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林业调查规划中卫星遥感技术的应用

周文贵
  
天韵媒体号
2025年19期
湖南省娄底市娄星区林业局 湖南娄底 417000

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摘要:目前卫星遥感技术在应用时信息采集速度越来越快,可以利用影像变化情况进行调查监测。基于此,本文详细分析卫星遥感技术在林业调查规划中的应用重要性,并总结卫星遥感技术在林分监测、林业灾害调查、森林火灾观测等方面的应用,希望为提高卫星遥感技术在林业调查规划中的应用水平提供参考。

关键词:林业调查规划;卫星遥感技术;应用措施

在我国社会经济不断快速发展的形势下,各种不同类型科学技术的应用水平也一直在提升,卫星遥感技术在其中的应用范围不断扩大,受到各行业的广泛关注和重视。卫星遥感技术在实践中的应用,不仅可以形成可靠的卫星图像,而且还可以将这些图像传回到地面,为数据分析等提供可靠的依据支撑。在此基础上,将卫星遥感技术应用到林业调查规划中,不仅可以提高林业调查工作的效率和质量,而且还可以实时掌握对森林资源的分布及变化情况,以此来保证林业调查规划结果的准确性、科学性。

1卫星遥感技术的应用特点

卫星在地球上方持续运行,不受天气影响,能够提供全天候的观测数据,对全球范围内的地表信息进行实时或定期更新,通过设定的卫星轨道,同一区域可以多次重复观测,有利于长期监测和变化分析。同时卫星搭载可见光、红外、雷达等多种传感器,能获取不同电磁波段的信息,用于植被覆盖、土壤湿度、海洋环境等多种研究,尤其对于特定地区可以获取高精度的影像,适合大规模地理空间分析。对于突发事件的监测也非常及时,虽然卫星发射和维护成本较高,但长期来看,其一次性投资能获取大量宝贵数据,性价比相对较高,包括森林资源调查监测、城市规划、环境保护、地质勘探、气候变化研究等多个领域[1]。需要注意的一点就是卫星遥感数据可通过互联网公开获取,有利于为科学研究、政策制定和公众服务提供了丰富资源。卫星遥感技术应用示意图,如图1所示。

基于时序遥感影像,对建设项目使用林地情况进行持续监测,并掌握林地的变化情况。

2卫星遥感技术在林业调查规划中的应用重要性

在林业调查规划中,通过卫星影像,可以快速、准确地获取到大面积的森林覆盖情况,帮助评估森林覆盖率、生物多样性以及碳汇储存能力,遥感技术可以监测林木采伐、森林退化、植树造林等动态变化,有助于实施森林保护政策,预防非法砍伐和违法使用林地。通过分析不同季节的多光谱数据,可以测算森林生长速度和生产力,为森林管理决策提供依据,尤其对于冰冻等可能影响森林的灾害,卫星遥感可以提供及时的灾害影响评估,指导应急响应和灾后修复。此外,遥感数据可用于制定造林规划、森林抚育设计以及林木采伐设计等,提高资源管理效率和准确性,卫星数据可以支持生态学家对森林生态系统的研究,包括物种分布、生物多样性的评估和保护措施的制定[2]。相比传统地面调查,卫星遥感大大降低了人力和时间成本,提高了调查和规划工作的效率,对于科学决策、资源管理以及环境保护具有关键作用。

3卫星遥感技术在林业调查规划中的应用策略

3.1卫星遥感技术在林分监测中的应用

在林分监测中,卫星遥感技术发挥着至关重要的作用,卫星可以提供定期或实时的图像,捕捉森林的当前状态,如林木密度、生长状况、颜色变化(反映健康状况)等,尤其是高分辨率卫星能够提供米级甚至亚米级的影像,长光卫星新一代卫星高分05B星的分辨率达到了全色0.2米,清晰地识别个体树木、林相特征等情况。通过分析不同波段的光谱信息,可以区分针叶林、阔叶林、灌木丛等不同的森林类型,估计树种组成、林龄和生长阶段,通过计算归一化差值植被指数等指标,可以推断森林的层次结构、叶面积指数等,评估林分的发育状况。此外,通过对比不同时期的卫星图像,可以发现和跟踪森林砍伐、火灾、冰灾、病虫害等动态变化,及时预警和采取干预措施,卫星遥感技术能够覆盖大范围的森林区域,适用于全国或全球的林分监测,节省人力和时间成本。结合森林生长模型和碳循环模型,可以通过遥感数据估算森林的碳储量,对于碳汇管理至关重要,提供数据支持,如采伐许可、造林规划和森林保护策略的制定[3]。在此基础上,卫星遥感技术通过提供全面、精确且实时的森林信息,极大改善林分监测的效率和精度,为资源管理、保护和可持续利用提供了有力工具。

3.2卫星遥感技术在林业灾害调查中的应用

在林业灾害调查中,卫星可以捕捉到地面的变化,如异常的温度升高等,主要是由于火灾、病虫害、洪水等灾害影响,灾害发生后,卫星可以迅速获取大面积受灾区域的实时影像,记录森林破坏程度,通过对比前后图像,可以量化灾害影响,比如评估烧毁面积、树种损失、土壤侵蚀的程度,为灾后重建和灾情统计提供科学依据。同时连续的卫星监测可以帮助跟踪灾害的发展趋势,如洪水淹没范围扩大,森林恢复速度等,预测潜在的次生灾害风险,根据遥感数据,可以快速确定灾害的严重程度和受影响的地点,指导救援物资和人力的分配。遥感数据可以用来分析灾后土地利用变化,如恢复种植的适宜区域,以及评估生态修复的效果,卫星数据在全球范围内共享,保证国际间的灾害信息交流和联合应对,与传统的地面调查相比,卫星遥感可以覆盖广大的地域,减少人力物力成本,并且不受天气限制。由此可以看出,卫星遥感技术在林业灾害调查中有利于提高反应速度、准确性和效率,对灾害的预防、预警和后续管理起到了重要作用。

3.3卫星遥感技术在林地管理监测中的应用

林地是是森林赖以生存和发展的根基,是野生动植物栖息繁衍和生物多样性保护的物质基础。长期以来,林地一直作为森林资源的重要组成部分,是森林资源保护管理的重中之重。笔者所在的省份在2023年开始,对所有林地审核审批项目一律采用大数据平台带图审核。此前,林地审批主要依赖纸质申报材料,对项目现场的情况缺乏直观掌握。推广“带图审核”后,充分发挥大数据平台快速调取历史及最新的卫星遥感影像,审核人员能够高效直观掌握项目现场动工情况,让未批先占、违法占地等破坏森林资源的行为无处遁形。同时,将疑似违法项目和图斑及时推送至森林资源督查平台,组织人员赴现场进行踏勘核实,采取“长牙齿”的硬措施,打击破坏森林资源违法行为。 县级林业主管部门执法人员通过大数据平台林地审批系统,不用去现场就可以发现已批项目是否“少批多占”、“批东建西”等违法行为,实现对项目用林的一体化、智能化的精准管理。卫星遥感技术对毁林毁草违法多发易发的态势起到了明显的震慑作用,成为林业部门加强森林资源管理的“智慧助手”。

4提高林业调查中卫星遥感技术应用水平的措施

4.1提前做好准备工作

要想提高卫星遥感技术在林业调查中的应用水平,林业技术单位需要不断引进和研发高分辨率遥感卫星、多光谱、合成孔径雷达(SAR)、光谱成像仪等新的遥感技术,以获取更准确、详细的森林信息,同时提升遥感数据处理能力,包括图像解译、地理空间分析和机器学习算法的运用,使自动化分析和快速反馈成为可能。对遥感影像处理和分类算法等进行不断完善和优化,提高植被覆盖度估算、森林类别识别、病虫害监测等精度,确保数据的有效性和准确性,并制定统一的数据获取和使用标准,确保不同来源的遥感数据能够有效整合,便于跨机构和跨学科的协作[5]。此外,加强对林业技术人员的遥感技术培训,提升其自身的技术水平,使其能有效的使用和解读卫星遥感数据,积极鼓励国内外科研机构、相关部门和企业间的合作,共享数据和研究成果,提高整体应用水平。相关部门还要出台相关政策,鼓励科研项目资金投入到遥感技术在林业中的应用,促进技术创新和推广,定期进行实地测量与卫星数据的比对,不断校准和验证遥感数据,确保其在林业调查中的实际应用效果。另外,建立数据质量监控体系,定期检查和维护遥感数据的质量,确保其可靠性,这样可以不断推动林业调查中卫星遥感技术的精准化、精细化和智能化,以此来提高工作效率和成果质量。

4.2提高人员技术操作水平

要提高林业调查中卫星遥感技术应用人员的技术操作水平,要定期举办技术培训课程,包括理论知识讲座、实践操作演示以及ENVI等软件工具的使用教程,让技术人员掌握遥感数据的基本原理和操作方法,还要鼓励人员接受高等教育或者继续教育,学习遥感科学、地理信息系统(GIS)等专业知识,提升其自身的理论基础。还要组织实战演练和模拟项目,让人员在实践中熟悉并提升遥感数据分析和解决实际问题的能力,适当分享成功的案例和失败的教训,帮助其理解技术在实际工作中的应用场景和挑战,增强问题解决能力。此外,培养团队合作精神,通过团队讨论和交流,共同解决问题,提升集体技术水平,或者提供持续的技术支持,包括软件更新、技术支持热线、在线答疑等,保证其遇到问题时能及时得到解决。另外,建立技术反馈系统,鼓励人员提出技术疑问和改进意见,这样可以不断优化培训内容和方式,还要设立激励机制,如奖励优秀操作者,激发员工学习新技术的热情和动力。尤其对于关键岗位,可以鼓励员工参加专业认证考试,获得权威的资质证明,并定期进行技术能力考核,了解人员技能提升情况,以便针对性的进行指导和改进,这样可以有效提升林业调查中卫星遥感技术应用人员的专业技能和操作水平,确保其在工作中能高效、准确的应用这些技术。

4.3充分利用相关资料来提高判读的准确性

在提高林业调查中卫星遥感技术的应用水平,充分利用相关资料可以提高判读准确性,在此基础上,选择高分辨率、多光谱和多时相的卫星数据,以便提供丰富的信息,做好数据辐射校正、几何校正、大气校正等处理,确保图像质量准确无误。同时引进AI+遥感技术并结合利用分类算法对不同类型的森林、树种进行自动识别,并结合领域知识和专家经验,建立遥感图像与林业特征之间的关联模型,将遥感数据与地面测量数据、GIS地理信息数据融合,以此来提高判读的精度和完整性。此外,定期获取新的卫星数据,通过时间序列分析,跟踪森林变化,并提供专业培训给林业工作者和遥感分析师,提高其解读遥感图像的技能,这样有利于共同提高判读的准确性。另外,设立质量控制系统,定期通过实地调查和验证,检查模型的性能,及时调整和优化算法,并贯彻落实相关政策,推动卫星遥感技术在林业中的应用,鼓励科研机构与相关部门的合作,以此来为林业管理、资源评估和可持续发展提供有力支撑。

5结语

卫星遥感技术在林业调查中的引进和利用,可以减少人力、物力以及各种成本的投入力度,降低传统形势下人工取样、野外调查等难度,以更加方便、快捷的方式来提高林业调查效率。同时,还可以将卫星遥感技术的应用优势特点发挥出来,满足实际要求,保证林业调查数据的准确性、合理性,为林业的绿色、可持续发展提供支持。

参考文献:

[1]潘欣.浅析无人机技术在祁连山林业调查规划设计中的应用[J].农业科技与信息,2021,(10):79-80+83.

[2]黄权超.无人机遥感技术在林业资源调查与监测中的应用探究[J].南方农业,2021,15(12):94-95.

[3]杨军.卫星遥感技术在森林资源调查中的运用分析[J].林业勘查设计,2021,50(02):79-81.

[4]刘静.浅析无人机航拍与ArcGIS在林业调查规划中的应用[J].热带林业,2020,48(04):51-53.

[5]郭子千,郭月朋.卫星遥感技术在森林资源调查中的运用分析[J].种子科技,2020,38(18):125-126.

作者简介:周文贵(1977.11.07),男,汉族,湖南娄底,本科,林业工程师,主要从事工作方向:林业调查规划

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