3s技术在林业中的应用解析

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1、,3S技术在林业生产中的应用 及GPS实用技术,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,目 录,7. 3S技术在林业生产中的应用,. 空间信息与3S技术 . GPS全球定位系统空间定位技术 . GIS地理信息系统空间分析技术 . RS遥感数据采集与信息监测技术 . 精准林业,3S技术简介,3S技术指地理信息系统(Geographic Information System，GIS)、遥感(Remote Sensing，RS)和

2、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。 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。,. 空间信息与3S技术,. 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。,. 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

3、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。 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,. GPS全球定位系统空间定位技术,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、

4、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。,. 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

5、辑、显示、转换、分析和输出地理图形及其属性数据。,. 地理信息系统空间分析技术,. 地理信息系统空间分析技术,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,. RS遥感数据采集与信息监测技术,遥感是20世纪60年代

6、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。,. RS遥感数据采集与信息监测技术,. 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。,. 精准林业,尽可能地采用现代高新科学技术建立一体化

7、、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,. 基础地理数据 . 林业专题数据 . 其他数据,. 基础地理数据,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）。,. 数字线划图（DLG）,. 基础地理数据,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、1:25万、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

8、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,. 基础地理数据,. 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。,. 基础地理数据, 数字正射影像图（DOM）,（1）MODIS影像数据库 空间分辨率250米，卫

9、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。,. 基础地理数据, 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。 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,. 林业专题数据 林业小斑图形数据及相关属性数据。 . 其他数据 包括各地区员工基本情况数据、

10、苗木市场行情数据等。,3. GPS在林地信息采集中的应用,. 空间数据快速准确获取 . 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,. 通过影像判读各类林地面积和蓄积 . 通过遥感来实现林地生长状况的动态监测 . 通过遥感来实现森林病虫害、旱灾、火灾等 的动态监测 . 通过遥感来实现林地信息的实时更新,5. GIS在森林信息管理与分析中的应用,. 数据管理 . 图形显示 . 信息查询 . 统计分析 . 专题制图 . 空间分析,. 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

11、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 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。,. 图形显示,（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。

12、（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。,. 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。 （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。,. 统计分析,5. GIS在森林信息管理与分析中的应用,. 专题制图,. 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,

13、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 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、

14、实时化、动态化、数字化、自动化、智能化 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。,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 表1-2 平面位置定位数据的必要精度,6.3 森林资源调查与环境监测定位的必要

15、精度,6.3.2依面积量算确定点位定位的必要精度 表1-3 不同情况下位的值 表1-4 点位高程中的误差,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,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

16、先进水平靠拢。 随着以电子计算机为中心的“3S一体化“技术及网络技术的迅速发展，以其为技术手段的森林资源综合管理的可操作性越来越明显，展示了广阔的发展前景。建立区域性森林资源地理信息系统(GIS)，以高时空分辨率，多层次、动态描述森林资源的时空分布特征，描绘森林资源的动态变化规律，研究和探索森林资源在区域内的空间分布状况以及相应的时空演替规律，为科学合理地经营管理，实现森林资源的持续发展和分类经营提供依据。运用GIS技术，将调查数据、基本地理要素、小班区划界线、专业调查数据等有机地结合起来，应用在森林资源调查、资源分析及森林经营管理等各项林业活动中，将会产生巨大的效益。,7.2 “3S“技术在林