林業(yè)監(jiān)測中遙感技術的應用要點及展望

韋紅華

陽山縣生態(tài)公益林總站 廣東 清遠513100

1 引言

所謂遙感技術就是通過人造衛(wèi)星、飛機或者其他飛行器的應用來收集地物目標的電磁輻射信息,通過所收集信息的分析與處理對環(huán)境和資源狀況進行判斷的技術。通過此技術的應用,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,遙感技術快速發(fā)展,并且在各個行業(yè)中深入應用。在林業(yè)行業(yè)中則主要使用衛(wèi)星和飛機等實時監(jiān)測林業(yè)資源,有利于林業(yè)數(shù)字化建設的發(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。

在對一些細微光譜差異的物質開展探測工作時需要采取高光譜遙感技術,也就是在林業(yè)監(jiān)測中識別和分類植物的類別。在此技術應用中,通過豐富光譜信息的應用可以獲取具有較高精準度的森林分類和森林資源變化信息,并將其應用于森林資源管理工作中?；蛘呖梢酝ㄟ^混合光譜分解方式來全面反應森林的郁閉度,獲取更加全面的森林結構和環(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確的林業(yè)信息,則需要通過遙感技術中的合成孔徑雷達技術來獲取地表結構信息,填補林業(yè)遙感數(shù)據(jù)。通過此技術的應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)測中遙感技術的具體應用

3.1 森林資源遙感調查 為了準確判斷森林類型需要開展森林資源遙感調查工作,所用的調查方式就是野外調查與衛(wèi)星圖像對照結合的方式。通過遙感技術所獲取的數(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用多時相遙感影像來準確監(jiān)測森林的覆蓋率。此種森林調查技術體系建立于上世紀50 年代,早期的調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。在進入本世紀回來,遙感技術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)模應用,加快了林業(yè)調查的數(shù)字化建設工作。其中應用高光譜遙感數(shù)據(jù)并進行此數(shù)據(jù)的星載預處理,對統(tǒng)計模型進行綜合利用可以預測森林郁閉度和葉面積指數(shù),提升森林資源調查工作的效率和準確性。目前,林業(yè)監(jiān)測遙感技術在森林資源保護中已在森林資源各類調查、建設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用。

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

3.3 森林病蟲害遙感監(jiān)測 針對病蟲害侵擾植物之后會出現(xiàn)紅外波段的波譜值出現(xiàn)較大波動的原理,通過遙感技術的應用可以獲取準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的發(fā)展和應用,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,結合上述情況欄反應植物的發(fā)射率,起到監(jiān)測植物病蟲害的作用?；谏鲜鲈砗瓦b感技術,不僅構建了提取病蟲害信息的基礎體系,而且研發(fā)出病蟲害遙感監(jiān)測預警技術,便于林業(yè)部門快速和準確開展病蟲害預報監(jiān)測、災害評估和決策等工作。目前,林業(yè)監(jiān)測遙感技術對縣級林業(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 基于遙感技術可以對系統(tǒng)信息開展基層處理的原理來構建統(tǒng)一的技術平臺,將其應用于林業(yè)生態(tài)工程中,可以在治理水土流失問題并建設大型防護林時開展調查研究工作,也就是利用遙感技術來獲取防護林的森林類型、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)的構建來實時掌握防護林的防護能力,并對后續(xù)森林綜合治理工作起到指導作用。林業(yè)監(jiān)測遙感技術在林業(yè)生態(tài)工程中實際應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)修復等方面。

4 林業(yè)監(jiān)測中遙感技術的應用要點

在林業(yè)監(jiān)測中應用遙感技術時,首先要科學應用遙感技術,提升林業(yè)遙感資料成圖工作的質量,保障林分調查因子估計的科學性,實現(xiàn)資源整合來確保遙感技術應用的科學性。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)測中遙感技術的應用展望

盡管進入本世紀以來,遙感技術的以迅猛發(fā)展并且在林業(yè)監(jiān)測中的應用取得一定成績,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,構建天空地一體化的林業(yè)遙感應用體系。為此首先要構建林業(yè)遙感應用綜合服務平臺來存儲海量遙感數(shù)據(jù),還要結合GIS和GPS等先進技術構建全方位的林業(yè)服務體系,同時要加大林業(yè)遙感的教育與培訓工作力度,提升林業(yè)遙感隊伍的專業(yè)水平,快速推進科研成果用于實踐中。

6 結語

如今隨著遙感技術的快速發(fā)展,其在林業(yè)監(jiān)測工作中的應用更加深入,主要用于森林資源遙感調查、森林火災遙感監(jiān)測、森林病蟲災害遙感監(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)出良好應用效果。未來仍然要加大技術研究和融合力度,發(fā)揮遙感技術優(yōu)勢,提升林業(yè)監(jiān)測專業(yè)水平。