3S技術在林業(yè)調查規(guī)劃設計的應用
時間:2022-06-23 04:33:42
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摘要:隨著我國科學技術的不斷進步,各種應用于林業(yè)調查規(guī)劃設計的新技術和新工具也層出不窮,其中應用最廣泛地莫過于3s技術,它高度集成了多學科的現(xiàn)代信息技術,用于空間信息的收集、處理、管理、分析、表達、傳播和應用,為我們進行林業(yè)規(guī)劃設計提供了諸多便利。本文對3S技術進行了簡單地介紹,并對現(xiàn)如今我們國家3S技術在林業(yè)調查規(guī)劃設計中的實際應用作了簡單的探討。
關鍵詞:林業(yè);3S技術;實際應用
林業(yè)是生態(tài)系統(tǒng)的基礎,它在改善環(huán)境,促進社會的可持續(xù)發(fā)展方面發(fā)揮著重要作用。隨著社會的不斷發(fā)展,綠色可持續(xù)發(fā)展的要求變得越來越重要,因此,對各國的林業(yè)調查規(guī)劃設計要求和管理能力也是一項巨大的挑戰(zhàn)。同時,由于我國林業(yè)用地面積非常廣泛,如何使用科學有效的相關技術對其進行管理是一項艱巨的任務。而3S技術在這方面為我們提供了非常多的便利,我們可以通過航空航天,航空遙感和地面勘測,形成森林資源動態(tài)監(jiān)測技術體系,以便對林業(yè)資源進行分析和評估,為改善環(huán)境,促進社會和經濟的可持續(xù)發(fā)展提供技術支持。測量林業(yè)資源的現(xiàn)狀,監(jiān)測動態(tài)的系統(tǒng)變化,分析數(shù)量,質量,分布,健康狀況和多功能并對其趨勢進行初步估算是當務之急。3S技術的應用從根本上改變了傳統(tǒng)的森林資源信息管理方式,作為現(xiàn)代林業(yè)管理的新工具,其在林業(yè)研究領域的應用主要包括森林資源信息管理,森林管理優(yōu)化決策,林業(yè)分類管理分為森林管理,森林防火,抽樣設計,森林專題制圖,營林設計規(guī)劃設計,森林砍伐,森林保護,森林資源管理網(wǎng)絡,精準林業(yè)等多個方面。近年來,空間技術的飛速發(fā)展為擴展服務和客戶提供了用于空間數(shù)據(jù)管理的新工具和功能。尤其是,地理信息系統(tǒng)(GIS),全球定位系統(tǒng)(GPS)和遙感(RS)技術的發(fā)展使人們能夠以計算機出現(xiàn)之前無法實現(xiàn)的方式來收集和分析現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
1遙感技術概述
RS,GPS和GIS技術,簡稱“3S”技術,是遙感技術(RemoteSensing,RS),地理信息系統(tǒng)(GeographyInformationSystems,GIS)和全球定位系統(tǒng)(GlobalPositioningSystems,GPS)的統(tǒng)稱,空間技術是傳感器技術,衛(wèi)星定位導航技術與計算機技術,通信技術的結合,高度集成了多學科的現(xiàn)代信息技術,用于空間信息的收集,處理,管理,分析,表達,傳播和應用。3S技術是獲取,處理,分析,管理,精確定位,具有空間數(shù)據(jù)特征信息特征的一種信息技術手段,在精密農業(yè),林業(yè),土地,水利,生態(tài),災害,城市規(guī)劃,采礦等方面,石油,軍事等領域的發(fā)展,調查,評估,探測和預測發(fā)揮的作用基礎和所提供的信息,為科學決策和保障提供依據(jù)。地理信息系統(tǒng),GIS應用程序可以存儲,管理和分析大量空間分布的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)與它們各自的地理特征相關聯(lián)。GIS也可以管理占用相同地理空間的不同數(shù)據(jù)類型。由于各種計算機輔助制圖(CAD)應用程序都可以達到相同的結果,因此描繪不同的空間重合特征的能力并不是GIS獨有的。GIS的強大之處在于它能夠分析要素及其關聯(lián)數(shù)據(jù)之間的關系。隨著模式和空間關系的揭示,這種分析能力導致了新信息的產生。全球定位系統(tǒng),GPS技術為管理林業(yè)和自然資源提供了必不可少的工具。GPS是基于衛(wèi)星和地面的無線電導航和定位系統(tǒng),使用戶能夠確定地球表面上非常精確的位置。盡管GPS是一項復雜而復雜的技術,但用戶界面已經演變?yōu)榉羌夹g用戶可以輕松訪問的界面。具有10至20米的精度的簡單,廉價的GPS裝置可用,而更復雜的精密林業(yè)系統(tǒng)可以獲得厘米級的精度。遙感技術用于從遙遠的平臺(通常是衛(wèi)星或機載傳感器)收集有關地球表面的信息。用于制圖和空間分析的大多數(shù)遙感數(shù)據(jù)都是作為反射的電磁輻射收集的,該電磁輻射被處理成可以與其他空間數(shù)據(jù)覆蓋的數(shù)字圖像。
23S技術在林業(yè)調查規(guī)劃設計中的實際應用
2.1在精準林業(yè)中的應用。“精確林業(yè)”的原則是,它使用現(xiàn)代工具和技術來獲取盡可能多的真實信息,以改善決策過程并確保當前森林管理目標?,F(xiàn)代技術中最著名和最常用的工具是遙感,導航系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)。新趨勢是用于樹木識別的決策支持系統(tǒng)和工具,以及用于木材材料測試和測量的工具。林業(yè)部門對這些技術有極大的興趣,因為作為精確數(shù)據(jù)的主要來源,“精密林業(yè)”提供的信息比當前使用的信息更為準確。精密技術是儀器,機械化和信息技術,可測量,記錄,過程分析,管理或激活具有高時空分辨率的多源數(shù)據(jù),以實現(xiàn)基于信息的管理實踐或支持科學發(fā)現(xiàn)。精密林業(yè)使用各種工具和技術,這些工具和技術可大致可以分為以下幾類。首先是測量工具,包括地面激光掃描儀,GPS,INS和數(shù)字測量設備,它們用來提供特定地點的詳細信息;接下來機載和衛(wèi)星遙感技術,如光檢測和測距和干涉式合成孔徑雷達,它們能夠以重復的時間間隔從變化條件下的大面積區(qū)域快速收集高度詳細的數(shù)據(jù)。再來就是地理信息系統(tǒng),通過捕獲,存儲,檢查,處理和分析與空間和地理分布有關的地形信息,它可以導出各種數(shù)據(jù)和圖形,并為決策者提供一系列有用的文檔和計劃;最后是決策支持系統(tǒng)(DSS)它們是特定的軟件解決方案,已開發(fā)用于解決特定問題并提供預測和實際信息,存在一些決策支持系統(tǒng),用于預測道路網(wǎng)絡,森林運營計劃,森林資源清冊和其他類型的解決方案。2.2在森林動態(tài)監(jiān)測中的應用。森林是生態(tài)系統(tǒng)的主體,是林業(yè)的基礎,它們在改善環(huán)境,促進社會的可持續(xù)發(fā)展方面發(fā)揮著重要作用。森林資源是國有資源和國民財富的重要組成部分,是地球生命的基礎。測量森林資源的現(xiàn)狀,監(jiān)測動態(tài)的系統(tǒng)變化,分析數(shù)量,質量,分布,健康狀況和多功能并對其趨勢進行初步估算是當務之急。通過使用GPS快速準確定位功能可以獲得強大的森林資源地面數(shù)據(jù),并且GIS軟件處理RS的海量數(shù)據(jù),從而為用戶提供快速準確的有用數(shù)據(jù)。通過歷史數(shù)據(jù)庫和更新數(shù)據(jù)庫信息的對比,我們可以很快發(fā)現(xiàn)森林資源的變化情況。通過航空航天,航空遙感和地面勘測,形成森林資源動態(tài)監(jiān)測技術體系。因此,我們可以對森林資源進行分析和評估,為改善環(huán)境,促進社會和經濟的可持續(xù)發(fā)展提供技術支持。2.3在森林防火中的應用。在世界干旱和半干旱地區(qū)發(fā)生的森林大火可能會帶來災難性的后果,造成生命財產損失以及植被、石油和水資源的損失。目前計算機和電子設備越來越多地用于發(fā)現(xiàn),監(jiān)視和撲滅森林大火,為傳統(tǒng)上用于火災管理的工具提供幫助。比如,利用紅外熱成像,激光技術,視頻,航空照片和全球定位系統(tǒng)技術,將路基,機載或衛(wèi)星傳感器用于森林火災的探測,制圖和撲救;已經開發(fā)出用于使用紅外傳感器或NOAAAVHRR圖像探測火災的適當算法。地理信息系統(tǒng)在森林火災中發(fā)現(xiàn)了一個新的應用領域。這些系統(tǒng)將數(shù)據(jù)庫管理與遙感數(shù)據(jù)和火災隱患評估相集成,甚至可以使用模塊化動態(tài)模型來模擬火災的增長。因此,各國已經開發(fā)了基于GIS的森林火災管理信息系統(tǒng),該系統(tǒng)為用戶提供了很多對消防有用的信息。
3結論
盡管在過去的幾十年中,中國經濟取得了長足的進步,尤其是在農業(yè)和林業(yè)領域,但許多問題仍然有待解決,如監(jiān)測林業(yè)問題和改善林業(yè)的可持續(xù)性仍然處于太低的水平。我們要加大對3S技術在林業(yè)中的應用,科學合理的對林業(yè)活動和運營進行規(guī)劃和實施,以提高木材產品的質量和利用率,減少浪費,增加利潤并維持環(huán)境質量。使用高科技傳感和分析工具來支持針對林業(yè)部門的特定地點,經濟,環(huán)境和可持續(xù)的決策,以促進我們國家林業(yè)的發(fā)展。
參考文獻
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作者:潘明哲 單位:黑龍江省自然資源權益調查監(jiān)測院