“S”技術(shù)在中藥資源可持續(xù)利用中的應(yīng)用

“3S”技術(shù)在中藥資源可持續(xù)利用中的應(yīng)用中藥資源的分布、產(chǎn)量及質(zhì)量變異都與地理環(huán)境變異有著直接的關(guān)系；中藥資源的分布、產(chǎn)量及質(zhì)量信息都具有空間信息的特征。對(duì)空間信息的研究和利用是中藥資源保護(hù)和利用的關(guān)鍵問題?？臻g信息分析的關(guān)鍵技術(shù):——“3S”技術(shù)遙感(RS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)遙感（remotesensing，RS）指不直接接觸被研究的目標(biāo)，感測(cè)目標(biāo)的特征信息(一般是電磁波的反射、輻射和發(fā)射輻射)，經(jīng)過傳輸、處理，從中提取人們感興趣的信息。例如：美國(guó)用衛(wèi)星分析前蘇聯(lián)小麥產(chǎn)量的準(zhǔn)確率可達(dá)97％。

RSRS是指從高空或外層空間接收來(lái)自地球表層各類地物的電磁波信息，并通過對(duì)這些信息進(jìn)行掃描、攝影、傳輸和處理，從而對(duì)地表各類地物和現(xiàn)象進(jìn)行遠(yuǎn)距離控測(cè)和識(shí)別的現(xiàn)代綜合技術(shù)（見圖1-6）。遙感技術(shù)可用于植被資源調(diào)查、氣候氣象觀測(cè)預(yù)報(bào)、作物產(chǎn)量估測(cè)、病蟲害預(yù)測(cè)、環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)、交通線路網(wǎng)絡(luò)與旅游景點(diǎn)分布等方面。

例如，在大比例尺的遙感圖像上，可以直接統(tǒng)計(jì)煙囪的數(shù)量、直徑、分布以及機(jī)動(dòng)車輛的數(shù)量、類型，找出其與燃煤、燒油量的關(guān)系，求出相關(guān)系數(shù)，并結(jié)合城市實(shí)測(cè)資料以及城市氣象、風(fēng)向頻率、風(fēng)速變化等因數(shù)，估算城市大氣狀況。同樣，遙感圖像能反映水體的色調(diào)、灰階、形態(tài)、紋理等特征的差別，根據(jù)這些影像顯示，一般可以識(shí)別水體的污染源、污染范圍、面積和濃度。另外，利用熱紅外遙感圖像能夠?qū)Φ臒釐u效應(yīng)進(jìn)行有效的調(diào)查。全球定位系統(tǒng)（GlobalPositioningSystemGPS）是當(dāng)今最具優(yōu)勢(shì)的空間定位系統(tǒng)，具有全天候、自動(dòng)化、功能多、抗干擾的特點(diǎn)，它可以解決傳統(tǒng)定位方法精度低、工作量大、復(fù)位難的問題。GPS是美國(guó)從20世紀(jì)70年代開始研制，于1994年全面建成，具有海、陸、空全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。

GPS是由空間星座、地面控制和用戶設(shè)備等三部分構(gòu)成的。GPS測(cè)量技術(shù)能夠快速、高效、準(zhǔn)確地提供點(diǎn)、線、面要素的精確三維坐標(biāo)以及其他相關(guān)信息，具有全天候、高精度、自動(dòng)化、高效益等顯著特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于軍事、民用交通(船舶、飛機(jī)、汽車等)導(dǎo)航、大地測(cè)量、攝影測(cè)量、野外考察探險(xiǎn)、土地利用調(diào)查、精確農(nóng)業(yè)以及日常生活(人員跟蹤、休閑娛樂)等不同領(lǐng)域。誰(shuí)能確定去向何方？^_^GPS地理信息系統(tǒng)(GeographicalInformationSystemGIS)用于采集、存儲(chǔ)、管理、處理、檢索、分析和表達(dá)地理空間數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是分析和處理海量地理數(shù)據(jù)的通用技術(shù)。

GIS就是一個(gè)專門管理地理信息的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，它不但能分門別類、分級(jí)分層地去管理各種地理信息；而且還能將它們進(jìn)行各種組合、分析、再組合、再分析等；還能查詢、檢索、修改、輸出、更新等。

地理信息系系統(tǒng)還有一個(gè)特特殊的“可可視化”功功能，就是是通過計(jì)算算機(jī)屏幕把把所有的信信息逼真地地再現(xiàn)到地地圖上，成成為信息可視化工具具，清晰直觀觀地表現(xiàn)出出信息的規(guī)規(guī)律和分析析結(jié)果，同同時(shí)還能在在屏幕上動(dòng)動(dòng)態(tài)地監(jiān)測(cè)測(cè)“信息””的變化。?？傊?，地地理信息系系統(tǒng)具有數(shù)數(shù)據(jù)輸入、、預(yù)處理功功能、數(shù)據(jù)據(jù)編輯功能能、數(shù)據(jù)存存儲(chǔ)與管理理功能、數(shù)數(shù)據(jù)查詢與與檢索功能能、數(shù)據(jù)分分析功能、、數(shù)據(jù)顯示示與結(jié)果輸輸出功能、、數(shù)據(jù)更新功能等。通通俗地講，，地理信息息系統(tǒng)是信信息的“大大管家”。。地理信息息系統(tǒng)一般般由計(jì)算機(jī)機(jī)、地理信息系系統(tǒng)軟件、空間數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)、分析析應(yīng)用模型型圖形用戶界界面及系統(tǒng)人員員組成。地地理信息系系統(tǒng)技術(shù)現(xiàn)現(xiàn)已在資源源調(diào)查、數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)設(shè)與管理、、土地利用用及其適宜宜性評(píng)價(jià)、、區(qū)域規(guī)劃劃、生態(tài)規(guī)規(guī)劃、作物物估產(chǎn)、災(zāi)災(zāi)害監(jiān)測(cè)與與預(yù)報(bào)、精精確農(nóng)業(yè)等等方面得到到廣泛應(yīng)用用。3S技術(shù)發(fā)發(fā)展隨著3S技技術(shù)的不斷斷發(fā)展，將將遙感、全球衛(wèi)星定定位系統(tǒng)和地理信息息系統(tǒng)緊密密結(jié)合起來(lái)來(lái)的“3S'’一體體化技術(shù)已已顯示出更更為廣闊的的應(yīng)用前景景。以RS、GIS、GPS為基礎(chǔ)，，將RS、、GIS、、GPS三三種獨(dú)立技技術(shù)中的有有關(guān)部分有有機(jī)集成起起來(lái)，構(gòu)成成一個(gè)強(qiáng)大大的技術(shù)體體系，可實(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)各種種空間信息息和環(huán)境信信息的快速速、機(jī)動(dòng)、、準(zhǔn)確、可可靠的收集集、處理與與更新。1“3S”技術(shù)術(shù)在中藥資資源監(jiān)測(cè)中中的應(yīng)用1.1中藥藥資源的實(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)20世紀(jì)80年代我我國(guó)在全國(guó)國(guó)范圍內(nèi)進(jìn)進(jìn)行了歷時(shí)5年的中藥資源源普查。1995由由科學(xué)出版版社出版6本著作：：《中國(guó)國(guó)中藥資源源》、《中中國(guó)中藥資資源志要》》、《中國(guó)國(guó)常用中藥藥材》、《《中國(guó)中藥藥區(qū)劃》、、《中國(guó)國(guó)中藥資源源地圖集》》、《中國(guó)國(guó)民間單驗(yàn)驗(yàn)方》。而近20年年來(lái)，國(guó)內(nèi)內(nèi)和國(guó)際天天然藥物市市場(chǎng)及資源源都發(fā)生了了驚人的巨巨變。同時(shí)，中藥藥資源的蘊(yùn)蘊(yùn)藏量在隨隨時(shí)改變，，傳統(tǒng)方法法進(jìn)行資源源調(diào)查，即即使成本極極高（人力、物力力和財(cái)力））的新普查結(jié)結(jié)果也會(huì)很很快就失去去了可靠性性。中藥資源的的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)測(cè)實(shí)例貴州省森林林資源清查查及評(píng)價(jià)工工作中引進(jìn)進(jìn)了“3S”技術(shù)。。紅樹林資源調(diào)查：：“3S””技術(shù)與地地面調(diào)查相相結(jié)合有效效地解決了了傳統(tǒng)方法法調(diào)查中存存在的紅樹樹林空間位位置和分布布境界線定定位準(zhǔn)確性性差、面積積精度低等等問題。新疆阜康縣縣草地農(nóng)業(yè)業(yè)資源動(dòng)態(tài)態(tài)變化的準(zhǔn)準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)：：利用“3S”技術(shù)術(shù)和生態(tài)系系統(tǒng)分析方方法。紅樹林深圳海濱生生態(tài)公園紅紅樹林與香香港米埔紅紅樹林自然然保護(hù)區(qū)一一水相隔，，成為深港邊邊界上最具具特色的風(fēng)風(fēng)景線?！?S”技技術(shù)在中藥藥資源實(shí)時(shí)時(shí)監(jiān)控中有有待于解決決問題目前，“3S”技術(shù)術(shù)用于在群群落中占絕絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的的成片存在在的喬木、、灌木類中中藥資源動(dòng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技技術(shù)成熟，，如杜仲、、麻黃、甘甘草、苦豆豆草、松樹樹、三尖杉杉等。而對(duì)于林下下資源或稀稀有資源的的監(jiān)測(cè)，如如黃連、貝貝母、冬蟲蟲夏草、蒼蒼術(shù)等，則則需要結(jié)合合實(shí)地調(diào)查查摸索新的的思路和方方法。1.2中藥藥資源的長(zhǎng)長(zhǎng)勢(shì)產(chǎn)量的的估測(cè)使用“3S”集成系系統(tǒng)進(jìn)行多多重相關(guān)分分析和遙感感估產(chǎn)技術(shù)術(shù)的深入研究究，建立了了遙感估產(chǎn)產(chǎn)模型，并并在實(shí)際估估產(chǎn)中加以應(yīng)用。2“3S”技術(shù)在在中藥資源源的生態(tài)研研究中的應(yīng)應(yīng)用2.1植物信信息提取及植植被分類植物信息提取取和植被分類類是中藥資源源生態(tài)研究的的基礎(chǔ)。借鑒植被及及農(nóng)作物研究究的經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)運(yùn)用RS和GPS提取中中藥材遙感信信息，可以研研究中藥材的長(zhǎng)勢(shì)勢(shì)、生物量等，對(duì)于野生生中藥材，還還可以研究其其所處群落的的植被類型甚甚至伴生植物。刁淑娟等利用用圖像的空間間信息、光譜譜信息以及地地形數(shù)據(jù)對(duì)植植被進(jìn)行分類類，其精度達(dá)達(dá)到90%，，與最大似然然分類方法所所得結(jié)果相比比較，其分類類精度提高了了10%。2“3S””技術(shù)在中藥藥資源的生態(tài)態(tài)研究中的應(yīng)應(yīng)用2.2中藥資資源的土壤水水分監(jiān)測(cè)利用遙感技術(shù)術(shù)對(duì)作物土壤壤水分含量進(jìn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，結(jié)結(jié)果證明遙感感對(duì)大面積農(nóng)農(nóng)田土壤水分分宏觀動(dòng)態(tài)監(jiān)監(jiān)測(cè)方便、快快捷、精度高高。利用RS和GIS，初步步建立了典型型試驗(yàn)區(qū)遙感感信息與土壤壤含水量之間間的遙感光譜譜相關(guān)監(jiān)測(cè)模模型，并同地地面實(shí)測(cè)土壤壤水分進(jìn)行了了精度校正。。其結(jié)果可有有效指導(dǎo)導(dǎo)干干旱旱半半干干旱旱農(nóng)農(nóng)業(yè)業(yè)區(qū)區(qū)春春耕耕時(shí)時(shí)間間和和動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)監(jiān)監(jiān)測(cè)測(cè)大大面面積積土土壤壤墑情情。2““3S””技技術(shù)術(shù)在在中中藥藥資資源源的的生生態(tài)態(tài)研研究究中中的的應(yīng)應(yīng)用用2.3中中藥藥資資源源的的土土壤壤養(yǎng)養(yǎng)分分監(jiān)監(jiān)測(cè)測(cè)養(yǎng)分分缺缺乏乏是是影影響響作作物物生生長(zhǎng)長(zhǎng)的的最最主主要要限限制制因因子子之之一一，及及時(shí)時(shí)準(zhǔn)準(zhǔn)確確監(jiān)監(jiān)測(cè)測(cè)或或診診斷斷出出作作物物養(yǎng)養(yǎng)分分狀狀況況，，對(duì)對(duì)提提高高作作物物水水肥肥管管理理水水平平和和水水肥肥利利用用效效率率，，減減少少過過度度施施肥肥帶帶來(lái)來(lái)的的環(huán)環(huán)境境污污染染和和指指導(dǎo)導(dǎo)節(jié)節(jié)水水農(nóng)農(nóng)業(yè)業(yè)生生產(chǎn)產(chǎn)具具有有重重要要意意義義。。程一松等研究究了不同氮素養(yǎng)分分脅迫下冬小小麥的不同生生育期光譜的的特征，結(jié)果表明孕穗穗期是利用高高光譜遙感進(jìn)進(jìn)行作物長(zhǎng)勢(shì)勢(shì)和養(yǎng)分診斷斷研究的最佳佳時(shí)期。土壤數(shù)據(jù)采集集儀器價(jià)格昂昂貴，性能較較差，不能分分析一些緩效效態(tài)營(yíng)養(yǎng)元素素的含量。2“3S””技術(shù)在中藥藥資源的生態(tài)態(tài)研究中的應(yīng)應(yīng)用2.4中藥資資源病蟲害監(jiān)監(jiān)測(cè)不同類型的中中藥資源往往往感染不同的的病蟲害，而而不同的病蟲蟲害所引起中中藥資源受損損癥狀不同，，有的病蟲害害導(dǎo)致中藥資資源反射光譜的顯著變化，，有的則導(dǎo)致致中藥資源大大量失葉、減減產(chǎn)。利用遙遙感技技術(shù)可可及早早預(yù)測(cè)測(cè)諸如如小麥麥黑銹銹病、、馬鈴鈴薯晚晚疫病病、玉玉米大大斑病病、水水稻白白葉枯枯病及及各種種蟲害害。3““3S”技技術(shù)在在中藥藥資源源區(qū)劃劃及道道地藥藥材研研究中中的應(yīng)應(yīng)用源源區(qū)劃劃3.1中藥藥資源源區(qū)劃劃區(qū)劃是是對(duì)有有空間間特性性的事事物的的最直直觀的的分類類和管管理過過程，，“3S””技術(shù)術(shù)作為為空間間分析析的核核心技技術(shù)，，與區(qū)區(qū)劃分分不開開。尤尤其是是GIS，，以其其強(qiáng)大大的空空間信信息分分析和和管理理能力力，在在資源源區(qū)劃劃、氣氣候區(qū)區(qū)劃、、農(nóng)業(yè)業(yè)區(qū)劃劃、災(zāi)災(zāi)害區(qū)區(qū)劃等等諸多多方面面顯示示出巨巨大的的優(yōu)勢(shì)勢(shì)。例如黃黃淑娥娥等根根據(jù)氣氣候、、地形形和土土地利利用等等因素素，采采用““3S”技技術(shù)和和氣候候區(qū)劃劃方法法，對(duì)對(duì)江西西省安安縣臍臍橙適適宜種種植區(qū)區(qū)進(jìn)行行綜合合氣候候區(qū)劃劃。3““3S”技技術(shù)在在中藥藥資源源區(qū)劃劃及道道地藥藥材研研究中中的應(yīng)應(yīng)用源源區(qū)劃劃3.2道地地藥材材研究究王璐琦琦等利利用GIS對(duì)蒼蒼術(shù)道道地產(chǎn)產(chǎn)區(qū)生生境特特征進(jìn)進(jìn)行篩篩選，，提取取出蒼蒼術(shù)道道地藥藥材原原產(chǎn)地地生境境特征征：年均溫溫高于于15℃，，冷月月平均均最低低溫度度為(-2~-1)℃，，熱月月平均均最高高溫度度平均均在32℃℃左右右，極極端低低溫(-17~-15)℃，，旱季季約為為1~2個(gè)個(gè)月，，年降降水量量1000~1160mm。發(fā)現(xiàn)蒼術(shù)道地地產(chǎn)區(qū)氣候具具有高溫、旱旱季短、雨量量充足的特點(diǎn)點(diǎn)。小結(jié)中藥資源是其其中極具特色色的一個(gè)分支支。以“3S”集集成技術(shù)系統(tǒng)統(tǒng)和國(guó)家中藥藥資源及環(huán)境境數(shù)據(jù)庫(kù)為基基礎(chǔ)，在RS，GPS技技術(shù)支持下，，對(duì)中藥資源源及環(huán)境數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行定期