遙感技術在森林資源調查中的應用

田邦勝 雷紅文

摘 要 森林資源調查是森林資源保護工作中最基礎的環節，能夠為森林資源保護工作的開展提供必要的依據，對促進我國森林資源的可持續發展有積極的意義。將遙感技術應用于森林資源調查中，不僅更加方便快捷，同時能夠有效提升森林資源調查工作的成效。從森林資源量調查、森林火災觀測、森林病蟲害監測3個方面探討了遙感技術在森林資源調查中的應用。

關鍵詞 森林;資源調查;遙感技術

中圖分類號：S757.2 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2022.07.045

近年來，隨著我國科技水平的不斷提升，遙感技術有了進一步的發展。將遙感技術應用于森林資源調查中，能夠實現實時的定位和監控，并可將采集到的信息和數據傳輸給相關的工作人員，工作人員通過分析整合數據和信息，能夠更加及時、全面地了解森林的情況。我國森林資源面積居世界前列，傳統的森林資源調查工作難度較大、效率較低，同時容易出現一些疏漏，不利于森林資源保護工作的開展。因此，森林資源調查中應用遙感技術具有積極的現實意義。

1 ?森林資源調查概述

1.1 ?簡介

森林在整個生態系統中是不可或缺的一部分，其既可以為動植物生存提供必要條件，又能為人類提供生活所需的資源。無論是在保障人類正常生活中還是在促進社會經濟發展中，森林都發揮重要的作用，而隨著環境的惡化，森林資源也遭到了不同程度的破壞，長此以往，不利于我國經濟的可持續發展，因此，開展森林資源保護工作至關重要[1]。森林資源調查對有效開展森林資源保護工作必不可少，森林資源調查有利于人們全面把握森林資源的歷史、現狀及未來發展等情況，即通過了解森林資源現階段的情況，有利于對森林資源未來的發展趨勢進行合理預測和科學規劃，進而提升森林資源管理的科學性，推動我國林業資源的可持續利用。

1.2 ?調查形式

依據調查范圍劃分森林資源的調查形式，目前我國的森林資源調查分為3類。1）一類調查。一類調查指全國森林資源連續清查，一般是以?。ㄖ陛犑?、自治區，以下簡稱?。閱挝贿M行調查，主要采用抽樣調查的方式，并且會設固定的樣地和周期，調查目的是結合森林資源的整體情況制定中期或長期的林業計劃方案。2）二類調查。二類調查指森林資源調查，實施范圍一般為林業局、林業基地或林場等，比一類調查的范圍小，在進行二類調查的過程中，除會采取抽樣調查的方式外，還會與目測、實測等相結合。森林資源調查能夠為森林資源的合理規劃提供依據。3）三類調查。三類調查指作業調查，一般集中在林業的作業地段，一般會將抽樣調查與實測結合，進行更加全面和詳細的調查，以便為后續施工方案設計提供依據。將3種森林資源調查方式有機結合，能夠較為完善地了解我國森林資源的現狀，并且使森林資源的利用方案更加科學合理，對于促進我國林業資源的可持續發展有積極的意義。

2 ?遙感技術概述

2.1 ?簡介

遙感技術主要指利用相應的設備，如無人機、飛機或人造衛星等，從高空或外層空間收集地物目標的電磁輻射信息，并通過對這些信息進行掃描、攝影、傳輸和處理，從而達到遠程探測目標的目的。近年來，隨著我國科技水平的不斷提升，遙感技術也在不斷發展?，F階段，利用衛星獲取數據已經成為森林資源調查的重要手段之一，不僅能極大地提升森林資源調查工作的效率，還能進一步提升數據信息的精確度[2]。遙感影像不僅可以精準地識別地物信息，而且可以采用相應的分類算法進行分類。在對數據進行分析時，將地學分析法與影像的具體特征進行結合，依據現有的森林資源資料和調查人員豐富的工作經驗，才能夠更加精準地判斷地物的類型。遙感技術獲取的信息能夠利用計算機系統進行分析和輸出，進而全面地掌握各種地物的面積。遙感技術中的航空攝影技術主要基于地理信息系統（Geographic Information System，GIS），GIS在森林資源調查中操作便捷，能夠及時更新，并且不需要過多的成本投入，遙感圖像能夠快速且準確地對森林資源進行動態分析和監測。

2.2 ?應用現狀

在森林資源調查中應用到的遙感技術主要是衛星遙感和飛機遙感。1）衛星遙感在應用的過程中，易受周期和數量的影響，只有在衛星經過時才能進行圖像的拍攝和信息的采集，并且天氣狀況對于衛星遙感的應用有較大的限制。結合我國的實際情況來看，進入夏季后，我國多地區經常出現陰雨天氣，這使得衛星遙感的應用存在一定的局限性，只能在一定的時間內進行拍攝和采集，這也導致衛星遙感的周期大幅度增加，很難短期內對森林資源信息進行對比和分析，并且由于衛星距離地面較遠，獲取到的影像不夠清晰，會增加辨識難度。2）飛機遙感在應用過程中需要用到飛機，并且由于工作的特殊性，在信息采集和圖像拍攝工作前需要先申請航線，并且為了保證采集信息的準確性和有效性，需由專業的飛行員駕駛飛機。飛機在飛行的過程中，需要投入一定的人力，同時需要人員間的配合，因此成本較高，在森林資源調查應用中存在一定的弊端。

現階段在一些森林資源調查工作中，無人機遙感技術得到了工作人員的青睞。這一技術主要是利用無人機進行拍攝，無人機最主要的優勢是成本低、體積小、攜帶方便、操作簡單。隨著技術的發展，現階段無人機的飛控軟件已較成熟，從而降低了對工作人員的要求[3]。在無人機拍攝過程中，其飛行高度低，基本不受云層的干擾，因此拍攝出的影像更加清晰，分辨率更高。綜上所述，在森林資源調查工作中，衛星遙感和飛機遙感雖然發揮了一定的作用，但仍有較大的發展空間，主要體現在數據的更新及提高清晰度方面，在實際應用中會給工作人員開展工作帶來一定阻礙，導致其作用無法充分發揮，而無人機遙感技術的應用可為森林資源調查提供新思路。

3 ?森林資源調查中遙感技術的分類

3.1 ?按照特點及距離劃分

3.1.1 ?航天遙感

航天遙感又稱衛星遙感，一般利用航天飛機、人造衛星等進行遙感，此外一些天空實驗室也能實現遙感。這些設備的軌道高度一般在100 000 m以上，在實際應用過程中，不同的受軌道高度、遙感對象及設備能夠辨識的地物大小及地面的分辨率也會存在一定差異。

3.1.2 ?航空遙感

航空遙感與航天遙感最大的區別是距離不同，航空遙感一般用于地面高度在600 m的低空到10 000 m的中空，或10 000～25 000 m的超高空，主要采取的方式是在飛機上安裝遙感儀器。航空遙感獲取的圖像分辨率較高，并且信息內容較完整。航空遙感技術是在航空攝影測量技術發展過程中產生的，因此其最大的優勢是定位較精確。雖然航空遙感技術在森林資源調查中有一定的優勢，但也存在一些弊端，其中最突出的弊端是遙感范圍較小、處理過程較復雜，在森林資源調查中缺乏適用性。

3.1.3 ?近地遙感

近地遙感地面高度一般不高于1 000 m，應用到的設備一般是地面設備，如遙感鐵塔、遙感長臂車等。地面遙感最主要的作用是進行光譜特性測試及大氣輻射訂正，能夠為識別高空獲取的遙感圖像提供依據和參考。

3.2 ?按照電磁波波譜范圍劃分

3.2.1 ?可見光遙感

可見光遙感一般采用多波段掃描儀或分波段照相機進行信息的采集，除在資源調查中適用，還可應用于軍事偵察及立體攝影測量。

3.2.2 ?紅外遙感

紅外遙感是利用近紅外波段和遠紅外波段進行遙感，該技術的優勢在于能夠精確地感應植物葉綠素含量和地表熱力場，溫度的分辨率較高。因此，除了能夠在森林資源調查中發揮重要作用外，還可用于觀測冰川、積雪等。

3.2.3 ?微波遙感

微波遙感最大的優勢在于其不受觀測時間的限制，并且能夠穿透植被、云層等干擾因素，但相對來說分辨率較低，適用的范圍主要是資源調查或地質勘察。

3.2.4 ?多譜段遙感

多譜段遙感需要先選取目標，一般以一個地物或地區作為目標，利用多個不同波段對目標進行遙感，并且將獲取的信息進行整合，能夠使得信息更加全面，發揮更高的價值。

4 ?遙感技術在森林資源調查中的應用

4.1 ?森林資源量調查

一般采用以下5種方式對獲取到的航空影像進行判讀，勾繪其中有價值的信息，并對森林資源量進行分析和估測。1）典型選樣法。典型選樣法在森林資源調查中應用最為廣泛，調查過程中，在一定范圍內選取具有代表性的樣點，通過圖像與樣點的對比進行實地測量，計算出森林資源量[4]。2）樣地實測法。樣地實測法同樣需要勾繪出需要的信息，在其中選取樣地，樣地呈方塊狀或帶狀，計算樣地中每公頃的森林資源量。3）分層抽樣法。分層抽樣法在應用過程中要按照影像的特征進行分層，并勾繪出需要的信息，進而估測整體的森林資源量。4）圖像判讀和實測回歸法。圖像判讀和實測回歸法主要依據航空圖像對森林資源量進行判讀，然后進行地面實測。5）多元回歸法。多元回歸法需要先在圖像上進行判讀，并選取出影響森林資源量的因素，建立多元線性回歸方程，結合方程進行判讀，進而對森林資源量進行合理的估測。

4.2 ?森林火災觀測

森林火災一旦發生，容易在較短時間內蔓延，不僅會給森林資源造成極大的損失，還可能威脅森林周邊群眾的生命及財產安全，因此有必要對森林火災進行觀測。1）劃分森林火災的等級。遙感技術可以根據森林火災的分布特點對其進行合理分類，在分類過程中，一般會以火源的分布情況、森林資源區氣候特征、森林中的植被類型等作為依據，對于航空獲取到的圖像進行辨識，進而對森林火災的等級進行劃分。同時，在劃分和辨識過程中，應用計算機圖像處理技術提取火災相關的有效信息，對火災的等級進行精確劃分。還能夠結合火源的密度、植被是否易燃等信息，更加全面、合理地確定火災等級。2）調查火災損失。森林火災發生后，植被的燃燒會引起地面波譜的變化，與正常區域相比差異較大。通過對遙感圖像進行辨識，能夠對火災區域的相關信息進行合理的判斷[5]。

4.3 ?森林病蟲害監測

森林病蟲害是導致森林資源遭受損失的主要原因之一。在傳統的森林資源調查工作中，由于調查手段較落后，容易遺漏一些已經發生病蟲害的樹木，導致工作人員無法及時對病蟲害進行處理，進而對森林資源造成較大的損失。在森林病蟲害觀測中應用遙感技術能夠及時了解森林資源的病蟲害情況，與正常樹木相比，已受病蟲害影響的樹木不僅光譜反射率會發生變化，溫度也會存在明顯的差異。因此，在森林病蟲害監測中應用遙感技術，不僅可以提高工作效率，還有助于工作人員及時采取有效的措施進行處理，避免病蟲害造成更大規模的破壞。

5 ?結語

雖然我國應用遙感技術的時間較短，但其發展速度較快，現階段已在森林資源調查中得到了廣泛的應用，并取得了一定成績。遙感技術能在森林資源量調查、森林火災觀測和森林病蟲害監測中發揮著重要作用，并能夠極大地提高森林資源調查工作的效率，為森林資源保護提供依據和保障，有助于推動我國林業的可持續發展。

參考文獻：

[1] 張振偉.淺談遙感技術在森林資源調查中的應用[J].林業勘查設計，2019（3）：85-86.

[2] 賈慧，楊柳，鄭景飚.無人機遙感技術在森林資源調查中的應用研究進展[J].浙江林業科技，2018，38（4）：89-97.

[3] 張永健，王龍龍，劉靖宇，等.淺談遙感技術在森林資源調查中的應用[J].科技風，2021（26）：1-2.

[4] 唐建明.無人機遙感技術在森林資源調查中的應用[J].綠色科技，2019（17）：209-210.

[5] 楊軍.衛星遙感技術在森林資源調查中的運用分析[J].林業勘查設計，2021，50（2）：79-81.

（責任編輯：張春雨 ?盛 ?偉）