遙感技術及其在林業中的應用

譚小軍

摘 要：20世紀90年代以來，遙感技術得到了突飛猛進的發展。遙感技術由于具有實時、動態、綜合性強等特點，二十多年來，在林業中得到了廣泛應用。本文簡要介紹了遙感技術的概念、特點和林業遙感的概述，著重介紹了遙感技術在森林資源調查、動態分析、森林火災預測、森林病蟲害監測四個方面的應用狀況，主要是關于應用具體內容和技術。

關鍵詞：遙感技術；林業；森林資源

1 遙感技術的概述

1.1遙感技術的概念和特點

遙感是20世紀60年代發展起來的對地觀測綜合性技術。顧名思義就是“遙遠的感知”。即在一定距離之外，利用探測儀器，從遠處把目標的電磁波特性記錄下來，并對這些信息進行加工處理，揭示出物體的特征性質及其變化的綜合性探測技術。通常人們在習慣上根據遙感平臺、遙感器的探測波段、工作方式和其應用領域的不同進行分類。遙感具有大面積的同步觀測、數據的綜合性和可比性、時效性與經濟性等特點。遙感能進行大面積的同步觀測，一幀地球同步氣象衛星圖像可覆蓋1/3的地球表面。它的時效性主要表現在可以在短時間內對同一地區進行重復探測，發現地球上許多事物的動態變化，太陽同步軌道衛星（如NOAA氣象衛星和FY-1氣象衛星）可以每天2次對同一地區進行觀測。

2 林業遙感的概述

七十年代時，遙感技術開始應用，由于其綜合性、宏觀性、時效性和經濟性等特點，因而成為研究森林資源現狀及其動態變化的理想手段。遙感技術在林業中的應用被稱為林業遙感技術，是指通過衛星和飛機對林業資源進行實時動態地監測，形成各種數據和信息，并通過綜合分析處理為林業決策和發展提供服務。在林業工作中最常用的是根據遙感平臺分為航空遙感和航天遙感。

3 遙感技術在林業中的應用

3.1森林資源調查

3.1.1調查內容

森林資源是一種再生資源，具有一定的周期性。遙感主要調查森林的覆蓋面積、齡級、郁閉度、樹種的分布情況等。通過這些情況我們可以判斷哪些是屬于優勢樹種。森林資源調查是通過一定的調查方法，查清森林資源的數量和質量。了解森林的現狀及消長狀況，為林業工作的決策，發展規劃及開展林業經營利用活動提供必要的基礎數據。

3.1.2調查技術

對森林資源進行調查主要是利用航空像片和高光譜遙感數據，這個已經得到了廣泛的應用。主要是研究航空像片，獲取自己需要的東西。由于般空像片上的影像能夠顯示地物細，所以能按照林區區劃所要求的林地分類因子準確地勾繪出林地輪廓，而后轉繪成圖。而高光譜遙感數據由于具有高分辨率和大量的光譜波段，可以識別樹種、提取森林郁閉度信息。利用高光譜數據實行的混合光譜分解方法就可以將郁閉度這個最終光譜單元信息提取出來，合理而真實地反映其在空間上的分布。

3.1.3調查意義

通過調查，可以知道地球上乃至每個國家、每個地區森林的覆蓋面積、郁閉度，樹種的分布情況等，森林是生態平衡的重要支柱。對森林進行動態監測，可以及時反映森林面積、郁閉度、樹種等森林數據的變化，有利于我們及時的調整林業管理和規劃，使我們的生產生活變得更加豐富、充裕。航空像片所提供的地面信息，可以作為布設樣地調查點和抽樣實測的樣地點的圖面依據。也可以作為野外工作的行動向導，用最短的路線和較少的時間完成較多的工作量。

3.2森林病蟲害監測

3.2.1監測內容

病蟲害對森林資源的毀壞以及對林產品造成的損失是巨大的，往往超出我們的想象。因此預防森林病蟲害必須及早發現，及時采取防治措施，這樣才不會造成很大損失。遙感主要是監測植物的溫度，來判斷植物是否生病及嚴重程度。也可以從遙感數據中提取信息，分析病蟲害的源地、災情分布和發展狀況等。

3.2.2監測技術

監測植物病蟲害主要是用紅外遙感和多光譜遙感。植物受到病蟲害侵襲，會導致植物在各個波段上的波譜值發生變化。探測森林病蟲害的原理是依據森林植物綠色葉子內部組織結構和功能的變異，而對光譜反射率有明顯的影響，可以根據光譜反射率的差異在紅外彩色片上的反映，對森林病蟲害進行探測。用紅外遙感和多光譜遙感技術能在肉眼還不能發現癥狀時探測植物病害，作出病害預報，以便采取防治措施，減少經濟損失。如：森林病蟲害在紅外彩色圖像上的色彩反映是由于色三角的感色規律，森林病蟲害使紅外反射降低，引起紅色減少。假如紅外彩色片上的紅色完全消失，由蘭綠二原色組合成青色，此時病蟲害比較嚴重。如果彩色紅外片紅色成份越多，表明森林植物的生命力越旺盛。這樣就可以用紅外技術探側樹術健康與否。

3.3預測森林火災

3.3.1預測內容

森林火災是自然災害中最為嚴重的一種，森林一旦發生火災，不僅會使辛苦幾十年培育的林木頃刻間化為灰燼，而且會對生態環境帶來嚴重的負面影響。如果能及時監測、預報森林火災，其帶來的損失就會大大減小。遙感主要是預測火勢強度、火頭位置、火勢發展方向及各種救火措施等。

3.3.2預測技術

探測火情方面所使用的遙感技術，主要利用飛機或衛星上安裝的紅外探火裝置探測火災。利用AVHRR圖像和TM圖像能準確定位森林火災，包括火頭位置、火勢發展方向、各種救火措施的實際效果等重要信息，可為森林救火提供可靠依據[1]。由于森林分布面積大，再加上許多地方往往交通不便，難以達到，因此發現火情十分困難，而利用遙感技術可以大大提高監測火情的效果，及時發現火情，使人們及時控制火災蔓延，撲滅森林大火，減少損失。通過近 20 多年的技術突破，我國逐步研究形成了基于衛星遙感數據的森林火災監測應用方法與技術系統，初步建立了基于航天、航空、瞭望臺（塔）以及與地面巡護相結合的森林火災監測體系[2]。同時，還將海洋衛星技術等應用于我國森林火災的預防、監測及撲救工作中。為撲救、指揮提供了可靠的數據保障和技術支撐。

總之，在林業上，遙感技術的應用是多方面的。遙感技術不僅能夠提供信息還能獲取信息與服務的手段，為林業建設決策提供監測與效益評價信息。更在今后的森林資源調查、動態監測、森林火災預測、森林病蟲害監測和數據更新方面，將形成一個新的林業遙感信息系統，由此看來其前景是十分廣闊的。