森林是人类的摇篮。但是,随着城市化进程,居住在森林里的人口越来越少。同时,生态环境和资源的可持续利用越来越受到人们关注。因此,“及时全面准确地了解与森林相关的各种信息”摆在了眼前。
随着“3S”技术、网络技术、计算机技术等现代信息技术的迅速发展,极大地促进了森林资源经营、管理、利用的信息化、网络化、数量化和模型化进程。
一、 信息技术
1.信息技术概述
从广义的角度看,信息、物质与能量同属物质的三大基本属性。它是事物性质、特征与变化过程的显示。信息必须通过物质载体才能进行传递和存储。信息载体可以是语言、文字或图像等。而信息科学是研究信息的获取、传输、检测、处理、存储与识别的技术科学。
由于遥感(RS)、地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)等信息技术的发展和计算机的日新月异,极大地促进了资源环境管理的信息化、网络化、数量化和模型化进程,使得这些信息技术在资源环境规划、动态监测和评价等方面发挥了重要的作用。进行资源的动态监测从而辅助科学决策是信息技术的又一大舞台。
2. 遥感技术
遥感技术是指从地面到高空各种对地球、天体观测的综合性技术系统的总称。由遥感平台、遥感仪器,以及信息接收、处理与分析应用等组成。主要遥感平台有飞机、气球、火箭、人造卫星和载人飞船,还包括近地面的高塔、长臂车等。其高度、运行周期和寿命以及覆盖面积和分辨率各不相同。遥感器日新月异,除可见光或红外、紫外摄像机外,还有红外、多谱段扫描仪、微波辐射、散射计、侧视雷达、专题成像仪、成像光谱仪等,并还在不断向多谱段、多极化、高分辨率和微型化方向发展。
3. 地理信息系统
地理信息系统是60年代开始迅速发展起来的地理学研究技术,是多种学科交叉的产物。地理信息系统是以地理位置信息构成的地理空间数据库为基础,采用地理模型分析方法,适时提供多种空间的和动态的地理信息,为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。通常的表现形式是将地图数字化并在计算机上实现各种地图的管理、分析、查询、制图、规划等工作。
4. 全球定位系统
全球定位系统是美军自70年代初期开始研制的新一代卫星导航和定位系统。它由24颗工作卫星和3颗备用卫星组成。目前,GPS局部高精度工程监测网水平精度可达±1毫米~±2毫米。静态高程定位精度在平地和丘陵地区可达±5厘米,山区也在±20厘米以内,完全可以取代四等水准测量。实时动态差分定位也可达到厘米级精度,可满足高精度实时数据采集的精度要求。近年来,星载GPS接收机已装配到遥感卫星上,进而可获得遥感地面目标的自动定位,精度可达到米级。
5. 网络技术
计算机网络是计算机技术与通讯技术结合的产物。从资源共享观点看计算机网络是以能够相互共享资源的方式连接起来的自治计算机系统的集合。20世纪60年代美国的ARPANET与分组交换技术的出现是现代电信开始的标志。70年代中期网络体系结构基本建立,各种标准化协议纷纷出现,特别是TCP/IP协议的广泛应用,对Internet的出现产生巨大影响。
二、数字林业建设
随着“3S”技术、网络技术、计算机技术等现代信息技术的迅速发展,极大地促进了资源经营、管理、利用的信息化、网络化、数量化和模型化进程。数字地球概念的提出,更是现代信息技术的集中体现。数字林业建设目的是为林业行业构造一个统一的立体的开放式信息集成系统,推动营林、森林保护、林业管理、林产工业等技术的信息化进程,为林业和全社会提供信息服务。
数字林业是对林业静态、动态、分析决策等各种特征的统一的数字化表述与认识,它以林业数字化数据为依托、用宽带网络连接各分布式数据库、以虚拟现实技术为特征、具有三维显示和无边无缝多级分辨率浏览的开放系统。静态特征包括基础数据、林业专业知识、科研成果、人才等,动态特征包括林地、森林、林木、湿地、荒漠等资源及相关环境和人为经营活动信息,分析决策特征包括林业各种信息的自动提取、统计分析、辅助决策等信息。
数字林业的建设在很大程度上将提高我国林业的信息化进程,提高科学规划、科学管理和科学决策的水平。高效的空间数据获取和处理能力可以帮助国家及时、全面地了解生态环境建设的整体状况,进行科学决策,为国家制定生态环境宏观规划提供可靠的依据,减少重大生态建设工程盲目性,实现可持续发展,对国民经济建设起促进作用。数字林业技术的突破可以带动其它科学技术的进步,为其它科学技术的研究和开发提供新的技术手段。数字林业是未来信息林业资源的主体和核心,它不仅可带动本行业的发展,而且将促进全社会的进步。
立体遥感影像
遥感判读检查
GPS参数校正
(鞠洪波,博士,中国林科院资源信息研究所所长)