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(chǎng)以英特爾為核心的信息革命。在互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)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(lái)進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)和研究成為了時(shí)代特點(diǎn)。

1數(shù)字林業(yè)生態(tài)工程簡(jiǎn)述

所謂數(shù)字林業(yè)生態(tài)工程，即以數(shù)字技術(shù)來(lái)指導(dǎo)并實(shí)現(xiàn)林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)。林業(yè)生態(tài)工程是一項(xiàng)保護(hù)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(shí)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(gè)社會(huì)乃至整個(gè)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(guó)“數(shù)字地球”的有機(jī)組成部分。

2數(shù)字林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)研究?jī)?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(huì)效益也十分顯著。對(duì)數(shù)字林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)研究已經(jīng)歷了一段時(shí)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(kāi)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(shí)際上就是利用有效的數(shù)字采集技術(shù)，并通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的組織、管理和分析，利用這些數(shù)據(jù)來(lái)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(shí)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(guò)數(shù)據(jù)采集對(duì)區(qū)域內(nèi)的森林資源進(jìn)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(kù)技術(shù)和地理信息系統(tǒng)技術(shù)。數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)主要是針對(duì)采集的數(shù)據(jù)，根據(jù)林業(yè)生態(tài)工程各個(gè)專題的需要來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，并形成數(shù)據(jù)庫(kù)，以便具有針對(duì)性地使用和研究。

2.1.3知識(shí)發(fā)現(xiàn)技術(shù)

知識(shí)發(fā)現(xiàn)技術(shù)實(shí)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(guò)邏輯分析，在大量的數(shù)據(jù)和信息中挖掘一些隱含的對(duì)數(shù)字化林業(yè)生態(tài)建設(shè)有價(jià)值的信息，通過(guò)知識(shí)發(fā)現(xiàn)技術(shù)，進(jìn)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(shí)性及影響性，進(jìn)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(jì)算機(jī)圖像處理信息，對(duì)于數(shù)字采集過(guò)程中所接觸到的自然形態(tài)的森林樹(shù)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(jì)算和模擬相關(guān)屬性數(shù)據(jù)，即將樹(shù)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(guò)程中可以采用光照、紋理、渲染等手段對(duì)林木圖像進(jìn)行繪制，準(zhǔn)確而逼真地實(shí)現(xiàn)樹(shù)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(jià)值估算

對(duì)區(qū)域內(nèi)的森林資源進(jìn)行價(jià)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(duì)于森林資源的價(jià)值估算通常包含以下幾個(gè)方面：一是對(duì)區(qū)域內(nèi)的森林面積、蓄積進(jìn)行精準(zhǔn)的統(tǒng)計(jì)，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(duì)森林價(jià)值進(jìn)行估價(jià)；三是利用數(shù)字技術(shù)，根據(jù)造林過(guò)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(duì)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(yíng)，通過(guò)建立的森林變化數(shù)字模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)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(fèi)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(jì)資源及林業(yè)資源，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)地區(qū)森林系統(tǒng)的可持續(xù)經(jīng)營(yíng)，同時(shí)獲取較高的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)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(jìn)一步促進(jìn)區(qū)域內(nèi)的林業(yè)生態(tài)規(guī)劃，以促進(jìn)未來(lái)區(qū)域內(nèi)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。在建設(shè)過(guò)程中，利用數(shù)字化過(guò)程對(duì)區(qū)域內(nèi)森林系統(tǒng)的信息進(jìn)行挖掘，并形成數(shù)據(jù)庫(kù)。通過(guò)開(kāi)發(fā)出的造林決策平臺(tái)，模擬造林，同時(shí)接收和檢驗(yàn)管理者的請(qǐng)求，選擇合適的造林樹(shù)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(zhǎng)模型，對(duì)一定年齡期內(nèi)的單木、林分和區(qū)域生長(zhǎng)量進(jìn)行預(yù)測(cè)與模擬，實(shí)現(xiàn)預(yù)期經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)。

3小結(jié)

21世紀(jì)全球社會(huì)發(fā)展面臨著極為嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)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(hù)改善森林生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)平衡作用，對(duì)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展作出了巨大的貢獻(xiàn)。

作者：玉山江·吾守爾 單位：新疆林業(yè)規(guī)劃院