3S技术在林业中的应用解析

１.５ 精准林业
尽可能地采用现代高新科学技术建立一体化、智能化、 数字化的现代林业技术体系，进而使森林最大限度地发挥生 态、经济、社会效益，实现森林可持续经营和区域可持续发 展。
2. 林业资源管理系统空间数据库组成
２.１ 基础地理数据 ２.２ 林业专题数据 ２.３ 其他数据
２.１ 基础地理数据
森林资源信息管理 森林经经营优化决策 森林分类经营区划 森林抽样设计 林业专题制图 森林采伐设计 营造林规划设计
GIS(地理信息系统)软件目前国内常用的应用软件 1、GIS 专业软件：ARCVIEW、ARC/INFO、 ERMAPPER、ARCGIS、MAPINFO、PCI、MAPGIS、 GEOIMAGE。 2、 GIS 数据库软件：SQL Server、 3、GIS数据管理软件：WINDOWS95/98/2000/XP/NT
纳入基础地理数据建设范围的内容，主要的图形要素包括：
（1）测量控制点
（6）境界
（2）水系及附属设施
（7）地貌和土质
（3）居民地
（8）植被
（4）交通及附属设施
（9）其他
（5）管线
２.１ 基础地理数据
２.１.２ 数字高程模型（DEM）
可以建立全国25米分辨率的数字高程模型。除高程模型本 身外，数字高程模型数据库可以用来制作坡度图、坡向图，可 以同地形数据库中有关内容结合生成分层设色图、晕渲图等复 合数字或模拟的专题地图产品。
（1）二维图形显示
按照统一的空间参考，叠加显示卫星影像数据、扫描地图、 矢量基础地理数据和林业专题数据。
（2）三维图形显示
通过数字高程模型生成三维地形，与影像数据、基础地理 数据以及林业专题数据叠加显示。
５.３ 信息查询
（1）空间查询
通过在地图上点击空间目标，查询相关的属性信息，如林 业小斑的属性信息。
3S技术在林业生产中的应用 及GPS实用技术
目录
1. 3S技术简介 2. 林业资源管理系统空间数据库组成 3. GPS在林地信息采集中的应用 4. RS在林业信息监测中的应用 5. GIS在森林信息管理与分析中的应用 6. 3S技术在林业信息管理中的综合应用 7. 3S技术在林业生产中的应用
1. 3S技术简介
１.４ RS遥感——数据采集与信息监测技术
遥感是20世纪60年代蓬勃发展起来的一门综合性探测 技术，是指在一定的距离之外，不与目标物体直接接触，通 过传感器收集被测目标所发射出来的电磁波能量而加以记录 并形成影像，以供有关专业进行信息识别、分类和分析的一 门技术学科。
１.４ RS遥感——数据采集与信息监测技术
RS和GPS是GIS重要的数据源，也是GIS数据的更新手 段，GIS是数据分析评价的平台，这3个技术系统互为补充。
１.２ GPS全球定位系统——空间定位技术
全球定位系统是以卫星为基础的无线电导航定位系统， 系统具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的导航、 定位和定时功能，能够为用户提供精密的三维坐标、速度和 时间。
２.１ 基础地理数据
２．１．３ 数字正射影像图（DOM）
（1）MODIS影像数据库 空间分辨率250米，卫星回访周期为1天，数据现势性较好。
（2）TM影像数据库 空间分辨率2.5米—15米。
２.１ 基础地理数据
２．１．４ 数字栅格地图（DRG）
对项目分布区的纸质地图进行扫描、纠正和坐标转换，使之 能与矢量数据、数字高程模型以及遥感影像数据实现精确套合， 既可以作为背景数据，也可以作为原始纸质数据的电子存档。
3. GPS在林地信息采集中的应用
３.１ 空间数据快速准确获取 ３.２ GPS数据辅助精确定位
用于遥感地面控制、伐区边界量测、森林灾害的评估 以及各类造林工程检查验收等。
4. RS在林业信息监测中的应用
４.１ 通过影像判读各类林地面积和蓄积 ４.２ 通过遥感来实现林地生长状况的动态监测 ４.３ 通过遥感来实现森林病虫害、旱灾、火灾等 的动态监测 ４.４ 通过遥感来实现林地信息的实时更新
１.４ RS遥感——数据采集与信息监测技术
在我国林业中的应用十分令人瞩目,“三北”防护林遥感综 合调查在两年时间内查清了占全国面积的“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,更显其威力。
5. GIS在森林信息管理与分析中的应用
５.１ 数据管理 ５.２ 图形显示 ５.３ 信息查询 ５.４ 统计分析 ５.５ 专题制图 ５.６ 空间分析
５.１ 数据管理
（1）矢量、栅格、属性和多媒体数据一体化管理 利用大型关系数据库管理系统（Oracle、SQL Server等），可以将卫星影
像、扫描的栅格地图、矢量地形图、林业分布图以及其他属性数据、多媒体数 据统一存储和管理。 （2）图形数据和属性数据一体化管理
数字正射影像数据库除直接提供数字正射影像外，还可以结 合数字地形数据库中的部分信息或其它相关信息制作各种形式的 数字或模拟正射影像图，可以作为有关数字或模拟测绘产品的影 像背景。
2. 林业资源管理系统空间数据库组成
２.２ 林业专题数据
林业小斑图形数据及相关属性数据。
２.３ 其他数据
包括各地区员工基本情况数据、苗木市场行情数据等。
基础地理空间数据通常包括基础地形要素矢量数据（DLG）、数字 高程模型（DEM）、数字正射影像图（DOM）、数字栅格地图（DRG）。
基础地理数据库
数字线划 地图
1：400万 1：100万 1：25万 1：1万
数字高程 模型
1：25万
数字正射 影像图
MODIS影像
TM影像
数字栅格 地图
1：1万
２.１ 基础地理数据
6度带、3度带中央子午线度数的计算方法
(1)6度带中央子午线：（当地经度+3）/6=当地6度带带号 （不管余数），其对应中央子午线度数=6度带带号*6-3
（2）3度带中央子午线：当地经度/3=当地3度带带号（不管 余数），其对应中央子午线度数=3度带带号*3
１.２ GPS全球定位系统——空间定位技术
100
50
20
10
σ位（m） ±14.142 ±10.000 ±7.071 ±4.472 ±3.162
S （hm2） 5
2
1
0.1
0.01
σ位（m） ±2.236 ±1.414
表1-4 点位高程中的误差
一类调查
±1.000 ±0.316 ±0.100
二类调查
三类调查
比例尺
1：50000 1:25000 1:10000 1 ：5000
通过关联字段，可以实现林业分布图数据和相关属性数据的一体化存储和 管理。 （3）数据的集中式存储和分布式应用
数据可以集中存储在公司总部，总公司各部门和各分公司可以通过局域网 或Internet实现GIS应用。 （4）海量数据的无缝存储和浏览
可以在全国乃至全球分布的林业数据实现无缝的存储和漫游。
５.２ 图形显示
6.3 森林资源调查与环境监测定位的必要精度
6.3.1依地形测图点位精度确定定位的必要精度
表1-1 空间数据的平面位置误差
一类调查
二类调查
三类调查
比例尺 1：50000 1:25000 1:10000 1 ：5000
地物点精度 ±38m ±19m ±7.6m ±3.8m
表1-2 平面位置定位数据的必要精度
１.３ 地理信息系统——空间分析技术
地理信息系统是一种专门用来存储、管理、分析空间数 据的技术体系，它能够把各种信息同地理位置和有关的视图 结合起来，利用计算机图形与数据库技术来采集、存储、编 辑、显示、转换、分析和输出地理图形及其属性数据。
１.３ 地理信息系统——空间分析技术
１.３ 地理信息系统——空间分析技术
6.1.4 惯性测量定位法
6.1.5 GPS定位法
6.1.6 数字摄影测量定位法
6.1.7 数字遥感地图定位法 6.1.8 利用原图手扶跟踪扫描数字化地图定位法
6.2 面向森林资源调查监测空间定位方法体系
6.2.1现代测量定位的主要特征 现代测绘定位的主要特征是：集成化、实时化、动态化、数 字化、自动化、智能化
１.２ GPS全球定位系统——空间定位技术
GPS自定义设置参数（西安80坐标系）：自定义格网设置 中央经线为当地6度带的中央经度，比例设置1，东西偏差 500000米，南北偏差0.00005米；自定义地图基准设置 DX=18米，DY=-152米，DZ=-78米，Da半长=-108米， Da扁=0米。
２.１.１ 数字线划图（DLG）
其中数字线划图（DLG）数据，一方面主要来源于国家基本比例尺地形
图要素的线划数据，主要包括1:400万、1:100万、1:25Leabharlann Baidu、1:1万等比例
尺。另外一方面，是针对油田重点区域的1:5千比例尺数字线划图。
对于基础地理数据，根据需求分析的结果，综合管理系统项目中，考虑
（2）属性查询
通过输入属性信息，如造林时间、树木类型等，查询符合 条件的图斑，并进行空间定位。
5. GIS在森林信息管理与分析中的应用
５.４ 统计分析 ５.５ 专题制图 ５.６ 空间分析
（1）空间量测 （2）叠加分析 （3）最短路径分析 （4）资源分配
6.森林资源与环境空间数据导论
6.1 定位技术发展简史 6.2 面向森林资源调查监测空间定位方法体系 6.3 森林资源调查与环境监测定位的必要精度
一类调查
二类调查
比例尺 1：50000 1:25000 1:10000
地物点平面位 ±27.5m ±13.75m ±5.5m 置定位精度
三类调查 1 ：5000 ±2.75m
6.3 森林资源调查与环境监测定位的必要精度
6.3.2依面积量算确定点位定位的必要精度 表1-3 不同情况下σ位的值
S（hm2） 200
6.2.2构筑现代森林资源调查监测体系的定位系统的某些原则 GPS定位技术与辅助手段的结合、实时定位与后处理定 位相结合、动态定位与静态定位相结合、单用途定位 与多功能定位相结合、森林资源管理与生态环境监测 相结合、目前需要与长远发展相结合、可行性与经济 性相结合、“3S”集成，实现定位、定性、定量的同 意和数据采集、管理、分析、制图、输出、更新、交 换的统一。
１.１ 空间信息与3S技术 １.２ GPS全球定位系统——空间定位技术 １.３ GIS地理信息系统——空间分析技术 １.４ RS遥感——数据采集与信息监测技术 １.５ 精准林业
１.１ 空间信息与3S技术
3S技术指地理信息系统(Geographic Information System，GIS)、遥感(Remote Sensing，RS)和全球定位 系统(Global Positioning System，GPS)一体化技术，是 目前空间信息获取、存储管理、更新、分析和应用的3大关 键技术。
7.1 “3S”技术与林业科技革命
随着高新技术的发展，我国森林资源管理在航天遥感、航空遥感、 雷达遥感、GPS定位技术及GIS地理信息系统等学科领域的发展与应 用上实现革命性的飞跃，加速了我国森林资源经营管理由粗放型向 集约型方向的转移，使我国的林业信息技术逐步向世界先进水平靠 拢。
GPS接收机上的菜单功能较多,如生成航点、保存航点、 编辑航线等,把这些功能有效地结合起来应用,就可以解决如 点位、边界、地块、形状、海拔高度确定等问题。这对实 现林业现代化管理带来新的手段 。例如在森林抽样调查中, 采用接收机进行定位,可以大量节省找点时间。在飞播造林 和飞机喷洒药物进行大面积杀虫时,先设计好飞行航线,利用 进行导航可将种子和药品准确地飞洒在目的地上。在公益 生态林的木材收获利用上同样可起很大作用。利用的定位 技术,很快就能判断出失火的地理位置和高度,报告防火指挥 中心,有效地组织扑火、灭火也可以利用技术测定失火面积、 火势方向、火带宽度等。
等高距
50m
25m
10m
5m
置定位精度地物点高程误差 ±33.3m ±16.7m ±6.7m ±3.3m
7 3S技术在林业生产中的应用
7.1 “3S”技术与林业科技革命 7.2 “3S”技术在林业生产管理领域的现实意义 7.3 “3S”技术国内外发展状况 7.4 GIS在林业领域中的应用 7.5 "3S"技术在林业中的应用及展望
6.1 定位技术发展简史
测绘的终端产品是制图，而其实质是定位，综观测绘科技发 展史，人类在认识自然和改造自然的过程中，发现和发明了一 系列定位方法、定位工具，使人类能够认识地球及其之外的空 间，这种认识的半径随科学技术的发展而迅速延长。 6.1.1 天文测量定位法
6.1.2 罗盘定位法
6.1.3 大地测量仪器定位法