现代信息技术在林业上的应用

农林信息化工程课程设计论文说明书 学院：理学院 姓名：盛正龙学号：现代信息技术在林业上的应用摘要：林业信息化是在一定的林业信息技术、信息产业规模、信息基础设施，以及一定的信息基础环境约束下，林业信息活动不断丰富、信息活动量不断增加、信息活动效果不断提高的过程。信息技术在林业发展中的应用，有利于实现林业管理的现代化。随着“3S”技术、网络技术、计算机技术等现代信息技术的迅速发展，极大地促进了森林资源经营、管理、利用的信息化、网络化、数量化和模型化进程。 关键词: 现代信息技术 林业信息化 迅速发展 进程我国林业信息化现状 现阶段，信息技术在我国林业部门已广泛应用，“数字林业”建设进展顺利, 林业信息系统已经覆盖全国,逐步建立了以“3S”技术为核心的现代化林业管理体系，林业信息化进程阔步迈进。 由于缺乏权威的标准体系，我国的林业信息化缺乏统一性、系统性和全面性。很多林业单位的信息化建设缺少标准制定，没有统一的平台，缺乏合理的规划管理，有标准的也自成体系，不能实现信息对接，造成林业信息体系中大量信息无法共享，大量的低水平重复建设体现导致了资源的浪费严重；一些单位认识不足重视不够，缺乏全局意识和长远意识，在工作上投入力度不足，资金短缺现象严重，缺乏完善的信息管理规章制度和专业技术人才，一些领域制度建设的滞后还导致了管理和技术上的缺陷，设备设施的缺乏和信息交换方式的滞后，导致存在被攻击和泄密等严重的安全隐患。（一）信息技术1.信息技术概述从广义的角度看，信息、物质与能量同属物质的三大基本属性。它是事物性质、特征与变化过程的显示。信息必须通过物质载体才能进行传递和存储。信息载体可以是语言、文字或图像等。而信息科学是研究信息的获取、传输、检测、处理、存储与识别的技术科学。由于遥感（RS）、地理信息系统（GIS）和全球定位系统（GPS）等信息技术的发展和计算机的日新月异，极大地促进了资源环境管理的信息化、网络化、数量化和模型化进程，使得这些信息技术在资源环境规划、动态监测和评价等方面发挥了重要的作用。进行资源的动态监测从而辅助科学决策是信息技术的又一大舞台。2. 遥感技术遥感技术是指从地面到高空各种对地球、天体观测的综合性技术系统的总称。由遥感平台、遥感仪器，以及信息接收、处理与分析应用等组成。主要遥感平台有飞机、气球、火箭、人造卫星和载人飞船，还包括近地面的高塔、长臂车等。其高度、运行周期和寿命以及覆盖面积和分辨率各不相同。遥感器日新月异，除可见光或红外、紫外摄像机外，还有红外、多谱段扫描仪、微波辐射、散射计、侧视雷达、专题成像仪、成像光谱仪等，并还在不断向多谱段、多极化、高分辨率和微型化方向发展。3. 地理信息系统地理信息系统是60年代开始迅速发展起来的地理学研究技术，是多种学科交叉的产物。地理信息系统是以地理位置信息构成的地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。通常的表现形式是将地图数字化并在计算机上实现各种地图的管理、分析、查询、制图、规划等工作。4. 全球定位系统全球定位系统是美军自70年代初期开始研制的新一代卫星导航和定位系统。它由24颗工作卫星和3颗备用卫星组成。目前，GPS局部高精度工程监测网水平精度可达1毫米2毫米。静态高程定位精度在平地和丘陵地区可达5厘米，山区也在20厘米以内，完全可以取代四等水准测量。实时动态差分定位也可达到厘米级精度，可满足高精度实时数据采集的精度要求。近年来，星载GPS接收机已装配到遥感卫星上，进而可获得遥感地面目标的自动定位，精度可达到米级。5. 网络技术计算机网络是计算机技术与通讯技术结合的产物。从资源共享观点看计算机网络是以能够相互共享资源的方式连接起来的自治计算机系统的集合。20世纪60年代美国的ARPANET与分组交换技术的出现是现代电信开始的标志。70年代中期网络体系结构基本建立，各种标准化协议纷纷出现，特别是TCP/IP协议的广泛应用，对Internet的出现产生巨大影响。随着“3S”技术、网络技术、计算机技术等现代信息技术的迅速发展，极大地促进了资源经营、管理、利用的信息化、网络化、数量化和模型化进程。数字地球概念的提出，更是现代信息技术的集中体现。数字林业建设目的是为林业行业构造一个统一的立体的开放式信息集成系统，推动营林、森林保护、林业管理、林产工业等技术的信息化进程，为林业和全社会提供信息服务。数字林业是对林业静态、动态、分析决策等各种特征的统一的数字化表述与认识，它以林业数字化数据为依托、用宽带网络连接各分布式数据库、以虚拟现实技术为特征、具有三维显示和无边无缝多级分辨率浏览的开放系统。静态特征包括基础数据、林业专业知识、科研成果、人才等，动态特征包括林地、森林、林木、湿地、荒漠等资源及相关环境和人为经营活动信息，分析决策特征包括林业各种信息的自动提取、统计分析、辅助决策等信息。数字林业的建设在很大程度上将提高我国林业的信息化进程，提高科学规划、科学管理和科学决策的水平。高效的空间数据获取和处理能力可以帮助国家及时、全面地了解生态环境建设的整体状况，进行科学决策，为国家制定生态环境宏观规划提供可靠的依据，减少重大生态建设工程盲目性，实现可持续发展，对国民经济建设起促进作用。数字林业技术的突破可以带动其它科学技术的进步，为其它科学技术的研究和开发提供新的技术手段。数字林业是未来信息林业资源的主体和核心，它不仅可带动本行业的发展，而且将促进全社会的进步。林业信息化对人才的要求很高,不但要有专门的计算机技术、网络技术、RS技术、GIS技术,还要对林业知识有所掌握，目前我国特别是基层林业单位,从事林业信息研究、网络管理，3S技术的专业性人才奇缺。因此应该加大林业高等教育和高职教育，培养更多的林业高新技术人才（二）信息化技术在林业上的具体应用（1）信息技术促进林业现代化管理 随着“3S”技术的逐步应用，RS能迅速获取大范围信息，GPS能准确获取具体定位信息，GIS能对RS 和GPS 获取的信息迅速作出反应，进行综合管理。“3S”的同步应用，不但能实现森林资源和经营状况的实时、动态监测和管理，还能通过对森力资源内部各方面的全面有效监管，具体落实山头的林地、湿地、沙地以及生物多样性等林业资源的基础数据，从而实现对森林资源与社会、经济、生态环境的综合分析和掌握，对造林地块和造林方式进行详细分析, 对林木的生长情况进行预测和模拟，实现造林决策的规划图，完善知识库，实现森林资源的合理优化配置。减少不必要的资源消耗，大大降低了生产成本，提高了林业生产率，逐步转变林业的粗放经营方式，走上精准经营之路，促进森林资源的现代化管理。（2）信息技术的应用实现了林业的无纸化办公 2009年，中国林业门户网的改版与整合，林业内网办公平台的推行使用，林业信息专网及政务公开平台的扩建，建立起了覆盖全国全国省级林业主管部门及国家林业局京内外各直属单位的林业专网系统。通过建设各类门户网站、办公资源网站和信息管理系统以及专业办公数据库，为我国林业系统搭建了技术先进、功能相对完善的网络信息平台，实现了各类数据的便捷收集、存储、传输、处理和发布等，极大的提高了工作效率，基本实现了无纸化办公。 （3）信息技术监测林业资源动态各级林业部门围绕“精准林业”的和新要求在调查中利用先进的信息技术，比如遥感技术、无人机、地面近景摄影、三维激光扫描、GPS定位等技术获取了精确的数据，并运用GIS（将属性数据和空间数据进行管理, 制作完成森林资源的档案管理和林业专题图。通过对各类图形的分析能实现林业资源数据以及档案的一体化查询，能在地图上转化查询结果。对原始资料数据和各类动态数据的分析，还有助于建立森林防火预警体系、林业有害生物监控体系等，使得森林火灾救助、林业病虫火害防治、林地荒漠化预防、以及濒危动植物保护等问题逐渐得到控制。（三）林业经营由粗放转入精准 围绕“精准林业”，各级林业部门在二类调查中利用遥感、航片、卫片、无人机、地面近景摄影、三维激光扫描、电子角规、GPS定位等技术进行数据的精确获取，通过GIS进行属性数据和空间数据的管理，完成森林资源档案管理和林业专题图的制作；在森林火灾的预测预防上通过GIS的空间分析功能，实现火点位置查询和林火蔓延模拟，并计算最佳扑火路线和扑火时间，科学合理的制定扑救方案；在造林地块和造林方式上利用GIS将坡度图、坡向图、土壤图、高程分带图和森林区划图进行叠加作为立地分析的复合因子图，进行适地适树的分析，使林业由粗放经营转入精准经营。 目前，信息技术、生物技术、新材料技术等高新技术正加速渗透和武装林业。特别是“5S”（遥感、地理信息系统、全球定位系统、专家系统和决策支持系统）技术已成为科技兴林的重要手段。卫星遥感、红外监测、飞机化学灭火等高新技术使森林预测、监测、控制、病虫火害防治、荒漠化防治、濒危野生动植物保护等过去无法用常规技术或手段解决的问题，现在由于RS和GIS的介入开始变得相对容易。但在森林经营和管理中的应用范围和水平，完善森林生态系统定位监测网络，提高森林灾害发生的预测预报率，实现森林培育和管理中的减灾增效，探索建立森林养分和肥料信息系统，完善林木育种软件及丰产栽培模型，适度发展“精细林业”，精准森林资源核算的应用上还处于初级阶段，没有普及应用。因此国家林业局应宏观调控并加快国家林业局网络工程建设，建立并完善各类林业专业库、各类森林资源管理信息、决策支持系统设，促进林业经营管理和决策的科学化。 、（四）信息技术在林业行业应用的前景展望1、一是通过成熟适用的遥感技术的应用、推广和普及，形成一套成熟的林业遥感应用模式和数据获取共享机制。同时，开发研究新型遥感数据并逐步应用，开拓新型传感器的应用领域。二是通过遥感技术在林业资源与生态状况综合监测体系中的应用，优化遥感监测体系，建立以3S技术为平台，以遥感信息获取技术为核心的监测评价模式和体系。三是建立遥感技术应用的标准、规范，促进森林资源和林业生态建设遥感监控技术水平的提高和普及。四是通过人才培养与能力建设，促进遥感技术的产业化应用，推动林业行业卫星遥感技术应用水平的提高。2、在2020年前建成健全的、相当规模的、先进的林业卫星遥感应用体系。开发空间信息技术，建立以地理信息、卫星遥感信息、林业综合监测信息、生态评价信息为基础的林业信息化大平台，为各级林业部门提供优质服务。3、一是建立林业资源综合监测和评价的业务运行体系。把遥感作为林业资源综合监测的重要手段，充分利用遥感资料覆盖面广、覆盖周期短的优点，对生态建设的进度、质量等方面进行全面监测、