3S,技术在林地保护利用规划中的应用研究及展望

崖彩霞

（阳朔县林业局，广西阳朔 541999）

林地是陆地生态系统的基础，是各类森林资源的载体平台。林地的保护利用对森林资源的科学管理与开发有重要的生态和经济效益。我国各类森林资源丰富，林地种类多样，并且在时间和空间上也存在各自的变化规律，要做好森林资源的管理，必须对林地的基本单元结构进行深入研究，掌握林地资源的现状、数量及其变化规律。传统的林地资源调查手段精度低、劳动强度大、人力物力消耗高，已经不适应现代林业高质量发展的需求。随着信息科技的不断进步，遥感影像技术、地理信息技术及卫星定位技术组合形成的3S 技术系统逐步成为林地保护利用及调查的高效手段[1-5]。笔者就3S 技术在林地保护利用方面的应用做进一步阐述，并对其在林业方面的应用趋势进行探讨，为进一步认识和利用3S 技术提供参考。

林地是指集中成片的天然林、次生林及人工林上覆盖的土地的统称，包括用材林、经济林、薪炭林和防护林等各种林木组成的成熟林、中龄林、幼林和苗圃等。林地是国家重要的自然资源，是林业发展和生态建设的根基[6]。林地保护利用与规划就是对林地通过科学的技术管理手段，使林地资源得到合理优化，林地的生态功能得到释放，生态建设得到可持续发展。3S 技术是集地理信息系统（GIS，Geographic Information System）、遥感（RS，Remote Sensing）和全球定位系统（GPS，Global Positioning System）的一体化技术，能够对林地的空间信息进行有效的分析及管理，并且实现数据共享[7-8]。

1.1 3S 技术在森林资源调查规划中的应用现状

3S 技术在林地保护利用与调查的应用始于欧美等发达国家，从1986 年芬兰应用“多信息源森林调查方法”对全国林地进行整合分类开始，到美国应用3S 技术与互联网技术相结合，实现林地数据的实时共享，3S 技术成功地将卫星图层进行分层抽样建立林地综合信息管理系统，实现了林地信息资源的动态监测[9-11]。

我国利用卫星影像进行林地资源的抽样调查起步较晚，在20 世纪90 年代才逐渐对卫星MMS 图像和航空像片与地面实测相结合的双重抽样方法进行森林资源清查的探索。在对“三北”防护林林地资源调查与规划时期应用RS 技术对生态系统进行了科学评估，并且可以对中国大西北人烟稀少区域林地的调查提供科学数据。GPS 技术可以为林地的飞播造林、外业调查样地定位、林地面积测算等工作提供便利。GIS 可以通过图层的抽样查询，能够对林地的空间数据进行精准提取，并建立林地生长、经营等管理模式，对模式进行比较和优化，从而得到适宜的管理措施，实现林地资源利用的动态化管理。3S 技术在林地管护利用中还可以对林地保护的可持续经营中相关因素进行动态分析与预测，对林地利用现状和变化趋势进行“预判”策略，将实时数据进行时空分析，进而为相关决策提供科学依据[12-13]。

3S 技术把空间和非空间数据进行有效衔接。林地保护与利用涉及社会及生态建设的许多方面，3S 技术作为一个综合数据库，能够实现林地资源的科学评价、生态质量现状评估，有效支撑林业生态可持续发展[14]。

3S 技术能够实现林地资源的有效动态监测，通过及时更新数据、图层，处理卫星图、遥感图像及统计表等，实现现状和发展趋势的动态判断，从而对林地保护利用与规划起指导作用，有助于建立现代的森林资源监测系统[15]。

1.2 林地保护利用与规划设计

应用3S 技术使得林地保护利用与规划设计工作效率得到大幅度提升，该技术是结合了卫星影像图片、林地地形图、GPS 信息定位系统及空间数据等，对调查规划的海量信息进行分析，迅速分析空间位置关系，从而提高了工作效率[16]。此外，应用3S 技术还可以对病虫害、石漠化及森林火情的监测起到及时的预警作用[17]，在广袤的林区深处森林病虫害的发生人工很难及时发现，往往是发展到一定规模才会被识别，给林业资源造成重大损失，并且病虫害防治也会耗费大量人力物力。预防森林火灾是林地保护的重要工作之一，利用3S 技术可以对林地中的温度和热值进行实时监测，能够第一时间锁定火源点，较传统的望火楼人工预警方式更快捷、高效、低成本[18]。

1.3 森林资源监测与动态管理

林地保护利用是森林管理工作的主要内容，应用3S技术可以优化人力成本，降低造林人工成本及林木采伐规划和运输成本，优化伐区道路路线，避免对林地生态的不利影响，促进林地的可持续经营[19]。林地资源具有多样性、复杂性特点，且处在不断的变化过程中，这使得对林地资源的保护利用与监测的难度加大，要求的技术较高。传统的林地资源监测手段已经不能满足精度和预见性指标的要求，应用3S 技术可以把繁琐的工作便捷化，林业技术员只需要通过操作系统的数据分析结果，就能得到林地资源的各类准确数据，从而实现对林地资源的精准化动态管理[20]。

3S 技术经过几十年的发展，在林业领域的应用取得了良好的成效，但3S 集成应用的案例却较少，这也是主要局限于遥感技术的性能还处于起步阶段，存在着诸如空间分辨率低和混杂像元致使遥感分类精度低等问题[21-23]。此外，GIS 技术对于数据的存储与检索在空间测算上与实际情况存在一定偏差，预测的精度较差[24]。GPS 卫星定位系统的卫星信号在林区受到树木及地形的干扰较大，信号传输连贯性较差[25-26]。3 个技术体系的集成度不高，要实现3S 技术林地保护利用与规划的精准高效应用，在未来的发展中还需要重点关注以下几个方面：一是要提高遥感影像的精度，加速研制高光谱技术及智能化分类软件，进而开发和设计与3S 技术相匹配的数据管理系统，为3S技术的综合运用提供一体化平台。二是要进一步开拓GIS的存储及检索功能，开发与林地保护利用及规划相适应的数据模式，对GIS 技术的边界、着色、注记等技术进行优化，使其能更好地解决实际问题。三是针对GPS 技术数据获取精度低的局限性，应通过技术的改革，使林地遥感图像实现空中截取到地面精准捕捉与定位。四是要对3S 技术的衔接软件进行进一步开发，突破技术融合的关键节点难题，研究如何将高精卫星图像、5G 通信技术、高性能超级计算机进行融合，实现便捷的指令操作。五是要将3S技术的研究成果进行实际转化，提高其在林地资源调查监测空间定位的精准度，包括对林木个体、林地地形、连片林地的病虫害预警、森林火灾的早期研判、林地荒漠化的实时监测以及野生动物的动态跟踪等，真正实现3S 技术集成硬件完善化、软件智能化、三维可视化。

林地保护利用与规划是各级林业部门进行林地资源管理的基础性工作，随着信息技术的不断进步，3S 技术在林地信息收集、处理、储存等方面可进一步提升林业部门科学化进行林地资源保护及管理，为林地保护及规划提供信息技术保障[27-28]。此外，森林火灾的预警是林地保护的主要工作之一，火灾一旦发生对于森林资源来说将是毁灭性的损失。借助3S 技术强大的信息定位功能，能够高效、迅速地将森林火源信息进行及时处理及报送，第一时间为火灾监测、防火决策实施提供辅助[29-31]。

林地资源是国家自然资源的重要组成部分，是影响生态系统平衡的主要因素。因此，如何做好林地保护利用及规划工作，是相关部门需要重点考虑的问题。各个部门之间的沟通协助需要高效的技术平台支撑，科学地利用3S 技术，开展林地保护利用与规划工作，才能更好地进行林地资源的管理，促进林业生态的可持续发展。

猜你喜欢森林资源林地规划保护好森林资源 让林区青山常在红土地(2018年8期)2018-09-26规划引领把握未来领导决策信息(2018年50期)2018-02-22快递业十三五规划发布商周刊(2017年5期)2017-08-22新形势下北方森林资源保护探讨现代园艺(2017年11期)2017-06-28丹东市林地分类研究辽宁林业科技(2017年4期)2017-06-22多管齐下落实规划中国卫生(2016年2期)2016-11-12新形势下加强森林资源档案管理工作的构想河北林业科技(2016年5期)2016-11-08浅谈林地保护及恢复措施河北林业科技(2016年5期)2016-11-08迎接“十三五”规划中国工程咨询(2016年4期)2016-02-14林地流转模式的选择机理及其政策启示中国土地科学(2014年5期)2014-03-01

推荐访问:林地 展望 利用