遥感技术在林业资源调查及监测中的应用研究

摘 要：遥感技术具有覆盖区域广、重复性强、信息获取及时等优点，可以高效应用于林业资源调查及监测。基于此，介绍了遥感技术的基本原理及其优势，明确了遥感技术在林业资源调查及监测中的应用，并从技术、政策和市场3个方面探讨了遥感技术在林业资源调查和监测中的应用前景，为我国林业资源保护和持续利用提供了新的途径。

关键词：遥感技术；林业资源调查；森林资源监测；数据准确性；空间解析度

中图分类号：S757.2 文献标志码：B 文章编号：2095–3305（2024）10–0-03

作为一种现代信息科学技术，遥感技术通过远距离无接触方式，获取并解译有关地球表面自然和人文现象的资讯，广泛应用于地质、农业、气象、环保等领域，在林业资源调查及监测方面更具独特的优势。作为林业核心业务之一，林业资源调查及监测对我国林业科学研究、林业生产经营和林业管理决策具有重要支撑作用。然而，传统的林业资源调查方法，如样地调查，由于受到地域、气候、人力等因素的影响，在时间、空间尺度上往往存在局限性，不具备适应高时效性、大尺度需求的能力。因此，提升林业资源调查及监测的精度和效率亟须新型技术的支持。遥感技术以其可以获取全覆盖、持续、多源信息的优势，被作为解决上述问题的有效手段。

1 遥感技术的基本原理及其优势

1.1 遥感技术的定义和发展历程

遥感技术源自20世纪60年代的一种通过在航空器或卫星上的设备无接触地获取并解译地表及其上大气层信息的技术，这一过程包括设备接收、信息解译和应用等阶段[1]。它利用电磁波在地球与大气之间传输的特性，通过接收器接收地球反射或发射的电磁波，再经过解码和解译转化为能理解的信息，从而获得地面、海洋或大气的状况。

遥感技术的发展经历了几个阶段。早期的遥感主要是基于气球、飞机等航空器进行地表观测的。随着科技进步，卫星遥感技术应运而生，实现了对地球全球、全天候、多时段的动态监测，显著拓宽了遥感技术的应用范围，提高了监测效率。20世纪80年代，随着计算机和信息技术的快速发展，遥感技术开始整合计算机、网络及GIS等技术，成为现代地理信息系统中不可或缺的部分，使得遥感技术进一步拓展至环境保护、资源探测、城市规划、农业生产等领域。到21世纪，遥感技术进入高光谱、超光谱，甚至量子遥感等阶段，技术的应用范围和深度得到更大程度的拓展[2]。

总之，遥感技术从起步到发展，从基础到深入，它的进步代表了科技的飞跃。如今，遥感技术已经渗透许多领域，并在林业资源调查和监测中发挥了重要作用，展现出巨大的应用价值和发展潜力。

1.2 遥感技术的基本原理

遥感技术是一种现代科学技术，其基本原理涵盖多个领域的知识，包括地理学、物理学、光学、计算机科学等。

物理层面主要涉及电磁波和反射率两个核心概念。电磁波是遥感得以实现的根本，是遥感设备从地面有规则释放并反射回仪器的辐射能量。而不同地表特征反射电磁波的强度和频率存在差异，从而构成了反射率。通过测量反射率的变化，可以从遥感图像上辨别地表特征。

应用层面主要包括数据采集、数据处理和数据解译3个步骤。数据采集主要是通过遥感设备，如卫星或无人机，从远距离获取地表的反射数据。数据处理环节是对所采集的数据进行去噪、校正、分类等复杂处理，转变成可以应用的遥感图像。数据解译阶段是指经过专业人员使用遥感图像解译技术，掌握地物类型、状态、分布等信息。

需要特别强调的是，遥感图像解译属于遥感技术的一部分，因此只有通过解译才能最终实现卫星图像的实际应用。在森林调查和监测应用中，遥感图像解译技术则是通过解译森林类型、动态变化等信息，为林业管理和政策制定提供科学依据。

1.3 遥感技术的优势

第一，覆盖区域广。采用卫星或航空器进行信息采集，不受地形、地域等条件的制约，能全面、准确地获得林业资源的分布、种类等基础地理信息。

第二，重复性强。遥感技术能够在相同的时间规律下反复收集数据，得到具有较强的时间连续性和一致性的信息，为观察林业得到资源的动态变化提供了支持。

第三，信息获取及时。遥感技术可以实时或近实时获取大面积的林业资源信息，周期短，速度快，可以有效满足快速响应的需求。在林业资源的管理和保护中，这种高效的信息获取方式具有无可比拟的优势。

第四，可以提供高精度的数据，即高空间解析度[3]。

遥感技术采集的是卫星或航空器拍摄的高清晰度影像，这种影像可以通过后期处理提供超过人眼可见范围的细节，如森林资源的物种多样性、生态环境变化等，为林业资源的详细调查和深入研究提供极其重要的数据支持[4]。

将遥感技术应用于林业资源调查和监测，不仅可以提高工作效率，增强工作便利性，还可以提供准确有效的科学数据支持，从而提高森林资源的管理和利水平。

2 遥感技术在中国林业资源调查及监测中的历史回顾和应用

2.1 我国林业资源调查及监测的历史回顾

在20世纪80年代以前，我国林业资源的调查及监测主要依赖传统的地面测量和样地调查，数据获取速度慢且耗费的人力物力大。随着国家对林业发展的重视和科技水平的提高，尤其是遥感技术的出现和应用，我国林业资源调查及监测工作方式得以改变，效率得以提高。在20世纪70年代末，遥感技术首次被引入我国林业资源获取的工作。20世纪80年代至90年代早期，遥感图像技术开始在中小比例尺的森林资源调查中得到较广泛的使用，解决了传统方法难以克服的一些问题，如在林业资源调查中实现了大面积、高效率的数据获取。20世纪90年代中期，随着多源遥感数据的经济获取能力的提高，以及遥感图像处理和分析软件的应用普及，我国林业资源调查及监测开始实现了从定性描述转向定量分析，从二维空间转变到三维、四维空间，进一步提升了数据的准确性和解析度。进入21世纪以来，随着遥感技术的快速发展和新一轮全国森林资源盘查的开展，遥感技术在我国林业资源调查及监测中的应用更加广泛、成熟。无人机成像技术的发展，极大地提高了森林资源调查的效率和精度，可以快速定量评估森林类型、林木分布、树冠覆盖度、树高等参数，为林业资源管理提供了精准决策支持。

2.2 遥感技术在我国林业资源调查中的应用

遥感技术以其独特的优势和巨大的潜力在我国林业资源调查中得到广泛应用。作为一种远距离搜集信息的手段，遥感技术在空间覆盖和时间效益两个方面表现突出。

在空间覆盖方面，遥感技术对森林资源的定量和定位十分准确。通过对遥感图像的解析和识别，遥感技术能准确地进行划分林木种类、估算林木资源储量和空间分布规律等工作。针对不同的地域和环境，遥感技术提供多维、多尺度、多周期的林业资源信息，相较传统的线下调查，大大拓宽了调查领域。

在时间效益方面，通过遥感技术，林业筹划部门能够及时发现森林变化，如林分变化、病虫害情况等，从而提早制定应对策略。通过对遥感数据的长期累积和分析能够建立起森林资源动态变化的数据库，这对全面审计和预测林业资源的趋势具有重要价值。

2.3 遥感技术在我国林业资源监测中的应用

遥感技术在我国林业资源监测中的应用表现在对森林覆盖度的精确计算、森林生物多样性的有效监测、森林病虫害的迅速定位和森林火灾的实时预警。

遥感技术能够实现对森林覆盖面积的综合定量分析，其结果具有较高的一致性和准确性。利用遥感技术，可以通过对图像的分类和解译，准确地测算出林业资源的分布和覆盖度，助力林业资源保护和合理利用。遥感技术通过获取和解析遥感图像，可以全面动态监测森林生态，进而准确测定森林生物多样性的状况，为林业资源的科学管理和保护提供决策支持。遥感技术能够提供高时效、高空间解析度的数据，可以实现对森林病虫害分布区域的快速定位和划定，有助于病虫害的及时防治。此外，遥感技术可以实时监测森林火灾的状况，并及时预警，从而有效防止森林火灾的发生和扩散。

3 遥感技术在林业资源调查及监测的应用前景

3.1 技术角度

高精度的遥感数据是实现精准监测的前提[5]。当前，高分辨率遥感数据的获取已经不再是技术壁垒，各类高分辨率遥感卫星的发射将为森林资源的精细化管理提供坚实的数据基础。一些高分辨率的遥感卫星（如高景一号01星）的数据已被应用于森林资源精细化管理。这不仅能够提升森林资源调查的精度，还可实时动态监测林业资源。

随着大数据、云计算、机器学习等技术的日益成熟，遥感数据解析的技术手段也在不断提升，与此相关的技术的成熟和普及也为大范围、大规模的林业资源调查和监测提供了可能，遥感数据的解析和处理速度也将加快，为森林资源的动态监测提供了更为及时、准确的数据支撑。

未来的林业资源调查及监测有可能不再依赖于人工，而是通过遥感技术实现自动化、智能化的数据获取和处理。例如，利用无人机搭载相应的遥感设备，在一定范围内进行自主巡航，获取研究区域内的遥感数据。通过机器学习等技术，也可以实现对遥感数据的自动处理和解析，极大地提升了数据处理的精度。

遥感技术在森林资源调查及监测中的应用将更趋普遍和深入，为我国的林业资源管理和保护提供更为高效、精确的技术支持，为实现林业资源的可持续利用打开新门户。

3.2 政策角度

从政策角度看，遥感技术在林业资源调查和监测中的未来应用前景是十分乐观的。随着我国政府对科技和环保越来越重视，遥感技术在林业资源调查和监测中的应用将会得到更广泛的推广和更深入的研究。

第一，遥感技术的发展和应用离不开相关政策的指引和支持。我国政府对科技和环保的高度重视，使得遥感技术可以在林业资源的调查及监测中得到广泛应用，政策的制定为遥感技术的应用提供了坚实的基础。

第二，政策的引导方向能够直接影响遥感技术的发展和应用。基于我国政府对科技和环保的高度重视，

遥感技术相关领域的科技研究会有更多的研发投入，遥感技术的辐射力也会更强，在推进遥感技术应用的同时，进一步增强林业资源的调查和监测效果，使政策目标得以实现。

第三，政策的推动能够促进遥感技术在装备制造、应用、维护等环节中的标准化，促使遥感技术的使用更加规范，提高遥感技术在林业资源调查和监测中的效率。政策可以扶持企业和研究机构开发更多的遥感产品，提供更加丰富的服务和选择，以满足林业资源调查和监测的多元化需求。

第四，政策可以推动遥感技术和其他领域的深度融合。政策支持遥感技术与人工智能、物联网等现代科技的交叉应用，可以打通数据分析的壁垒，提升数据处理的效率和精度，从而增强林业资源的调查和监测效果。

3.3 市场角度

目前，市场对林业资源的需求日益增强，这使得林业资源调查及监测成为市场决策中十分重要的环节。而从市场角度看，遥感技术具备覆盖区域广、获取信息及时等特点，加强遥感技术在林业资源调查及监测中的运用，可以满足市场持续、稳定发展的需求。

遥感技术有助于提高林业资源调查和监测的效率和准确性，进而可以根据这些数据进行及时的分析，为市场造林、采伐等提供决策依据，推动林业可持续发展。随着科技发展，遥感技术的成本在逐渐降低，使其在林业中的应用更具经济效益，这将推动更多的企业和机构应用遥感技术调查和监测林业资源。

遥感技术无须直接接触目标对象即可获取信息，因此可以大大减少在林业资源调查和监测中的人力和物力开销，为市场节省大量成本。遥感技术的应用还可拓宽林业产业链的发展空间，促进林业市场的健康发展。

4 结束语

本研究全面研究了遥感技术在林业资源调查及监测中的具体应用，分析了遥感技术在森林类型划分、林业资源动态监测等方面的应用实践，为遥感技术在林业资源调查及监测中的应用提供了实践依据。同时，从技术、政策和市场3个方面深入探讨了遥感技术在森林资源调查及监测中的应用前景，分析了遥感技术在未来林业资源调查和监测中的应用趋势。然而，遥感技术并非万能，在某些复杂的林木类型的判断上和微观环境的监测上仍存在一定的局限性。因此，未来研究需要进一步优化遥感技术，提高其空间解析度和类型识别能力，同时加强其与地理信息系统、生态系统模型等其他技术的结合，真正意义上实现林业资源调查和监测的多角度、全貌和实时展示。遥感技术的应用无疑将使我国林业资源的调查及监测工作更为便捷和高效，数据更加准确，空间解析度更高，为我国林业资源的保护和持续利用提供新途径。

参考文献

[1] 莫德山.遥感技术在森林资源调查中的运用[J].中国林副特产，2023（4）：94-96.

[2] 梁建荣.林业资源调查监测：无人机遥感技术[J].中国林业产业，2023（7）：74-75.

[3] 阿古达木.遥感技术在森林资源监测中的应用[J].内蒙古林业调查设计，2022，45（5）：10-11，20.

[4] 王若怡.遥感技术优化森林资源调查监测[J].中国林业产业，2023（2）：72-73.

[5] 冯蕊.无人机遥感技术助力森林资源调查监测[J].中国林业产业，2023（6）：78-79.

收稿日期：2024-06-12

作者简介：宋仁飞（1991—），男，江苏宿迁人，工程师，研究方向为林业遥感、林草调查规划。#通信作者：周瑾（1980—），女，浙江临海人，工程师，研究方向为森林培育、林业技术推广，E-mail：37040625@qq.com。