林業(yè)監(jiān)測中遙感技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)及展望

韋紅華

陽山縣生態(tài)公益林總站 廣東 清遠(yuǎn)513100

1 引言

所謂遙感技術(shù)就是通過人造衛(wèi)星、飛機(jī)或者其他飛行器的應(yīng)用來收集地物目標(biāo)的電磁輻射信息,通過所收集信息的分析與處理對環(huán)境和資源狀況進(jìn)行判斷的技術(shù)。通過此技術(shù)的應(yīng)用,可以開展周期性的觀測操作,并且可以高速、高效獲取大范圍內(nèi)的地面信息,實現(xiàn)所判斷的環(huán)境信息資源情況的全面性。近年來,遙感技術(shù)快速發(fā)展,并且在各個行業(yè)中深入應(yīng)用。在林業(yè)行業(yè)中則主要使用衛(wèi)星和飛機(jī)等實時監(jiān)測林業(yè)資源,有利于林業(yè)數(shù)字化建設(shè)的發(fā)展。

2 林業(yè)遙感數(shù)據(jù)源分析

在林業(yè)監(jiān)測中使用遙感數(shù)據(jù)所獲取的數(shù)據(jù)為光學(xué)遙感數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)類型主要以TM和SPOT為主,對于前者來說,表現(xiàn)出良好的空間分辨率和光譜分辨率,可以在短時間快速收集大量的信息,信息收集成本較低。但是由于此種數(shù)據(jù)的30 m空間分辨率和應(yīng)用精度較低,因此在宏觀的森林資源監(jiān)測作業(yè)中則通常使用NOAA數(shù)據(jù)。想要提升林業(yè)遙感水平,則要獲取高分辨率的衛(wèi)星數(shù)據(jù),常用的監(jiān)測方式所獲取的數(shù)據(jù)通常為IKONOS的衛(wèi)星圖像。

在對一些細(xì)微光譜差異的物質(zhì)開展探測工作時需要采取高光譜遙感技術(shù),也就是在林業(yè)監(jiān)測中識別和分類植物的類別。在此技術(shù)應(yīng)用中,通過豐富光譜信息的應(yīng)用可以獲取具有較高精準(zhǔn)度的森林分類和森林資源變化信息,并將其應(yīng)用于森林資源管理工作中。或者可以通過混合光譜分解方式來全面反應(yīng)森林的郁閉度,獲取更加全面的森林結(jié)構(gòu)和環(huán)境等方面的信息。

如果有云層覆蓋在森林上方或者天氣條件較差時,想要有效捕捉森林的可見光并獲取準(zhǔn)確的林業(yè)信息,則需要通過遙感技術(shù)中的合成孔徑雷達(dá)技術(shù)來獲取地表結(jié)構(gòu)信息,填補(bǔ)林業(yè)遙感數(shù)據(jù)。通過此技術(shù)的應(yīng)用可以獲取不同類型的森林生物物理參數(shù),而且可以識別森林類型和密度,在熱帶雨林環(huán)境中有著良好的砍伐監(jiān)測效果。

3 林業(yè)監(jiān)測中遙感技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 森林資源遙感調(diào)查 為了準(zhǔn)確判斷森林類型需要開展森林資源遙感調(diào)查工作,所用的調(diào)查方式就是野外調(diào)查與衛(wèi)星圖像對照結(jié)合的方式。通過遙感技術(shù)所獲取的數(shù)據(jù)來建立模型,估計森林資源的總量和面積。在上述過程中也可以應(yīng)用多時相遙感影像來準(zhǔn)確監(jiān)測森林的覆蓋率。此種森林調(diào)查技術(shù)體系建立于上世紀(jì)50 年代,早期的調(diào)查方式主要是航空照片和地形圖為主,采取手繪的方式獲取林相圖,不僅誤差大且耗時長。在進(jìn)入本世紀(jì)回來,遙感技術(shù)中的高空間分辨率衛(wèi)星影響在林業(yè)監(jiān)測開始大規(guī)模應(yīng)用,加快了林業(yè)調(diào)查的數(shù)字化建設(shè)工作。其中應(yīng)用高光譜遙感數(shù)據(jù)并進(jìn)行此數(shù)據(jù)的星載預(yù)處理,對統(tǒng)計模型進(jìn)行綜合利用可以預(yù)測森林郁閉度和葉面積指數(shù),提升森林資源調(diào)查工作的效率和準(zhǔn)確性。目前,林業(yè)監(jiān)測遙感技術(shù)在森林資源保護(hù)中已在森林資源各類調(diào)查、建設(shè)項目征占用林地的使用情況監(jiān)管和年度森林圖斑督查等方面廣泛應(yīng)用。

3.2 森林火災(zāi)監(jiān)測 將遙感監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用于森林火災(zāi)監(jiān)測中,主要是及時預(yù)報森林火災(zāi)并及時作出反應(yīng),最大化降低森林火災(zāi)所造成的危害。近年來更是隨著遙感技術(shù)的完善,通過MODIS數(shù)據(jù)的應(yīng)用來預(yù)測森林火災(zāi),也就是通過衛(wèi)星來快速獲取森林火災(zāi)數(shù)據(jù),通過相應(yīng)技術(shù)系統(tǒng)的構(gòu)建來全天候監(jiān)測和預(yù)防森林火災(zāi),逐漸形成一套完善的森林火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)。

3.3 森林病蟲害遙感監(jiān)測 針對病蟲害侵?jǐn)_植物之后會出現(xiàn)紅外波段的波譜值出現(xiàn)較大波動的原理,通過遙感技術(shù)的應(yīng)用可以獲取準(zhǔn)確的波譜值變化情況,用以快速尋找病蟲害的源頭并開展病蟲害防治工作。尤其隨著航天遙感技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,可以監(jiān)測植物在受到病蟲害時的葉綠素和水分含量下降情況,以及葉黃素和葉紅素的上升情況,結(jié)合上述情況欄反應(yīng)植物的發(fā)射率,起到監(jiān)測植物病蟲害的作用。基于上述原理和遙感技術(shù),不僅構(gòu)建了提取病蟲害信息的基礎(chǔ)體系,而且研發(fā)出病蟲害遙感監(jiān)測預(yù)警技術(shù),便于林業(yè)部門快速和準(zhǔn)確開展病蟲害預(yù)報監(jiān)測、災(zāi)害評估和決策等工作。目前,林業(yè)監(jiān)測遙感技術(shù)對縣級林業(yè)主管部門對松材線蟲、馬尾松毛蟲等林業(yè)有害生物的監(jiān)測、檢疫和防治發(fā)揮了十分重要的作用。

3.4 林業(yè)生態(tài)工程監(jiān)測評價 基于遙感技術(shù)可以對系統(tǒng)信息開展基層處理的原理來構(gòu)建統(tǒng)一的技術(shù)平臺,將其應(yīng)用于林業(yè)生態(tài)工程中,可以在治理水土流失問題并建設(shè)大型防護(hù)林時開展調(diào)查研究工作,也就是利用遙感技術(shù)來獲取防護(hù)林的森林類型、面積和參數(shù)等,將這些參數(shù)數(shù)據(jù)作為開展動態(tài)生態(tài)監(jiān)測的依據(jù),通過監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)建來實時掌握防護(hù)林的防護(hù)能力,并對后續(xù)森林綜合治理工作起到指導(dǎo)作用。林業(yè)監(jiān)測遙感技術(shù)在林業(yè)生態(tài)工程中實際應(yīng)用主要包括新造林規(guī)劃、森林撫育、石漠化綜合治理、封山育林及生態(tài)修復(fù)等方面。

4 林業(yè)監(jiān)測中遙感技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

在林業(yè)監(jiān)測中應(yīng)用遙感技術(shù)時,首先要科學(xué)應(yīng)用遙感技術(shù),提升林業(yè)遙感資料成圖工作的質(zhì)量,保障林分調(diào)查因子估計的科學(xué)性,實現(xiàn)資源整合來確保遙感技術(shù)應(yīng)用的科學(xué)性。其次是實現(xiàn)林業(yè)信息共享,也就是通過國家級森林資源監(jiān)測體系的構(gòu)建來整合不同地區(qū)的林業(yè)資源信息并實現(xiàn)資源信息共享。再次是加強(qiáng)林業(yè)遙感信息融合,也就是基于來源多樣性的信息通過林業(yè)遙感信息融合的方式來進(jìn)行加工,發(fā)揮不同信息員的優(yōu)勢并實現(xiàn)功能疊加。最后要確保林業(yè)遙感數(shù)據(jù)的精確度和可靠性。針對由于衛(wèi)星傳感器空間分辨率不足而造成的信息源不夠充足的問題,或者其中夾雜較多的混雜像元而影響樹種分類的精準(zhǔn)度問題,需要通過多維光譜空間信息分析方式建立窄光譜段和地物之間的聯(lián)系。

5 林業(yè)監(jiān)測中遙感技術(shù)的應(yīng)用展望

盡管進(jìn)入本世紀(jì)以來,遙感技術(shù)的以迅猛發(fā)展并且在林業(yè)監(jiān)測中的應(yīng)用取得一定成績,但是林業(yè)監(jiān)測工作中所面臨的的挑戰(zhàn)在不斷增加,在今后的發(fā)展中仍然要加大研究力度,構(gòu)建天空地一體化的林業(yè)遙感應(yīng)用體系。為此首先要構(gòu)建林業(yè)遙感應(yīng)用綜合服務(wù)平臺來存儲海量遙感數(shù)據(jù),還要結(jié)合GIS和GPS等先進(jìn)技術(shù)構(gòu)建全方位的林業(yè)服務(wù)體系,同時要加大林業(yè)遙感的教育與培訓(xùn)工作力度,提升林業(yè)遙感隊伍的專業(yè)水平,快速推進(jìn)科研成果用于實踐中。

6 結(jié)語

如今隨著遙感技術(shù)的快速發(fā)展,其在林業(yè)監(jiān)測工作中的應(yīng)用更加深入,主要用于森林資源遙感調(diào)查、森林火災(zāi)遙感監(jiān)測、森林病蟲災(zāi)害遙感監(jiān)測、林業(yè)生態(tài)工程遙感監(jiān)測評價等工作中,發(fā)揮著重要作用,表現(xiàn)出良好應(yīng)用效果。未來仍然要加大技術(shù)研究和融合力度,發(fā)揮遙感技術(shù)優(yōu)勢,提升林業(yè)監(jiān)測專業(yè)水平。