基于3S技术的森林资源监测的研究

摘要

"3S"技术通常是指GPS(全球定位系统)、RS(遥感技术)GIS(地理信息系统)及其集成技术,是当今国内外地学界高新技术之一.该文以实施林业六大重点工程,带动林业的跨越式发展为研究背景;以森林资源监测与控制为目标;以森林调查与监测为研究内容;以空间技术、信息技术、地面精准测量技术、计算技术为研究工具;以GPS为精密测地矢量数据源,以RS为海量栅格数据源,以GIS为数据、图形、图像管理平台;采用具有多级分辨率的航天遥感、航空摄影、GPS、GIS、全站仪、电子罗盘、ES等3S技术及其相关技术,通过重组、整合、升级、提高、创新和信息集成,实现森林资源数字化、实时化、自动化、精准化、三维化、专业化、智能化调查与监测,为森林资源经营管理、森林GPS多功能基础控制网的建立、森林固定样地监测定位及复位、森林面积精准量测、森林蓄积的遥感反演、林业土地的分类、林图实时更新及水土流失与荒漠化监测等提供有力的支持技术和系统平台,进而建立森林资源监测3S技术系统,保障森林健康与森林安全,实现森林可持续经营和林业可持续发展.

目录

摘要

引言

1研究背景与研究意义

1.1研究背景

1.2主要实验地概况

1.3“3S”技术简介

1.3.1 GPS定位技术

1.3.2 RS技术

1.3.3 GIS技术

1.4研究意义

2林业GPS综合技术

2.1森林GPS控制网建网理论与技术

2.1.1森林GPS控制网的布设原则

2.1.2森林GPS控制网的等级与布网方案设计

2.1.3 GPS森林控制网实施

2.1.4多功能GPS控制网建立

2.2基于RTD GPS的林图更新

2.2.1 DGPS定位原理和作业方式

2.2.2 CASS制图系统支持下的DGPS用于定位导航

2.2.3 CASS制图系统支持下的DGPS用于林业地图补测补绘

2.3林冠山地对RTDGPS影响机理及剥减对策

2.3.1林冠山地对GPS的屏障作用

2.3.2山地林冠下GPS测定实验方案设计及测定方法

2.3.3山地、林冠下GPS定位实验结果的统计分析

2.4手持式GPS精准测量超小图斑林地面积

2.5普通手持GPS森林固定样地监测定位及复位

2.5.1普通手持GPS森林固定样地监测定位

2.5.2 DGPS森林固定样地复位

3林业遥感综合技术

3.1森林遥感光谱特征分析

3.1.1植被的光谱反射特征

3.1.2林业遥感中常用的光谱特征分析方法

3.1.3森林遥感光谱特征分析的应用

3.2森林蓄积的遥感反演

3.3基于航片、遥感的林图更新

3.3.1数据融合的概念及基本方法

3.3.2基于遥感图像的林业土地分类

3.3.3结合GIS的林业遥感专题地图编制与应用

4林业GIS综合技术

4.1基于GIS的林图扫描矢量化

4.1.1林图更新的意义

4.1.2林图扫描矢量化

4.2 GIS在森林资源经营管理中的应用

4.2.1森林资源分析和评价

4.2.2森林结构调整

4.2.3分类经营

5.其它技术

5.1 GPS解译遥感混合像元

5.2全站仪伐区设计蓄积的测算原理及其应用

5.2.1作业设计程序

5.2.2全站仪测树数学模型

5.2.3测树实例分析与结论讨论

6森林资源监测“3S”技术系统构架

7.结论与讨论

参考文献

致谢

附表1-1样木观测数据及精度分析

附表1-2样木的材积观测数据及精度分析

附图1静态GPS基础控制网

附图2北京市十三陵林场GPS网示意图

附图3 CASS支持下的DGPS导航

附图4-1DGPS用于林业地图补测补绘

附图4-2 DGPS采集数据进入CASS

附图4-3DGPS采集数据进入GIS

附图5香山地区TM453波段与SPOT数据融合

附图6中国现有不同比例尺森林分布图

附图7-1矢量化软件扫描矢量化图

附图7-2扫描矢量化图操作

附图8森林资源监测“3S”技术系统