应用3S 技术进行林业调查和绘制林业用图分析

引言

传统林业调查方法应用时，存在一些困境与挑战，主要是效率低、精度不足、周期长。国家林草局专项报告指出，人工林地边界测绘时，误差率可达 15-30% ，对森林碳汇计量与灾害防控有严重制约。目前，3S 技术在林业领域的应用越来越广泛，RS（遥感）技术可通过多光谱 / 雷达卫星实现大范围森林动态监测；GIS（地理信息系统）技术通过构建空间数据库，可支持林地属性与地形因子的多维关联分析；GPS（全球定位系统）技术的显著优势是提供厘米级定位，可助力外业样地调查效率的提升 [1]。该文进一步分析 3S 技术在林业调查和绘制林业用图中的应用情况。

一、3S 技术在林业调查中的核心应用

在林业调查中，3S 技术的应用得到高度重视，应用 3S 技术开展林业调查工作已经是行业共识。为使 3S 技术在林业调查中的核心应用变得直观清晰，特通过表1 进行展示。

3S 技术的协同应用方面，当前的 RS+GIS 联动、 GPS*GIS 集成均有显著优势，对于林业调查工作产生深远影响。在 RS+GIS 联动中，一个重要应用是卫星影像自动解译生成森林郁闭度专题图，有效降低难度和提升效率 [2]。以长白山保护区的林业调查工作为例，重要做法之一是利用 Landsat-8 影像和 ArcGIS 模型，3 天便完成了 10 万公顷制图，而传统方法需要 3 个月。 GPS*GIS 集成中，当前的应用之一是外业终端实时上传样木坐标至 GIS 平台。福建三明林场的林业调查工作中，根据自身需要建立起动态资源数据库，加强 GPS*GIS 集成，发现森林蓄积量测算误差由 12% 降至 4% 。

二、应用3S 技术绘制林业用图的成效与挑战

（一）核心成效

目前，在林业制图领域，基于 3S 技术的诸多优势，该技术取得较多成效，值得肯定。首先，3S 技术有助于提升林业用图绘制的精度。传统手绘或简易测绘林地图谱有较大误差，通常是 40% 左右，而在应用 3S 技术之后，通过有效融合 RS 技术的空间分辨能力、GIS 技术的精准数据处理、GPS 厘米级定位，边界描绘与地物判读精度达到90% 以上 [3]。正因如此，林业用图绘制有更高质量，给今后的森林资源管控、碳汇计量等提供支撑。其次，3S 技术正在革新林业灾害监测与制图流程。以松材线虫病为例，其对森林健康造成严重危害，而传统人工踏查识别疫木有耗时费力的弊端。福建省通过搭载多光谱载荷的无人机群，同时配合成熟的 GIS 智能分析模型，在短短一周时间便顺利完成跨县疫区高精度制图与病情评估，为松材线虫病的防控布局赢得关键窗口。最后，通过 3S 技术的应用，成功构建了林业资源的动态监测体系。基于高频次卫星遥感和 GIS 时空叠加分析，有效实现对林木生长量、森林覆盖变化的季度级更新制图，对林业资源动态掌握。

（二）主要挑战

尽管 3S 技术在林业领域应用的成效显著，但在绘制林业用图的过程中仍然面临着一些挑战。第一，对于林业边界图与树种分布图，均依赖亚米级影像支撑，但是因为山区多云环境，所以导致重复航拍或依赖高价雷达卫星（如 TerraSAR-X），影像采购成本因此高于平原区，出现基层制图经费压力凸显的挑战。第二，《林业制图技术规程》要求制图员掌握林地分类规则、GIS 空间建模等，但当前普遍缺乏复合型制图人才，对 3S 技术的应用能力不足，如操作 ArcGIS 平台的能力不足，难以实现自动化制图。第三，在得到无人机采集的害虫疫木坐标后，需要进行坐标系转换、影像配准等处理工序，然后融入 GIS制图系统，实践表明较为耗时，应急响应地图产出滞后。

三、应用3S 技术进行林业调查和绘制林业用图的未来发展方向

林业调查和绘制林业用图中，应强调 3S 技术的持续赋能，助力林业领域的精准化、智能化、高效化。在未来，可积极关注三个方面。第一，应积极开发低成本轻量化移动平台，如重点推广搭载边缘计算能力的便携终端，旨在降低对昂贵卫星数据的依赖程度。目前，较多发达地区的基层林业站已经使用低成本轻量化移动平台，可完成简易制图与数据采集。第二，应用 3S 技术的过程中，应注意深度融合人工智能，并引入深度学习算法。在引入深度学习算法后，遥感影像判读得以自动化处理，同时林地边界提取、病虫害识别也可以实现自动化。在松材线虫病疫木的自动识别模型中，深度学习算法发挥着重要作用，识别松材线虫病疫木的效率和精准性大大提高。同时，通过深度融合人工智能、引入深度学习算法等，有利于大幅降低专业制图人才的操作门槛，较多复杂流程可实现“一键式”智能化。第三，构建“空天地一体化”监测网络，需要将智能无人机群、微小卫星星座、地面传感节点等无缝集成。基于“空天地一体化”监测网络，森林资源清查将由周期性任务转变为持续性“生命体征”监测，这对于森林可持续管理意义深远。

四、结束语

综上，3S 技术的推广应用，对于林业调查和绘制林业用图有重要意义，不应轻视或忽视 3S 技术。除了肯定 3S 技术在林业调查工作和绘制林业用图中所取得的成效，还必须明确当前面临的挑战，积极地迎接挑战，在探索实践过程中应用 3S 技术革新林业调查与林业用图绘制。在今后，进一步加大研究力度，探索3S 技术的更多应用要点，使3S 技术深度融入林业生态守护。

参考文献：

[1] 李博 .3S 技术在林业调查规划设计工作中的应用研究 [J]. 林业科技情报 ,2024,56(03):124-126.

[2] 马莉 . 论“3S”技术在林业调查规划设计中的应用 [J]. 广东蚕业 ,2021,55(11):95-96.

[3] 王淑花 . .3S+ 无人机技术应用于林业调查规划设计的问题与对策 [J]. 广东蚕业 ,2025,59(03):45-47.