林业监测中遥感技术的应用要点及展望

韦红华

阳山县生态公益林总站 广东 清远513100

1 引言

所谓遥感技术就是通过人造卫星、飞机或者其他飞行器的应用来收集地物目标的电磁辐射信息,通过所收集信息的分析与处理对环境和资源状况进行判断的技术。通过此技术的应用,可以开展周期性的观测操作,并且可以高速、高效获取大范围内的地面信息,实现所判断的环境信息资源情况的全面性。近年来,遥感技术快速发展,并且在各个行业中深入应用。在林业行业中则主要使用卫星和飞机等实时监测林业资源,有利于林业数字化建设的发展。

2 林业遥感数据源分析

在林业监测中使用遥感数据所获取的数据为光学遥感数据,数据类型主要以TM和SPOT为主,对于前者来说,表现出良好的空间分辨率和光谱分辨率,可以在短时间快速收集大量的信息,信息收集成本较低。但是由于此种数据的30 m空间分辨率和应用精度较低,因此在宏观的森林资源监测作业中则通常使用NOAA数据。想要提升林业遥感水平,则要获取高分辨率的卫星数据,常用的监测方式所获取的数据通常为IKONOS的卫星图像。

在对一些细微光谱差异的物质开展探测工作时需要采取高光谱遥感技术,也就是在林业监测中识别和分类植物的类别。在此技术应用中,通过丰富光谱信息的应用可以获取具有较高精准度的森林分类和森林资源变化信息,并将其应用于森林资源管理工作中。或者可以通过混合光谱分解方式来全面反应森林的郁闭度,获取更加全面的森林结构和环境等方面的信息。

如果有云层覆盖在森林上方或者天气条件较差时,想要有效捕捉森林的可见光并获取准确的林业信息,则需要通过遥感技术中的合成孔径雷达技术来获取地表结构信息,填补林业遥感数据。通过此技术的应用可以获取不同类型的森林生物物理参数,而且可以识别森林类型和密度,在热带雨林环境中有着良好的砍伐监测效果。

3 林业监测中遥感技术的具体应用

3.1 森林资源遥感调查 为了准确判断森林类型需要开展森林资源遥感调查工作,所用的调查方式就是野外调查与卫星图像对照结合的方式。通过遥感技术所获取的数据来建立模型,估计森林资源的总量和面积。在上述过程中也可以应用多时相遥感影像来准确监测森林的覆盖率。此种森林调查技术体系建立于上世纪50 年代,早期的调查方式主要是航空照片和地形图为主,采取手绘的方式获取林相图,不仅误差大且耗时长。在进入本世纪回来,遥感技术中的高空间分辨率卫星影响在林业监测开始大规模应用,加快了林业调查的数字化建设工作。其中应用高光谱遥感数据并进行此数据的星载预处理,对统计模型进行综合利用可以预测森林郁闭度和叶面积指数,提升森林资源调查工作的效率和准确性。目前,林业监测遥感技术在森林资源保护中已在森林资源各类调查、建设项目征占用林地的使用情况监管和年度森林图斑督查等方面广泛应用。

3.2 森林火灾监测 将遥感监测技术应用于森林火灾监测中,主要是及时预报森林火灾并及时作出反应,最大化降低森林火灾所造成的危害。近年来更是随着遥感技术的完善,通过MODIS数据的应用来预测森林火灾,也就是通过卫星来快速获取森林火灾数据,通过相应技术系统的构建来全天候监测和预防森林火灾,逐渐形成一套完善的森林火灾监测系统。

3.3 森林病虫害遥感监测 针对病虫害侵扰植物之后会出现红外波段的波谱值出现较大波动的原理,通过遥感技术的应用可以获取准确的波谱值变化情况,用以快速寻找病虫害的源头并开展病虫害防治工作。尤其随着航天遥感技术的发展和应用,可以监测植物在受到病虫害时的叶绿素和水分含量下降情况,以及叶黄素和叶红素的上升情况,结合上述情况栏反应植物的发射率,起到监测植物病虫害的作用。基于上述原理和遥感技术,不仅构建了提取病虫害信息的基础体系,而且研发出病虫害遥感监测预警技术,便于林业部门快速和准确开展病虫害预报监测、灾害评估和决策等工作。目前,林业监测遥感技术对县级林业主管部门对松材线虫、马尾松毛虫等林业有害生物的监测、检疫和防治发挥了十分重要的作用。

3.4 林业生态工程监测评价 基于遥感技术可以对系统信息开展基层处理的原理来构建统一的技术平台,将其应用于林业生态工程中,可以在治理水土流失问题并建设大型防护林时开展调查研究工作,也就是利用遥感技术来获取防护林的森林类型、面积和参数等,将这些参数数据作为开展动态生态监测的依据,通过监测系统的构建来实时掌握防护林的防护能力,并对后续森林综合治理工作起到指导作用。林业监测遥感技术在林业生态工程中实际应用主要包括新造林规划、森林抚育、石漠化综合治理、封山育林及生态修复等方面。

4 林业监测中遥感技术的应用要点

在林业监测中应用遥感技术时,首先要科学应用遥感技术,提升林业遥感资料成图工作的质量,保障林分调查因子估计的科学性,实现资源整合来确保遥感技术应用的科学性。其次是实现林业信息共享,也就是通过国家级森林资源监测体系的构建来整合不同地区的林业资源信息并实现资源信息共享。再次是加强林业遥感信息融合,也就是基于来源多样性的信息通过林业遥感信息融合的方式来进行加工,发挥不同信息员的优势并实现功能叠加。最后要确保林业遥感数据的精确度和可靠性。针对由于卫星传感器空间分辨率不足而造成的信息源不够充足的问题,或者其中夹杂较多的混杂像元而影响树种分类的精准度问题,需要通过多维光谱空间信息分析方式建立窄光谱段和地物之间的联系。

5 林业监测中遥感技术的应用展望

尽管进入本世纪以来,遥感技术的以迅猛发展并且在林业监测中的应用取得一定成绩,但是林业监测工作中所面临的的挑战在不断增加,在今后的发展中仍然要加大研究力度,构建天空地一体化的林业遥感应用体系。为此首先要构建林业遥感应用综合服务平台来存储海量遥感数据,还要结合GIS和GPS等先进技术构建全方位的林业服务体系,同时要加大林业遥感的教育与培训工作力度,提升林业遥感队伍的专业水平,快速推进科研成果用于实践中。

6 结语

如今随着遥感技术的快速发展,其在林业监测工作中的应用更加深入,主要用于森林资源遥感调查、森林火灾遥感监测、森林病虫灾害遥感监测、林业生态工程遥感监测评价等工作中,发挥着重要作用,表现出良好应用效果。未来仍然要加大技术研究和融合力度,发挥遥感技术优势,提升林业监测专业水平。