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“3S”技术在大通县林业专项调查中的应用探讨

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摘 要:“3S”技术在青海省级林业行业的应用已初步深入,但在各县的应用只是初探,本文着重探讨“3S”技术在大通县林业专项调查中的应用及今后的应用前景。

关键词:“3S”;林业专项调查;应用
一、概述
  随着人类社会的发展,信息化、全球化已成为一种世界性的大趋势。信息技术的革新深刻地改变了人们传统的生活方式。《中共中央关于制定国民经济和社会发展的第十个五年计划的建议》中明确指出:“信息化是当今世界经济和社会发展的大趋势,也是我国产业化升级和实现工业化、现代化的关键环节。要把推进国民经济和社会信息化放在优先位置”。 “3S”技术是实现林业信息化的重要技术手段。
  “3S”技术即为RS(遥感技术)、GIS(地理信息系统)、GPS(全球定位系统)。坐标定位、局部监测是GPS的主要功能;数据存储、管理、分析、可视化是GIS的基本功能;计算机技术是“3S”技术的根基;网络是“3S”的翅膀;应用科学技术是”3S”发展的动力。“3S”技术在林业行业中广泛地应用于森林资源调查、森林防火、生态环境评估、森林动态变化分析、林业工程选址、设计等方面的工作。
二、“3S“技术的应用
  按照青海省林业局统一安排,2009年在全省范围内开展生态公益林补充调查,次此公益林补充调查其实就是一次森林资源规划设计调查(简称“二类调查”),调查中应用“3S”技术,使资源调查有了一次全新的认识。
  1、 小班区划方面的应用
  森林区划主要应用RS技术,按照省局提供的SPOT5(分辨率5米)卫星遥感数据,进行正射纠正、几何精校正、图像增强、拉伸和融合等处理,按国家基础地图标准,叠加各行政界线和公里网格,制作1:25000或1:50000比例尺的遥感影像图,作为外业调查和目视判读工作底图。以此工作底图为区划依据,建立解译标志,在ETM卫星遥感图上进行目视判读。通过遥感影像图目视判读大通县共区划林班381个,小班10560个。
  2、小班因子调查方面的应用
  小班调查借助空间分辨率5米的SPOT5遥感数据与实地调查相结合的方法。实地调查中以遥感图像的光谱值和建立的解译标志确定小班各因子的大概情况,以次来判定实地调查中各小班因子的正确度。大通县共建立解疑标志卡片210张,通过这些解疑卡片区划小班,并能粗略判定小班植物种、植被盖度、土壤、坡度、坡向、沙化类型、沟壑等各因子的大概情况。
  3、小班蓄积量调查中的应用
小班蓄积量的调查采用卫片估测法,由小班判读因子(林分因子、立地因子、光谱值)与蓄积量之间的回归模型估测小班蓄积量。
(1)采集有林地(乔木林)的林分因子,立地因子和遥感影像的光谱值。
(2)建模样地(小班单位面积)蓄积量调查。采用角规控制检尺的方法。在角规控制检尺中用GPS定位绕测点,确定绕测点之间的长度,为角规绕测提供了方便、节省了时间。
(3)采用数量化理论建立小班判读因子与样地(小班单位面积)蓄积回归模型。
(4)利用回归模型进行小班蓄积估计。
  4、小班面积计算
  对已区划好的遥感图像进行扫描,用矢量化软件对区划线进行矢量化,在GIS系统中自动计算各小班的面积。GIS系统主要优点在于强大的数据处理功能,计算所得的面积准确无误。
  5、数据库的建立、成果图的制作
  调查数据输入编制的系统中,再导入GIS系统,便自动生成与图相对应的属性数据库。对已矢量化好的遥感图进行拼接、平差、标注等一系列操作后便生成调查成果图(林相图和分布图)。此项操作要有一定的计算机操作技术、GIS系统操作技术方能完成。
三、“3S”技术在林业专项调查中的现实意义?
  常规的森林资源监测,从资源清查到数据整理成册,最后制定经营方案,需要的时间长,造成经营方案和现实情况不相符。这种滞后现象势必出现管理方案的不合理,甚至无法接受。利用GIS就可以完全解决这一问题,及时掌握森林资源及有关因子的空间时序的变化特征,从而对症下药。森林资源清查、各种经营方案的设计(如造林规划、抚育间伐、伐区设计等)常常需要大量的人力、物力、财力。利用“3S”技术的优势可表现在:
  ㈠、节省经费
  (1)节省二类调查经费:制作一张林相图,过去利用人工制作,大约要7天,而利用GIS,不到1小时。整理内业工作,从勾绘草图、小班求积、清样、标注、描色、数据分析、统计等都可以实现计算机化,与人力相比GIS在总体上可节省5倍的经费。
  (2)利用已有的林相基本图和数据,GIS可以随时制作任何林业专题图,如造林规划图、土地分布图、经营抚育实施图、成熟林分布图等,节省专题图制作费。
  (3)节省外业调查经费,利用GIS更新后的林相图、制作立体林相图,更有利于外业调查。
  ㈡、提高工作效率
  (1)提高制图速度、缩短内业时间。
  (2)提高二类、伐区和其他专题调查的效率。
  (3)提高制作经营决策方案的效率。
  ㈢、使林业经营管理更趋科学化
  (1)将空间数据作为不可缺少的因素与属性数据进行综合分析,改变单一属性数据分析的缺陷。使制作的决策方案更加合理。
  (2)对林业森林资源的空间属性数据进行动态管理,一旦资源发生变更,即刻对资源数据进行更新,从而准确掌握资源的状况,做出有效的决策。
  (3)制作与生长模型、决策模型等有关的专题地图提供形象化的决策分析方案,为经营方案准确有效的实施奠定基础。
四、“3S”应用前景与展望
  “3S”技术中,作为单项的GPS、RS、GIS在林业中已各自取得辉煌的成就,例如,GPS用于样地野外定位,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,西藏自治区森林资源调查就是用遥感技术完成的。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,“3S”技术将对林业产生重大影响:
五、结论:
  随着计算机技术的飞速发展,“3S”应用越来越广泛和深入。但在青海省各县对“3S”技术只是初探,尤其对RS和GIS的应用只停留在传统概念当中,更谈不上深入应用。大通县在GIS系统的应用上已逐步迈向深入,但应用的领域还不广泛,应用技术还不熟练,期望在以后的应用中逐步得到改善。
  总之,要在大通县林业行业中更好地应用和发展“3S”技术,必须在现有的技术水平上更多的应用“3S”技术,学习“3S”有关技术,不管是在森林资源调查中还是其他领域中以“3S”为技术为技术支撑,广泛深入的应用“3S”技术,并且与网络计算机等高新技术以及林业行业本身的技术紧密地结合在一起。为林业信息化和现代化作出它应有的贡献。
参考文献
[1]《青海省公益林补充调查实施细则》.
[2]“3S”技术的相关资料.

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