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中圖分類號:S750 文獻標識碼:A DOI:10.11974/nyyjs.20170133177
林業體系的良好運作,需要遙感技術的參與。遙感技術在林業產業的應用,主要是依據自身的信息獲取手段,對不同的林業分布情況和林業種植情況等進行監測,總結出相關的數據信息,促進林業的發展。但是當下林業的遙感技術應用活動中,信息的尺度問題成為制約其發展的重要因素。因此要對林業資源的遙感信息尺度問題進行深入研究。
1 林業資源遙感技術的信息尺度的意義
林業體系中,遙感技術是被人們經常提起和利用的信息提取手段,解決了當下林業領域的許多發展難題。隨著社會的發展和進步,人們對于遙感技術的資源和信息掌握更加詳細,對于遙感運作活動中的信息和數據的有效截取提出更高要求,來保證林業體系發展的現象和特點及時掌握。不一樣的林業產業,對于信息和數據的截取具有不同的特點,進而需要不同的尺度來衡量。我國科學專研人員,對于遙感技術的信息提取尺度進行過深入研究。研究結果告訴我們,對于不同的林業體系,對于遙感技術的應用,林業信息的提取,會隨著遙感技術的不同尺度而展現不同的結果,也影響遙感信息的準確度,影響整個立業產業的結構和空間的變化。例如,在相關的林業市場調研活動中顯示,對于遙感技術的不同判定依據,所獲得信息的準確度也大不相同。與此同時,遙感技術的信息的準確度直接影響信息的真實性。
2 遙感技術的信息尺度問題研究和分析
2.1 不同^域的方差
利用不同區域的方差進行運算,利于找到最恰當的遙感數據和有效資源。首先要依據不同的辨別度,進行方差的計算,給出其構圖的不同區域的方差,給出其平均的計算結果,進而求出不同區域的方差平均結果。最后把不同的方差數值和不同區域的空間辨別數值進行對比,找出其主要規律。不同區域的方差在辨別能力最強時,其空間的甄別能力也為極強。對于遙感構圖的展示,主要是形成四處分布而且不相交的體系結構,這也是遙感技術對于不同區域的方差的辨別的主要展示方式。
2.2 變化性的函數體系
對于區域的異質特點的分析,主要是利用變化性的函數來觀察。這一運作體系,主要包含了不同變化因素的區域依賴性。在進行這一活動時,對于遙感技術的尺度的合理化運用,要依據不同的變化性函數的分布圖形,進行數值的計算和統計,進而求出最合理的辨別率。先利用較小的辨別構件圖,進行函數變化性的實驗活動,總結其數值的變化規律,進而求出數值的變化函數。在求出變化函數后,依據變化函數的理論,把其數值規律進行聯系,利用科學化的運作方式進行處理。點的變化函數可以利用實驗的變化性函數進行統計,進而從不同的函數變化數值中,得出函數的變化總數值。
2.3 尺度的變化
遙感技術的信息的種類具有多樣性的特點,進而對于不同尺度的變化,都具有相應的遙感尺度的產生。對于不同的遙感尺度的產生,其不同類型具有多樣化的體現。進而對于遙感技術尺度的變化,也要依據不同的空間變化,建立合理化的運作體系和手段。多樣化的遙感尺度可以進行信息的交流和資源的整合,這主要是依據于遙感技術的關聯性這一客觀事實。但是從另一方面來看,對于不同尺度的不同運作環節,沒有關聯性。對于遙感技術的數據資源的尺度變化活動,可以依據不同的方式進行運作。包括對不同區域的尺度進行平均數的計算,運用比鄰的方法等遙感尺度的管理方法,進行遙感數據和資源的增大活動。分形定理也是遙感運作體系中的重要手段。分形定理具有穩定性和一致性的特點。在林業產業的遙感技術運作活動中,林業的構建環境具有分散性的特點,在對其不同的區域構建圖進行研究和分析的基礎上,利用分形定理可以極大的促進遙感技術在林業的發展,增加其實際應用性。建立林業的運作機理的遙感尺度變化體系,主要是依據不同的變化模型的基礎上,對林業的變化數值進行觀察。林業機理這一運作方式,具有較高的準確性和物理意義。
3 結論
由上文的闡述可以看出,對于林業的遙感尺度的分析和研究顯示,對于林業數據和信息的定量截取,對于遙感技術的尺度分析活動,具有重要影響,利于促進遙感技術在林業的廣泛應用。但是當下的遙感技術在林業的運作活動中,其自身的信息的提取尺度問題具有發展局限性,進而要基于當下的林業發展實際情況,和遙感技術的自身發展弊端,進行遙感技術的合理化創新活動,增加遙感技術的信息提取合理化,增加遙感技術的實際應用性。
參考文獻
中圖分類號:TP391.41文獻標識碼:A文章編號:16727800(2011)012015002
作者簡介:呂(1972-),男,山西翼城人,碩士,山西林業職業技術學院助講,研究方向為計算機基礎教學、計算機技術應用林業調查與分析。1遙感技術在伐區檢查中的應用
1.1遙感技術的含義
遙感技術是一項興起于20世紀60年代的探測技術,主要是根據電磁波的原理,在一定距離之外,對目標對象的電磁波信息進行收集、處理和成像,從而感知地面各種景物的性質、狀態和數據,是一門相對綜合性的技術,可以有效的完成高質量的快速測繪數據。
遙感技術在現實的科學活動中呈現出運用多樣化的趨勢,遙感市場的需求也很旺盛,這種動力主要來源于政府部門,比如國土調查、資源監測、工程規劃、糧食評估等各個方面。本文所介紹的遙感技術在伐區檢查中的應用也是其中的重要一項內容。隨著我國不斷興起的數字城市建設,高分辨率的衛星遙感數據將對城市的管理發揮積極的作用。
1.2遙感技術在伐區檢查中的重要性
森林的采伐在現代生產生活中是一項帶有經營性質的活動,會不可避免地導致地球表面所覆蓋植被的減少。而諸多地理經驗表明,地表上覆蓋物的減少和變化,會帶來一定的地表波普特征變化,從而引發整個生態環境的變遷。由此可見加強森林采伐的監測和科學化管理,采用衛星遙感數據來掌握森林采伐的變化信息,可以有效的把握隨時改變的實際情況,對于其他的地理行為有很強的參照價值。而近年來遙感技術的試點應用充分證明了這是切實可行的有效技術,掌握的數據相對準確有效。
2遙感技術在伐區檢查中的工作思路
遙感技術在實際的伐區檢查中有一套相對完整的工作思路。主要可概括為選準目標、驗證目標、確定目標三大塊。
2.1選準目標
以不同時期的多期數據為基礎,鎖定發生變化特征的被檢測森林地塊,初步確定屬于何種變化類型,初探造成這種變化的原因。
2.2驗證目標
為獲得較為全面的目標采伐區分布情況,要采用計算機識別和人工目視兩種途徑,勾繪出發生變化的地塊,并在現有檔案材料的基礎上修正遺漏和錯誤的圖斑。
2.3確定目標
在前兩個步驟的基礎上進行判讀,再結合實地抽樣調查的結果得出目標森林的單位面積的采伐蓄積量,以此獲得無證采伐的數據,用以指導其他工作的開展。
3遙感技術在伐區檢查應用中的優勢
3.1提高了資料整合、管理與運用的準確率
傳統的地理信息系統為現代的國土資源調查、林業資料判斷提供了基礎性和原始性的數據支持,但隨著自然百態在日復一日的變化,這些相對早期的地理數據、林業資源統計、伐區采伐的記錄、林地的征用占用情況等信息需要得到全新的判定和修正。這時采用遙感技術展現了極大的優越性,比如在查詢數據方面、圖像統計方面、匯總數據方面等等,都可以起到判別真偽、查漏補缺、及時完善的作用。
3.2提供了強大、豐富的圖件信息
遙感技術基于先進的科技水平被賦予了強大的成圖功能,可以方便的獲取更多一手的清晰圖像,為伐區檢查中的各項工作提供了很多便利。相比較傳統的測量方法,基本是手工操作,利用皮尺等工具進行丈量,既容易出現誤差,也對人員的分配造成了極大的浪費。遙感技術在這方面的彌補,使圖像呈現的精準而快速,美觀且實用,說服力更強,表現成果也更有說服力,而完成這些工作也只需要相關的技術人員即可。
3.3展現了客觀、真實的數據信息
森林資源會隨著時間的推移及所處環境的變遷而發生變化,直接的表現在短時間內是細微的,很難真實的感受到。只有把一段時間內的很多信息和數據進行比對,才更容易發現其中的微妙。遙感技術的存在因為可操作性強,不需要大規模的人工測量即可獲得隨時的信息。整合不同時間段內獲取的信息數據,就可清晰的看到森林資源的變化,看到森林改變的歷史再現,這樣的數據更能直觀的展現森林面貌,使檢查工作的開展取得更加真實的效果。
3.4方便了對采伐區的判定和把握
伐區分為有證伐區和無證伐區兩種。對于有證伐區,相關的森林監管部門會保存相對應的數據信息和圖像數據,讓之后的檢測有證可查、有據可依。但是很多的無證伐區長時間成為人工檢查、測量的盲區,而遙感技術的出現,讓這些盲區變得清晰可見。所有的森林覆蓋地經過遙感技術的掃描,成片的無證采伐區會在遙感的影像上清晰可見,提高了對整個伐區準確度的把握,也為以后的常規檢查和制定整體工作方案提供了便利。
3.5增強了檢查工作的效率及有效性
對于伐區的檢查和監測是一項涉及多個方面、結合多種數據的工作,會存在不同伐區種類的疊加。對于多重數據的整合在傳統的工作方法中很難獲得有效的途徑,而且增加了檢查的工作強度。遙感技術的出現彌補了這種工作方法的空缺,在圖像的呈現上會清晰的分布出疊加的區域和伐區的界限,所反映的不同種類的伐區分布圖一目了然,極大地提高了工作效率。有效地規范了后期工作中的伐區劃分等工作。
4遙感技術在伐區檢查應用中遇到的問題
4.1數據獲取難度大
在實際的應用遙感技術工作中,即對采伐限額進行情況檢查時,會對時間性提出很高的要求。選取的合適的遙感信息源存在一定難度,過境的衛星可以提供的有效數據相對較少,讓獲取工作遇到很大困難。特別是數據的時相,根據實際的情況特點,最佳的檢查時間為每年度的第一天,這一天可以有效的避免時相疊加的情況,但對獲取數據的實際操作卻提出了更高的要求。
4.2伐區正判率不高
遙感技術在實際的應用實踐中,對于采伐蓄積偏小的伐區等會存在正判率不高的情況,一般呈現在50%左右的水平。由于森林植被時刻處于變化中,但沒有采伐的情況還是有一定存在的,例如在荒山上造林,對造林地進行撫育,以及其他的地類變化等,都需要對比造林經營的相關數據資料才能進行綜合判定。這些工作的把握難度不可避免的會導致工作人員對數據進行判讀失誤。
4.3分辨率大小左右判讀
分辨率是使用遙感技術中的重要參考標準。不同的技術程度會呈現不同的分辨率,并且不同分辨率又會對判讀產生很大的影響。當然,分辨率越高將會越有利于數據的判讀,但是隨之而來的是高昂的工作成本。這也呼吁我國盡快研發出更高效更實惠的技術手段,回避這方面帶來的矛盾,盡量讓高分辨率的技術提供在成本范圍內,為相關的科研活動提供更準確的依據。
5結束語
綜上所述,采用遙感技術進行采伐限額執行情況檢查,是對傳統檢查手段的一種創新,從實踐上看是有效的,解決了很多以往無法處理的問題,發現了很多以往被忽視掉的問題。從最終的結果來看,應用遙感技術,可以更加客觀全面地了解受檢單位的管理情況。
遙感技術在伐區檢查中的作用是明顯的,可以有效地彌補傳統檢查方法的不足,同時形成一種有效的輔助手段,呈現一種全新的工作思路,很值得借鑒。同時,根據相關試點的實際情況可以得知,使用高分辨率衛星遙感技術可以對伐區進行有效的監測,有助于最終得到高精度和高準確性的森林采伐數據,這對于加強森林采伐的規范化操作具有重要的意義。
參考文獻:
1 遙感課程教學及學生學習方面存在的主要問題
對于林學專業來說,遙感課程還沒有全國統編教材,各院校會根據自身實際情況,結合教學大綱的要求而選擇自己的遙感教學教材,使得教材各不相同。教材內容更新速度較慢,而遙感技術發展是迅速的,勢必導致教材內容與實踐脫節。遙感課程作為林學專業的一門專業課,基礎設施相對欠缺,教學過程中使用的遙感資料不能及時更新,時效性較差。
林學專業的學生在學習完必修課的基礎上,會選修一些與自己專業相關或自己感興趣的專業課,在開始學習遙感課程之前,學生對遙感知識幾乎不了解,遙感技術在林業實際生產工作中有哪些應用,怎么應用,需要學習和掌握哪些知識更是一無所知,所以學習興趣普遍不高。
2 教學內容方面改革措施
2.1 選用適合教材,合理修改教案內容
由于林學專業遙感課程沒有統編教材,所以有必要根據本校自身情況,合理選擇遙感教材,選用了《遙感概論》作為林學專業的遙感課程固定教材,該教材內容比較全面,涵蓋了遙感基礎理論、遙感圖像獲取、遙感圖像處理及遙感技術應用等幾個方面。但沒有突出林學專業特點,也沒有側重林業應用內容。為此選擇《林業遙感》作為參考教材,該教材較為全面系統地介紹了遙感技術的基本原理與應用方法,將遙感基礎理論和林業實際應用相結合,突出了林業特點。書寫教案時,在考慮課時的情況下,以《遙感概論》教材內容為框架,對內容進行適當刪減,增加一些《林業遙感》教材中與林業相關的內容,從而做到與專業結合,豐富教學內容。
2.2 結合網絡不斷更新教學內容
目前,遙感類教材大多較為陳舊、更新較慢,而遙感技術的發展是十分迅速的,不同類型的傳感器不斷涌現,衛星圖像的分辨率越來越高,無人機及無人機數據應用也愈加廣泛。導致教材內容無法與日益更新的遙感技術發展相一致,與社會對于畢業生的要求相距甚遠[3]。在實際教學過程中,有必要利用網絡信息快速更新教學內容。例如,現在無人機在林業調查、監測及各項工程中的應用已經非常普遍,而教材中卻沒有關于無人機及數據的相關內容;教材中第六章航天遙感在介紹SPOT系列衛星時只提到了SPOT5,而SPOT7都已于2014年6月發射成功了。這些新的知識有必要通過網絡查詢,及時更新教材中沒有涉及的新知識、新內容,彌補因教材更新較慢而遙感技術發展較快的矛盾與缺陷[4]。在教學過程中涉及到的遙感圖像數據,最好選擇學校周邊、近期拍攝的圖像,例如,利用谷歌地球,選擇學校范圍內的高分辨率圖像進行遙感圖像目視判讀,這樣學生進行目視判讀的積極性會更高一些,也有利于判讀精度的實地驗證。
3 教學方法的改革措施
3.1 通過課堂提問,讓學生主動學習
在教室上課的時候,前排的學生基本能夠主動學習,而坐在最后幾排的學生往往學習積極性不高。在實際教學的過程中,在提問題環節,改變以往提問前排學習好的學生問題的習慣。每次都是多次從后排反復提問,如果不認真聽課就會影響學生的平時成績。這樣后排的學生慢慢的就主動坐在前排座位了,學生很自然的就會學到一些知識,整個班級對遙感課程的接收水平就提高了。
3.2 多媒體教學與實物教學相結合
現在教師基本上在上課的時候都會選擇多媒體教學,多媒體教學是指在教學過程中,根據教學目標和教學對象的特點,以多種媒體信息作用于學生,形成合理的教學過程,達到最優化的教學效果[5]。雖然多媒體教學比以往在黑板上書寫板書的教學形式更為生動,充分利用圖片等輔助教學,對教學效果的提高起到了一定作用。但多媒體教學畢竟還是利用二維空間。實物具有更形象、更直觀的特點,如果能?蛟諤跫?允許的情況下,選擇多媒體教學與實物教學相結合,這樣更有利于學生接受和理解知識點。
3.3 增加課堂討論,提高學生對知識點的理解和掌握
對于遙感課程中的一些知識點,改變以往教師講,學生記的方式。而是采用分組討論,讓學生自己去分析、總結知識點,教師對討論的結果進行點評。例如在講完第五章航空遙感和第六章航天遙感后,讓學生分組討論,總結航空遙感和航天遙感的優缺點。這樣在分析、討論的過程中,學生對知識點的記憶會更深刻,從而便于學生掌握和理解遙感相關知識。
4 結合實踐進行教學,適應林業工作對遙感知識的要求
4.1 加強與畢業生溝通,了解林業實際工作對遙感知識的要求
對于以往林學專業的畢業生,需要加強與其的溝通和聯系。通過相互的交流,了解在實際林業工作中,需要掌握哪些遙感方面的知識。例如通過與吉林省林業勘察設計研究院等林業相關部門工作的畢業生交流,了解到在林地清收工作中需要工作人員掌握遙感圖像配準方面的知識;在林業征占地項目中需要結合時效性和分辨率都較高的谷歌地球影像進行實際工作等。通過以上與畢業生的交流與調查,在教學過程中就可以結合以上項目進行遙感知識點的講解,由于貼近生活與實踐,學生也比較容易接受和掌握。
4.2 加強與相關院校及單位交流,了解學科前沿動?B
森林資源的調查是林業活動開展的重要基礎,隨著社會經濟的發展與科技的進步,我國的森林資源調查技術逐漸的完善,尤其是近幾年,遙感技術的發展逐漸加快,無人機遙感在森林資源調查中的應用也越來越重要。
一、無人機遙感概述
無人機遙感技術簡單的說就是將無人機技術與遙感技術進行有效的結合,其主要的技術內容有無人駕駛飛行技術、遙測遙控技術、遙感傳感器技術、通訊技術、遙感應用技術以及GPS差分定位技術,這是一種相對較為綜合的技術,起可以快速的對我國森林資源進行調查,并對相應的信息與數據進行掌握,以此來進行對森林資源的調查。這一技術在使用的過程中具有成本低、消耗低、風險小、可以進行重復使用的特點,無人機遙感技術最開始是在偵查方面進行使用,主要用于軍事領域,逐漸擴展到氣象環境的觀測、資源的勘探以及突發事件的處理。無人機遙感以其高效率、高分辨率的優勢得到廣泛的推廣,這也是傳統遙感技術難以進行比擬的,這也就逐漸受到研究人員的關注,在一定程度上擴大了無人機遙感的使用。
隨著社會經濟的發展逐漸加快,科技水平有著顯著的提高,無人機遙感技術也有著一定程度的發展,也是由于無人機遙感設備的功能逐漸完善,其在更多的領域得到有效的應用。尤其是在森林資源的調查過程中,無人機以其自身的優勢得到相關工作人員的重視,并對我國的森林資源進行了有效的調查,不僅可以有效的預防自然災害,也可以對出現的自然災害進行及時、有效的監測,從根本上提高自然災害的處理效果,降低災害造成的損失。
二、無人機遙感在森林調查中的運用價值
(一)森林資源調查
森林資源的變化受到廣泛的關注,所以對森林資源調查對我國的林業發展有著至關重要的影響,對森林蓄積量的調查與森林資源清查是現階段遙感技術應用研究的重要內容,這一系列應用在一定程度上彰顯了無人機遙感的作用,其不僅可以對森林資源的動態變化進行檢測,也可以提高對信息獲取的時效性與真實性,同時,圖像也可以對現階段森林的狀態與立體覆蓋等狀況進行真實的反應。此外,無人機遙感的成像速度相對較快,這也就提高的森林資源調查信息的時效性,加強了不同植被所分布的規律,通過不同的遙感資料,來保障森林資源調查的效率與質量。
在對森林資源進行清查的過程總,傳統的清查注重對森林資源的面積、樹種等方面進行識別,這種調查難以充分的對森林資源中的內容進行充分的管理。而通過無人機遙感技術對森林資源進行監察則可以對森林內部的詳細信息進行及時的掌握,也可以全面、準確、客觀的對森林的分布狀況進行有效的掌握,這也是無人機遙感在森林資源調查中運用的價值。
森林資源進行監測的另一方面內容就是森林的蓄積量監測,遙感影像光譜信息與森林生物之間存在著一定的聯系,據相關的研究表明,森林自身的蓄積量與波譜比值之間有著一定的關系,所以無人機遙感在對森林的蓄積量進行調查的過程中有著一定的優勢與特點,其不僅可以通過對遙感數字影像來對相應的數據狀況進行分析,也可以精確的掌握植被的分布狀況,這也是對森林資源進行調查與分析的重要途徑。
(二)森林生態環境研究
森林生態環境的研究是全球生態系統的重要組成部分,隨著社會經濟的發展逐漸的加快,生態環境的平衡受到一定的影響,環境也逐漸開始惡化,這也就在一定程度上影響到了我國國民經濟的發展與進步,難以對可持續發展的戰略要求進行貫徹落實。無人機遙感技術的應用,可以準確、適時的對森林資源進行調查,及時掌握森林資源的動態發展,這也就為生態的發展奠定了基礎。
(三)森林火災檢測與災情評估
森林防火是現階段進行森林資源管理中的重要內容,通過傳感器來將光波與熱紅外對森林進行檢測,以此來對災區的位置進行明確,并對火災的發展方向掌握,這也就為救援提供了相應的依據與基礎。無人機遙感以其自身的優勢來對火災的相關信息進行調查,以此為依據制定相應的解決措施,可以在一定程度上減少火災造成的損失。此外,在我國的林火監測應用技術系統中,無人機遙感技術有著重要的作用,也可以加強森林防火的效果。
(四)森林水文
森林的水文狀況也是進行森林調查中的重要內容,其不僅可以保障生態的平衡發展,也可以在一定程度上加強防洪、防旱等方面的效果。無人機遙感技術在森林的水文中有著重要的應用,其對森林水文現象的發生以及其發展的動態規律進行掌握,這也是保障森林發展的重要途徑。現階段水土流失的現象相對較為嚴重,這也就影響到了森林的發展,而無人機遙感技術在這一方面起到至關重要的作用。
結語
隨著社會經濟發展與科技的進步,無人機遙感在森林資源調查中的應用也在不斷的完善?,F階段的森林調查中對數據的要求逐漸向著多元化的方向發展,對數據的精度、實效以及質量等方面的要求也逐漸嚴格,這就要求明確無人機遙感在森林資源調查中的價值,并對其中存在的問題進行不斷的完善,從根本上保障我國社會的穩定發展。
參考文獻
[1]張園,梁世祥等.無人機遙感在森林資源調查中的應用[J].西南林業大學學報,2011(06)
引言
如今,現代化進程不斷深入到各個領域,遙感技術的使用大大提高了勘察能力,隨著發展,遙感技術已經廣泛應用在森林資源的調查中,從實際調查結果上看,不但提供了準確數據,也把原本復雜的數據統計變得科學、便利,本文結合遙感技術,通過分析,進一步明確相關森林調查工作的具體發展過程,并且提出了森林資源調查過程中應該重視的問題與應對策略,下面具體分析:
1遙感技術在森林資源一類清查中的應用
應用遙感技術進行森林資源一類清查,首先是進行數字圖像處理,在進行精準幾何校正后,提取土地利用和森林特征信息以及在圖像上能采集到的生態環境信息,然后匹配公里網,在要判讀的固定樣地交叉點上設置2~3mm的判讀樣圓(在此指TM圖像,其他圖像要根據不同空間分辨率來設置判讀樣圓的大?。?,在判讀樣圓中進行地類和其他相關因子的調查,固定樣地方法目前存在兩大問題,一是受當時定位技術影響,許多固定樣地與地形圖上的公里網交點不一致,造成了圖像上的公里網交點與地面上進行過調查的固定樣地不在一個位置上,也就是說應用遙感技術進行監測時,由于位置的不同而造成地類判別的錯誤,因此應用遙感技術進行監測時應該應用GPS定位系統將誤差改正過來,方法是將錯就錯,即將地面多次調查的寶貴數據不應丟棄,所以應將與地形圖上公里網交點不匹配的地面固定樣地準確位置標在遙感圖像上,并建立該點的坐標和影像數據庫。另外一個問題是固定樣地中的有林地一般人為地受到保護不進行采伐,因此,使地類中有林地的動態變化失真,為此需要應用GPS在原固定樣地附近設置臨時樣地,由于該樣地沒有設標,但又具有準確的坐標位置,故這些樣地也可以轉變成附加的固定樣地。由于當前在天然林保護工程中,大流域的中上游設置了許多禁伐區,同時已進行了五期以上的連續清查,在這些多期數據測定的基礎上,在禁伐區內應采用遙感判讀,數學模型預測的方法對有林地中的林分因子進行估測,既可保證一定的精度要求,又可減少大量的野外調查工作量和經費。另一種方法是用安置在飛機上的魚眼相機進行點抽樣的大比例攝影(一次曝光可獲得一個像對),然后通過立體判讀量測獲得各項林分因子。
2遙感技術在森林生態環境調查中的應用
在經濟深入發展的背景下,生態環境急劇惡化。因此,為了及時了解森林生態環境的狀況,應重視無人機遙感影像在這一領域的應用研究。據研究表明,在森林生態環境調查中,無人機遙感影像的應用具有如下價值:一是可及時查明森林資源的變化情況,用以指導生態保護工作的開展;二是可準確估出樹種的組成及其空間結構;三是通過紋理分析,便可估出樹種的組成及其空間關系,從而保障了森林生態的平衡。此外,森林水文調查的作用在于平衡生態及發揮其防洪與抗旱效果。
3遙感在森林資源調查中的應用過程
3.1森林蓄積量調查利用航空像片
在對森林蓄積量的調查中,可以通過對調查因子的判定以及小班輪廓的描繪,將蓄積量進行確定。比較實用的方法有以下5種。
3.1.1第一種方法是典型選樣法。這是一種比較適合廣泛使用的方法,不僅具有一定的代表性,還具有足夠的數量數據樣點,根據像片中所展示出來的樣點,進而將蓄積量進行計算。
3.1.2第二種方法是樣地實測法。這種方法需要先將小班的輪廓描繪出來,之后在將目標規劃中的帶狀作為樣地,之后在進行樣地的蓄積量的計算。
3.1.3第三種方法是分層抽樣法。通過將森林的影像進行分層,之后在將每一個分層中的小班進行描繪,這樣根據分層中的蓄積量推測出總的蓄積量。
3.1.4第四種方法是像片判讀和實測回歸法。通過像片對蓄積量進行估計,同時也對地面的蓄積量進行估計,進而根據回歸法進行蓄積量的計算。
3.1.5第五種是多元回歸法。這種方法是將像片中所顯示出來的蓄積量和影響因子全部列舉出來,之后建立多元回歸方程,根據小班因子所顯示的值帶入方程中,進而得到蓄積量。
3.2森林火災觀測
3.2.1森林發生火災時,等級的確定與森林火災發生時的特點有關,火災發生時需要對火源分布情況、氣候情況以及發生火災區域植被的種類,這些都是判斷火災等級的依據,通過衛星對這些指標進行判斷,進而將火災等級進行確定。在發生火災時還可以借助紅外來對火災區域的水分以及熱度進行測試,將上面的三個指標的數值進行確定,進而判斷火災的等級。想要對火災的等級做最后的確定,還需要對火源密度等信息進行確定,之后結合相關的數據確定火災的等級。
3.2.2調查火災損失。森林中發生火災之后,會使得整個植被都受到影響,因為森林中的植被在燃燒之后,會引起地面的波譜發生變化,并且能夠被可靠測量,與未發生火災之前區域以及未發生火災之前區域的波譜會有明顯的差別。因為被火燒過的區域所顯示出來的衛星光譜與以往不同,這時候衛星光譜吸收紅光,進而在波譜上所顯示出來的顏色會比較淡,正常的林地中所顯示出來的波譜是顏色偏深的顏色。進而能夠根據兩段波譜的不同對火災所帶來的傷害進行判斷。
3.3森林病蟲害觀測
對森林病蟲的觀測時,可以選擇紅外方法計量和航空的光譜進行計量。因為林木在受到病蟲的傷害之后與正常的林木所展示出來的反射率有很大的區別。比如,松樹在受到病蟲的侵害之后,會在不同的時期展現出不同的反映,在病蟲害中期時候,針葉會開始變黃,進而可見度降低,光譜所能蚪郵盞降墓庠嚼叢繳伲進而導致反射率逐漸的增加,進而根據松樹的光譜反射圖的不同來判斷病蟲害程度。
結束語:
綜上,在實際引用過程中,遙感技術尚存在一些不足,但結合實際發展,遙感技術必然可以為森林工作者服務,并且相信日后的不斷發展,技術會越來越科學,總之,在森林資源調查過程中,應該積極運用遙感技術,相關工作過程中,也要以實際情況為主,針對森林資源調查情況,認真進行遙感技術的運用,包括常見問題都要給予積極處理,這樣才能提高遙感技術使用的有效性,從而進一步推動遙感技術在現實生活中的使用效率。
回顧我院的調查規劃技術發展可以劃分為以下幾個階段。
1、推離算盤,應用計算機(器)進行計算
我院是使用計算機技術最早的單位之一。1979年全國森林資源連續清查內業匯總首次應用到計算機,當時計算機還處于“01”時代,也就是采用機械碼,進行數據錄入、計算。1980年以后,使用ASClI碼進行計算。一是以fx一8O為代表的系列計算器大量使用,標志著珠算的年代已經結束。這可以說是我院計算技術的一次革命。二是以502P為代表的帶有編程功能的計算器(計算機)出現,使計算工作進入了程序運算階段。三是以TI一59創先的小型、便攜式計算機使用,使得計算結果可以打印輸出。四是trsZ一80第一代微型計算機應用,改善了調查規劃設計內業工作方式與效率。1984年始森林資源調查的內業統計匯總工作主要依靠計算機來完成。與此同時計算機語言、關系數據庫知識在我院逐漸普及。漢字輸出將我院計算機應用推向新的階段。從第二代微型計算機始,計算機輸入輸出使用了漢字,使得所有的統計計算全部用于計算機來處理。‘
2、甩掉圖板,實現制圖電子化
計算機制圖應用,是計算機應用的一次飛躍,將模擬信號轉變成數字信號,即數字化、矢量化。80年代初我院完全依靠圖板制作各類規劃設計圖,繪圖人員走在哪里將圖板背在那里,在各業務科室都培養了-tL繪圖能手。從80年代末開始引入計算機制圖,用10年多的時間,我們甩掉了圖板,全部采用計算機制圖。(1)Autocad的應用我院于80年代末開始使用Au—tocad,主要用于土建、道路等專業設計,隨著計算機的普及和制圖工作的普及。逐步應用到林業工程項目規劃設計中,并在土建、道路專業使用專業的Autocad軟件。(2)Mapcad的應用(數字化)非線型圖形的矢量化是林業制圖走向數字化的一次飛躍。林業調查規劃設計制圖以非線型制圖為主,沒有矢量化就不可能有林業制圖數字化。由于當時技術水平的限制,國外已經推出的制圖自動化軟件在國內難以推廣運用。9O年代初,我們選擇了Mapcad軟件。從486計算機DOS系統開始運用,發展到更新WINDOS系統版本使用,逐步使我院制圖走向自動化。(3)Gis的應用CAD、空間分析與數據庫的結合是現代信息技術的又一次發展。我院首次應用Gis系統是從Mapgis開始,隨著軟件技術和使用技術的提高,到2004年后發展為應用ARCGIS,之后的工作成果都是在此平臺上產生的。
3、扔掉鋼筆,進入辦公自動化
微軟的普及應用使林業調查規劃設計扔掉鋼筆,進入辦公自動化。我院從80年代末就開始使用電子文本,進行文表處理,由于受計算機數量的限制,直至9O年代初,一直處于學習階段。從90年末始,大量配備計算機,在調查規劃設計工作中開始普及應用文表處理,與此同時網絡開始應用,調查規劃設計文本及日常辦公文本的編寫、傳輸、印刷等逐步用計算機來完成,到目前為止,我院職工已經是人手一機或多機,林業調查規劃設計,文書、財務、人事、技術資料等管理全面使用計算機,進入了辦公自動化時代。
4、力減野外作業,使用遙感技術
我院遙感技術主要用于進行森林資源調查,最早試用遙感技術是從7O年代開始的,當時使用的是航空照片,借助立體鏡進行解譯判讀,8O年代末開始試用航天遙感研究試驗,并獲得林業部科技進步獎。1999年在森林資源連續清查中進行了樣地判讀調查,2004年開始,在森林資源規劃設計調查、荒漠化沙化土地調查、濕地資源調查等項目中大量使用,與此同時,影像的處理技術全面掌握。2004年前主要采用的是分辯率較低的TM影像,2004年后主要采用分辨率較高的SPOT影像。
二、現代信息技術在林業調查規
劃設計中的應用主要成果現代信息技術在我院林業調查規劃設計中應用成果較多,主要介紹近年來采用地理信息技術、遙感技術、衛星定位技術等在調查規劃中的重要應用成果。
1、陜西省森林資源規劃設計調查管理信息系統
陜西省森林資源管理信息系統,分為縣級和省、市級??h級森林資源管理信息系統的最小單位為小班:省、市級森林資源管理信息系統管理到縣,訪問到小班。系統能夠與其它林業子系統相互兼容、資源共享;根據提供面積或圖幅求算面積對范圍內自動求算的面積進行平差,使圖面面積等于控制面積:進行資源數據的即時更新,確保資源數據準確性、時效性。
2、陜西省退耕還林管理信息系統
陜西省退耕還林管理信息系統是基于ARCGIS地理信息與ORACLE數據庫平臺上共享的圖、數、文、表一體化的網絡管理系統。通過遙感影像、DEM數據、矢量地形數據等模擬真實地理環境,將退耕還林小班信息與實地山頭地塊相關聯,圖數結合;采用國家數字林業數據標準,實現資源共享:運用了網絡技術,數據傳輸與管理最終在網上運行:多種數據源、多種比例尺、多種格式基礎數據共同應用;采用多尺度數據無縫拼接技術及先進的內存管理方法與數據調度機制;系統采用了分級管理。
3、陜西省荒漠化沙化土地調查數據庫
從1994年開始,間隔5年一次的全國荒漠化沙化土地調查已經進行了4次,2004年后普遍使用3S技術,通過建立解譯標志、判讀、區劃、現地驗正的環節進行調查。按照全國荒漠化沙化管理信息系統要求,我院建立了陜西省荒漠化沙化土地數據庫,主要內容包括地理信息庫、屬性數據庫、圖形數據庫等。
4、陜西省濕地資源調查數據庫
從1995年到2003年,國家林業局(林業部)組織開展了建國以來首次大規模的全國濕地資源調查,陜西省第一次濕地資源調查是1999年進行的。2010年陜西省進行了第二次調查,采用3S技術,通過建立解譯標志、判讀、區劃、現地驗正的環節進行調查。按照全國濕地管理信息系統要求,我院建立了陜西省濕地資源數據庫。
5、森林資源連續清查數據庫
森林資源連續清查從1979年始,采用固定樣地連續清查體系,從1994年開始我院建立固定樣地屬性數據庫,經逐步補充與完善,現已建立了各期森林資源連續清查屬性庫。
0.引言
近年來,在人們的生產生活中,遙感技術被運用得很廣泛。比較突出,也是比較有用的就是遙感技術在農田水力資源中的利用。這項措舉,是真正意義上的科技興農的實現。是我國農田水利中的飛躍性的進步。遙感技術在農田水利資源中被廣泛的應用,這樣就對農田的情況進行了一個科學而精準的分析。這主要包括農田的防洪抗旱、農田的灌溉情況,以及農田的水土流失治理動態進行一個科學的分析。遙感技術可以對農田水利資源做一個系統的分析,以便提出合理的解決方案。
1.相關概念分析
遙感技術主要是在資源勘測和環境勘測中利用的一種技術,這種技術的作用主要是反映資源的情況,以便相關部門作出科學合理的分析。目前來說,遙感技術運用的領域非常的廣泛,農業、林業、海洋、水文和氣象都有充分的利用這種技術。所謂的遙感技術實際上就是指的是利用光學接受電磁波和地面反射而來的信號。這種技術主要是在高空和外層空間進行。主要指的是遙感器和波探測儀器兩種儀器。遙感器將接收而來的的電磁波和反射信號記錄好之后再傳回地面的地方,然后進行信息的處理、判斷和驗證等步驟。實際上,具體來說,這種技術就是一個拍攝、掃描以及傳輸信息和信息處理的工作過程。
2.遙感技術在農田水利資源中的利用
2.1在水土流失治理動態中的應用
我們生活的家園土地資源類型多樣,復雜且多變。由于許多人為因素和自然因素,水土流失嚴重。人為因素主要是過度開墾土地,在草原上過度放牧,以及一些過度開礦和修路導致的土層松動,水土流失情況。自然的原因主要是地貌地形、植被氣候、以及土壤和風向發生的自然變化。人為的破壞,導致水土嚴重流失,是可以避免的,自然的因素是不可抗拒的,但是,也是可以經過人為的努力,達到一定的改善。例如在一些水土流失嚴重的地方人工種植固土性很強的樹木和草,也可以在水土流失的地方修建固土的堤壩和成網格的壩子。實際上,認人為的修建壩子只能夠保護水土不流失一段時間,只是一種治標不治本的做法,而人工種樹一直都是一種比較好的方法,被廣泛的利用到保護水土流失工程中。
我國的地理南北東西跨度都比較的大,地理位置復雜,地形也比較復雜過度明顯,氣候多變,冬夏溫差較大,一些南方地區時常發生洪災,北方地區時常發生旱災,且北方的風沙較為嚴重。因而,我國的水土流失較為嚴重。我國人口眾多,土地資源總量雖然較多,但地形復雜,適合耕種的農田比例較小,且人均占有量較少,但我國水土資源流失較為嚴重,為了緩解水土流失情況,我國政府投入大量的人力物力進行整治。全國呼吁保護土地,防止水土資源流失。還大力退耕還林,請專人在水土流失嚴重地區種樹。政府能夠有這一系列的方案,還得益于遙感技術。遙感技術被廣泛的利用與農田水利資源中,在防止水土流失工程中起著至關重要的作用。遙感技術將我國水土流失的情況清晰的傳給相關部門,為相關部門提出及時、科學合理的方案提供了科學的資料。一般來說,遙感技術的傳回的結果都是比較科學和宏觀的,對促進農田水利資源的保護有著至關重要的作用。
2.2在防洪抗旱中的應用
前面筆者也提到,我國地理位置廣闊,國土南北東西跨度都比較大,國內地形復雜氣候多樣。自然災害頻繁發生。特別是洪災和旱災嚴重,古就有南澇北旱的說法。但是我國在應付自然災害的能力還是比較突出的,這和遙感技術分不開。遙感技術對于防洪抗災的影響力是巨大的。實際上,遙感技術洪災旱災的情況反映和緊急救援,以及災后的重建工作都有著重要的作用。不止如此,我國還建立了農田洪旱遙感系統,這種系統反應的是我國科技的進步和對民眾的關心。一個國家應付自然災害的能力,往往凸顯的是國家的經濟實力。
洪旱遙感系統主要包括兩種主要的模式。一檢測災區重點。通過雷達衛星和地理信息監測出重災區,并作出詳細的評估,以及對災后的重建作出決策。二是災區宏觀檢測。利用氣象衛星每天讀災情進行速報,對災情地區,持續時間,災情損失作出評估。
實際上,事實已經有力的證明了遙感技術在防洪抗災等抗擊自然災害中的作用是極其重要的。在緊急救援,災情監測、以及災情評估和災后重建工程中的作用都是極其重大的,可謂是貫穿整個始終。遙感技術為相關部門提供了客觀和全面清晰的信息,這些信息成為有關部門做出正確決策的有力支撐點。
2.3在河道檢測中的應用
我國水資源豐富,河流眾多,河流成為我國大部分地區飲用灌溉的主要水源。水是生命之源,加之我國又極為容易發生洪災和旱災。因此這就需要我國多河流實行檢測。遙感技術對河流的水位情況,河道走勢,河床變化,水質變化都會有清晰的數據。遙感技術將這些數據傳給相關部門,以便相關部門掌握詳細情況,當發生災情的時候,也好及時作出決策。遙感技術對我國的農田水利灌溉和經濟有著至關重要的作用。
3.結語
遙感技術傳送的信息可靠而詳細。遙感技術將詳細的信息資料傳給相關部門,以此來幫助相關部門及時正確的了解情況,并幫助他們做出正確及時的決策。在我國農田的水利中廣泛的被利用,極大的促進了我國農田水利資源的管理。對我國經濟的發展有著至關重要的作用。目前,我國的遙感技術水平還是比較高的,但也還需要進一步的提高。
【參考文獻】
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[2]蒙繼華,吳炳方,杜鑫,張飛飛,張淼,董泰峰.遙感在精準農業中的應用進展及展望[J].國土資源遙感,2011,03:1-7.
中圖分類號:S7 文獻標識碼:A DOI:10.11974/nyyjs.20170631033
引言
信息化技術的發展促進了經濟的建設和各行各業的發展,同樣,也成為促進林業可持續發展的重要手段[1]。林業信息化是林業生產建設過程中,借助現代化信息技術實施信息的搜集和管理的過程,是當前林業快速、健康發展的保障。這其中包括統一規劃和協調林業信息資源的標準,實現網絡化,智能化,一體化的林業信息管理模式,而信息化范圍包括生產、管理、科技推廣和教育[2]。目前,以3S技術為核心的現代化林業信息管理系統在全國范圍內已初步建立,為我國的數字林業的建設提供了強大的支撐,使我國朝著規范化、國際化的林業信息管理又邁進了一步。基于當前遙感技術、地理信息系統、全球定位系統以及數據庫等相關信息技術為研究對象并結合筆者林業工作實踐介紹林業信息技術發展的現狀,并對這些技術的應用展開探討。
1 我國林業信息化技術發展現狀
林業信息化這一理念是德國20世紀60年代提出的,于20世紀末期引入我國,對我國的相關體系的建設提供了理論指導[3]。我國林業發展起步時間晚,不過發展迅速,目前已經初步建立了林業信息化體系,不過發展水平與國際先進水平之間還有一定的差距。在過去的很長一段時間,我國林業信息化建設一直處于一種低水平重復建設的階段,導致大量的人力物力的消耗,例如在林業資源信息的搜集方面,依靠大量的人力對森林植被進行逐一地測量,不僅工作量大而且計算精度難以保證,在數據的更新方面也存在這巨大的障礙[4]。嚴重制約了我國的林業信息化體系的建設。由于林業信息缺乏統一的標準,使得在信息的傳遞和共享方面也存在著較大的制約性,導致了林業信息交流的不順暢。而且基層林業設施的落后,直接影響了后期的信息化技術的普及,加上基層單位對于信息的管理意識不到位,業為相關的信息的泄露埋下了隱患。
以上的這些問題長期地困擾了我國的林業信息化工作的開展,我國于21世紀初期重視發展3S技術以提高我國的林業信息化管理水平,即遙感技術(RS)、地理信息系統(GIS)、全球定位系統(GPS)。同時,在大數據環境下,數據庫技術也得到了充分的應用,成為3S技術應用中的重要技術支撐。以上技術的應用大幅度提升我國林業信息采集的效率和精準性,為實時的林業管理、調查、監控提供了可能。同時,為我國林業信息化邁向國際提供了有力保障。
2 林業信息技術應用
2.1 遙感技術
遙感技術一般是指對地球的地面以及高空天梯的監測的系統的總稱。由信息處理平臺、信息發射及接收系統和遙感儀器構成,其中的平臺常見的有氣球、人造衛星、飛機以及高塔等,這些平臺因使用的環境、功能的不同,在分辨率、使用壽命和使用頻次方面也存在著差異[5]。在接收器和發射器方面除常規的可見光、紅外線之外,為了適應不同環境和功能的檢測,還衍生出了多譜段掃描儀、微波雷達、成像光譜儀等特種儀器,并不斷的朝著高清化、多極化、便捷化的方向發展。
遙感技術可以說極大地便利了森林火災以及病蟲害的防治工作。傳統的森林火災的監控主要采用地面巡邏以及塔臺t望的方式,觀察范圍有限而且頻次較低不利于突況的處理,在大多數交通不便的深山中發揮的作用十分有限。目前通過低軌道衛星以及極軌氣象衛星等手段,能夠對地面的熱點及時監控,通過衛星數字數據可直接計算出過火面積,對火災實時進行掌控,同時根據火災點的地理情況制定最佳的救援路線和林區的分割區域[6]。在森林病蟲害的監控方面,遙感技術也大展拳腳。森林病蟲害如果不能及時發現并有效的控制,很可能造成大面積森林的毀滅性破壞。在森林病蟲害爆發前期,植物受到病蟲害的影響葉片內部結構,從而影響光譜反射率,體現在葉片的顏色上,然后通過前后的紅外彩色片進行對比從而在發病的早期就監測出來。
2.2 地理信息系統
地理信息系統是上個世紀中葉發展起來的地球科學研究技術,是一個多元學科。相關的技術是以搜集地球地理空間數據為基礎的,通過地理模型分析,提供地域的動態、立體的信息,為地質、地理的研究提供模塊化的研究數據。
GIS技術在營造林規劃設計中運用,方便更準確地了解林業資源現狀及生物多樣性,可以有效直觀地進行生產經營方案的制定。應用管理營造林規劃檔案,動態生成本地區的可造林地情況分布圖,可以更好地實現適地適樹提供可視化手段[7]。在林業管理方面目前也大量的引入了地理信息系統相關技術,通過GIS技術可以有目的的將所管理的林區進行劃分,而且地理信息數據一次采集可以多次使用,克服了傳統采集數據出現的誤差大和工作量大的缺陷。此外,可以利用的空間分析功能把坡度、坡向、土壤類型、海拔高度等因子作為適地適樹分析的主要立地因子進行立地分析和造林樹種的選擇,提高適地適樹分析的可視化程度[8]。
2.3 全球定位系統
全球定位系統是美國軍方為強化軍事科技于20世紀70年代研發的衛星導航以及定位系統,是目前精度最高應用最廣泛的定位系統。該系統的水平精度誤差在1~2mm,山地丘陵地區精度可控制在5cm以內,由24顆常規衛星加3顆備用衛星構成。實時動態監測到達厘米級的精準度使得該系統成為在林業信息化管理中的重要手段。除此之外,我國也自行研制了定位系統中國北斗衛星導航系統(BDS),該系統是繼美國全球定位系統以及俄羅斯的格洛納斯衛星導航系統之后的第3個功能較為完善的定位系統,已經獲得聯合國衛星導航委員會的認可。定位精度在10m以內,可在全球范圍全天候提供高精準導航定位服務。
GPS技術的出現迅速應用到了各個領域之中,在林業信息化建設方面也起到了舉足輕重的作用。在森林管理中,凡是需要M行位置的確定、區域以及立體空間的劃分都需要應用到GPS技術。例如在我國保護珍稀樹木的工作中,就對一些古老的珍惜物種建立了GPS管理檔案,在這些檔案中,清晰的記錄著這些物種的位置信息,為林業的管理和保護工作提供了便利。
2.4 信息數據庫
在當前的信息時代,大數據環境應運而生。在林業信息化管理中即便是一個小的林區一天也會產生超過大量的數據,更不用說全國的林業信息了。產生的數據要及時的進行存儲和分析,這樣才能轉化成有利于林業生產建設的有用信息。目前我國已經初步建立了地方以及國家層面的林業數據搜集體系,建立了統一的數據分析平臺。在此基礎上,建立了森林病蟲害、火災以及生物多樣性數據庫,在林業管理中需要相關數據可以通過授權直接從數據庫中調取一手信息,大大方便了林業的管理效率,最大程度的促進了信息的共享。
3 總結
隨著林業信息化技術的不斷深入,我國林業也取得可長足的發展,初步構建了林業信息化管理體系。現代化林業信息技術滲透到造林育林、森林病蟲害防治、火災預警以及森林保護等多個方面,為林業工作的開展提供了極大的便利,切實的提高了工作效率,節省了人力物力。林業信息化建設為林業產業的建設提供了一個開放的、統一的、綜合性的平臺,為我國林業的可持續健康發展提供了科學的方案。雖然我國在林業信息化技術方面取得了一定的成果,但形勢依然不容樂觀,我國與國際上的許多發達國家還存在很大的差異。林業工作可謂是任重而道遠,打造林業強國將是每一個林業工作者的不懈追求。
參考文獻
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據相關數據統計,病蟲害有時造成的損失遠遠超過森林火災,例如:我國松林每年被毛蟲啃食的面積約占整體松林面積的百分之六十以上,可見做好森林病蟲的監測工作才能更好地將林業的可持續發展進行下去。森林的病蟲害多發生在森林中人煙稀少的地方,或者是沒有專業看護人員看護的林區,運用常規的方法進行監測很難全面的查看病蟲的發展動態,從而導致病蟲害擴散至無法根治的底部,因此,我們要根據每種病蟲害的特性制定相對措施,在對其防治的過程中,可以將新型空間技術手段作為主要防治措施。本篇文章主要分析遙感和GIS技術在森林病蟲害檢測管理中的應用。
1 病蟲害監測管理方面的需求及監測管理方面的應用模式
1.1 病蟲害監測管理方面的需求
近年來,由于人為破壞森林生態環境的勢頭越加嚴重,雖然林業相關工作人員對破壞的勢頭盡力去遏制,但是就拿森林火災來說,我國北方地區的大興安嶺市曾經的林區曾經遭受嚴重的火災,該地區大面積森林遭受到火災的重創,在那之后我國大多數森林中的森林防火開始不斷在國家的政策下改善,并根據我國各大森林所處各地域和地理位置的差異不斷改變。如果森林不重視防病蟲這類森林災害那么通常都會由于其過于快速的擴散而導致森林的森林綠化建設進程出現較為嚴重的為題,這類情況通常人為監測達不到理想效果,而利用衛星技術進行監測工作則可以達到較好的效果。同樣也對病蟲害的監測管理主要遵循以下三點:(1)對森林病蟲害的預測預報工作;(2)對森林病蟲害的監測工作;(3)對病蟲害發生后的損失進行評估和防治病蟲害決策的支持工作。但是就我國目前的病蟲害災害的情況而言,為了完善這一關鍵性的預測方法,我們要預先做好相關的預測工作,在災害開始爆發時便優先對災害的發生頻率進行預測,對可能導致的后期損失進行預測及控制,我國大多數森林中的災害監測工作都曾經利用過這種模式進行過,這一模式的主要功效是通過測量森林中的生命體進行對森林可能爆發災害的預測工作,最后以檢測出最適合病蟲生存的環境。
1.2 遙感技術在森林病蟲害監測管理方面的應用模式
由于我國森林地域較易產生森林災害的原因,所以我國目前已經加強了森林災害這項管理措施,對于有可能危害到森林生態環境的災害我國已經做除了相應的應對措施,對危害可能會擴及的面也都提前做好了應急措施。我國是世界上爆發森林病蟲害較為嚴重的國家之一,由于綠化面積年復一年的擴大,導致森林中生態環境的管理不夠集中,從而也引發出多種多樣的災害,這其中病蟲害是我國森林中最為常見的一種災害,這類災害的危害在于其擴散性十分的迅速,并極大程度破壞森林的生態環境,我國曾發生過很多起由于病蟲害導致的森林面積嚴重縮小的情況,其最終原因就是病蟲種類的增多,導致森林病蟲害無法得到真正意義上的徹底根治,從而引發森林災害的爆發,在這種情況下我們可以適當的利用遙感技術進行森林病蟲害的改善工作,這項技術可預先感受到病蟲害的爆發,并將這一災害通過遙感轉化為認為感知,這項技術同樣也是目前監測病蟲害最為有效的一項應用監測技術。
在美國成功發射出第一顆地球資源衛星之后,利用衛星遙感技術進行病蟲害的監測工作也開始被應用,加拿大在1988年時,利用衛星遙感技術監測病蟲害的發生動態,美國在之后的幾年中也開始頻繁使用衛星遙感技術調查本土的病蟲害,而我國在1978年對騰沖地區零點二萬多公頃松葉蜂蟲災進行了監測,測定了健康林木和蟲害林木的光譜,1990年中科院在安徽應用TM圖像進行了越冬代松毛蟲災害的監測應用研究。
2 地理信息系統在病蟲害監測管理方面的應用模式
2.1 利用GIS管理病蟲害有關的空間數據
運用智能化模式下的數據庫來進行對病蟲害的監測管理。在GIS數據庫的建設過程中,首先要確認數據庫所需要的數據類型,數據類型的比例和大小,數據的質量和精準度,然后對數據中包含圖形資料和與圖形有關聯的屬性數據資料進行統計收集,最好是收集的數據中都是一些技術人員通俗易懂的數據較佳,其根本概念在于建立起有效的數據體系,并將數據與智能化編碼程序進行有效的結合,從而得出數據庫整體的設計概念,最后完善智能化空間數據的管理措施。
2.2 利用GIS進行預測預報
這項預測模式主要使用在病蟲害的爆發前期,其遵循生態環境的變化的基本規律,利用病蟲害相關專家的知識進行結合,在進行結合后開展森林災害誕生可能性大小的預測預報工作,并通過利用現存的病蟲防治技術對森林病蟲害的爆發進行有效的控制,這項技術的基礎理念在于其自身的模擬動能,這項功能可將爆發前期的病蟲害控制在有效的可根治范圍之中,其模式也是現今諸多防治技術的根基模式。建立資源消耗的函數,以便進行對病蟲害趨勢的預測預報工作。
3 遙感技術在病蟲害監測管理方面的應用模式
3.1 利用GIS進行決策支持
利用GIS對病蟲害的治理,通常治理措施可分榱街鄭第一種是直接利用這項技術控制森林災害的擴散范圍,其二是根據森林災害擴散的有效途徑,進行有效擴散途徑的治療措施,并依照森林災害的實際災情對爆發后的災害進行防擴散控制,最后依據治療藥品和藥品所對應的表格,用類似指導病蟲害防治的方式在路徑上展開分析。
3.2 系統集成模式
遙感子系統和GIS子系統與地面系統通過廣域網連接,并傳輸超文本數據。遙感子系統由工作站和圖像處理軟件組成。全球定位系統(GPS)是以衛星為基礎的無線電測時定位、導航系統。在任何時候,以及在地球上的任何地點,GPS接收機都可以通過接收衛星發射的電磁波來確定接收機自身的位置。這項技術通常被應用于森林部分區域的防治調查,并通過一系列技術的應用從而尋找該地域災害控制的最佳途徑。
4 結束語
本文所涉及的GIS和遙感技術雖然都只是初級知識,但從中我們依舊可以看出在針對病蟲害的防治管理上GIS和遙感技術具有相較其他技術更為優秀的實用性及先進性。要根據病蟲害監測管理方面的需求及監測管理方面的展開對應用模式的應用,根據地理信息系統在病蟲害監測管理方面的應用模式展開對病蟲害類型的模擬分析,GIS系統具有的開放性以及擴充性,都是GIS系統集成的一部分,GIS子系統分別由系統工作站和GIS軟件所組成GIS地面子系統由微機、筆記本計算機、GPS接收機,以及微機GIS軟件如ARCVIEW組成,遙感和GIS在森林病蟲害監測管理中的應用可以分為三個子系統,三個子系統分別為遙感子系統、地面子系統和GIS子系統。GIS子系統應放在地面子系統置放的地縣級機構。
參考文獻
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中圖分類號:TU986
文獻標志碼:A
文章編號:1671-2641(2017)03-0078-04
收稿日期:2017-04-11
修回日期:2017-05-17
Abstract: Seedlings constitute the core material basis of landscaping.The construction level of garden nursery may directly affect the development and construction of landscaping. This study adopts a method of low altitude scanning by unmanned aerial vehicle with laser radar to manually measure single seedling. We take aerial photos of three nurseries (Nantang, Nanxiang and Xiaku in Sihui City) and extract information including distribution, scope and coordinates, height and crown size of earch tree. The results show that the aerial photos taken from unmanned aerial vehicle would be more intuitive and efficient to complete survey data collection and realize nursery information management.
Key words: Unmanned aerial vehicle (UAV) remote sensing; Wisdom nursery; Data acquisition
引言
苗木是@林綠化建設的物質基礎,園林苗圃是繁殖和培育苗木的基地,是供應城市綠化用苗的后勤部[1]。我國苗圃的經營管理存在管理體制、國家投入、人才等諸多方面不完善的問題,同時信息化建設還相對薄弱,造成苗圃的大面虧損[2]。按照國家信息化建設的推進和林業改革發展戰略,采用新技術推進我國苗圃的管理水平和建設水平顯得日益重要。
無人機遙感技術,是可應用于多領域的新信息技術。從數據獲取、數據處理、與實測數據對比、分析試驗數據誤差、尋找試驗誤差原因的全過程來看,無人機在林業調查中的應用可行性高[3],樊江川對無人機航空攝影測樹技術進行研究,結果表明通過無人機航空攝影測樹木的主要特征參數精度符合森林資源調查的精度要求[4],且個別方面優于傳統林業實地調查方法,使用無人機系統創建森林樹冠和高度模型[5],從多維空間的圖像可看到森林物種分類和健康情況[6],估算森林樹冠和樹高的變化[7]等領域發揮關鍵的作用,利用無人機空中三維激光掃描結合數字攝影的方法,將是提高植被茂密實景模型精度的有效手段[8],但采用無人機遙感技術來提取園林苗圃信息及信息化管理的研究未見報道。
本研究是通過苗圃低空遙感及實地人工調查相結合的方法,利用無人機載激光雷達遙感技術,掃描樣地苗木,通過單木分割,提取苗木的一系列特征參數,比較分析無人機遙感測量和人工測量的數據豐富度及工作效率優劣,為建設智慧苗圃的高效節約管理平臺、實現智慧苗圃的信息化管理提供技術支撐。
1材料與方法
1.1主要儀器設備
本研究基于無人機遙感技術,應用Li-Air 無人機激光雷達掃描系統,集成激光雷達掃描單元、小型化組合導航系統。無人機續航時間為25 min,巡航半徑2 km,巡航速度為8 m/s,航程為5 km;激光雷達單元的測距精度為2 cm,激光器數16,激光波長905 nm,水平視野360°,垂直視野-15°~+15°,掃描頻率10 Hz。
1.2實驗方法
通過與傳統人工測量計算方式的對比,分析人工及無人機激光雷達系統在獲取苗木特征參數中效率和成本的優劣勢。具體實驗方法如下:
1)在天氣晴好的條件下,在四會南塘、南鄉和下堀的3個苗圃,分別取1個大樣地進行無人機激光雷達掃描,樣地大小為300 m×50 m,再在每個大樣地中取3個小樣方,樣方的大小為20 m×20 m,同一個大樣地中,沿直線每隔100 m取1個小樣方,進行人工每木測量,獲得苗圃內苗木的數量、高度、冠幅、胸徑等參數。同時記錄每個樣方的測量的耗時和人工。