黄 超

（云南省林业调查规划院营林分院，云南 昆明 650021）

1.3S技术概述

1.1 RS遥感技术

RS遥感技术在3S技术中发挥关键性作用，主要是借助于卫星上搭载的传感器(遥感器)，根据地表物体的电磁波辐射，反射特性进行非接触的、远距离探测。在实际应用过程中，遥感技术的工作内容就是信息收集，利用电磁波的反射原理，收集测量区域内的相关信息，保障后续工作得到顺利开展。现如今，信息化技术发展迅猛，保证测绘工作得到高效开展。有了RS遥感技术的有力支撑，能够结合测量区域的实际状况选择人造卫星或飞机。

1.2 GIS地理信息系统

GIS技术，即地理信息系统，指利用计算机软、硬件技术，对空间中的地理数据进行采集、储存、运算、分析、管理的技术系统，该系统在3S的整体应用过程中主要是发挥辅助性作用。地理信息系统数据库中储存有大量的信息，应用价值极强，在完成某一区域的测量工作后，就可以通过GIS系统数据库，对该区域内的具体地理信息进行检索，以便对后续工作做出合理安排。对于地理信息系统来说，拥有强大的信息数据处理能力，只需将收集的数据输入到系统中，就可以进行数据分析了。当前，现代信息化技术不断进步，赋予了GIS可视化的功能，如果将其应用到林业资源的监测管理过程中，就能帮助管理部门更加高效地开展相关工作。

1.3 GPS全球定位系统

GPS全球定位系统推出以后，就在国防、交通以及建筑等领域中得到了广泛应用。GPS技术主要是利用卫星，准确获取所在具体位置，并在移动端设备中予以显示，经过不断地改进与完善，GPS定位越来越精准，误差大大缩小。整个系统主要包括卫星部分、地面接收部分以及用户终端三部分，借助于GPS技术，能够实现实时定位、勘界、测距以及收集矢量数据。

2.3S技术的发展特点及其问题

2.1 应用特点

近年来，得益于信息技术的发展，森林资源监测技术得到了进一步发展与创新，其发展总体上呈现出如下的发展特点：一是技术的综合性。对于森林资源监测技术而言，是由多种技术、多种学科综合而成的，并非是一个单一的技术。它集GIS与空间分析、航空摄影判读、GPS、卫星遥感、抽样技术、数据建模、计算机网络技术等于一身，形成了森林资源监测的一体化技术。二是数据的多样性。在新的时期，开展森林调查监测工作，是为了实现可持续发展，监测内容不仅涉及森林资源，还会涉及生态环境，调查监测的数据也是多样的。三是信息的时效性。由于森林资源具有广阔的空间分布，且具有动态的时间分布，所以，森林监测对时效性的要求比较高。发挥卫星遥感的技术优势，能够快速收集数据，使得森林资源监测信息满足时效性的要求，尤其是时间分辨率、空间分辨率上，得到了有效提升，再加上传输技术的进步，进一步保证了监测的时效性。四是成果的共享性。随着计算机与网络通信技术的不断进步，对于GPS采集的数据信息和遥感技术获取的图像信息，就可以运用GIS软件进行处理，然后发布于网络上，方便不同的用户使用，促进了森林资源调查监测信息的共享。

2.2 存在的问题

通过3S集成技术的应用，使得森林资源与环境监测更加现代化和数字化，时效性也得到了显著提升，在其应用过程中，仍然存在一些问题。第一，数据标准不统一。一方面由于卫星（飞机）搭载了不同的传感器，采用了不同的数据采集方式，导致了监测影像在空间、时间、波段、分辨率、数据存储格式方面都存在不统一。另一方面，目前能够处理空间数据的软件众多，数据存储格式、数据结构也存在不同。如何建立一个统一标准，能够兼容不同数据的地理信息数据库是未来3S技术发展的一个重要目标。第二，数据的存储、压缩技术已经跟不上3S的发展速度。随着人们对高精度数据的需求日益提高，空间数据的采集手段也在不断更新，卫星影像精度已从20世纪的几十米，发展到如今的亚米级别，各种空间数据都呈爆炸式增长。而目前计算机存储技术发展较为缓慢，当海量的空间数据容纳不下时，如何高效地存储、压缩数据就成了当务之急。第三，监测因子无法准确判读。由于卫星的空间分辨率为1m，无法对树木组成、树冠直径、树高、株数、林层等监测因子进行准确判断，这就需要结合实地作业。第四，由于影像色调变动和辐射光谱存在差异，导致区划难问题突出。因受到地形因子、森林植被分布、气候条件以及拍摄季节影响，使得TM图像呈现的色调不一样，植被也出现了同物异谱或同谱异物的问题，以至于在小班区划过程中，无法准确判定林况因子与地矿因子，对区划精度造成了不利影响。第五，地形因子对GPS定位影响大。在地形开阔区域，GPS观测卫星数量较多，信号也比较好，能够实现快速定位，且保证精度。在沟壑或地形狭窄区域，GPS观测卫星数量较好，信号稳定性差，会出现卫星失锁现象，导致定位缓慢，且无法确保精度，所以，地域因素会对GPS使用产生限制。第六，航天遥感与现行规程难于协调。大量的实践已经表明，航天遥感方法是一个高效的监测方法，但在使用过程中却与现行规程存在不协调的问题，因为规程中只是简单地提及航天遥感，并未将其确立为主要的信息源。

3.森林监测中3S 技术的实际应用

3.1 森林资源动态监测

在过去，森林资源监测工作主要是以人工监测的方式对区域内的森林资源进行有效监控，监测效率十分低下，监测数据的准确性和完整性受工作人员影响较大。而利用3S技术，就能对森林资源进行科学监测，能够针对多种目的开展监测工作，并在3S技术体系的基础上，建立更加完善的专家决策系统。第一，依托RS技术，可以实现信息的整体性获取，确保森林资源监测数据的完整性。第二，在GPS技术的支持下，可以获取森林坐标信息，形成动态信息图像，能够对森林资源数据进行可视化处理，为监测工作的开展提供准确的数据信息。第三，利用GIS技术，能够将时间、空间的相关信息进行整合，准确分析和记录森林的演进过程，以便做出科学的森林管理决策。GIS技术具备监测、存储、编辑以及分析处理等多项功能，再加上计算机软硬件的有效配合，大大降低了资源统筹协调难度，保证森林资源得到有效开发和利用。

3.2 森林火灾监测

一般而言，森林火灾难于预测，一旦发生，往往可控性较弱，并能在较短的时间内蔓延开来，所以，森林火灾会对森林资源造成毁灭性影响，不利于林业经济的协调发展。因此，可以利用3S技术对森林火灾进行提前控制、事中处理以及事后评估，并且取得了明显的应用效果。第一，在森林管理过程中，可以通过RS技术，对森林全区域进行科学管理，并配合完善的森林管理制度，实现对森林火灾风险的有效控制，减少人为因素引起的森林火灾事故。同时，利用GPS技术，可以对森林范围进行科学规划，确保森林资源的安全性，为森林管理计划的制定提供有力依据。第二，对于已发生的森林火灾，关键在于快速扑灭。依托GPS技术，能够对火灾发生位置进行准确定位，为救火队进入火场提供指引，能够在最短时间内找到火灾发生源头，阻止森林火灾的进一步蔓延。一方面，利用GIS技术，可以统计各种火灾数据，对火势发展方向进行模拟，帮助救火队及森林管理人员及时采取有效的防范措施，最大限度地降低火灾对森林资源的危害。另一方面，有了RS技术的支持，可以全面反映出救火情况，及时发现救火方案的欠缺，就要保证快速救火，也要确保救火队员的生命安全。第三，森林火灾扑灭后，还要利用GIS技术，对整个救火过程进行分析与总结，发现现有森林管理手段存在的短板，注重经验总结，建构完善的森林火灾防范体系，保证后续森林管理工作顺利进行。

3.3 森林野生动物资源调查

在森林资源中，野生动物资源也是十分重要的，不仅关系到生态的平衡，而且事关人与自然的和谐发展。但在森林野生动物资源调查过程中，因珍稀野生动物数量较少，生存的环境也比较复杂，大大增加了人工调查的难度。所以，有了3S技术的支撑，可以更加精细地调查森林野生动物资源信息，既能保证调查的整体性，也便于调查人员采取相应的保护措施。第一，利用GPS技术，能够进行实时导航，以便及时准确地找到森林中的珍稀野生动物资源，有了准确的坐标，调查人员就不会盲目地寻找，造成资源的浪费，也能使资源调查更加精准高效，防止不法分析偷猎珍稀野生动物。第二，通过RS技术，可以对森林野生动物栖息地状况进行实时监督与管理，不仅能确保野生动物安全，也能了解野生动物习性，并采取相应的保护措施。同时，还能找到与野生动物关系密切的生态因子，指导森林管理工作的开展，避免因人为因素而影响野生动物的生存与繁衍。第三，依托GIS技术，可以调查获取森林野生动物种群数量、栖息地状况及其分布情况等数据信息，建立森林珍稀野生动物保护体系，使相关保护措施更加科学合理，既能有效加强森林野生动物保护教育，也能对森林野生动物进行动态监测。

3.4 森林病虫害监测

森林病虫害问题的发生，会对森林发展产生严重干扰，不仅会导致森林树木在生理和组织上出现病理变化，还可能造成森林出现大面积衰败的情况。所以，就要将RS技术、GIS技术结合到一起，建立森林病虫害信息监测数据库，进行综合分析和计算，并根据阶段性遥感图像，对森林病虫害的变化规律进行研究，为森林管理人员采取防治措施提供足够的信息，也能准确把握森林病虫害的演变情况，尽可能地降低森林病虫害对森林资源的影响。

3.5 森林湿地保护

森林湿地是森林中过渡性的生态系统，但是，随着森林污染的不断加重，森林湿地大幅缩减，对人类的生存环境都造成了危害。所以，应加强RS技术与GIS技术的结合，科学绘制湿地遥感影像，对湿地面积及其发展规律展开全面调查，为森林管理人员制定管理方案提供依据。与此同时，借助于计算机技术，以电子文档、电子图像为基础，构建完善的森林湿地管理系统，保证森林湿地得到有效开发与保护。

3.6 森林沙漠化防治

土地沙漠化问题对森林资源的影响主要是造成森林面积不断缩减。对此，可以发挥3S技术的信息反应优势，加强对森林沙漠化的监测，了解森林沙漠化演进规律，及时采取相应的管理措施，尽可能地降低土地沙漠化对森林资源的破坏性。

4.森林资源监测中林业3S技术的应用展望

4.1 实现森林资源监测的自动化

目前，在互联网技术的支持下，RS技术、GIS技术以及GPS技术实现了有机结合，形成了能够按既定要求执行相关操作的综合管理系统。今后，监测自动化必将成为大势所趋，在进行自动化监测的过程中，可以预先设置相应的预警值，以便系统能够自动识别异常数据信息，并予以标注，然后利用信息反馈机制将信息传输至相关控制系统，由专业技术人员进行处理，促进监测效率提升，及早发现问题。

4.2 动态了解森林资源面积变化

由于受到人为和自然因素的影响，森林资源的面积会处于一个不断变化的状态。其中，人为因素主要指的是随意地砍伐造成森林资源面积缩减；自然因素则是指各种自然灾害，如滑坡、泥石流以及山体崩塌等，会直接造成森林资源消失。在未来的发展过程中，3S技术将发挥更加重要的作用，能够实现对森林资源动态的实时监管，并根据采集获得的数据，分析森林面积发生变化的原因，并对其发展趋势进行推测，在此基础上采取相应的解决措施，使林业局对森林资源变化进行有效管控。

4.3 森林起火点的研究趋势

由于林间杂草众多，森林资源的可燃性比较强，如果发生了森林火灾，在极短的时间内，火势会迅速蔓延，不仅造成森林资源的彻底毁灭，也会影响当地气候与国民经济发展。在今后的发展过程中，如何实现对起火点的精准监测必将成为3S技术发展的重中之重。所以，应基于现有技术研究，认真分析起火点原因，建立完善的起火点监测系统，以便尽早发现火灾起火点，及时扑灭火灾。

4.4 森林资源清查的研究趋势

对于森林资源清查工作而言，是一项持续性、全面性的工作，间隔一段时间，国家就会在全国范围内开展森林资源清查工作。同时，林业局也会定期开展森林资源清查工作。在未来的工作过程中，如何提高数据信息采集效率，保证相关数据信息的准确性，提高森林资源清查结果的有效性，这也是今后3S技术发展所需把握的问题。

5.结束语

总之，3S技术在森林资源监测过程中发挥着十分重要的作用，既能对森林资源进行实时动态的监控，也能对森林火灾、森林病虫害进行有效监测，还可以在珍稀野生动物资源管理、森林湿地保护以及森林荒漠化防治中得到有效应用。但人类对于3S技术的利用还有待进一步提升。所以，在未来，我们应当重视3S技术的应用，加强对3S技术的应用，发挥好3S技术的优势，对森林资源进行科学监控。