遙感技術(shù)及其在林業(yè)中的應(yīng)用

譚小軍

摘 要：20世紀90年代以來，遙感技術(shù)得到了突飛猛進的發(fā)展。遙感技術(shù)由于具有實時、動態(tài)、綜合性強等特點，二十多年來，在林業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。本文簡要介紹了遙感技術(shù)的概念、特點和林業(yè)遙感的概述，著重介紹了遙感技術(shù)在森林資源調(diào)查、動態(tài)分析、森林火災(zāi)預(yù)測、森林病蟲害監(jiān)測四個方面的應(yīng)用狀況，主要是關(guān)于應(yīng)用具體內(nèi)容和技術(shù)。

關(guān)鍵詞：遙感技術(shù)；林業(yè)；森林資源

1 遙感技術(shù)的概述

1.1遙感技術(shù)的概念和特點

遙感是20世紀60年代發(fā)展起來的對地觀測綜合性技術(shù)。顧名思義就是“遙遠的感知”。即在一定距離之外，利用探測儀器，從遠處把目標的電磁波特性記錄下來，并對這些信息進行加工處理，揭示出物體的特征性質(zhì)及其變化的綜合性探測技術(shù)。通常人們在習(xí)慣上根據(jù)遙感平臺、遙感器的探測波段、工作方式和其應(yīng)用領(lǐng)域的不同進行分類。遙感具有大面積的同步觀測、數(shù)據(jù)的綜合性和可比性、時效性與經(jīng)濟性等特點。遙感能進行大面積的同步觀測，一幀地球同步氣象衛(wèi)星圖像可覆蓋1/3的地球表面。它的時效性主要表現(xiàn)在可以在短時間內(nèi)對同一地區(qū)進行重復(fù)探測，發(fā)現(xiàn)地球上許多事物的動態(tài)變化，太陽同步軌道衛(wèi)星（如NOAA氣象衛(wèi)星和FY-1氣象衛(wèi)星）可以每天2次對同一地區(qū)進行觀測。

2 林業(yè)遙感的概述

七十年代時，遙感技術(shù)開始應(yīng)用，由于其綜合性、宏觀性、時效性和經(jīng)濟性等特點，因而成為研究森林資源現(xiàn)狀及其動態(tài)變化的理想手段。遙感技術(shù)在林業(yè)中的應(yīng)用被稱為林業(yè)遙感技術(shù)，是指通過衛(wèi)星和飛機對林業(yè)資源進行實時動態(tài)地監(jiān)測，形成各種數(shù)據(jù)和信息，并通過綜合分析處理為林業(yè)決策和發(fā)展提供服務(wù)。在林業(yè)工作中最常用的是根據(jù)遙感平臺分為航空遙感和航天遙感。

3 遙感技術(shù)在林業(yè)中的應(yīng)用

3.1森林資源調(diào)查

3.1.1調(diào)查內(nèi)容

森林資源是一種再生資源，具有一定的周期性。遙感主要調(diào)查森林的覆蓋面積、齡級、郁閉度、樹種的分布情況等。通過這些情況我們可以判斷哪些是屬于優(yōu)勢樹種。森林資源調(diào)查是通過一定的調(diào)查方法，查清森林資源的數(shù)量和質(zhì)量。了解森林的現(xiàn)狀及消長狀況，為林業(yè)工作的決策，發(fā)展規(guī)劃及開展林業(yè)經(jīng)營利用活動提供必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

3.1.2調(diào)查技術(shù)

對森林資源進行調(diào)查主要是利用航空像片和高光譜遙感數(shù)據(jù)，這個已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。主要是研究航空像片，獲取自己需要的東西。由于般空像片上的影像能夠顯示地物細，所以能按照林區(qū)區(qū)劃所要求的林地分類因子準確地勾繪出林地輪廓，而后轉(zhuǎn)繪成圖。而高光譜遙感數(shù)據(jù)由于具有高分辨率和大量的光譜波段，可以識別樹種、提取森林郁閉度信息。利用高光譜數(shù)據(jù)實行的混合光譜分解方法就可以將郁閉度這個最終光譜單元信息提取出來，合理而真實地反映其在空間上的分布。

3.1.3調(diào)查意義

通過調(diào)查，可以知道地球上乃至每個國家、每個地區(qū)森林的覆蓋面積、郁閉度，樹種的分布情況等，森林是生態(tài)平衡的重要支柱。對森林進行動態(tài)監(jiān)測，可以及時反映森林面積、郁閉度、樹種等森林數(shù)據(jù)的變化，有利于我們及時的調(diào)整林業(yè)管理和規(guī)劃，使我們的生產(chǎn)生活變得更加豐富、充裕。航空像片所提供的地面信息，可以作為布設(shè)樣地調(diào)查點和抽樣實測的樣地點的圖面依據(jù)。也可以作為野外工作的行動向?qū)?，用最短的路線和較少的時間完成較多的工作量。

3.2森林病蟲害監(jiān)測

3.2.1監(jiān)測內(nèi)容

病蟲害對森林資源的毀壞以及對林產(chǎn)品造成的損失是巨大的，往往超出我們的想象。因此預(yù)防森林病蟲害必須及早發(fā)現(xiàn)，及時采取防治措施，這樣才不會造成很大損失。遙感主要是監(jiān)測植物的溫度，來判斷植物是否生病及嚴重程度。也可以從遙感數(shù)據(jù)中提取信息，分析病蟲害的源地、災(zāi)情分布和發(fā)展狀況等。

3.2.2監(jiān)測技術(shù)

監(jiān)測植物病蟲害主要是用紅外遙感和多光譜遙感。植物受到病蟲害侵襲，會導(dǎo)致植物在各個波段上的波譜值發(fā)生變化。探測森林病蟲害的原理是依據(jù)森林植物綠色葉子內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)和功能的變異，而對光譜反射率有明顯的影響，可以根據(jù)光譜反射率的差異在紅外彩色片上的反映，對森林病蟲害進行探測。用紅外遙感和多光譜遙感技術(shù)能在肉眼還不能發(fā)現(xiàn)癥狀時探測植物病害，作出病害預(yù)報，以便采取防治措施，減少經(jīng)濟損失。如：森林病蟲害在紅外彩色圖像上的色彩反映是由于色三角的感色規(guī)律，森林病蟲害使紅外反射降低，引起紅色減少。假如紅外彩色片上的紅色完全消失，由蘭綠二原色組合成青色，此時病蟲害比較嚴重。如果彩色紅外片紅色成份越多，表明森林植物的生命力越旺盛。這樣就可以用紅外技術(shù)探側(cè)樹術(shù)健康與否。

3.3預(yù)測森林火災(zāi)

3.3.1預(yù)測內(nèi)容

森林火災(zāi)是自然災(zāi)害中最為嚴重的一種，森林一旦發(fā)生火災(zāi)，不僅會使辛苦幾十年培育的林木頃刻間化為灰燼，而且會對生態(tài)環(huán)境帶來嚴重的負面影響。如果能及時監(jiān)測、預(yù)報森林火災(zāi)，其帶來的損失就會大大減小。遙感主要是預(yù)測火勢強度、火頭位置、火勢發(fā)展方向及各種救火措施等。

3.3.2預(yù)測技術(shù)

探測火情方面所使用的遙感技術(shù)，主要利用飛機或衛(wèi)星上安裝的紅外探火裝置探測火災(zāi)。利用AVHRR圖像和TM圖像能準確定位森林火災(zāi)，包括火頭位置、火勢發(fā)展方向、各種救火措施的實際效果等重要信息，可為森林救火提供可靠依據(jù)[1]。由于森林分布面積大，再加上許多地方往往交通不便，難以達到，因此發(fā)現(xiàn)火情十分困難，而利用遙感技術(shù)可以大大提高監(jiān)測火情的效果，及時發(fā)現(xiàn)火情，使人們及時控制火災(zāi)蔓延，撲滅森林大火，減少損失。通過近 20 多年的技術(shù)突破，我國逐步研究形成了基于衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的森林火災(zāi)監(jiān)測應(yīng)用方法與技術(shù)系統(tǒng)，初步建立了基于航天、航空、瞭望臺（塔）以及與地面巡護相結(jié)合的森林火災(zāi)監(jiān)測體系[2]。同時，還將海洋衛(wèi)星技術(shù)等應(yīng)用于我國森林火災(zāi)的預(yù)防、監(jiān)測及撲救工作中。為撲救、指揮提供了可靠的數(shù)據(jù)保障和技術(shù)支撐。

總之，在林業(yè)上，遙感技術(shù)的應(yīng)用是多方面的。遙感技術(shù)不僅能夠提供信息還能獲取信息與服務(wù)的手段，為林業(yè)建設(shè)決策提供監(jiān)測與效益評價信息。更在今后的森林資源調(diào)查、動態(tài)監(jiān)測、森林火災(zāi)預(yù)測、森林病蟲害監(jiān)測和數(shù)據(jù)更新方面，將形成一個新的林業(yè)遙感信息系統(tǒng)，由此看來其前景是十分廣闊的。