库等多种技术于一体的计算机综合应用系统，能够设计和建立森林资源地理信息系统，对森林资源进行科学有效地管理，同时可以大大减少外业调查的工作量，节约调查成本，并可以随时更新图像信息和数据，便于掌握森林资源的动态变化情况。牟秋蔷主要对GIS空间技术的原理和算法进行了研究，并在此基础上应用C语言对森林资源二类调查数据管理系统进行开发，从而减轻工作人员的劳动强度，进一步提高工作效率。王福生探讨了湖南省基于GIS的森林资源调查及数据库建设的方法及注意事项。

在过去的几十年时间中，3S技术在森林资源调查规划中得到了广泛地应用，但大多数是单独的GIS、RS或GPS的应用，有少数做到了两两之间的结合，如RS与GPS的结合，可建立三维高次的模型，从而提高RS的几何校正精度，同时可以将处理后的图转存入计算机中，方便在野外选样地和测控制点。RS和GIS的结合主要应用在GIS中的图形，对遥感图像中的地理位置物像进行识别并提取相应信息，对林龄、树种和土壤厚度等因素的信息获取具有很大的帮助。3S一体化技术并不是三种技术的简单相加，而是一种内部有机、系统的结合。因此，该技术还有较大的优势和较多的潜力没有充分发挥出来，这也是今后各界研究学者应对其进行拓展的方向。

2.PDA技术

PDA是相对于传统电脑来说比较轻便、小巧、可移动性强的掌上电脑，PDA在森林资源调查中的应用一方面实现了内业、外业及成果产出的全微机化作业方式，在一定程度上简化了操作流程，提高了调查的效率和精度。任方喜[3]等利用PDA技术对山东省森林资源进行连续清查，对其使用情况进行研究，分析了该技术的主要功能及存在的问题并提出合理的改进意见，使PDA技术能更好地在森林资源调查中发挥优势。该技术同时也有一些暂时难以克服的弊端，如PDA技术通常需要和GPS、电脑配套使用，对操作人员的综合技术能力要求较高，对于基层工作人员来说一时还难以快速掌握这项新技术；PDA中相关的配套软件还不够智能化，在一定程度上影响了工作效率；此外，内存较小，在野外连续工作时蓄电池能力不足，数据量大时反应速度慢，容易死机等问题都在一定程度上限制了PDA技术的进一步推广和应用。

新技术的应用无疑使森林资源的调查工作更加地精准、省时和省力，但这些技术大部分情况下还只是初步的应用，没有进一步地深入开发利用，且没有相配套的高效的信息管理系统来有效地收集和处理这些庞大的数据，远远不能满足现如今林业发展的要求，因此要从多方面来配合这些新技术的推广和应用。在基本满足对森林资源调查技术要求的基础上，完善有关森林资源规划设计的技术标准，充分发挥新技术的优势，辅以专业的数据分析和模型分析。同时强化森林资源相关数据的档案管理，及时更新基础数据、图面材料及统计表等，建立一定的更新和预测机制。最后要加强基层工作人员的技能培训，加大基础设施的投入力度，积极促进产学研结合，培养高素质的现代化森林资源调查监测团队。 [科]

【参考文献】

[1]陈溪兴.新技术新装备在上海森林资源调查中的应用[J].华东森林经理，2010，24（2）：49-51.

[2]朱振化，银晓瑞，章海波，等.基于遥感影像的鄂托克前旗森林资源监测分析[J].内蒙古林业科技，2008，34（3）：28-32.