理學農(nóng)林學類畢業(yè)論文 “精確林業(yè)”的發(fā)展及其應用前景

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1、湖南師范大學本科畢業(yè)論文考籍號：XXXXXXXXX姓名：XXX專業(yè)：理學農(nóng)林學類論文題目：”精確林業(yè)”的發(fā)展及其應用前景指導老師：XXX二〇一一年十二月十日作者：張慧春　周宏平　鄭加強　姚會春　　論文關(guān)鍵詞：精確林業(yè)GPSGIS　　論文摘要：概述了“精確林業(yè)”的內(nèi)涵及其主要支撐技術(shù)(包括GPS、GIS、RS、DBMS、DSS、VRT等)、操作過程和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,并對精確林業(yè)在中國的發(fā)展前景進行了探討?！　≡诂F(xiàn)代信息技術(shù)、生物技術(shù)、工程技術(shù)等一系列高新技術(shù)的推動下，林業(yè)正在進入以知識高度密集為主要特點的知識林業(yè)發(fā)展階段，于是，“精確林業(yè)(Precision　Forestry)”應運而生。所

2、謂精確林業(yè)，即在林業(yè)生產(chǎn)過程中運用視覺傳感器、衛(wèi)星定位等高新技術(shù)，實時測知工作對象所需工作的質(zhì)、量和時機等數(shù)據(jù)，通過對影響林木生長的環(huán)境因素實際存在的時空差異性的分析，判別林木長勢優(yōu)劣，確定影響長勢的原因，提出科學處方，采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟上有效的調(diào)控措施，消除和減少這些差異，按需定量實施灌溉、施肥和噴藥，以實現(xiàn)最小資源投入、最大林業(yè)收益和最少環(huán)境危害。　　1、精確林業(yè)的主要支撐技術(shù)　　精確林業(yè)以3S技術(shù)、信息技術(shù)、智能化決策技術(shù)、可變量控制技術(shù)等為技術(shù)支撐體系，以生態(tài)學、造林學、工程學、系統(tǒng)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，

3、它的建立依賴于地球空間信息基礎(chǔ)理論及其它高新科學技術(shù)的發(fā)展?！　?.1全球定位系統(tǒng)　　全球定位系統(tǒng)(GPS)是＿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、覆蓋范圍廣、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(yè)中，它主要實現(xiàn)對采集的林間信息進行空間定位，實時、快速地提供包括各類傳感器(如CCD攝像頭)和運載平臺(如作業(yè)車輛、飛機等)目標的空間位置，輔助作業(yè)機械完成處方實施.　　1.2地理信息系統(tǒng)　　地理信息系統(tǒng)(GIS)可以在計算機硬件、軟件系統(tǒng)的支持下，存儲、管理、分析和描述整個或部分地球表面與空間和地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù)，把地理位置和相關(guān)屬性有機

4、地結(jié)合起來，根據(jù)用戶需要將空間信息及屬性信息準確真實、圖文并茂地輸出。在精確林業(yè)中，它主要實現(xiàn)對多種來源的時空數(shù)據(jù)進行存儲、分析和處理，根據(jù)數(shù)據(jù)繪制電子地圖，作為新的集成系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺?！　?.3遙感　　遙感(RS)是一種多平臺、多波段、高分辨率和全天候的對地觀測技術(shù)，主要通過遙感器獲取地球表面(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(yè)中，它主要用于實時地獲取樹木生長環(huán)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(shù)據(jù)更新?！　?.4數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)　　數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)使存儲和查找數(shù)據(jù)最優(yōu)化，實現(xiàn)了﹁體化存儲和初步的一

5、體化查詢，具有很好的完整性，避免了數(shù)據(jù)過于瑣碎帶來的不便。在精確林業(yè)中，它主要用于建立包含林木長勢、自然條件和歷史數(shù)據(jù)等信息的數(shù)據(jù)庫，同時，它使GIS軟件能充分利用商用數(shù)據(jù)庫已經(jīng)成熟的眾多特性，如快速索引、數(shù)據(jù)完整性和一致性保證、安全和恢復機制及分布式處理機制，明顯提高GIS軟件管理空間數(shù)據(jù)的能力?！　?.5決策支持系統(tǒng)　　決策支持系統(tǒng)(DSS)綜合了專家系統(tǒng)(ES)和模型系統(tǒng)(SS)，它根據(jù)專家在長期生產(chǎn)中積累的知識，建立作物栽培模型、統(tǒng)計趨勢分析與預測?！　?.6可變量控制技術(shù)　　可變量控制技術(shù)(VRT)就是根據(jù)不同位置及要求自動改變施用比率的技術(shù)。它通過計算機控制，對林木所需用的水、

6、肥料、農(nóng)藥等變量的類別和數(shù)量進行判斷，根據(jù)需要調(diào)控如植保機械向林間噴灑這些變量的速率，使系統(tǒng)能在特定時間對特定目標進行操作規(guī)劃，以達到精確定量地灌溉、施肥、噴藥的目的，體現(xiàn)了“對癥下藥”、“按需給予、”“變量投入”的原則，它的實施可有效避免傳統(tǒng)粗放型林業(yè)生產(chǎn)活動中造成的資源浪費和伴隨的環(huán)境污染問題。在精確林業(yè)中，它主要實現(xiàn)對生產(chǎn)過程進行調(diào)控，合理地進行施肥、灌溉、施藥等措施。GIS繪制電子地圖，生成林木長勢情況分布圖，分析此圖，獲得林區(qū)內(nèi)樹木長勢的差異程度一根據(jù)該圖，對影響樹木成長的各項因素進行分析，將地形、土質(zhì)、土壤肥力、土壤含水量、氣候狀況、蟲害、病害發(fā)生情況空間數(shù)據(jù)輸入計算機，利用樹

7、木生長發(fā)育模型、相關(guān)作業(yè)的專家知識庫等建立空間智能決策支持系統(tǒng)，確定產(chǎn)生長勢差異的原因，生成林木管理處方圖一根據(jù)處方圖，生成響應林業(yè)機械的智能控制軟件，按照按需投入、區(qū)別對待的原則，利用可變量控制技術(shù)實施施肥、噴藥等操作一對其執(zhí)行效果進行評估。　　2、精確林業(yè)的基本操作過程　　精確林業(yè)的出現(xiàn)，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，實施可變量投入，達到低成本、低消耗、高效率、環(huán)保好等目標成為可能。圖1