田邦勝 雷紅文

摘 要 森林資源調(diào)查是森林資源保護工作中最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)，能夠為森林資源保護工作的開展提供必要的依據(jù)，對促進我國森林資源的可持續(xù)發(fā)展有積極的意義。將遙感技術(shù)應(yīng)用于森林資源調(diào)查中，不僅更加方便快捷，同時能夠有效提升森林資源調(diào)查工作的成效。從森林資源量調(diào)查、森林火災(zāi)觀測、森林病蟲害監(jiān)測3個方面探討了遙感技術(shù)在森林資源調(diào)查中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 森林;資源調(diào)查;遙感技術(shù)

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(shù)有了進一步的發(fā)展。將遙感技術(shù)應(yīng)用于森林資源調(diào)查中，能夠?qū)崿F(xiàn)實時的定位和監(jiān)控，并可將采集到的信息和數(shù)據(jù)傳輸給相關(guān)的工作人員，工作人員通過分析整合數(shù)據(jù)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(tǒng)的森林資源調(diào)查工作難度較大、效率較低，同時容易出現(xiàn)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(diào)查中應(yīng)用遙感技術(shù)具有積極的現(xiàn)實意義。

1 ?森林資源調(diào)查概述

1.1 ?簡介

森林在整個生態(tài)系統(tǒng)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(jīng)濟發(fā)展中，森林都發(fā)揮重要的作用，而隨著環(huán)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(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，因此，開展森林資源保護工作至關(guān)重要[1]。森林資源調(diào)查對有效開展森林資源保護工作必不可少，森林資源調(diào)查有利于人們?nèi)姘盐丈仲Y源的歷史、現(xiàn)狀及未來發(fā)展等情況，即通過了解森林資源現(xiàn)階段的情況，有利于對森林資源未來的發(fā)展趨勢進行合理預(yù)測和科學規(guī)劃，進而提升森林資源管理的科學性，推動我國林業(yè)資源的可持續(xù)利用。

1.2 ?調(diào)查形式

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

2 ?遙感技術(shù)概述

2.1 ?簡介

遙感技術(shù)主要指利用相應(yīng)的設(shè)備，如無人機、飛機或人造衛(wèi)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(shù)也在不斷發(fā)展?，F(xiàn)階段，利用衛(wèi)星獲取數(shù)據(jù)已經(jīng)成為森林資源調(diào)查的重要手段之一，不僅能極大地提升森林資源調(diào)查工作的效率，還能進一步提升數(shù)據(jù)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(yīng)的分類算法進行分類。在對數(shù)據(jù)進行分析時，將地學分析法與影像的具體特征進行結(jié)合，依據(jù)現(xiàn)有的森林資源資料和調(diào)查人員豐富的工作經(jīng)驗，才能夠更加精準地判斷地物的類型。遙感技術(shù)獲取的信息能夠利用計算機系統(tǒng)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(shù)中的航空攝影技術(shù)主要基于地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS），GIS在森林資源調(diào)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(tài)分析和監(jiān)測。

2.2 ?應(yīng)用現(xiàn)狀

在森林資源調(diào)查中應(yīng)用到的遙感技術(shù)主要是衛(wèi)星遙感和飛機遙感。1）衛(wèi)星遙感在應(yīng)用的過程中，易受周期和數(shù)量的影響，只有在衛(wèi)星經(jīng)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(wèi)星遙感的應(yīng)用有較大的限制。結(jié)合我國的實際情況來看，進入夏季后，我國多地區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)陰雨天氣，這使得衛(wèi)星遙感的應(yīng)用存在一定的局限性，只能在一定的時間內(nèi)進行拍攝和采集，這也導致衛(wèi)星遙感的周期大幅度增加，很難短期內(nèi)對森林資源信息進行對比和分析，并且由于衛(wèi)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(yīng)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(yè)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(diào)查應(yīng)用中存在一定的弊端。

現(xiàn)階段在一些森林資源調(diào)查工作中，無人機遙感技術(shù)得到了工作人員的青睞。這一技術(shù)主要是利用無人機進行拍攝，無人機最主要的優(yōu)勢是成本低、體積小、攜帶方便、操作簡單。隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)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(diào)查工作中，衛(wèi)星遙感和飛機遙感雖然發(fā)揮了一定的作用，但仍有較大的發(fā)展空間，主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)的更新及提高清晰度方面，在實際應(yīng)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(fā)揮，而無人機遙感技術(shù)的應(yīng)用可為森林資源調(diào)查提供新思路。

3 ?森林資源調(diào)查中遙感技術(shù)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(wèi)星遙感，一般利用航天飛機、人造衛(wèi)星等進行遙感，此外一些天空實驗室也能實現(xiàn)遙感。這些設(shè)備的軌道高度一般在100 000 m以上，在實際應(yīng)用過程中，不同的受軌道高度、遙感對象及設(shè)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(qū)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(nèi)容較完整。航空遙感技術(shù)是在航空攝影測量技術(shù)發(fā)展過程中產(chǎn)生的，因此其最大的優(yōu)勢是定位較精確。雖然航空遙感技術(shù)在森林資源調(diào)查中有一定的優(yōu)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(diào)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(yīng)用到的設(shè)備一般是地面設(shè)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(jù)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(diào)查中適用，還可應(yīng)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(shù)的優(yōu)勢在于能夠精確地感應(yīng)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(diào)查中發(fā)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(yōu)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(diào)查或地質(zhì)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(qū)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(fā)揮更高的價值。

4 ?遙感技術(shù)在森林資源調(diào)查中的應(yīng)用

4.1 ?森林資源量調(diào)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(diào)查中應(yīng)用最為廣泛，調(diào)查過程中，在一定范圍內(nèi)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(yīng)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(jù)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(jié)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(zāi)觀測

森林火災(zāi)一旦發(fā)生，容易在較短時間內(nèi)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(chǎn)安全，因此有必要對森林火災(zāi)進行觀測。1）劃分森林火災(zāi)的等級。遙感技術(shù)可以根據(jù)森林火災(zāi)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(qū)氣候特征、森林中的植被類型等作為依據(jù)，對于航空獲取到的圖像進行辨識，進而對森林火災(zāi)的等級進行劃分。同時，在劃分和辨識過程中，應(yīng)用計算機圖像處理技術(shù)提取火災(zāi)相關(guān)的有效信息，對火災(zāi)的等級進行精確劃分。還能夠結(jié)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(zāi)等級。2）調(diào)查火災(zāi)損失。森林火災(zāi)發(fā)生后，植被的燃燒會引起地面波譜的變化，與正常區(qū)域相比差異較大。通過對遙感圖像進行辨識，能夠?qū)馂?zāi)區(qū)域的相關(guān)信息進行合理的判斷[5]。

4.3 ?森林病蟲害監(jiān)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(tǒng)的森林資源調(diào)查工作中，由于調(diào)查手段較落后，容易遺漏一些已經(jīng)發(fā)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(yīng)用遙感技術(shù)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(fā)生變化，溫度也會存在明顯的差異。因此，在森林病蟲害監(jiān)測中應(yīng)用遙感技術(shù)，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(guī)模的破壞。

5 ?結(jié)語

雖然我國應(yīng)用遙感技術(shù)的時間較短，但其發(fā)展速度較快，現(xiàn)階段已在森林資源調(diào)查中得到了廣泛的應(yīng)用，并取得了一定成績。遙感技術(shù)能在森林資源量調(diào)查、森林火災(zāi)觀測和森林病蟲害監(jiān)測中發(fā)揮著重要作用，并能夠極大地提高森林資源調(diào)查工作的效率，為森林資源保護提供依據(jù)和保障，有助于推動我國林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

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

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

[5] 楊軍.衛(wèi)星遙感技術(shù)在森林資源調(diào)查中的運用分析[J].林業(yè)勘查設(shè)計，2021，50（2）：79-81.

（責任編輯：張春雨 ?盛 ?偉）