精确林业

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　　精确林业是指由信息技术支持的根据空间变异、定位、定时、定量地实施的一整套现代化林业操作技术与管理系统。事实上，林业技术系统是网络信息技术、智力、数字集成应用，核心是体现为对象的实时评估工作的工作质量、数量和时间数据等。^[1]

　　由于精确林业依赖3S系统，3s系统在欧美发达国家发展得很快，精确林业在发达国家也得以快速发展。精确的概念和具体的实践，起源于林业发达国家林业生产效率程度的提高，林业生产降低成本、提高输入输出、高质量发展的要求和环境的保护、林业资源的循环、林业可持续发展的需求。这些要求反映了人类的共识，在经济快速发展的今天，社会效益、生态的可持续发展变得尤为重要。

　　精确林业这个想法的首次提出是在l9世纪8O年代。在微电子技术的发展，促进智能监测技术的基础上提出的，同时结合作物生长模拟、栽培管理、土壤测试技术(如肥料)。由于GPS技术在1990年的海湾战争中应用，美国将此技术应用到林业生产领域，开创技术系统的精确林业原型。由1992年4月，美国召开了第一次精确林业学术研讨会，精准林业这一概念已被人们所接受。

　　精确林业最基本的技术构件是全球卫星定位。主要是针对森林、树木生长的区域等因素的差异，引导人们采取不同的管理措施等。

　　精确林业以3S技术、信息技术、智能化决策技术、可变量控制技术等为技术支撑体系，以生态学、造林学、工程学、系统学、控制学、测绘学为指导，能在自动化、智能化、一体化、时效性、准确性、可靠性等方面满足人们的需要，它的建立依赖干地球空间信息基础理论及其它高新科学技术的发展。

　　l、全球定位系统

　　全球定位系统(GPS)是一种可供全球享用的空间信息资源，具有全球性、全天候、高精度、用途多、可靠性好、覆盖范围广定位速度快、抗干扰性强和自动化程度高等特点。在精确林业中，它主要实现对采集的林间信息进行空间定位，实时、快速地提供包括各类传感器(如CCD摄像头)和运载平台(如作业车辆、飞机等)目标的空间位置，辅助作业机械完成处方实施．

　　2、地理信息系统

　　地理信息系统(GIs)可以在计算机硬件、软件系统的支持下，存储、管理、分析和描述整个或部分地球表面与空间和地理分布有关的数据，把地理位置和相关属性有机地结合起来，根据用户需要将空间信息及属性信息准确真实、图文并茂地输出。在精确林业中，它主要实现对多种来源的时空数据进行存储、分析和处理，根据数据绘制电子地图，作为新的集成系统的基础平台。

　　3、遥感

　　遥感(Rs)是一种多平台、多波段、高分辨率和全天候的对地观测技术，主要通过遥感器获取地球表面(层)自然界目标的波谱特征信息及对这些信息进行加工、处理，从而达到认识自然界的目的。在精确林业中，它主要用于实时地获取树木生长环境、生长状况和空间差异的大量时空变化信息，及时对GIS进行数据更新。

　　4、数据库管理系统

　　数据库管理系统(DBMs)使存储和查找数据最优化，实现了_1体化存储和初步的一体化查询，具有很好的完整性，避免了数据过于琐碎带来的不便。在精确林业中，它主要用于建立包含林木长势、自然条件和历史数据等信息的数据库，同时，它使GIS软件能充分利用商用数据库已经成熟的众多特性，如快速索引、数据完整性和一致性保证、安全和恢复机制及分布式处理机制，明显提高GIs软件管理空间数据的能力。

　　5、决策支持系统

　　决策支持系统(DSs)综合了专家系统(ES)和模型系统(ss)，它根据专家在长期生产中积累的知识，建立作物栽培模型、统计趋势分析与预测模。

　　6、可变量控制技术

　　可变量控制技术(VRT)就是根据不同位置及要求自动改变施用比率的技术。它通过计算机控制，对林木所需用的水、肥料、农药等变量的类别和数量进行判断，根据需要调控如植保机械向林间喷洒这些变量的速率，使系统能在特定时间对特定目标进行操作规划，以达到精确定量地灌溉、施肥、喷药的目的，体现了“对症下药”、“按需给予”、“变量投入”的原则，它的实施可有效避免传统粗放型林业生产活动中造成的资源浪费和伴随的环境污染问题。在精确林业中，它主要实现对生产过程进行调控，合理地进行施肥、灌溉、施药等措施。GIS绘制电子地图，生成林木长势情况分布图，分析此图，获得林区内树木长势的差异程度一根据该图，对影响树木成长的各项因素进行分析，将地形、土质、土壤肥力、土壤含水量、气候状况、虫害、病害发生情况空间数据输入计算机，利用树木生长发育模型、相关作业的专家知识库等建立空间智能决策支持系统，确定产生长势差异的原因，生成林木管理处方图一根据处方图，生成响应林业机械的智能控制软件，按照按需投入、区别对待的原则，利用可变量控制技术实施施肥、喷药等操作一对其执行效果进行评估。

　　精确林业的出现，使定量获取影响树木长势情况的因素及最终生成的空间差异性信息，实施可变量投入，达到低成本、低消耗、高效率、环保好等目标成为可能。其实施过程可描述为：带GPSI~I实时传感器的作业机械随时间和空间变化自动采集林间定位及对应林班的树木长势情况数据一通过型、空间分析与技术经济分析模型，通过用户选择最优模型，输入模型的参数，获得仿真运算结果，从而为决策提供辅助支持的依据。在精确林业中，它主要实现对树木长势、病害、虫害的发生趋势进行分析模拟，针对林木生长环境和生长条件的时空差异性，生成处方图，提供各林班施肥喷药方案，对精确林业的实施效果、经济效益进行评估。

　　精准林业是一种基于知识的林业技术系统，知识经济在林业的发展中是最好的说明，也是最重要的部分。林业创新体系，可以说是一个世界林业科技革命的历史机遇。更重要的是，对林业的发展是非常精确的和有效利用的生态资源的迫切需求，实现林业的可持续发展。中国是世界上人口最多的国家，这是一个现状，中国是一个地大物博的国家，这已成为一个过时观念。因为早期人们掠夺性开发，造成资源的短缺，加上人口众多，所以人均资源占有量少。例如，人均数量的林地在逐年下降，造成水土流失、气候变化、土地沙化、污染严重、越来越频繁的自然灾害。

　　在此情况下，实施精确林业是必由之路，精确林业可以优化资源，保护环境，实现林业的可持续发展，实际上这已成为社会经济发展的基本战略目标。但是，在我国实施精准林业上还是有很多困难的，如实施精确林业必须使用计算机控制技术与土地条件存在差异的林业空间精确匹配。中国疆域辽阔、林业生产条件复杂、林业领域里计算机和信息技术应用较少，基础设施还并不先进。所以，一方面，精确林业是不切合实际的软件采购；另一方面要自行开发适合不同地区和不同土壤质量，适应不同气候的精确林业“软件”是一个非常困难的事情。例如，创建识别树种、林木的年龄、土地破碎的区域、大量数据的测量等，这都需要若干年的对每个区域的土地的投入、气候变化和其他历史数据的精确掌握，但每一个区域都在这方面是没有基础的。此外，即便可以开发出对不同的土地资源、林业资源的软件，但是林业员工对软件的操作和对精准林业理论的了解与认识也需要有一个过程。

　　在我国，精准林业理论框架的需要逐步完善，并且初步建立林业技术体系，进一步扩大应用领域，产业化逐渐形成。3s技术和其他高技术、新技术需要广泛的应用于森林资源，林地面积的实时测量，森林产业分工、森林保护森林防火、造林、荒漠化监测等。目前，北京林业建设已经启动，2001级高新技术发展计划(863计划)中精确林业项目的批准，这标志着以精确林业为主题的研究系统在我国初步的形成和建立。一些经济发达地区应该率先示范建立林业精密、准确的平台，为我国精确林业的发展起着模范带头作用。今后，通过进行科学实验及科学技术的发展，我国的精确林业一定会具有广泛的应用前景和强大的生命力。

　　建立一套林业识别的自动化程度高，性能好，安全智能操作f廉价适用、晋升空间、环境污染小的)准确的技术体系，将森林资源科学合理的管理，为实现森林资源的可持续发展和分类管理提供依据，以促进我国林业建设的新局面。