3S技术在林业领域中的应用
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[摘 要]随着科学技术的快速发展，遥感技术、全球定位技术以及地理信息技术的成熟运用在各个领域的发展中起到了更大的作用。本文介绍了林业领域、遥感的概念、全球定位系统的概念、地理信息系统的概念以及3S系统中的遥感（RS）、全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）三个系统在林业领域中的应用。
[关键词]遥感;全球定位系统;地理信息系统;林业领域
[中图分类号]S712 [文献标识码]A
地理信息系统、遥感和全球定位系统通常被称为3S系统。通常来说，森林的面积及范围较大，人工收集信息难度普遍升高，而3S系统可以建立林业领域资源信息的管理系统，进而快速搜索、分析以及提供森林信息的存储。3S系统可用于各种林业经营计划的比较和评价当中，从而实现森林资源的科学管理。
1 林业领域
森林在经济建设和环境保护过程中是不可替代的资源，因此建立良好的森林资源管理模式十分重要。现代林业通常存在一個广泛的问题，即所谓的用途管理问题，森林的用途包括提供木材、燃料木材、野生动物栖息地、自然水质管理、娱乐、景观和社会保护、就业、美学景观、生物多样性管理、流域管理等，且森林包含抵御侵蚀和基于大气二氧化碳的汇集等作用。林业从业者被称为林业员或被称为绿化者或造林主义者。森林栽培方面比林业栽培少，森林栽培只涉及森林植物，但通常与林业栽培同义。森林生态系统已被视为生物圈最重要的组成部分，林业已成为一项重要的应用科学、工艺和技术。
2 对3S系统进行概况
3S系统通常由地理信息系统、遥感和全球定位系统组成。
2.1 遥感系统（RS）
2.1.1 遥感系统的定义
遥感是不需要与物体进行物理接触即可获取物体或现象的信息技术。遥感被应用于许多领域，包括地理、土地测量和大多数地球科学学科（例如水文、气象、海洋学、冰川学、地质学）;它也应用于军事、情报、商业、经济、规划和人道主义。
在目前的使用中，遥感即通常使用卫星或飞机传感器技术基于传播信号和电磁辐射来对地球上的物体进行检测、分类，其中包括地球表面、大气和海洋。
2.1.2 遥感的数据特征
遥感数据特征包括空间分辨率、光谱分辨率、辐射分辨率和时间分辨率。
?——空间分辨率表示图像中记录的像素的大小。
——光谱分辨率记录不同频带的波长。
——辐射分辨率能够分辨出不同辐射强度的数值。
——时间分辨率记载卫星或飞机飞越立交桥的频率，只与时间序列研究或需要平均图像或镶嵌图像的研究（如砍伐森林监测）相关。
2.2 全球定位系统（GPS）
全球定位系统是由已知位置的GPS专用卫星组成的。每一颗GPS卫星都会不断地发送一个无线电信号，其中包括当前的时间和关于其位置的数据。因为无线电波的速度是恒定的，与卫星的速度无关，卫星发射信号和接收机接收信号之间的时间差与卫星到接收机的距离成正比。GPS接收机监视多颗卫星，并通过求解方程来确定接收机的精确位置及其与真实时间的偏差。至少要有四颗卫星在接收器的视野内才能计算出四个未知数（三个位置坐标和时钟与卫星时间的偏差）。
2.3 地理信息系统（GIS）
地理信息系统是一个旨在捕获、存储、操作、分析、管理和呈现空间或地理数据的系统。GIS应用程序是允许用户创建交互式查询（用户创建的搜索）、分析空间信息、编辑地图中的数据并给出所有这些操作的结果的工具。地理信息系统可以利用位置作为关键指标变量来关联不相关的信息，地球空间时间中的位置或范围可以记录为发生的日期或时间，以及分别表示经度、纬度和高程的x、y和z坐标。所有基于地球的时空位置和范围的引用都应该相互关联，并最终与真实的物理位置或范围相关联。地理信息系统的这一关键特征，为科学探究开辟了新的途径。
3 论3S技术在林业领域中的应用
3.1 遥感在林业领域中的应用
遥感在林业资源管理中的基本功能是获取陆地信息。通过人工或计算机识别，从遥感技术获取的航空摄影、卫星摄影和多光谱电子扫描摄影中提取各种环境信息，并利用这些信息建立数字地形模型（DTM）。利用DTM技术，我们可以用立体图来生动地描述森林、树林中物体的平面、空间分布和形态。在DTM立体图中，我们可以猜出地形和每个截面。遥感在土方开挖、道路规划、坡面图制作、地貌分析等方面的计算中有着广泛的应用。在计算机上，只要允许使用计算机资源，用户可以使用DTM从任何视点和角度绘制立体图和平面图。同时，结合GIS可以完成DTM中任意位置属性特征的查询。
利用遥感技术制作森林图是可行的，包括森林平面图、森林地形图、森林立地类型图、森林土壤图等。使用航空摄影、卫星摄影、多光谱摄影和雷达摄影制作这些地图。林业工作人员可以采用遥感技术进行空中目测、森林区划和制图、森林资源勘查和抽样调查。森林资源管理包括森林资源监测、森林火灾监测、有害生物监测、森林生态环境监测以及林地利用图和立地类型图的编制等。
3.2 全球定位系统在林业领域中的应用
GPS在森林调查中得到了广泛的应用，GPS在森林管理中的应用主要体现在以下几个方面：（1）GPS在野外测量中有着广泛的应用。提出了一门新的学科——GPS全球大地测量学。采用差分技术，差分GPS的精度可达1厘米，满足森林管理的要求。（2）在森林资源调查过程中，利用GPS可以快速、准确地定位森林测量员的方位。（3）在GPS的帮助下，消防队员可以及时向管理员报告森林火灾的准确位置和高度。（4）在森林施肥中，根据土壤数据，利用合适的软件，使施肥设备与GPS同时工作，即可实现定位施肥。
3.3 地理信息系统在林业领域的应用
3.3.1 森林资源档案管理
利用GIS进行的森林资源档案管理与普通数据库系统有很大的不同。GIS将图形与数据库有机结合，实现了森林资源档案的计算机管理。它具有两个优势：在数据查询和导出方面不仅可以像普通数据库系统那样可以导出统计数据和图表，还可以导出包含图形的相关空间数据。采用属性图相结合的方法，可以瞬间了解森林资源状况，进行统计分析，实现对森林资源的科学管理。在GIS中，数据库属性和地形图点的数据可以自动更新。这意味着当地形的属性发生变化时，地图点的状态将自动更新。
3.3.2 监测森林资源动态变化
普通管理系统只能反映森林资源的数量变化。而GIS具有自己的空间数据和空间分析功能。利用遥感和GPS提供的数据，利用相关分析方法研究森林资源的空间分布规律及其对城市未来发展的影响。这可以为决策者调整发展战略提供对策，加快森林资源向稳定、旺盛方向发展。首先，利用遥感和GPS同时采集的数据，在GIS中建立各种灾害预测模型。其次，我们可以建立一个灾害预防系统。在GIS中输入救援人员和装备的分布情况，为领导部门安排救援人员和提供装备技术的方法。例如，当火灾发生时，我们可以使用GIS来选择最佳的灭火方案，并立即集合救援人员和设备。最后，利用GIS快速计算受灾面积和损失，制订救援和恢复计划。
4 结语
森林管理由于更大的环境压力而日益复杂，森林是物种的复杂组合，通过遥感可以很好地进行广泛的库存。全球定位系统这样的卫星定位系统在扩大传统森林调查、收集强有力的地面事实的数据方面发挥着重要作用。随着RS、GPS和GIS技术的广泛应用，森林资源调查方法得到了很大的改进。
[参考文献]
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[2] 孔辉.3S技术与智能移动端结合在土地整治工程中的应用[J].西部大开发，2019（02）.
[3] 陈玲，贾佳，王海庆.高分遥感在自然资源调查中的应用综述[J].国土资源遥感，2019（01）.
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