遥感技术在森林覆盖中的应用

时间:2019-01-28 11:32:52 来源:超联新闻网 作者:匿名



遥感技术在森林覆盖中的应用

作者:未知

【摘要】现阶段我国森林资源监测已从传统简化向一体化转变,监测内容也越来越丰富。在森林资源监测中,森林覆盖和积累是遥感的主要监测重点。卫星的发展使遥感技术能够专注于空间计算机通信,地理等学科的成就,并已成为一项重要的高科技。遥感技术可以获取丰富的地理信息,其在林业中的应用具有综合性能高,成本低的特点。作者结合实际工作,探讨了遥感技术在森林覆盖中的应用,为后续林业调查和监测提供参考。

关键词:森林覆盖率;遥感技术;应用;发展趋势

在陆地生态系统中,森林占主导地位,总面积超过41公顷,占陆地总面积的31%[1]。 20世纪后,森林覆盖率和森林质量开始下降,环境环境事件不断出现。过去,在森林资源监测中,传统的原位观测和控制实验需要大量的人力物力,速度慢,时间序列可比性差,偏远地区的调查面临较大困难并且有更大的局限性[2]。 。遥感技术的应用为人们提供了大量的信息和更广阔的视野。人们获得的信息更加连续,客观,重复和动态,遥感数据的分辨率也更高。林业作为中国经济建设不可或缺的物质基础,在充分利用资源方面存在很大困难。我们需要采用先进的生产方式进行开发,利用遥感遥感技术研究森林资源已开始受到重视。

1森林覆盖率

森林以树木为主,包括草本灌木和其他生物。森林占据了很大的空间,对周围的生物群落产生了一定的影响。在森林资源调查过程中,森林覆盖率不仅显示了该国的地区或森林覆盖程度,还代表了整个国家的绿化程度。国家林业的发展方向和业务方向以国家森林覆盖率为基础。同时,森林覆盖率也是主导水土保持和森林效益的重要分子,国家计划自然资源的重要指标[3]。目前,国内外森林覆盖度的计算方法尚未得出统一的结论,特别是林分密度,计算类别和林带数量最具争议性。在正常情况下,森林覆盖率根据以前的计算方法根据实际国情计算。随着科学技术的发展和信息技术的广泛应用,森林覆盖也受到越来越多的关注。三种主要监测方法包括航空航天测量,地面测量和卫星遥感监测。其中,地面监测效果最差,需要很长时间,人力和物力资源要贵得多。卫星遥感成本低,监测效果好,图像采集周期短,因此应用越来越广泛。2森林覆盖率调查方法

地面调查。地面调查主要使用小班调查和抽样调查。其中,小班调查负责实施资源数据,如面积和积累到小类地块。采样控制负责控制整体累积精度,为小班的平稳运行提供依据和前提。一方面,地面测量方法确保区域数据以小类实现,另一方面,它可以确保累积精度,使后续监测工作更加可操作。

航空电影调查。中国在20世纪50年代开始使用航空电影调查,主要用于西北部沙漠地区和原始森林的调查,但很少用于人工林或次生林覆盖调查。用于监测森林覆盖率的航空电影调查方法需要大量的人力和物力资源,因为它需要准确的现场调查数据。

遥感调查。中国目前拥有多颗遥感卫星,并建立了国家遥感中心。它为资源环境研究和国民经济发展提供了宝贵的空间数据。目前,卫星遥感技术的发展突飞猛进,图像分辨率得到了很大提高,光谱分辨率达到了亚米级,可以实现全天候观测。已经形成了遥感网络。

3遥感技术在森林覆盖率调查中的应用

传感器是遥感技术的核心部分。根据不同的平台,它可以分为四种类型:卫星,机载,气球和手持。其中,卫星传感器是研究和应用最广泛的[4]。

3.1遥感技术的应用价值

首先,由于遥感卫星可以在地球周围定期运行,它们可以提供地球结构和地球表面的数据和图像。通过卫星遥感图像和数据,可以直观地看到砍伐的树木和森林。森林蝗虫遭到砍伐或破坏,森林面积减少,森林覆盖通过遥感技术得到直观的了解。

其次,遥感技术可以提供云层覆盖的森林条件。卫星遥感难以在降水量大,雨量大的地区获得准确的森林覆盖,地面卫星遥感也能捕获相对完整的数据图像。随着遥感技术的发展,雷达卫星的出现大大提高了卫星遥感的空间分布率,同时可以昼夜获得准确的卫星数据,并扩大了森林资源监测。第三,遥感技术可以提供准确的森林覆盖数据。卫星遥感可以在一到两天内反复覆盖同一区域。可以看出,卫星遥感监测森林覆盖所需的时间很短,卫星遥感可以根据实际情况调整周期。目前,卫星遥感信息化水平大大提高,人力物力资源减少,同时在处理森林火灾,森林污染和病虫害防治方面具有更多优势[5]。

3.2森林覆盖率调查遥感技术的具体应用

森林覆盖率的动态变化是森林健康的直接表现。利用遥感影像估算森林覆盖率的方法主要包括直接分类法和模型法。直接分类方法采用最大似然分类算法,支持向量机分类和决策树分类,将森林与非森林分离,获得森林覆盖率。模型规则基于地面调查,使用与森林覆盖高度相关的带或变量建立多元回归模型,包括线性回归模型和非线性回归模型(例如,回归树,辐射传递,神经网络,Logistic)。回归等),模型方法的优点是准确,客观,可重复[6]。

森林覆盖遥感技术的应用已相对成熟,国内外有成功案例和区域规模。例如,2010年全球森林遥感调查重点关注与森林有关的土地覆盖和土地利用变化,特别是在森林砍伐,森林扩张和植树造林方面。巴西的遥感监测显示,亚马逊雨林因伐木而遭受严重破坏,现有的五个主要木材产区已显着减少了砍伐面积,最大砍伐面积为123%。 2011年,北京市森林覆盖统计监测采用了最优波段组合和融合处理技术。通过监督分类方法提取森林覆盖类型,覆盖率和位置信息。结果表明,森林覆盖率达到46.97%。在乐业地区使用遥感技术监测显示,森林覆盖率已从2009年的76.4%上升至2017年的77.84%。

3.3森林覆盖率调查中遥感技术的发展趋势

虽然卫星遥感技术在信息技术发展中的应用越来越广泛,但遥感技术在森林覆盖率计算中的应用也受到诸多原因的限制。与传统的遥感技术相比,雷达遥感技术的空间分辨率和光谱分辨率都更加优越,极大地扩展了卫星雷达在森林监测中的应用深度。 “数字林业”已成为一种主要的发展趋势。首先是高分辨率遥感的发展。在森林覆盖率监测中,卫星遥感使用光学遥感数据,因为它比遥感数据输出更多信息,更高的空间和光谱分辨率,并且成本更低。当然,卫星遥感也存在一定的不足,其空间分辨率往往低于一般遥感数据。因此,为了改进和升级林业遥感技术,有必要首先解决积累量的稳定性问题,并最大化覆盖区域和分类的估计精度。解决了光学遥感数据空间分辨率低的问题[7]。第二是开发和应用雷达遥感。一般而言,在云层较厚,降雨量较大且条件较恶劣的地区获得的森林遥感数据通常较不准确。这个问题已经通过合成孔雷达系统的应用得以解决,即使在具有非常厚的云的区域也是如此。它还能够进行全天候和全方位的监测,提供准确的区域信息[8]。因此,使用雷达遥感的林业可以更好地监测森林覆盖率,更好地识别森林类型,森林砍伐,再生状态,森林密度和估计的森林蓄积量。

结论

随着遥感技术的迅速发展,人类进入了一个三维,多面,多角度,全天候,全方位观察的新时代。遥感技术在森林监测中的应用提高了监测数据的准确性。增加了人们对森林资源的关注。我们还需要积极吸收国际先进科学技术,开展国际交流与合作,使遥感技术更好地为林业监测服务,促进森林资源的可持续发展。

【引用】:

[1]张玉兴,王学军,黄国胜,党永峰,陈新云。森林区域多级遥感监测方法[J]。科学学研,2017,53(07):94-104。

[2]刘军,孟雪,温晓荣,林国忠,闫光辉,刘学辉,徐达。基于不同立地质量的森林蓄积量遥感估算[J]。西北民族大学学报(人文社科版)林业大学,2016,31(01):186-191。

[3]高光磊,辛忠宝,丁国栋,李从聪,张家印,梁文君,安云,何宇,肖萌,李文业。基于遥感技术的森林健康研究综述[J]。生态学报Sinica,2013,33(06):1675-1689。

[4]唐旭光,刘殿伟,王宗明,贾明明,董章宇,刘依依,徐文明。森林地上生物量遥感估算研究进展[J]。生态学杂志,2012,31(05) :1311-1318。

[5]张媛,陶平,梁世祥,梁万里。无人机遥感在森林资源调查中的应用[J]。西南林学院学报,2011,31(03):49-53。[6]娄雪婷,曾源,吴炳方。森林地上生物量遥感估算研究进展[J]。土地资源遥感,2011,(01):1-8。

[7]王学军,马伟,黄国胜,等。基于遥感大样本抽样调查的森林面积监测[J]。北京林业大学学报,2015,37(11):1-9。

[8]段竹庚,赵丹,曾媛,等。基于遥感的森林地上生物量估算[J]。武汉大学学报(信息科学版),2015,40(10):1400-1408。

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