森林檢測病蟲害遙感監控研究技術的現狀與問題

張慶峰

【摘要】：近年來，逐年增加的森林病蟲害面積直接影響著森林資源的數量和森林景觀的完整美觀。這個問題也受到了國家相關部門的關注和研究。隨著科學技術日新月異的發展，遙感技術逐漸被相關部門應用于森林病蟲害的大規模監控。區別于之前的動態監控和研究技術，立足于傳統檢測理論和技術，我們通過空間分布、抽樣調查、病蟲害變化規律進行監控。遙感技術主要是通過監控森林落葉現象來實現監控的目的。在傳統監控理論和技術的基礎上，遙感技術已成為成為熱點研究問題。深入研究遙感技術，將會緩解森林病蟲害帶給國家的經濟損失，極大地保護對生態環境的破壞。

【關鍵字】：森林監控病蟲害；遙感檢測技術；問題；解決；

【前言】：現如今，環保的意識已經深入人心，防止環境的污染和破壞，綜合治理現有的污染和破壞，為人民的生活創造出與自然更和諧關系。而植被保護在環保范疇里是比較關鍵的一個環節。植被破壞的因素眾多，而病蟲害的破壞力比較強，直接帶給國家嚴重的經濟損失，需要引起足夠的重視和研究，來降低國家的經濟損失和環境損害。

1 遙感監控技術用于森林病蟲害監控的現狀

遙感技術已發展將近60年，它以電磁波理論為基礎，遠程采集和分析來自遠程目標的電磁輻射信息，實現對地面景物的檢測和識別。近年來，地理信息技術（GIS Geographic Information System）、全球定位系統（GPS Global Positioning System）、遙感技術（RST Remote Sensing Technique）、融合為“3S”被應用于各種資源和生態環境的監控和研究。遙感技術現已成為一個從地面到高空的多維、多層次的立體化觀測系統。遙感技術在森林檢測病蟲害的工作上起到了中流砥柱般的作用。通過衛星遙感、航空遙感雷達遙感、高光譜遙感多種途徑來獲取基礎監控信息，再通專業的技術處理，結合林冠動態研究、危害等級評定、光譜特征與森林病受害之間的關系等研究理論，分析研究后得出森林病蟲害的危害報告，達到對森林病蟲害的實時監控。近年，遙感監控技術研究的主要方向是害蟲生境因子遙感監控技術、森林健康遙感監控技術、遙感監控模型技術。目前，植被指數的波動和光譜特征是針對目前研究森林病蟲害的關鍵技術方法，今后的研究目標會逐漸轉移到害蟲生境的研究。

2 應用遙感監控技術在森林病蟲中害存在的漏洞

在森林病蟲害的監控預測中，遙感監控技術獲得長足的進步，但仍然要將此技術進行更廣泛和更深刻的研究，突破其在實際生產部門普及應用實驗階段的局限性，實現經濟效益和環境效益的良好發展。

2.1 合理選擇利用遙感監控數據

遙感監測數據的選取和利用帶有空間分辨率、時間分辨率和光譜分辨率多個特征。在眾多的遙感監控數據面前，森林保護的相關人員如何選擇精準契合的遙感監控數據信息服務于森林病蟲害監控，是一個值得深入分析研究的重大問題。這對于更高效地保護森林資源，降低國家經濟損失有著極其重要的的意義。很長時間內，森林病蟲害的監控主要選用高時間分辨率的衛星數據，高空間分辨率的衛星數據和高光譜數據）。

2.2遙感監控信息數據和地面輔助信息的融合

遙感監控數據和地面實時反饋信息，結合遙感數據和GIS專題圖結合空間背景庫處理同普異物和同物普譜問題，排除與災害不相關的眾多干擾因素。現今最亟待研究解決的問題是，將遙感監控數據和實時更新的調查數據高度結合，精準遙感監控，提供最可靠的監控數據依據，指導更精確的操作方向。

2..3 遙感監控數據應用

通過建立幾何光學模型、參數反演—棲境模型、綜合分析模型和預測評價等眾多遙感監控數據模型，結合遙感技術、地理信息技術、全球定位系統和專家知識系統開發設立完善的預警體系，來實現森林病蟲害遙感監控系統的研究和發展。

3對遙感監控技術的展望

3.1 害蟲生境監測是今后研究的主趨勢，只有掌握害蟲數量生長規律及其影響因素之間的關系，定期監測這些因素，做好數據的存儲和備份，才能達到有效地預測和預控的目的。因此，監測害蟲的生境將是今后害蟲動態監測的主要研究方向。

3.2 光譜特征和植被指數的波動是目前監控制森林病蟲害的主流技術方法，相當長的一段時期內仍會繼續使用。另外，借助分形、神經網絡、混沌理論和小波分析等非線性科學工具來研究森林病蟲害的時空分布具有舉足輕重的的意義。

3.3高空間分辨率、高光譜分辨率和高時間分辨率衛星遙感數據應用范圍十分廣闊。高空間分辨率衛星數據的兩大優勢是空間分辨率和時間分辨率相當高，利用這個優勢將在小尺度森林病蟲害領域具有廣闊的發展前景。相比而言，在小尺度森林病蟲害領域發展的優勢就會成為大尺度森林病蟲害金控研究的劣勢，其價格昂貴，數據規模巨大，限制了在這個領域的發展。利用高光譜遙感數據超高分辨率，信息豐富特點，分析研究原始光譜數據、植被指數、導數光譜及紅邊參數等的波動規律，構建優化合理的的監控模式。這些研究都是炙手可熱的課題。高空間分辨率、高光譜分辨率和高時間分辨率衛星遙感數據的應用前景廣闊。

3.4 建立基于GIS的森林病蟲害遙感監測預警系統是十分必要的，這也是今后發展的主要研究趨勢。遙感監控預警系統應包括遙感子系統、GIS子系統、專家子系統和地面子系統。GIS子系統包含了各種基本的數據庫和各種模型 ；遙感系統是各種專題信息提取的主要途徑 ；地面子系統主要包括植被光譜反射特征測定 、GPS 定位信息等 ；專家子系統包含專家知識和模型 。

結束語：本文簡述了森林病蟲害遙感監控技術的現狀、研究內容和技術方法，展望了遙感技術在森林病蟲害監測中的應用前景。研究森林病蟲害遙感監測技術工作不能一步完成，需要相關工作人員的積極配合和各種技術的大力扶持。相信森林病蟲害監測項目會不斷完善，為社會經濟的發展奠定基礎，也為環境保護做出巨大的貢獻。

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