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森林资源监测中3S技术的应用现状与展望

2022-05-13杨文辉杨辰宇

江西农业 2022年8期
关键词:森林资源监测森林

杨文辉,杨辰宇

(1.永丰县林业局,江西 永丰 331500;2.崇义县林业局,江西 崇义 341300)

由于我国经济不断发展,人们对生活质量提出了更高的要求,越来越多的人意识到森林高质量发展的重要性,对森林资源的保护更受社会关注。为加强对森林资源的保护与管理,实时监测森林资源消长变化,就需要对森林资源监测工作进行深度研究,不断完善森林资源监测体系,提高监测效率。其中最有效的方法就是将3S技术应用到森林资源监测工作中。

1 3S技术的基本构成

1.1 遥感技术

3S技术是由3种信息技术构成的,其中遥感技术是基础型技术,又称RS,是森林资源监测中不可或缺的重要技术之一。遥感技术,主要是指对目标区域信息进行采集,然后对收集到的信息数据进行分析、处理、输送的一种技术。遥感技术最大的优势就是能够对目标区域内的信息数据进行实时监测与管理,且适应能力较强。通常情况下,遥感技术主要运用在这几个方面:森林资源覆盖总体状况、森林气候变化状况、森林病虫害实际发展现状的监测与管理。

1.2 地理信息系统

地理信息系统简称GIS,该系统主要是指对目标区域的地理信息进行有效管理的一种计算机系统。地理信息系统不仅能够对地理信息进行多方面、多层次、多种类的管理,还能对所有的信息进行分析与整合,方便相关工作人员的搜索与查找。另外,该系统还可以将整合后的信息技术投放到电子屏幕上,实现数据信息“可视化”,进而降低相关工作人员的工作难度,使得工作效率得到大幅度提升。地理信息系统运用范围较为广泛,主要应用在地理区域规划、生态环境规划、自然灾害监测、森林资源监测等领域,从而帮助领导者做出正确的决策。

1.3 全球定位系统

全球定位系统,简称GPS。该系统是一种精准度极高,并且能够实现全天24小时定位的多功能系统。在森林资源监测中运用该系统,主要目的是对森林资源进行实时的、动态的监控,能够对目标区域进行准确定位。森林若是发生火灾等意外状况,GPS系统能够对起火点进行精准定位,以便消防人员能够在第一时间到达起火点,用最少的时间完成灭火工作,进而避免森林资源被严重破坏。

遥感技术、地理信息技术以及全球定位系统之间互相影响、互相制约,具体关系如下图:

2 3S技术的主要发展特征

由于科学技术水平不断发展,信息技术的运用范围逐渐扩大,其中3S技术在森林资源监测中发挥了重要作用。3S技术的主要发展特征如下:

2.1 技术的综合性

森林资源监测中运用的3S技术并不是一个简单的信息技术,它是由多种先进的科学技术组合而成。它能够将航空摄影判读、卫星遥感、抽样技术与数学建模、GIS与空间分析、地图与GPS,以及计算机技术等进行有机整合形成的一种森林资源监测技术。

2.2 数据的多样性

现阶段,对森林资源进行实时动态监测的最终目的就是推动我国可持续发展战略能够顺利实施。在进行监测时,需要对森林整体环境以及周围的生态环境等方面进行监测,监测内容较多,所需要的数据信息种类较多。

2.3 信息的时效性

由于我国森林较多、较为分散,空间分布具有辽阔性,时间分布具有动态性,所以在监测时必须保证监测到的信息的时效性。利用卫星遥感技术,对森林资源进行监测,能够使收集获取到的信息时效性有所保障,尤其是卫星遥感在时间分辨率和空间分辨率方面的水平不断提高,使得信息传输速度变快,大大提高了监测信息的时效性。

2.4 成果的共享性

由于我国计算机技术水平不断提高,其运用范围逐渐扩大,尤其在森林资源监测中发挥着较大作用。运用3S技术,对收集获取到的信息与图像进行处理,然后将其发布到互联网上,能够为互联网用户提供参考数据,进而使得森林资源监测信息的贡献程度有所提升。

3 在森林资源监测中应用3S技术的必要性

3.1 减少经费支出

由于3S技术具有较多优势,所以在森林资源监测中运用该项技术,在一定程度上能够减少经费支出。首先,能够有效降低调查经费的支出。原有的图形制作都是需要人工进行绘制。正常情况下,若是人工绘制一张林相图至少需要一周的时间,若是地形复杂区域,还需要更多的时间。然而,采用地理信息系统,一小时之内就能完成绘制工作。同时,图斑勾绘、描色、数据处理与分析等工作都可以依靠计算机来进行。利用3S技术,能够节省大量的时间与经费,至少能够节省5倍的经费。除此之外,对各种数据信息进行统计分析,也需要消耗大量的时间来完成,而利用3S技术,仅需要10~15天的时间。其次,相关工作人员在掌握基础基本图、林相图和相关数据的基础上,可以利用3S技术,实时绘制林业专题图,从而降低图像制作费用。最后,利用该项技术,能够最大程度上降低林业规划设计内业与外业调查资金的支出。同时,还能绘制出立体化的林相图,为相关工作人员的工作提供便利。

3.2 提升工作效率

森林资源监测工作效率如果要得到大幅度提升,就需要在监测工作中运用3S技术。第一,能够使得制图速度得到提升,从而有效缩短森林资源更新周期;第二,能够使得森林资源调查工作效率大幅度提高;第三,能够使得制作经营决策方案的时间缩短,使得森林资源管理工作逐渐科学化、规范化;第四,可以对相关数据进行有机整合,对其进行统筹规划,使得森林资源决策方案更加合理科学;第五,可以对森林资源进行实时动态的监测与管理,及时更新数据,为相关工作人员提供可靠的、准确的参考数据。

4 现阶段森林资源监测工作中遇到的阻碍

由于我国森林资源分布范围较广,所以要确保监测到的信息数据的有效性。利用3S 技术,能够使得森林资源监测信息数据的有效性得到大幅度提高。在监测过程中运用3S 技术,能够使得森林资源监测工作逐渐科学化、智能化、自动化。然而,在具体运用时还存在一些问题与缺陷需要解决。

4.1 相关法律法规不够完善

若想有效解决现阶段森林资源监测工作中存在的问题,相关政府部门就需要结合实际状况,制定相关法律法规,为森林资源监测工作提供基础保障。目前,我国经济蓬勃发展,市场经济体制不断变革,越来越多的人意识到保护环境的重要性,而现阶段的森林保护法律法规还不能满足现代社会发展、森林资源保护的需求,因此,森林资源破坏现象极其严重,使得我国生态环境变得很脆弱。

4.2 生态环境保护意识薄弱

现如今,虽然已经有较多的人意识到生态环境保护的重要意义,但是总体上国民的环境保护意识还是较为薄弱。我国经济发展脚步不断加快,人们对森林资源的需求量越来越大,出现了大量砍伐林木、擅自损毁破坏林地等现象,使得森林资源遭到严重破坏。另外,某些工程项目将经济效益放在首位,忽视了生态效益,进而使得我国森林覆盖率大幅度降低。除此之外,由于多数公民对环境保护了解不够透彻,对所发现的破坏森林资源行为没有及时制止,使得我国生态环境逐渐恶化。

5 森林资源监测中3S技术的应用具体解决措施

5.1 建立健全相关的法律法规

目前我国森林保护法律法规依旧存在较多问题与缺陷,在一定程度上阻碍了我国森林资源监测中3S技术的应用。鉴于此,我国相关政府部门应该对当前森林资源发展状况有一个全方位的把控,进而对现有的法律法规进行梳理和完善,制定相关法规。一方面,强化监测人员的责任意识、提高工作待遇;另一方面,规范森林资源监测工作流程与职责要求,要将森林资源监测工作逐渐细化,让每一位工作人员能够明确自身的工作职责,合理分工,各司其职。

5.2 加大3S技术宣传、研究力度

加大3S技术宣传力度,是推广3S技术的有效手段,通过有关媒体、政府工作要求进行宣传推广。还可以举办培训班,培训森林资源监测人员关于3S方面的知识。还需要增加投入,加快推进我国3S技术在森林资源监测中应用的研究力度,创新监测方法、提高监测效率。

5.3 不断优化提升3S技术工作体系

森林资源监测工作高质量、高效率的开展,需要不断优化提升3S技术工作体系,即优化工作流程,提升信息的感知能力、数据的处理能力、野外调查工作能力。一是提高影像及矢量数据的获取能力,拓展获取平台,通过接收卫星遥感影像、购买航片、网络下载谷歌卫片等手段获取影像,借助如奥维地图、91卫图、GPS工具箱、户外助手等软件获取矢量数据;二是提高影像及矢量数据的处理能力,熟悉Arcgis 、Mapgis及林业有关专业软件的操作;三是提高定位与应用功能,通过借助如奥维地图、91卫图、GPS工具箱、户外助手等软件进行野外定位和监测应用。

6 森林资源监测中3S技术的应用现状

6.1 能有效进行森林防火及扑救指挥

由于我国科学技术水平不断提高、不断进步,为3S技术提供了良好的发展条件。在上个世纪90年代,我国林业局早已结合现有的技术,建立了符合国家森林防火需要的林火管理系统,以便能够在第一时间发现起火点,从而降低火灾对森林资源的破坏程度。在推广初期,该技术主要运用在森林资源丰富的东北地区和西南地区。现在由于技术的不断成熟,运用范围逐渐扩大,整体效果也较为显著。运用3S技术之后,若森林火灾发生时,能在第一时间内找到着火点,找准最佳指挥观察点,并通过系统部署扑救方案,安排最优拦截点,进而提升救火效率。

6.2 有利于及时发现森林病虫害

当森林出现病虫害问题,若是没有及时处理,将会使森林资源遭受惨重的损失,并且难以控制,同时还会加大林业工作难度,因此对森林病虫害监测显得十分重要,是当前森林资源监测的一个重要方面。如今松材线虫在我国部分省份迅速蔓延,国家对病虫害问题更加关注。对发生、成灾面积的调查,病死株的定位、统计无不用到3S技术。通过大量数据研究发现,不同种类的树木,由于受到温度、湿度等因素的影响,发生病虫害的概率也有所差异。鉴于此,若将3S技术运用到其中,不仅能够对森林环境进行监测,还能及时发现病虫害苗头,采取积极预防措施,进而减少病虫害的发生,减少经济损失。

6.3 提高森林资源清查的效率

对森林资源进行清查需要的时间较长,工作难度较大,是一项系统又复杂的林业调查工作。主要调查内容包括:森林资源总量(面积与蓄积量)、树种类型、树木分布、生长状况等。随着社会的发展,对调查项目提出了更大的广度要求、对调查要求提出了更深的精度要求,原先手持地形图到野外勾绘、填报数据的调查模式已不能适应当前调查工作的要求。从样地布设到找点定位,从图斑区划到数据采集,从数据处理到成果出图,均需用到3S技术。随着3S技术在森林资源调查中的广泛应用,极大地提高了森林资源清查工作的效率,缩短了调查工期,实现了年内出成果的目标。

7 结语

综上所述,在森林资源监测中运用3S技术,能够实现对森林资源的有效监管。然而,在实际运用过程中仍存在一些问题与不足,这就需要相关工作人员加大对3S技术的研究力度,将其最大价值发挥出来,进而使得森林监测工作整体质量与效率有所提升。将3S技术与森林资源监测工作相结合,符合社会发展趋势,同时也是我国实施可持续发展战略的基础保障。总的来说,3S技术在森林资源监测中有着光明的发展前景。

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