精確林業

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　　精確林業是指由信息技術支持的根據空間變異、定位、定時、定量地實施的一整套現代化林業操作技術與管理系統。事實上，林業技術系統是網路信息技術、智力、數字集成應用，核心是體現為對象的實時評估工作的工作質量、數量和時間數據等。^[1]

　　由於精確林業依賴3S系統，3s系統在歐美髮達國家發展得很快，精確林業在發達國家也得以快速發展。精確的概念和具體的實踐，起源於林業發達國家林業生產效率程度的提高，林業生產降低成本、提高輸入輸出、高質量發展的要求和環境的保護、林業資源的迴圈、林業可持續發展的需求。這些要求反映了人類的共識，在經濟快速發展的今天，社會效益、生態的可持續發展變得尤為重要。

　　精確林業這個想法的首次提出是在l9世紀8O年代。在微電子技術的發展，促進智能監測技術的基礎上提出的，同時結合作物生長模擬、栽培管理、土壤測試技術(如肥料)。由於GPS技術在1990年的海灣戰爭中應用，美國將此技術應用到林業生產領域，開創技術系統的精確林業原型。由1992年4月，美國召開了第一次精確林業學術研討會，精準林業這一概念已被人們所接受。

　　精確林業最基本的技術構件是全球衛星定位。主要是針對森林、樹木生長的區域等因素的差異，引導人們採取不同的管理措施等。

　　精確林業以3S技術、信息技術、智能化決策技術、可變數控制技術等為技術支撐體系，以生態學、造林學、工程學、系統學、控制學、測繪學為指導，能在自動化、智能化、一體化、時效性、準確性、可靠性等方面滿足人們的需要，它的建立依賴乾地球空間信息基礎理論及其它高新科學技術的發展。

　　l、全球定位系統

　　全球定位系統(GPS)是一種可供全球享用的空間信息資源，具有全球性、全天候、高精度、用途多、可靠性好、覆蓋範圍廣定位速度快、抗干擾性強和自動化程度高等特點。在精確林業中，它主要實現對採集的林間信息進行空間定位，實時、快速地提供包括各類感測器(如CCD攝像頭)和運載平臺(如作業車輛、飛機等)目標的空間位置，輔助作業機械完成處方實施．

　　2、地理信息系統

　　地理信息系統(GIs)可以在電腦硬體、軟體系統的支持下，存儲、管理、分析和描述整個或部分地球錶面與空間和地理分佈有關的數據，把地理位置和相關屬性有機地結合起來，根據用戶需要將空間信息及屬性信息準確真實、圖文並茂地輸出。在精確林業中，它主要實現對多種來源的時空數據進行存儲、分析和處理，根據數據繪製電子地圖，作為新的集成系統的基礎平臺。

　　3、遙感

　　遙感(Rs)是一種多平臺、多波段、高解析度和全天候的對地觀測技術，主要通過遙感器獲取地球錶面(層)自然界目標的波譜特征信息及對這些信息進行加工、處理，從而達到認識自然界的目的。在精確林業中，它主要用於實時地獲取樹木生長環境、生長狀況和空間差異的大量時空變化信息，及時對GIS進行數據更新。

　　4、資料庫管理系統

　　資料庫管理系統(DBMs)使存儲和查找數據最優化，實現了_1體化存儲和初步的一體化查詢，具有很好的完整性，避免了數據過於瑣碎帶來的不便。在精確林業中，它主要用於建立包含林木長勢、自然條件和歷史數據等信息的資料庫，同時，它使GIS軟體能充分利用商用資料庫已經成熟的眾多特性，如快速索引、數據完整性和一致性保證、安全和恢復機制及分散式處理機制，明顯提高GIs軟體管理空間數據的能力。

　　5、決策支持系統

　　決策支持系統(DSs)綜合了專家系統(ES)和模型系統(ss)，它根據專家在長期生產中積累的知識，建立作物栽培模型、統計趨勢分析與預測模。

　　6、可變數控制技術

　　可變數控制技術(VRT)就是根據不同位置及要求自動改變施用比率的技術。它通過電腦控制，對林木所需用的水、肥料、農藥等變數的類別和數量進行判斷，根據需要調控如植保機械向林間噴灑這些變數的速率，使系統能在特定時間對特定目標進行操作規劃，以達到精確定量地灌溉、施肥、噴藥的目的，體現了“對症下藥”、“按需給予”、“變數投入”的原則，它的實施可有效避免傳統粗放型林業生產活動中造成的資源浪費和伴隨的環境污染問題。在精確林業中，它主要實現對生產過程進行調控，合理地進行施肥、灌溉、施藥等措施。GIS繪製電子地圖，生成林木長勢情況分佈圖，分析此圖，獲得林區內樹木長勢的差異程度一根據該圖，對影響樹木成長的各項因素進行分析，將地形、土質、土壤肥力、土壤含水量、氣候狀況、蟲害、病害發生情況空間數據輸入電腦，利用樹木生長髮育模型、相關作業的專家知識庫等建立空間智能決策支持系統，確定產生長勢差異的原因，生成林木管理處方圖一根據處方圖，生成響應林業機械的智能控制軟體，按照按需投入、區別對待的原則，利用可變數控制技術實施施肥、噴藥等操作一對其執行效果進行評估。

　　精確林業的出現，使定量獲取影響樹木長勢情況的因素及最終生成的空間差異性信息，實施可變數投入，達到低成本、低消耗、高效率、環保好等目標成為可能。其實施過程可描述為：帶GPSI~I實時感測器的作業機械隨時間和空間變化自動採集林間定位及對應林班的樹木長勢情況數據一通過型、空間分析與技術經濟分析模型，通過用戶選擇最優模型，輸入模型的參數，獲得模擬運算結果，從而為決策提供輔助支持的依據。在精確林業中，它主要實現對樹木長勢、病害、蟲害的發生趨勢進行分析模擬，針對林木生長環境和生長條件的時空差異性，生成處方圖，提供各林班施肥噴藥方案，對精確林業的實施效果、經濟效益進行評估。

　　精準林業是一種基於知識的林業技術系統，知識經濟在林業的發展中是最好的說明，也是最重要的部分。林業創新體系，可以說是一個世界林業科技革命的歷史機遇。更重要的是，對林業的發展是非常精確的和有效利用的生態資源的迫切需求，實現林業的可持續發展。中國是世界上人口最多的國家，這是一個現狀，中國是一個地大物博的國家，這已成為一個過時觀念。因為早期人們掠奪性開發，造成資源的短缺，加上人口眾多，所以人均資源占有量少。例如，人均數量的林地在逐年下降，造成水土流失、氣候變化、土地沙化、污染嚴重、越來越頻繁的自然災害。

　　在此情況下，實施精確林業是必由之路，精確林業可以優化資源，保護環境，實現林業的可持續發展，實際上這已成為社會經濟發展的基本戰略目標。但是，在我國實施精準林業上還是有很多困難的，如實施精確林業必須使用電腦控制技術與土地條件存在差異的林業空間精確匹配。中國疆域遼闊、林業生產條件複雜、林業領域里電腦和信息技術應用較少，基礎設施還並不先進。所以，一方面，精確林業是不切合實際的軟體採購；另一方面要自行開發適合不同地區和不同土壤質量，適應不同氣候的精確林業“軟體”是一個非常困難的事情。例如，創建識別樹種、林木的年齡、土地破碎的區域、大量數據的測量等，這都需要若幹年的對每個區域的土地的投入、氣候變化和其他歷史數據的精確掌握，但每一個區域都在這方面是沒有基礎的。此外，即便可以開發出對不同的土地資源、林業資源的軟體，但是林業員工對軟體的操作和對精準林業理論的瞭解與認識也需要有一個過程。

　　在我國，精準林業理論框架的需要逐步完善，並且初步建立林業技術體系，進一步擴大應用領域，產業化逐漸形成。3s技術和其他高技術、新技術需要廣泛的應用於森林資源，林地面積的實時測量，森林產業分工、森林保護森林防火、造林、荒漠化監測等。目前，北京林業建設已經啟動，2001級高新技術發展計劃(863計劃)中精確林業項目的批准，這標志著以精確林業為主題的研究系統在我國初步的形成和建立。一些經濟發達地區應該率先示範建立林業精密、準確的平臺，為我國精確林業的發展起著模範帶頭作用。今後，通過進行科學實驗及科學技術的發展，我國的精確林業一定會具有廣泛的應用前景和強大的生命力。

　　建立一套林業識別的自動化程度高，性能好，安全智能操作f廉價適用、晉升空間、環境污染小的)準確的技術體系，將森林資源科學合理的管理，為實現森林資源的可持續發展和分類管理提供依據，以促進我國林業建設的新局面。