崔文琦

(黑龍江省林業(yè)和草原調(diào)查規(guī)劃設(shè)計院，黑龍江 哈爾濱 150008)

在林業(yè)資源管理過程中，進行全面監(jiān)測是非常必要的，科學地監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠準確分析林業(yè)資源管理工作開展實際情況，利于全面制定良好的林業(yè)發(fā)展模式，推進林業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。通過監(jiān)測數(shù)據(jù)具體分析，分析總結(jié)運用“3S”技術(shù)開展林業(yè)資源監(jiān)測的有效途徑，促進“3S”技術(shù)在林業(yè)資源監(jiān)測中的應用水平不斷提高。

1 “3S”技術(shù)概述

1.1 RS遙感技術(shù)

RS遙感技術(shù)可在“3S”技術(shù)內(nèi)發(fā)揮較為明顯的作用。通過發(fā)射電磁波實現(xiàn)對指定區(qū)域的探測工作。遙感技術(shù)的主要功能為搜集信息，其原理為利用電磁波的反射對目標區(qū)域開展測量，并搜集已形成的數(shù)據(jù)信息，為后續(xù)工作的實施提供了一定的保障。應用RS遙感技術(shù)可依據(jù)測量區(qū)域的具體情況選擇適合的衛(wèi)星和飛機等完成探測。

1.2 GIS地理信息系統(tǒng)

在全面應用“3S”技術(shù)期間，GIS系統(tǒng)能夠充分發(fā)揮輔助功能。在系統(tǒng)內(nèi)，數(shù)據(jù)庫中的海量信息具有更高的應用價值，完成某地區(qū)的測量任務后，可在系統(tǒng)的監(jiān)測區(qū)域內(nèi)獲取具體的信息內(nèi)容，為后續(xù)工作的開展提供支持。此外，GIS還在信息處理方面具有明顯的優(yōu)勢，可在搜集信息后對其進行細化分析?；谛畔⒒夹g(shù)水平持續(xù)提高的背景下，GIS還具有可視化的功能，其在監(jiān)管林業(yè)資源的工作中得到廣泛應用，形成較高的實施效率和質(zhì)量。

1.3 GPS全球定位系統(tǒng)

GPS系統(tǒng)廣泛應用在國防、林業(yè)、建筑、交通等多個領(lǐng)域內(nèi)。該項技術(shù)主要是基于衛(wèi)星的輔助，通過終端限制具體的位置信息。經(jīng)過長期的優(yōu)化改進，其定位功能的優(yōu)勢也更為明顯。GIS、GPS等技術(shù)手段將衛(wèi)星定位、信息處理等功能融為一體，并廣泛應用到不同的范圍，為社會也作出了有益的貢獻。該項技術(shù)在林業(yè)資源監(jiān)測工作中廣泛的應用，將全面提高林業(yè)管理工作的效率和準確性，同時加快林業(yè)資源監(jiān)測向數(shù)字化方向邁進。

2 “3S”技術(shù)在森林資源領(lǐng)域中的應用

“3S”技術(shù)融合了多方面的信息化技術(shù)，形成綜合化的數(shù)字信息系統(tǒng)，并在數(shù)字和信息林業(yè)中發(fā)揮了更為有效和可靠的作用，推動“3S”技術(shù)實現(xiàn)對林業(yè)資源的動態(tài)監(jiān)測。由于“3S”技術(shù)具有用時短，經(jīng)費少等優(yōu)勢，為地方政府和部門提供及時的監(jiān)測數(shù)據(jù)，從技術(shù)層面保障我國數(shù)字林業(yè)工程的順利開展(表1)。

表1 傳統(tǒng)技術(shù)與“3S”技術(shù)對照Tab.1 Comparison between Traditional Technology and “3S” Technology

2.1 在森林資源調(diào)查和資源動態(tài)監(jiān)測中的應用

1)使用的地面調(diào)查技術(shù)成本投入較高，但在工作效率、精度水平和時效性方面均不足。運用“3S”技術(shù)參與森林資源規(guī)劃和動態(tài)監(jiān)測期間，可明顯提高工作進展和質(zhì)量。上個世紀中科院陸續(xù)使用衛(wèi)星和航空圖像結(jié)合的方法對森林資源進行抽樣調(diào)研。利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)構(gòu)建遙感影像數(shù)據(jù)庫，并針對遙感圖像進行處理，完善信息內(nèi)容，形成數(shù)字高程模型。對圖像實施疊加分析，實現(xiàn)預期的效果，構(gòu)建森林資源的專業(yè)化信息平臺。

2)目前利用“3S”技術(shù)監(jiān)測森林資源，可結(jié)合不同的監(jiān)測目的和實施范圍選擇SPOT、NOAA等不同的影像數(shù)據(jù)作為資源，結(jié)合不同的遙感技術(shù)分辨光譜觀測的波段，應用數(shù)據(jù)源、抽樣技術(shù)和定位技術(shù)等手段對獲取的數(shù)據(jù)進行匯總整理，形成動態(tài)化的資源監(jiān)測體系，實現(xiàn)對目標的動態(tài)化監(jiān)測。

2.2 在野生動植物資源調(diào)查中的應用

1)在實施野生動物資源調(diào)查工作期間，通過使用GPS技術(shù)定位調(diào)查目標，尋找和完成線路導航；RS可隨時觀測到野生動植物的生存和環(huán)境變化情況，對動物的棲息地進行動態(tài)監(jiān)測；GIS技術(shù)可對掌握的數(shù)據(jù)資源進行綜合分析，如野生動物的數(shù)量、分布區(qū)域和變化規(guī)律等，形成可靠的資源數(shù)據(jù)庫，以此實現(xiàn)有效的管理，為決策提供參考。

2)當前“3S”技術(shù)在上述方面的應用并不全面，更多集中在對適宜的區(qū)域和資源調(diào)查等方面的探究上。可見，“3S”技術(shù)還可在野生動物資源的監(jiān)測中加大使用的頻率，促使其發(fā)揮更為明顯的應用價值。

2.3 在森林火災監(jiān)測中的應用

1)森林火災的突發(fā)性較強，且蔓延的速度較快，具有較大的破壞性。使用RS可及時獲取必要的數(shù)據(jù)信息，提前掌握火災的位置和破壞程度等信息，這樣就能夠為救災人員爭取更多的挽救時間。由于“3S”技術(shù)可在監(jiān)測和受災后的評估等方面發(fā)揮功能，因此在森林發(fā)生火災后，衛(wèi)星可及時發(fā)現(xiàn)著火位置，并在火勢蔓延期間及時觀測其動態(tài)發(fā)展情況，通過GPS定位功能鎖定火災的位置，此后結(jié)合GIS對數(shù)據(jù)的分析和管理等功能，對火災情況以及造成的損失進行客觀評估。

2)我國已經(jīng)應用“3S”技術(shù)參與了火災的動態(tài)監(jiān)測和預警工作中，并以此為基礎(chǔ)形成火災救援指揮系統(tǒng)、信息管理和損失評估等系統(tǒng)平臺，明顯提高火災防治的綜合效果，降低火災造成的資源和財產(chǎn)等方面的損失。在我國信息技術(shù)持續(xù)發(fā)展的背景下，我國也形成了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和“3S”技術(shù)的火災監(jiān)測模式，形成協(xié)同監(jiān)測的數(shù)字化體系，可針對森林火災形成更為準確的信息獲取，在降低損失方面發(fā)揮更大的應用價值。

3)“3S”技術(shù)在黑龍江森林火災智能監(jiān)測及預警系統(tǒng)中的應用非常廣泛。是在深山林區(qū)高山瞭望和視頻監(jiān)測及時發(fā)現(xiàn)火情的重要措施，利用火源視頻監(jiān)控技術(shù)手段能夠增強監(jiān)控野外違規(guī)用火的震懾力，通過人工瞭望、電子眼和遙感衛(wèi)星構(gòu)成全時段、全覆蓋的火情智能監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)；火情衛(wèi)星監(jiān)測信息服務更加完善和普及應用，每個森林防火戰(zhàn)線的管護人員普遍配備手持終端的APP軟件，火情衛(wèi)星監(jiān)測信息服務達到全覆蓋；實時監(jiān)測火險天氣要素、物候特征、可燃物狀態(tài)等森林火災風險因子，實時發(fā)布森林火險監(jiān)測預警信息。

2.4 在森林病蟲害監(jiān)測中的應用

1)在對森林病蟲害監(jiān)測方面應用“3S”技術(shù)，主要借助RS圖像及時掌握病蟲害的相關(guān)信息。運用GIS對圖像數(shù)據(jù)進行分析和管理，借助GPS的輔助準確鎖定病蟲害的具體位置，并實現(xiàn)路線導航。發(fā)揮“3S”技術(shù)應用的優(yōu)勢，將其在森林病蟲害的風險預測、種群分布和動態(tài)監(jiān)測，病蟲害預測等方面發(fā)揮作用。

2)使用“3S”技術(shù)完成損失的評估工作。在信息技術(shù)應用范圍不斷拓展的背景下，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息系統(tǒng)技術(shù)結(jié)合使用形成的GIS-Web GIS，網(wǎng)絡(luò)得到應用。通過分享網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)提高對病蟲害監(jiān)測的及時性，在一定程度上提高監(jiān)測工作實施的時效性與可靠性。因此，以網(wǎng)絡(luò)和GIS結(jié)合的方法實施病蟲害的監(jiān)測工作，也可作為該項工作后續(xù)的發(fā)展方向。

2.5 在森林經(jīng)營管理中的應用

通過將地理信息系統(tǒng)作為載體，應用遙感和GPS等技術(shù)手段形成數(shù)據(jù)采集、專題圖制作等綜合性的體系，對林業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營活動提供必要的指導。使用“3S”技術(shù)可提升地理要素的完善性，實現(xiàn)小班區(qū)劃數(shù)據(jù)等有機結(jié)合，基于對數(shù)據(jù)的分析和有序管理形成專業(yè)化的模型，對不同的管理流程進行模擬，從中選擇最佳管理計劃，對森林資源的屬性和空間信息實現(xiàn)完美融合，全面實現(xiàn)森林管理和決策的信息化管理，全面應用到資源分析、結(jié)構(gòu)調(diào)整和分類經(jīng)營等多方面內(nèi)容，明顯提高經(jīng)營管理工作的效率和效果，為森林資源的規(guī)劃和后續(xù)發(fā)展提供必要的技術(shù)保障。

3 “3S”技術(shù)對森林資源變化的動態(tài)監(jiān)測

3.1 空間分布

雖然森林資源在分布方面并不具有明顯的動態(tài)化特點，但若想實現(xiàn)長期的精細化管理，則需持續(xù)搜集和分析各類資源的分布情況，全面規(guī)劃森林資源的布局，形成正確的決策。應用“3S”技術(shù)結(jié)合不同的時間和地區(qū)整理森林資源的分布數(shù)據(jù)，并以影像和數(shù)字信號等方式傳回信息。如果不同時間段的數(shù)據(jù)和影像信息出現(xiàn)不同，這就意味著森林資源發(fā)生了變化?？蓪⑸鲜鰰r間段的數(shù)據(jù)和資料信息以時間序列作出對比，分析資源在空間分布方面的變化特點，對某時間段內(nèi)的資源分布變化做出客觀地評價。通過合理的運用“3S”技術(shù)，實現(xiàn)了空間分布動態(tài)化管理，利于加強林業(yè)資源統(tǒng)計與分析能力，這對全面的開展資源監(jiān)測工作有著重要的作用。因此，需要技術(shù)人員根據(jù)“3S”技術(shù)應用實際，全面的進行動態(tài)監(jiān)測管理。

3.2 局部微觀區(qū)域變化

除了觀察森林資源在空間的分布情況外，“3S”技術(shù)還可依據(jù)具體的信息觀察到森林資源在總體變化的形勢下出現(xiàn)的微觀變化情況。如以人工形式參與管理的最大局限在于人所獲得的信息相對有限，這部分缺陷體現(xiàn)在森林資源的管理工作中，就會導致預期與工作實際形成一定的差距。但技術(shù)人員利用“3S”技術(shù)監(jiān)測森林資源，同時該類資源所處的環(huán)境要素、氣候、資源流向和利用情況等信息，也可為森林資源的管理提供一個必要的參考。此外，如果森林資源在部分出現(xiàn)了微觀的變化情況，這說明資源動態(tài)變化形成了一定的問題。因此，若想提高分析的準確性與科學性，則需掌握森林資源的變化規(guī)律和微觀數(shù)據(jù)信息，從而形成資源管理的有效對策。

3.3 數(shù)據(jù)更新

1)動態(tài)變化需要持續(xù)對數(shù)據(jù)進行更新處理?！?S”技術(shù)可對不同區(qū)域內(nèi)的森林資源數(shù)據(jù)進行及時更新完善，細化管理行為，即使用“3S”技術(shù)中的遙感技術(shù)將不同時段、區(qū)域的信號以最快的速度同步傳輸給數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的更新處理。

2)結(jié)合更新后的數(shù)據(jù)，管理者能夠及時把握資源行動的時間、動向和具體表現(xiàn)，甚至會提前掌握后續(xù)的行動時間、走向和具體表現(xiàn)等信息。對數(shù)據(jù)做出及時的更新處理更有益于推動森林資源管理發(fā)揮預見性的功能，該應用優(yōu)勢也可從本質(zhì)上提高資源管理的科學性水平。

3)技術(shù)人員需側(cè)重對數(shù)據(jù)做出及時的更新，保證數(shù)據(jù)能夠更為準確地反映變化情況，突出數(shù)據(jù)的時效性特征，充分發(fā)揮其應用和參考價值?！?S”技術(shù)在運用過程，需要不斷進行數(shù)據(jù)的更新，并實時進行數(shù)據(jù)監(jiān)測，以實現(xiàn)動態(tài)化數(shù)據(jù)的分析與管理能力，提高林業(yè)資源管理水平。

3.4 監(jiān)測數(shù)據(jù)分析與總結(jié)

在對森林資源進行動態(tài)監(jiān)測期間，對監(jiān)測結(jié)果的分析與總結(jié)可作為最后環(huán)節(jié)，直接決定數(shù)據(jù)的收集、管理工作開展的有效性。我國當前正在資源開發(fā)的關(guān)鍵階段，對各類資源的開發(fā)也在同步開展，與經(jīng)濟的發(fā)展相比，維護生態(tài)環(huán)境的和諧更為重要。因此在對監(jiān)測工作進行分析總結(jié)時，管理數(shù)據(jù)需側(cè)重考慮資源動態(tài)變化的合理性、長期發(fā)展對資源安全性的破壞性等方面內(nèi)容，有力地推動計劃經(jīng)濟管理水平的提高。同時針對未來保護的關(guān)鍵內(nèi)容作出合理的預判。

4 結(jié)語

“3S”技術(shù)相對于傳統(tǒng)方式更加高效，能夠全面提高林業(yè)資源監(jiān)測水平。作為新時期林業(yè)工作者，更要深入學習先進的“3S”技術(shù)應用，科學地開展技術(shù)分析與應用研究，結(jié)合具體林業(yè)資源管理區(qū)域，全面奠定運用“3S”技術(shù)，保證林業(yè)資源管理效率，不斷提高“3S”技術(shù)在林業(yè)實踐中的運用研究水平，積極推進“3S”技術(shù)在森林資源監(jiān)測中的應用。