岳彩會 喬潤喜

摘要：森林病蟲害的災(zāi)害問題對森林資源的保護(hù)與安全造成了嚴(yán)重的影響，需要及時(shí)的開展森林病蟲害監(jiān)測作業(yè)，保障此項(xiàng)作業(yè)在實(shí)施階段的快速性和準(zhǔn)確性，從而加大對病蟲害問題的防治力度?，F(xiàn)階段需要利用衛(wèi)星遙感影像技術(shù)，為森林病蟲害監(jiān)測作業(yè)的順利開展奠定良好的基礎(chǔ)，通過對此類技術(shù)的應(yīng)用方法和操作要點(diǎn)加以分析，基于系統(tǒng)化的總結(jié)和完善加深對衛(wèi)星遙感影像森林病蟲害監(jiān)測系統(tǒng)的研究和開發(fā)力度，充分的發(fā)揮衛(wèi)星遙感影像系統(tǒng)在森林病蟲害監(jiān)測作業(yè)當(dāng)中的實(shí)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：衛(wèi)星遙感影像;森林病蟲害;監(jiān)測措施

當(dāng)森林出現(xiàn)嚴(yán)重的病蟲害問題時(shí)，不僅不利于樹木的正常生長，還會降低森林的整體質(zhì)量，從而導(dǎo)致大量的森林資源遭到破壞，進(jìn)一步演變成了更為嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境失衡和造成更大的經(jīng)濟(jì)損失。在使用衛(wèi)星遙感監(jiān)測方法的過程中，可以擴(kuò)大實(shí)際的監(jiān)測區(qū)域，并對受害林木的實(shí)際情況予以客觀的評估，采取有針對性的控制措施，抑制森林病蟲害的發(fā)生和蔓延;基于精準(zhǔn)化的預(yù)測，實(shí)現(xiàn)對森林病蟲害災(zāi)害問題的進(jìn)行有效地防控。

1 分析基于衛(wèi)星遙感影像監(jiān)測森林病蟲害實(shí)際情況

通過對遙感影像的記錄狀況加以分析，利用識別圖像處理等計(jì)算機(jī)信息提取技術(shù)和功能，再結(jié)合其他類型的輔助類材料，實(shí)現(xiàn)對森林病蟲害問題的全面檢測。當(dāng)森林受到病蟲害的嚴(yán)重危害時(shí)，則會引起失葉等方面的問題，在開展監(jiān)測作業(yè)的過程中，需要針對森林區(qū)域的病蟲害發(fā)生、發(fā)展和造成的損失等情況加以評估，且這方面的評估內(nèi)容在森林病蟲害監(jiān)測階段具有重要作用。當(dāng)森林遭受到病蟲害問題的危害之后，林木的外觀、樹冠形態(tài)變化以及內(nèi)部生理都產(chǎn)生了一定程度的變化，并且對植物的反射率造成了相應(yīng)的影響，植物反射率的變化情況能夠引起光譜特性等方面的變動，而這些特性可以利用衛(wèi)星遙感傳感器進(jìn)行捕捉，通過分析遙感影像光譜值的整體變化狀況，進(jìn)一步掌握林木的內(nèi)部結(jié)構(gòu)異常變化情況。植被指數(shù)屬于較為常用的監(jiān)測方法，并且具有有效特性，利用比值植被指數(shù)監(jiān)測森林病蟲害的實(shí)際狀況，能夠獲得較為良好的監(jiān)測效果。首先，可以利用多種不同類型的圖像處理措施，及時(shí)的消除在波普產(chǎn)生階段的差異化情況，避免對整體的監(jiān)測精準(zhǔn)程度造成不良影響，接著提取兩期不同類型的影像比值植被指數(shù)，在最后將兩期影像的AVI相減，從而獲得植被的指數(shù)差，以定量分析的形式掌握森林的失葉情況，從而制作出清晰的圖紙等內(nèi)容。失葉檢測屬于森林生態(tài)學(xué)在研究階段的關(guān)鍵組成部分，在受到失葉等方面問題的影響時(shí)，則會造成林木的林冠產(chǎn)生變化，需要將這些的內(nèi)容納入到森林經(jīng)營管理項(xiàng)目當(dāng)中，采用衛(wèi)星遙感技術(shù)擴(kuò)大實(shí)際的監(jiān)測空間和監(jiān)測范圍，以實(shí)時(shí)化的監(jiān)測措施掌握林冠的動態(tài)變化情況，利用衛(wèi)星遙感監(jiān)測技術(shù)明確森林病蟲害問題的發(fā)生趨勢。

2 利用衛(wèi)星遙感影像監(jiān)測森林病蟲害的相關(guān)技術(shù)和主要方法

對于森林的病蟲害問題來說，實(shí)際上所涉及到的種類具有多樣化的特點(diǎn)，且不同的森林所受到的危害狀況具有差異性。與此同時(shí)，所選用的遙感數(shù)據(jù)類型各不相同，最終所選用的監(jiān)測方法也有所不同，從而保障了技術(shù)方法的多樣性和豐富性。在開展森林病蟲害衛(wèi)星遙感監(jiān)測應(yīng)用研究項(xiàng)目的過程中，嚴(yán)格執(zhí)行早發(fā)現(xiàn)、早監(jiān)測的病蟲害防控理念，及時(shí)的選取有針對性的防控措施，控制病蟲害的發(fā)生和蔓延，通過對森林的整體受害情況加以評估，在嚴(yán)格防控的基礎(chǔ)上進(jìn)一步減少災(zāi)害造成損失等問題的出現(xiàn)，從而確保早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)防、早除治等方面的森林病蟲害治理工作目標(biāo)能夠順利實(shí)現(xiàn)。

2.1 植被指數(shù)法

結(jié)合地表植被的實(shí)際狀況，可以選用植被指數(shù)的方法對森林現(xiàn)階段所遭受的病蟲害危害加以度量，通過對葉生物量所發(fā)生的變化加以分析，充分的將此方面的數(shù)據(jù)信息反映在影像當(dāng)中，使專業(yè)技術(shù)人員能夠及時(shí)的掌握植被指數(shù)的變化狀況。另外，在收集植被指數(shù)等信息的過程中，還可以確保此類指數(shù)能夠?qū)Σ∠x害的發(fā)生和發(fā)展情況進(jìn)行標(biāo)示，以此來分析植被指數(shù)的變化情況，從而實(shí)現(xiàn)對病蟲害災(zāi)害的有效和及時(shí)監(jiān)測。

2.2 傳統(tǒng)影像模式識別方法

2.2.1 影像差值法或影像比值法

通過將多時(shí)相影像與單時(shí)相影像進(jìn)行比較可以看出，在使用前者檢測方法的過程中，不僅能夠獲得更加精準(zhǔn)的分類程度，還可以對多種不同類型的病害進(jìn)行監(jiān)測。影像差值法主要是指兩個(gè)小時(shí)以內(nèi)所獲得的影像，且此類影像在相減的同時(shí)，從而衍生成為了新的影像。如果尚未發(fā)生病蟲害災(zāi)害的區(qū)域，那么其影像值為零，而對于受到病蟲害危害的森林區(qū)域，此時(shí)的影像值不為零。比值法主要是指在兩個(gè)小時(shí)以內(nèi)的影像，對其進(jìn)行相除之后從而獲得的新型影像資料。當(dāng)森林區(qū)域尚未受到病蟲害的危害時(shí)，那么影像的數(shù)值較為近似，若受到了病蟲害的嚴(yán)重危害時(shí)，那么其影像數(shù)值處于大于1或者小于1的狀態(tài)。在使用此類方法的過程中，主要是針對監(jiān)測光譜變化上的呈現(xiàn)出具有明顯失葉程度的區(qū)域，且此類區(qū)域的面積相對較大，并且失業(yè)情況過于嚴(yán)重。

2.2.2 影像分類法

在多光譜影像監(jiān)測技術(shù)的使用過程中，為影像分類法的操作提供了充足的空間，并且使影像分類法呈現(xiàn)出了良好的適應(yīng)性，在受到病蟲害危害時(shí)，林木冠層光譜區(qū)域可以使用影像分類法，從而明顯的掌握冠層光譜的變化狀況，并為檢測作業(yè)的開展奠定良好的基礎(chǔ)。單時(shí)像影像以及多時(shí)相影像屬于影像分類方法當(dāng)中的關(guān)鍵組成部分，其中，在使用多時(shí)相影像方法的過程中，能夠獲得較為精準(zhǔn)的分類程度。當(dāng)林木受到舞毒蛾等害蟲的危害時(shí)，則會引起失葉等狀況，可以在TM與SPOT等影像的共同作用下，對此類病蟲害問題進(jìn)行分類實(shí)驗(yàn)，可以基于監(jiān)督和非監(jiān)督等兩種不同類型的分類實(shí)驗(yàn)，將最終的監(jiān)測精準(zhǔn)程度保持在80%左右。例如：在檢測落葉松等森林區(qū)域的過程中，若落葉松受到了早落病的危害時(shí)，那么樹冠的針葉部分呈現(xiàn)出了黃色的狀態(tài)，并且不斷形成以自上而下的形式出現(xiàn)了失葉的情況，最后導(dǎo)致葉片死亡最終演變成為深灰色的狀態(tài)。通過對樹冠的變化進(jìn)行識別和分析可以看出，可以引起影像光譜變化狀況，從而呈現(xiàn)出了差異化的特點(diǎn)，可以利用影像分類的方法，對于受到損害的落葉公等樹木進(jìn)行檢測。

2.3 其他類型的影像處理方法

在使用其他類型影像處理方法的過程中，包含了纓帽變換、變化矢量、主成分變換、光譜混合以及紋理特征等多種不同類型的分析方法，將其全部融入到森林病蟲害問題監(jiān)測作業(yè)的實(shí)施階段，有助于進(jìn)一步提高病蟲害監(jiān)測作業(yè)的實(shí)施效果。在開展森林病蟲害問題監(jiān)測作業(yè)的過程中，由于尚未全面的消除相應(yīng)的成像條件，并且受到了地形、跡象等多方面因素變化狀況的影響。在使用傳統(tǒng)類型的影像分類差值法或者比值法監(jiān)測森林病蟲害問題時(shí)，則無法獲得更加優(yōu)質(zhì)的監(jiān)測效果。例如：在分析落葉松毛蟲危害等問題的過程中，可以針對落葉松的紋理特征加以分析，從而構(gòu)建相應(yīng)的紋理量。在分析紋理量顯著差異性特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，從而獲得了有效的落葉松毛蟲害信息數(shù)據(jù)，為森林病蟲害監(jiān)測工作的順利開展奠定了良好的基礎(chǔ)。

3 光譜分析技術(shù)

3.1 紅邊參數(shù)分析

在使用紅邊參數(shù)分析研究方法的過程中可以看出，當(dāng)植物受到了病蟲害的嚴(yán)重危害時(shí)，光譜情況則隨著相應(yīng)的反應(yīng)程度進(jìn)行改變，紅邊的拐點(diǎn)位移、紅界光譜的藍(lán)移以及藍(lán)邊的斜率變化情況較為明顯。在使用紅邊參數(shù)分析方法的過程中，主要涉及到了紅外波段和近紅外波段，且植物的光譜反射率呈現(xiàn)出了由低到高的狀態(tài)，中間的光譜區(qū)域則可以作為宏邊區(qū)進(jìn)行研究，通過對紅邊特性進(jìn)行分析，可以及時(shí)的探測出病蟲害的實(shí)際狀況，進(jìn)一步監(jiān)測植被的健康情況。

3.2 分析葉綠素的最大吸收深度

當(dāng)森林區(qū)域受到了病蟲害危害時(shí)，林木的葉片葉綠素濃度則會逐漸降低，且光譜的紅邊則會產(chǎn)生相對位移情況，與其相連的光譜吸收則會呈現(xiàn)出變淺的狀態(tài)。此時(shí)可以看出植物受到病蟲害的危害狀態(tài)較為嚴(yán)重，那么光譜吸收的變淺程度則會逐漸增大。為此，可以通過對葉綠素的最大吸收深度加以分析，并將此方面的數(shù)據(jù)信息作為表中植物健康狀況的重要數(shù)據(jù)，以定量的分析方法掌握植物的光譜變化情況。

4 基于衛(wèi)星遙感影像研究森林病蟲害監(jiān)測工作的發(fā)展趨勢

一方面，綜合運(yùn)用多種技術(shù)和方法，并為圖像的處理和信息的提取提供支持，識別并消除林下植被以及土壤等基礎(chǔ)因素對災(zāi)害光譜所造成的干擾，從而對偽信息加以剔除。在使用多源遙感數(shù)據(jù)方法的過程中，需要對影像的紋理特征予以高度的重視，從而加大對樹木冠層結(jié)構(gòu)特征的分析力度，進(jìn)而達(dá)到突出災(zāi)害信息、抑制噪聲的目的。另一方面，實(shí)現(xiàn)對多源遙感數(shù)據(jù)的綜合應(yīng)用。在開展森林病蟲害監(jiān)測作業(yè)的過程中，可以基于高分辨率的影像數(shù)據(jù)，從光譜、空間以及時(shí)間等多種不同的角度入手，從而拓展多源遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用空間，基于豐富的數(shù)據(jù)信息提高病蟲害監(jiān)測的精準(zhǔn)程度。

5 結(jié)論

為了能夠促進(jìn)森林病蟲害遙感監(jiān)測技術(shù)的研究進(jìn)程，并在開展森林病蟲害防治工作的過程中，為此類工程項(xiàng)目提供充足的數(shù)據(jù)參考依據(jù)，保障數(shù)據(jù)內(nèi)容的科學(xué)性、準(zhǔn)確性與可靠性，需要實(shí)現(xiàn)對衛(wèi)星遙感影像監(jiān)測方法的有效使用，及時(shí)地找出在森林病蟲害研究階段的主要問題，從而采取有針對性的改善措施，基于多種不同類型的監(jiān)測技術(shù)為森林病蟲害監(jiān)測作業(yè)的順利開展提供良好的技術(shù)支撐。

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