數(shù)字林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)思考

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隨著信息技術(shù)與數(shù)字技術(shù)的高速發(fā)展，全球各行各業(yè)均經(jīng)歷了一場以英特爾為核心的信息革命。在互聯(lián)網(wǎng)+時代背景下，在林業(yè)建設(shè)和發(fā)展中，利用信息技術(shù)和數(shù)字技術(shù)來進行生態(tài)工程建設(shè)和研究成為了時代特點。

1數(shù)字林業(yè)生態(tài)工程簡述

所謂數(shù)字林業(yè)生態(tài)工程，即以數(shù)字技術(shù)來指導(dǎo)并實現(xiàn)林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)。林業(yè)生態(tài)工程是一項保護和改善區(qū)域內(nèi)生態(tài)環(huán)境的人工與自然復(fù)合的綜合生態(tài)工程。其主要內(nèi)容是為了改良一定區(qū)域環(huán)境內(nèi)的森林生態(tài)系統(tǒng)，改善生物多樣性、水土流失、環(huán)境污染等。數(shù)字林業(yè)生態(tài)工程實際上并不是著眼于改善區(qū)域內(nèi)的生態(tài)環(huán)境，而是站在整個社會乃至整個地球的可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略角度的發(fā)展策略，數(shù)字林業(yè)生態(tài)工程是我國“數(shù)字地球”的有機組成部分。

2數(shù)字林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)研究內(nèi)容

數(shù)字林業(yè)生態(tài)工程的任務(wù)巨大，所產(chǎn)生的社會效益也十分顯著。對數(shù)字林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)研究已經(jīng)歷了一段時間的發(fā)展，目前已經(jīng)取得了一些顯著的成果。

2.1技術(shù)研究

數(shù)字林業(yè)生態(tài)工程離不開一系列的數(shù)字技術(shù)和信息技術(shù)的支持。林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)的數(shù)字化，實際上就是利用有效的數(shù)字采集技術(shù)，并通過對數(shù)據(jù)的組織、管理和分析，利用這些數(shù)據(jù)來描述區(qū)域內(nèi)的森林系統(tǒng)的相關(guān)屬性。在數(shù)字林業(yè)生態(tài)工程中，利用到的關(guān)鍵數(shù)字技術(shù)和信息技術(shù)主要包含有數(shù)字采集技術(shù)、信息技術(shù)、知識發(fā)現(xiàn)技術(shù)、三維可視化技術(shù)等。

2.1.1數(shù)字采集技術(shù)

數(shù)字采集部分是數(shù)字林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)的基礎(chǔ)工作，也是十分重要的工作。在數(shù)字采集部分主要應(yīng)用到的采集技術(shù)包括有遙感技術(shù)、GPS技術(shù)及三維激光掃描技術(shù)等。通過數(shù)據(jù)采集對區(qū)域內(nèi)的森林資源進行屬性調(diào)查、數(shù)據(jù)錄入及定位。

2.1.2信息技術(shù)

信息技術(shù)通常被利用于數(shù)字林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)的數(shù)據(jù)處理部分，主要包含數(shù)據(jù)庫技術(shù)和地理信息系統(tǒng)技術(shù)。數(shù)據(jù)庫技術(shù)主要是針對采集的數(shù)據(jù)，根據(jù)林業(yè)生態(tài)工程各個專題的需要來對數(shù)據(jù)進行分類，并形成數(shù)據(jù)庫，以便具有針對性地使用和研究。

2.1.3知識發(fā)現(xiàn)技術(shù)

知識發(fā)現(xiàn)技術(shù)實際上就是根據(jù)數(shù)據(jù)搜集和信息數(shù)字化處理后所生成的數(shù)據(jù)和信息，通過邏輯分析，在大量的數(shù)據(jù)和信息中挖掘一些隱含的對數(shù)字化林業(yè)生態(tài)建設(shè)有價值的信息，通過知識發(fā)現(xiàn)技術(shù)，進一步改善數(shù)字林業(yè)生態(tài)工程的數(shù)據(jù)模型的精準(zhǔn)性、真實性及影響性，進一步提升數(shù)字化林業(yè)生態(tài)管理的智能化水平。

2.1.4三維可視化技術(shù)

三維可視化技術(shù)主要是利用計算機圖像處理信息，對于數(shù)字采集過程中所接觸到的自然形態(tài)的森林樹木，利用數(shù)字技術(shù)和信息技術(shù)，轉(zhuǎn)換為直觀的幾何圖形，直接計算和模擬相關(guān)屬性數(shù)據(jù)，即將樹木結(jié)構(gòu)的描述方法與幾何參數(shù)反演成具體的林木空間形態(tài)，在此過程中可以采用光照、紋理、渲染等手段對林木圖像進行繪制，準(zhǔn)確而逼真地實現(xiàn)樹木形態(tài)的三維虛擬顯示，這是三維可視化技術(shù)在數(shù)字林業(yè)應(yīng)用中的基礎(chǔ)。

2.2價值估算

對區(qū)域內(nèi)的森林資源進行價值估算也是數(shù)字林業(yè)生態(tài)工程的重要目標(biāo)之一。對于森林資源的價值估算通常包含以下幾個方面：一是對區(qū)域內(nèi)的森林面積、蓄積進行精準(zhǔn)的統(tǒng)計，主要利用廣義3S技術(shù)；二是利用成本估算和損益估算的方式方法對森林價值進行估價；三是利用數(shù)字技術(shù)，根據(jù)造林過程中所確定的森林資源的估算，建立森林資源的變化數(shù)據(jù)模型。對森林資源的估算，最主要的目的是為了用于區(qū)域內(nèi)的森林經(jīng)營，通過建立的森林變化數(shù)字模型，實現(xiàn)對區(qū)域內(nèi)的造林投入與產(chǎn)出效果的模擬，繼而獲得投入費用與林業(yè)產(chǎn)出的投資效果，有利于當(dāng)?shù)赜行д辖?jīng)濟資源及林業(yè)資源，從而實現(xiàn)對地區(qū)森林系統(tǒng)的可持續(xù)經(jīng)營，同時獲取較高的社會效益和經(jīng)濟效益、生態(tài)效益。

2.3生態(tài)規(guī)劃

數(shù)字林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)的戰(zhàn)略目標(biāo)是為了進一步促進區(qū)域內(nèi)的林業(yè)生態(tài)規(guī)劃，以促進未來區(qū)域內(nèi)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。在建設(shè)過程中，利用數(shù)字化過程對區(qū)域內(nèi)森林系統(tǒng)的信息進行挖掘，并形成數(shù)據(jù)庫。通過開發(fā)出的造林決策平臺，模擬造林，同時接收和檢驗管理者的請求，選擇合適的造林樹種，擬定合理的造林技術(shù)措施，為決策者提供造林決策所需要的各種信息，并結(jié)合單木、林分、區(qū)域生長模型，對一定年齡期內(nèi)的單木、林分和區(qū)域生長量進行預(yù)測與模擬，實現(xiàn)預(yù)期經(jīng)濟效益評價。

3小結(jié)

21世紀(jì)全球社會發(fā)展面臨著極為嚴(yán)重的環(huán)境問題，森林資源作為地球生態(tài)系統(tǒng)中重要的組成部分，森林系統(tǒng)正遭受極為嚴(yán)重的環(huán)境污染。利用數(shù)字技術(shù)和信息技術(shù)建設(shè)數(shù)字林業(yè)生態(tài)工程，以達(dá)到合理利用森林資源，保護改善森林生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)平衡作用，對環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展作出了巨大的貢獻。

作者：玉山江·吾守爾 單位：新疆林業(yè)規(guī)劃院