3S技術在森林蟲害動態(tài)監(jiān)測中的應用研究

1、3S 技術在森林蟲害動態(tài)監(jiān)測中的應用研究摘 要：3S 應用技術中主要包括 RS 技術、GPS 技術和 GIS 技術應用，3 種技術在實際的應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態(tài)檢測 提供了真實可靠的數(shù)據(jù)基礎。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)濟利用中的資源浪費使用，因此，在未來的建設中應加強病蟲害的監(jiān)測與 防治技術的實施，提高森林工程的資源保護工作。關鍵詞：3S 技術；森林工程；病蟲害；動態(tài)檢測；應用分析在蟲害動態(tài)監(jiān)測領域，傳統(tǒng)的動態(tài)監(jiān)測基礎理論及監(jiān)測技術研究主要集中在森林害蟲空間 分布型與抽樣技術研究、森林害

2、蟲災變規(guī)律及其與環(huán)境相互關系的機理研究、物理化學監(jiān)測技 術應用研究及數(shù)理模型預報技術應用研究等方面。但傳統(tǒng)的監(jiān)測方法實時性差，不能進行大范 圍的宏觀動態(tài)監(jiān)測，且無法闡明特定生態(tài)系統(tǒng)的可入侵性，以及入侵與災變的關系。為此，在 傳統(tǒng)的監(jiān)測理論和技術研究的基礎上，應用 3S 技術對森林蟲害進行動態(tài)監(jiān)測已成為近年來研究的熱點問題。一、3S 技術在森林害蟲動態(tài)監(jiān)測中的應用分析、RS 的應用分析RS是遠距離的遙感技術，在森林防護病蟲害的預防與信息搜集中具有重要的應用，利用 這種非接觸性的測量設備，可以對害蟲本身的飛行動態(tài)、病蟲的危害和害蟲的生活環(huán)境做出信 息的搜集，為害蟲的進一步防治提供了信息基礎。其監(jiān)測

3、的原理是通過雷達和反射性電磁波的 形式，與航空攝像相結(jié)合，并在計算機系統(tǒng)上顯示動物的形態(tài)結(jié)構(gòu)和實質(zhì)危害等。在森林病蟲 害的動態(tài)檢測中，RS 技術應用與害蟲棲息環(huán)境的檢測較多，主要是因為 RS 能夠獲取害蟲寄居植物、棲息環(huán)境變化、濕度和溫度等的實時準確檢測，是動態(tài)檢測技術中最可靠的應用識別。RS技術在蟲害動態(tài)監(jiān)測研究中，對害蟲本身的監(jiān)測，雷達和航空遙感技術應用研究起步 早、范圍廣，幾乎涉及到了所有重要的遷飛性害蟲；對害蟲產(chǎn)生危害的監(jiān)測，應用航空和航天 遙感技術對失葉率和危害級別的研究國內(nèi)外報道都很多；對害蟲棲息環(huán)境的遙感，國內(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，雷達遙感 和航空遙感的應用研究較多，航天數(shù)據(jù)源的選擇以 LandsatTM 最多；在研究尺度上，對大尺度的種群動態(tài)研究較多，而對小尺度的危害情況研究較少。、GPS 的應用分析GPS 地理信息系統(tǒng)在工程勘探中具有最廣泛的應用，無論是在建筑工程、礦產(chǎn)勘探還是在森林營林工程中，都具有不可取代的地位。在森林病蟲害的實際應用中，主要作為遙感技術的 輔助工具應用，但是卻比其他的動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)相比能夠獲得更多的監(jiān)測數(shù)據(jù)。GPS 在病蟲害的應用中一般對病蟲活動的地面進行實時監(jiān)測，并根據(jù)病蟲氣息的時間、環(huán)境等構(gòu)件空間模擬系 統(tǒng)，通過網(wǎng)絡化地圖的構(gòu)建，能夠模擬出病蟲的活動習性，有利于進一步治理技術的開展

5、。GPS技術在病蟲害動態(tài)監(jiān)測研究中，應用 GPS 輔助遙感影像信息提取及應用 GPS 進行航空攝影攝像監(jiān)測導航較多，尤其是在 1992 年我國將航空錄像技術的研究列入了中美合作和國家攻關項目后，我國很多地區(qū)都引進了導航和通訊設備，并開發(fā)了相應的處理軟件，使得 GPS 在飛防導航的應用研究中產(chǎn)生了一個新高潮。、GIS 的應用分析GIS集成系統(tǒng)在森林的病蟲害的應用中，可以構(gòu)建出預測病蟲害的模型，通過治理計劃的 設計，在 GIS 中制定工作路線。在森林系統(tǒng)的集成應用中，還可以通過 GIS 和 GPS 的結(jié)合對病蟲害進行檢測，GPS 通過衛(wèi)星系統(tǒng)對地面信息的資料進行獲取，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行森林作業(yè)，改善了遙感定位不準確的缺點。在應用 GIS 技術進行蟲害動態(tài)監(jiān)測研究中，我國發(fā)展得相對較為成熟，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)計學、遙感技術、計算機科學和人工智能等相結(jié)合用于綜合分析害蟲時空動態(tài)的研究起步較晚、研究較少。3S集成技術體系由 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)時調(diào)查數(shù)據(jù)和基礎調(diào)查數(shù)據(jù)，現(xiàn)實調(diào)查數(shù)據(jù)主要是借助 GPS 定位功能通過野外實地觀測測量得到，基礎調(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 技術在森林病蟲害動態(tài)檢測中的發(fā)展趨勢、從技術手段上看，3S 集成技術應用將成為今后的主要發(fā)展趨勢?？梢哉f在 3S 集成提出以前，3 個“S”在蟲害動態(tài)監(jiān)測中的應用經(jīng)歷了幾近平行的發(fā)展歷程，3S 集成應用除了能夠體現(xiàn) 3 個“S”單獨使用所體現(xiàn)的優(yōu)勢外，還表現(xiàn)在動態(tài)性、靈活度和自動化等方面，所以應用3S 集成技術對蟲害動態(tài)監(jiān)測將成為今后技術手段上的主要發(fā)展趨勢。、從集成方式上看，3S 整體集成必將成為今后在蟲害動態(tài)監(jiān)測應用中的重要發(fā)展趨勢。由于RS，GIS 和 GPS 在功能上的互補性，且 3S 的整體集成并不僅僅是三者的簡單加和而是其有機結(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，而且能夠產(chǎn)生許多新功能。在對兩兩集成的大量應用研究基礎上，應用 3S 的整體集成必將成為今后在蟲害動態(tài)監(jiān)測研究中應用 3S 技術的重要發(fā)展趨勢。、從研究方向上看，對害蟲棲息環(huán)境的監(jiān)測將成為今后研究的主要方向。以往對于害蟲 本身的監(jiān)測及害蟲產(chǎn)生危害的監(jiān)測研究較多，對害蟲棲息環(huán)境的監(jiān)測研究卻不多，而只有掌握 害蟲本身的數(shù)量增長規(guī)律與其生態(tài)影響因子的關系，才能對害蟲的為害進行預測和動態(tài)監(jiān)測， 所以對害蟲棲息環(huán)境的監(jiān)測將是今后蟲害動態(tài)監(jiān)測的主要研究方向。、在遙感數(shù)據(jù)源方面，高分辨率、高光譜和高時間分辨率的遙感數(shù)據(jù)應用將成為研究熱 點。隨著航天遙感技術水平的提高，數(shù)據(jù)源分辨率有了較大的改進，這使

9、得應用高分辨率的航 天影像進行蟲害動態(tài)監(jiān)測的定量和定性研究成為可能，但應用高分辨率的影像數(shù)據(jù)仍有很多的 技術問題尚待解決，所以應用高分辨率航天遙感影像研究蟲害動態(tài)監(jiān)測將成為今后的研究熱 點。、在研究尺度方面，對蟲害動態(tài)監(jiān)測的小尺度定量研究將成為主要發(fā)展方向。隨著遙感 圖像的時空分辨率的進一步提高及對高分辨率、高光譜和高時間分辨率的遙感數(shù)據(jù)的進一步應 用研究，對于蟲害動態(tài)監(jiān)測的研究將會突破傳統(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 技術在森林病蟲害的動態(tài)檢測中具有科學的利用價值，通過對 RS、GPS 和 GIS 系統(tǒng)等的結(jié)合使用，在技術上提高了自動化的應用，在研究方向確定了病蟲害的增長情況和危 害的嚴重性，在集成方面彌補了各個監(jiān)測系統(tǒng)的缺點等。通過 3S 的應用技術實施，森林的病蟲害防治技術得到了有效的應用，并能