3S技術(shù)在森林蟲害動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究

1、3S 技術(shù)在森林蟲害動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究摘 要：3S 應(yīng)用技術(shù)中主要包括 RS 技術(shù)、GPS 技術(shù)和 GIS 技術(shù)應(yīng)用，3 種技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用中具有較大的不同，但是在相互協(xié)同作用中，卻又是相輔相成，為森林中病蟲害的動(dòng)態(tài)檢測(cè) 提供了真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。病蟲害在森林工程中的破壞性已經(jīng)逐漸的凸顯出來，蟲洞等質(zhì)量 危害造成了在木材經(jīng)濟(jì)利用中的資源浪費(fèi)使用，因此，在未來的建設(shè)中應(yīng)加強(qiáng)病蟲害的監(jiān)測(cè)與 防治技術(shù)的實(shí)施，提高森林工程的資源保護(hù)工作。關(guān)鍵詞：3S 技術(shù)；森林工程；病蟲害；動(dòng)態(tài)檢測(cè)；應(yīng)用分析在蟲害動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)理論及監(jiān)測(cè)技術(shù)研究主要集中在森林害蟲空間 分布型與抽樣技術(shù)研究、森林害

2、蟲災(zāi)變規(guī)律及其與環(huán)境相互關(guān)系的機(jī)理研究、物理化學(xué)監(jiān)測(cè)技 術(shù)應(yīng)用研究及數(shù)理模型預(yù)報(bào)技術(shù)應(yīng)用研究等方面。但傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法實(shí)時(shí)性差，不能進(jìn)行大范 圍的宏觀動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，且無法闡明特定生態(tài)系統(tǒng)的可入侵性，以及入侵與災(zāi)變的關(guān)系。為此，在 傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)理論和技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，應(yīng)用 3S 技術(shù)對(duì)森林蟲害進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)已成為近年來研究的熱點(diǎn)問題。一、3S 技術(shù)在森林害蟲動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用分析、RS 的應(yīng)用分析RS是遠(yuǎn)距離的遙感技術(shù)，在森林防護(hù)病蟲害的預(yù)防與信息搜集中具有重要的應(yīng)用，利用 這種非接觸性的測(cè)量設(shè)備，可以對(duì)害蟲本身的飛行動(dòng)態(tài)、病蟲的危害和害蟲的生活環(huán)境做出信 息的搜集，為害蟲的進(jìn)一步防治提供了信息基礎(chǔ)。其監(jiān)測(cè)

3、的原理是通過雷達(dá)和反射性電磁波的 形式，與航空攝像相結(jié)合，并在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上顯示動(dòng)物的形態(tài)結(jié)構(gòu)和實(shí)質(zhì)危害等。在森林病蟲 害的動(dòng)態(tài)檢測(cè)中，RS 技術(shù)應(yīng)用與害蟲棲息環(huán)境的檢測(cè)較多，主要是因?yàn)?RS 能夠獲取害蟲寄居植物、棲息環(huán)境變化、濕度和溫度等的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確檢測(cè)，是動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)中最可靠的應(yīng)用識(shí)別。RS技術(shù)在蟲害動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)研究中，對(duì)害蟲本身的監(jiān)測(cè)，雷達(dá)和航空遙感技術(shù)應(yīng)用研究起步 早、范圍廣，幾乎涉及到了所有重要的遷飛性害蟲；對(duì)害蟲產(chǎn)生危害的監(jiān)測(cè)，應(yīng)用航空和航天 遙感技術(shù)對(duì)失葉率和危害級(jí)別的研究國(guó)內(nèi)外報(bào)道都很多；對(duì)害蟲棲息環(huán)境的遙感，國(guó)內(nèi)外研究 均不多，在眾多環(huán)境因子中，尤以寄主植物的研究最少，起步最晚；在

4、數(shù)據(jù)源方面，雷達(dá)遙感 和航空遙感的應(yīng)用研究較多，航天數(shù)據(jù)源的選擇以 LandsatTM 最多；在研究尺度上，對(duì)大尺度的種群動(dòng)態(tài)研究較多，而對(duì)小尺度的危害情況研究較少。、GPS 的應(yīng)用分析GPS 地理信息系統(tǒng)在工程勘探中具有最廣泛的應(yīng)用，無論是在建筑工程、礦產(chǎn)勘探還是在森林營(yíng)林工程中，都具有不可取代的地位。在森林病蟲害的實(shí)際應(yīng)用中，主要作為遙感技術(shù)的 輔助工具應(yīng)用，但是卻比其他的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相比能夠獲得更多的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。GPS 在病蟲害的應(yīng)用中一般對(duì)病蟲活動(dòng)的地面進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并根據(jù)病蟲氣息的時(shí)間、環(huán)境等構(gòu)件空間模擬系 統(tǒng)，通過網(wǎng)絡(luò)化地圖的構(gòu)建，能夠模擬出病蟲的活動(dòng)習(xí)性，有利于進(jìn)一步治理技術(shù)的開展

5、。GPS技術(shù)在病蟲害動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)研究中，應(yīng)用 GPS 輔助遙感影像信息提取及應(yīng)用 GPS 進(jìn)行航空攝影攝像監(jiān)測(cè)導(dǎo)航較多，尤其是在 1992 年我國(guó)將航空錄像技術(shù)的研究列入了中美合作和國(guó)家攻關(guān)項(xiàng)目后，我國(guó)很多地區(qū)都引進(jìn)了導(dǎo)航和通訊設(shè)備，并開發(fā)了相應(yīng)的處理軟件，使得 GPS 在飛防導(dǎo)航的應(yīng)用研究中產(chǎn)生了一個(gè)新高潮。、GIS 的應(yīng)用分析GIS集成系統(tǒng)在森林的病蟲害的應(yīng)用中，可以構(gòu)建出預(yù)測(cè)病蟲害的模型，通過治理計(jì)劃的 設(shè)計(jì)，在 GIS 中制定工作路線。在森林系統(tǒng)的集成應(yīng)用中，還可以通過 GIS 和 GPS 的結(jié)合對(duì)病蟲害進(jìn)行檢測(cè)，GPS 通過衛(wèi)星系統(tǒng)對(duì)地面信息的資料進(jìn)行獲取，并提供給 GIS 可靠的研究區(qū)

6、域。同樣 RS 和 GPS 亦可以通過集成的方式進(jìn)行森林作業(yè)，改善了遙感定位不準(zhǔn)確的缺點(diǎn)。在應(yīng)用 GIS 技術(shù)進(jìn)行蟲害動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)研究中，我國(guó)發(fā)展得相對(duì)較為成熟，涉及的害蟲包括舞毒蛾、馬尾松毛蟲等 10 余種；但將 GIS 與地統(tǒng)計(jì)學(xué)、遙感技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能等相結(jié)合用于綜合分析害蟲時(shí)空動(dòng)態(tài)的研究起步較晚、研究較少。3S集成技術(shù)體系由 3 部分組成，即數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理及分析、管理、再更新部分，三者有機(jī)結(jié)合密不可分。數(shù)據(jù)的采集主要包括 2 部分，即現(xiàn)時(shí)調(diào)查數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)調(diào)查數(shù)據(jù)，現(xiàn)實(shí)調(diào)查數(shù)據(jù)主要是借助 GPS 定位功能通過野外實(shí)地觀測(cè)測(cè)量得到，基礎(chǔ)調(diào)查數(shù)據(jù)主要通過搜集本地區(qū)的各種調(diào)查數(shù)據(jù)獲得。二

7、、3S 技術(shù)在森林病蟲害動(dòng)態(tài)檢測(cè)中的發(fā)展趨勢(shì)、從技術(shù)手段上看，3S 集成技術(shù)應(yīng)用將成為今后的主要發(fā)展趨勢(shì)。可以說在 3S 集成提出以前，3 個(gè)“S”在蟲害動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用經(jīng)歷了幾近平行的發(fā)展歷程，3S 集成應(yīng)用除了能夠體現(xiàn) 3 個(gè)“S”單獨(dú)使用所體現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)外，還表現(xiàn)在動(dòng)態(tài)性、靈活度和自動(dòng)化等方面，所以應(yīng)用3S 集成技術(shù)對(duì)蟲害動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)將成為今后技術(shù)手段上的主要發(fā)展趨勢(shì)。、從集成方式上看，3S 整體集成必將成為今后在蟲害動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)應(yīng)用中的重要發(fā)展趨勢(shì)。由于RS，GIS 和 GPS 在功能上的互補(bǔ)性，且 3S 的整體集成并不僅僅是三者的簡(jiǎn)單加和而是其有機(jī)結(jié)合，所以 3S 的整體集成不僅能充分發(fā)揮其各自

8、的優(yōu)勢(shì)，而且能夠產(chǎn)生許多新功能。在對(duì)兩兩集成的大量應(yīng)用研究基礎(chǔ)上，應(yīng)用 3S 的整體集成必將成為今后在蟲害動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)研究中應(yīng)用 3S 技術(shù)的重要發(fā)展趨勢(shì)。、從研究方向上看，對(duì)害蟲棲息環(huán)境的監(jiān)測(cè)將成為今后研究的主要方向。以往對(duì)于害蟲 本身的監(jiān)測(cè)及害蟲產(chǎn)生危害的監(jiān)測(cè)研究較多，對(duì)害蟲棲息環(huán)境的監(jiān)測(cè)研究卻不多，而只有掌握 害蟲本身的數(shù)量增長(zhǎng)規(guī)律與其生態(tài)影響因子的關(guān)系，才能對(duì)害蟲的為害進(jìn)行預(yù)測(cè)和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)， 所以對(duì)害蟲棲息環(huán)境的監(jiān)測(cè)將是今后蟲害動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的主要研究方向。、在遙感數(shù)據(jù)源方面，高分辨率、高光譜和高時(shí)間分辨率的遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用將成為研究熱 點(diǎn)。隨著航天遙感技術(shù)水平的提高，數(shù)據(jù)源分辨率有了較大的改進(jìn)，這使

9、得應(yīng)用高分辨率的航 天影像進(jìn)行蟲害動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的定量和定性研究成為可能，但應(yīng)用高分辨率的影像數(shù)據(jù)仍有很多的 技術(shù)問題尚待解決，所以應(yīng)用高分辨率航天遙感影像研究蟲害動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)將成為今后的研究熱 點(diǎn)。、在研究尺度方面，對(duì)蟲害動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的小尺度定量研究將成為主要發(fā)展方向。隨著遙感 圖像的時(shí)空分辨率的進(jìn)一步提高及對(duì)高分辨率、高光譜和高時(shí)間分辨率的遙感數(shù)據(jù)的進(jìn)一步應(yīng) 用研究，對(duì)于蟲害動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的研究將會(huì)突破傳統(tǒng)大尺度的定性研究，而開始走向小尺度的定量 研究。結(jié)語：3S 技術(shù)在森林病蟲害的動(dòng)態(tài)檢測(cè)中具有科學(xué)的利用價(jià)值，通過對(duì) RS、GPS 和 GIS 系統(tǒng)等的結(jié)合使用，在技術(shù)上提高了自動(dòng)化的應(yīng)用，在研究方向確定了病蟲害的增長(zhǎng)情況和危 害的嚴(yán)重性，在集成方面彌補(bǔ)了各個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的缺點(diǎn)等。通過 3S 的應(yīng)用技術(shù)實(shí)施，森林的病蟲害防治技術(shù)得到了有效的應(yīng)用，并能