每周科技串講丨“護(hù)林員”在天上“飛”？看衛(wèi)星如何“守護(hù)”森林！

全國(guó)綠化委員會(huì)辦公室于2023年植樹(shù)節(jié)前發(fā)布的《2022年中國(guó)國(guó)土綠化狀況公報(bào)》顯示，截至當(dāng)時(shí)，全國(guó)完成造林383萬(wàn)公頃，種草改良321.4萬(wàn)公頃，治理沙化、石漠化土地184.73萬(wàn)公頃，森林面積2.31億公頃，森林覆蓋率達(dá)24.02%；草地面積2.65億公頃，草原綜合植被蓋度達(dá)50.32%……面對(duì)如此規(guī)模的森林、濕地、荒漠化土地等資源，要為森林火災(zāi)、有害生物災(zāi)害提供預(yù)警監(jiān)測(cè)，以及林業(yè)生態(tài)工程監(jiān)測(cè)工作是依靠何種科技手段管理完成的呢？它就是——林業(yè)遙感技術(shù)。

遙感技術(shù)在林業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

以林業(yè)資源調(diào)查為例，相關(guān)專(zhuān)家介紹，在運(yùn)用遙感技術(shù)之前，開(kāi)展林業(yè)資源調(diào)查工作時(shí)多是依賴(lài)航空?qǐng)D片、地形圖等來(lái)分析，深入到戶(hù)外制作調(diào)查圖，借助對(duì)場(chǎng)地的勾繪等獲知林區(qū)環(huán)境情況。這種方法持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，且需要投入非常多的人力資源，所需資金數(shù)量龐大，最重要的是精確性不高，無(wú)法滿(mǎn)足工作需要。

遙感技術(shù)是從地面到空間各種對(duì)地球、天體觀測(cè)的綜合性技術(shù)系統(tǒng)的總稱(chēng)。由遙感平臺(tái)、遙感儀器以及信息接受、處理與分析應(yīng)用等分系統(tǒng)組成。我國(guó)林業(yè)遙感技術(shù)研究從1951年開(kāi)始，走過(guò)3個(gè)重要階段：以航空遙感像片為主的目視解譯應(yīng)用階段；衛(wèi)星遙感開(kāi)拓創(chuàng)新階段；定量遙感發(fā)展與綜合應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)形成階段。

以中國(guó)科學(xué)院院士徐冠華等為代表的第一批林業(yè)遙感研究團(tuán)隊(duì)在20世紀(jì)80年代，開(kāi)啟了衛(wèi)星遙感林業(yè)信息智能提取的先河。2000年起，以中國(guó)林科院資源所研究員李增元等為代表的林業(yè)遙感技術(shù)研究專(zhuān)家?guī)ьI(lǐng)團(tuán)隊(duì)，扎實(shí)推進(jìn)遙感技術(shù)林業(yè)應(yīng)用體系建設(shè)。

衛(wèi)星“守護(hù)”森林

為滿(mǎn)足我國(guó)森林資源調(diào)查、濕地監(jiān)測(cè)、荒漠化監(jiān)測(cè)、林業(yè)生態(tài)工程監(jiān)測(cè)和森林災(zāi)害監(jiān)測(cè)等林業(yè)調(diào)查和監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)發(fā)展，對(duì)高空間、高光譜和高時(shí)間分辨率遙感海量數(shù)據(jù)處理、產(chǎn)品生產(chǎn)和系統(tǒng)服務(wù)的重大應(yīng)用需求，自2011年開(kāi)始，李增元帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)承擔(dān)了《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》中部署的16個(gè)國(guó)家重大科技專(zhuān)項(xiàng)之一的“高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)”項(xiàng)目研究。

項(xiàng)目攻克了高分辨率遙感林業(yè)調(diào)查和監(jiān)測(cè)應(yīng)用的8項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，首次建立了基于高性能計(jì)算和云架構(gòu)的高分林業(yè)應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)，制定了高分專(zhuān)項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范9項(xiàng)，填補(bǔ)了我國(guó)高分辨率遙感林業(yè)應(yīng)用的空白，形成了符合我國(guó)林情的高分辨率遙感林業(yè)調(diào)查、監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)技術(shù)體系，引領(lǐng)了我國(guó)林業(yè)遙感技術(shù)的高質(zhì)量發(fā)展。項(xiàng)目實(shí)施期間，共向50多家林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)單位和林業(yè)管理部門(mén)分發(fā)高分?jǐn)?shù)據(jù)和產(chǎn)品12萬(wàn)多件，顯著提升了林業(yè)調(diào)查和監(jiān)測(cè)中自主高分辨率遙感數(shù)據(jù)替代國(guó)外數(shù)據(jù)率，促進(jìn)了自主高分遙感數(shù)據(jù)在林業(yè)資源調(diào)查監(jiān)測(cè)、監(jiān)督管理和資產(chǎn)評(píng)估中的廣泛應(yīng)用，支撐形成了森林資源監(jiān)測(cè)頻率由3-5年1次提高到1年1次的能力，監(jiān)測(cè)精度普遍提高5%～10%。該平臺(tái)在實(shí)現(xiàn)高分一號(hào)、高分二號(hào)、高分三號(hào)和高分四號(hào)等衛(wèi)星數(shù)據(jù)生成的共性產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，研制了21種林業(yè)專(zhuān)題產(chǎn)品生產(chǎn)線(xiàn)。在提升林業(yè)調(diào)查科技含量和技術(shù)水平的同時(shí)，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，該項(xiàng)目榮獲2018年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

在社會(huì)需求日益增長(zhǎng)的情況下，以遙感為代表的森林管理技術(shù)能有效加強(qiáng)人類(lèi)對(duì)森林碳、水、營(yíng)養(yǎng)循環(huán)等自然科學(xué)過(guò)程的管理，拓展傳統(tǒng)林業(yè)資源管理的區(qū)域和時(shí)效，節(jié)省成本。為生態(tài)環(huán)境保護(hù)和建設(shè)、林業(yè)資源利用、防災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)對(duì)全球變化等領(lǐng)域提供新的技術(shù)手段。

（把關(guān)專(zhuān)家：中國(guó)林科院資源所首席專(zhuān)家 李增元）

中國(guó)科協(xié)科普部

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