农业百科

森林遥感调查

2023-04-15

简介

利用遥感技术对森林资源、森林环境和森林灾害等进行的探测和分析研究。应用森林学及其环境的知识,通过对遥感图像资料的解译、分析、识别出各种林地生长状况的分布或林地受灾的范围;结合样地实测各种测树因子,可估测森林蓄积量,大大减少野外工作,提高工效。利用遥感技术进行森林调查一般有森林资源清查、森林灾害调查和森林经营管理调查等。

发展简况 遥感技术用于森林调查,历史较早。20世纪30年代,德国、美国、苏联等率先利用航空遥感技术对森林资源进行调查、划分森林类型、估测森林面积和蓄积量,监测森林动态变化、森林火灾和病虫害等。50年代初,中国开始利用航空遥感技术进行森林资源清查。随后,此项技术在林业部门得到了广泛应用,除在森林资源调查、森林火灾和病虫害监测方面进行了大量的研究和应用外,还在森林测量和制图、森林道路的勘测和设计、木材流送河道的勘测和设计、林业局场址和居民区的勘测和设计,以及林区地质、地貌和森林土壤的判读等方面也得到了有效的应用。

70年代初,美国发射陆地卫星-I号以来,有众多林业专家利用卫星图像对森林资源变化、生长状况、植被分类、监测森林火灾等方面进行了研究。认为卫星图像的分辨力虽然不如航空像片,但图像宏观、信息丰富,对研究大面积林区非常有利。美国应用陆地卫星图像进行多阶抽样森林资源调查和森林资源动态监测;应用诺阿(NOAA)气象卫星和陆地卫星资料相结合的方法对大范围的森林资源和环境进行宏观监测和预报;利用诺阿气象卫星的高级甚高分辨率辐射计的1通道和2通道的反射比,建立叶面积指数与叶绿素生物量和总生物量的关系。中国应用卫星探测森林火灾收到了巨大的社会效益和经济效益。如1987年5月,大兴安岭林区发生火灾时,利用诺阿气象卫星资料发现了火情,为指挥灭火提供了准确的资料;火灾后,利用陆地卫星TM资料确定火灾面积和受灾程度,为救灾工作提供了有用的资料。应用TM图像在“三北(中国的东北、华北、西北地区)防护林”勘测、设计和建设中发挥了作用。

森林资源清查 应用遥感技术获得的图像资料,结合数理统计抽样技术和少量的野外调查工作,以及电子计算机图像处理和分析计算,可以迅速获得大面积森林资源清查数据。并能进行立地条件调查和土地资源评价。由于航空彩色红外像片和多谱段假彩色合成像片具有优越的判读性能,只需在野外作一些精确的样地调查,通过室内对像片的量测和判读,鉴别林分类型和树种等,即可获得森林类型分布图。

森林蓄积量调查是在航空像片上应用抽样理论,在林区选取一定数量的样点,建立样地,实测样地内林木的株数、胸高直径、郁闭度、树高、树冠直径等因子,算出样地的蓄积量,编制像片二元或多元蓄积量表,然后按像片判读出来的不同林分类型面积,可估测出该地区的总蓄积量。另一种方法是在大比例尺航空像片上判读郁闭度、树高、树冠直径和株数等因子作为样地实测材积的函数,编制航空像片立木材积表或航空像片林分材积表。根据判读的树冠直径、树高或林分测树因子平均值,由上述表中查得每公顷的蓄积量,然后估测出调查地区的总蓄积量。

森林灾害调查 森林受到火灾、病虫危害以及霜冻时,利用遥感技术可以迅速查明灾情,提出有效的防治措施。例如美国林业局研制的一种红外森林火灾探测系统,是一个使用波长3~4微米和8.5~11微米的两个谱段敏感的探测器,从地面上空500米处对着温度为0~50℃背景能够探测到0.09平方米范围温度为600℃的目标。目前这个系统已普遍用于火情巡逻。从双子星座和阿波罗飞船沿地球轨道飞行所摄取的像片上,也能看出森林火灾。陆地卫星获取的图像能很快提供火灾信息,它对森林火灾范围的测绘和估价灾害的程度是个很准确的信息源。

遥感技术用于森林病虫害调查与监测,在很多国家已成功地应用红外航空像片估测森林病虫害造成的损失。森林病虫害有其发生的过程,对初期的灾害需要及早探测。例如欧洲山毛榉在连年干旱的情况下,易受各种真菌和细菌侵害。在初期感染阶段,树叶从正常黄绿变为淡黄色或暗红色,即使在摄影比例尺小于1:20 000的彩色红外像片上,也可以探测出来。树木也与动物一样,有病的树体温度升高,有时比无病的树体温度要高1~2℃,用热红外谱段探测时,病情严重的树,红外辐射量增加。在凌晨应用8~14微米谱段的红外探测器能探测出病树与健康树木有显著的温差。红外遥感对森林病虫害探测,可以在人眼察觉之前数日就能发现。

暴风灾害能在很短时间内给林区造成很大经济损失。但对暴风灾害的评估,用地面调查的方法在很短时间内是难于实现的,而应用航空摄影方法能够探测和确定暴风灾害的位置和范围。

森林经营管理 遥感技术在森林经营管理中应用最为广泛。它既能节省经营管理人员的时间,又能给出完整的图像。在制定大面积林区的采伐规划中,首先要用航空像片确定将要进行采伐的地区,并在像片上画出通过选定的采伐区的路线。伐区选定后,在航空像片上研究伐区边界、采伐方法、土壤稳定性和道路选线的地形特征。航空像片还可以决定采伐方式、贮木场的位置、道路岔线、转集位置和架空索道集材系统的设计。当采运作业涉及到大面积地区时,可利用定期连续航空摄影或卫星图像监测伐区进展和道路建设。

在人工造林中,遥感技术可用于苗林立地的定位和评价、造林计划和实施、更新和人工造林成活率等调查作业。

英文

remote sensing for forest surveying