㈠ 監控耕地面積用什麼地理信息系統
地理信息系統(GIS),它與全球定位系統(GPS)及遙感圖象處理系統(RS)合稱為3S技術,是信息化和數字化的重要手段,也是目前應用領域最為廣泛的技術之一。地理信息系統是通過綜合使用數字化圖像和高級資料庫技術,使用戶擺脫紙質「文字」、「地圖」限制而存儲、應用信息的系統。「數字地球」是21世紀知識戰略的制高點,是計算機與網路、地球信息、遙感遙測、衛星定位及模擬虛擬技術的結合與深化,這一戰略將支持國家整體的可持續發展。地理信息系統作為「數字地球」的骨架支撐技術之一,關繫到國民經濟建設、社會發展和國家安全。以下簡要介紹地理信息系統的一些主要應用方面:一、測繪與地圖制圖:地理信息系統技術源於機助制圖。地理信息系統(GIS)技術與遙感(RS)、全球定位系統(GPS)技術在測繪界的廣泛應用,為測繪與地圖制圖帶來了一場革命性的變化。集中體現在:地圖數據獲取與成圖的技術流程發生的根本的改變;地圖的成圖周期大大縮短;地圖成圖精度大幅度提高;地圖的品種大大豐富。數字地圖、網路地圖、電子地圖等一批嶄新的地圖形式為廣大用戶帶來了巨大的應用便利。測繪與地圖制圖進入了一個嶄新的時代。二、資源管理:資源清查是地理信息系統最基本的職能,這時系統的主要任務是將各種來源的數據匯集在一起,並通過系統的統計和覆蓋分析功能,按多種邊界和屬性條件,提供區域多種條件組合形式的資源統計和進行原始數據的快速再現。以土地利用類型為例,可以輸出不同土地利用類型的分布和面積,按不同高程帶劃分的土地利用類型,不同坡度區內的土地利用現狀,以及不同時期的土地利用變化等,為資源的合理利用、開發和科學管理提供依據。再如,美國資源部和威斯康星州合作建立了以治理土壤侵蝕為主要目的的多用途專用的土地GIS。該系統通過收集耕地面積、濕地分布面積、季節性洪水覆蓋面積、土壤類型、專題圖件信息、衛星遙感數據等信息,建立了潛在威斯康星地區的土壤侵蝕模型,據此,探討了土壤惡化的機理,提出了合理的改良土壤方案,達到對土壤資源保護的目的。三、城鄉規劃:城市與區域規劃中要處理許多不同性質和不同特點的問題,它涉及資源、環境、人口、交通、經濟、教育、文化和金融等多個地理變數和大量數據。地理信息系統的資料庫管理有利於將這些數據信息歸並到統一系統中,最後進行城市與區域多目標的開發和規劃,包括城鎮總體規劃、城市建設用地適宜性評價、環境質量評價、道路交通規劃、公共設施配置,以及城市環境的動態監測等。這些規劃功能的實現,是以地理信息系統的空間搜索方法、多種信息的疊加處理和一系列分析軟體(回歸分析、投入產出計算、模糊加權評價、0-l規劃模型、系統動力學模型等)加以保證的。我國大城市數量居於世界前列,根據加快中心城市的規劃建設,加強城市建設決策科學化的要求,利用地理信息系統作為城市規劃、管理和分析的工具,具有十分重要的意義。例如:北京某測繪部門以北京市大比例尺地形圖為基礎圖形數據,在此基礎上綜合疊加地下及地面的八大類管線(包括上水、污水、電力、通訊、燃氣、工程管線)以及測量控制網,規劃路等基礎測繪信息,形成一個測繪數據的城市地下管線信息系統。從而實現了對地下管線信息的全面的現代化管理。為城市規劃設計與管理部門、市政工程設計與管理部門、城市交通部門與道路建設部門等提供地下管線及其它測繪部門的查詢服務。四、災害監測:利用地理信息系統,藉助遙感遙測的數據,可以有效地用於森林火災的預測預報、洪水災情監測和洪水淹沒損失的估算,為救災搶險和防洪決策提供及時准確的信息。1994年的美國洛杉機大地震,就是利用ARC/INFO進行災後應急響應決策支持,成為大都市利用GIS技術建立防震減災系統的成功範例。通過對橫濱大地震的震後影響作出評估,建立各類數字地圖庫,如地質、斷層、倒塌建築等圖庫。把各類圖層進行疊加分析得出對應急有價值的信息,該系統的建成使有關機構可以對象神戶一樣的大都市大地震作出快速響應,最大程度地減少傷亡和損失。再如,據我國大興安嶺地區的研究,通過普查分析森林火災實況,統計分析十幾萬個氣象數據,從中篩選出氣溫、風速、降水、溫度等氣象要素、春秋兩季植被生長情況和積雪覆蓋程度等14個因子,用模糊數學方法建立數學模型,建立微機信息系統的多因子的綜合指標森林火險預報方法,對預報火險等級的准確率可達73%以上。五、環境保護:利用GIS技術建立城市環境監測、分析及預報信息系統;為實現環境監測與管理的科學化自動化提供最基本的條件;在區域環境質量現狀評價過程中,利用GIS技術的輔助,實現對整個區域的環境質量進行客觀地、全面地評價,以反映出區域中受污染的程度以及空間分布狀態;在野生動植物保護中的應用,世界野生動物基金會採用GIS空間分析功能,幫助世界最大的貓科動物改變它目前瀕於滅種的境地。都取得了很好的應用效果。六、國防:現代戰爭的一個基本特點就是"三S"技術被廣泛地運用到從戰略構思到戰術安排的各個環節。它往往在一定程度上決定了戰爭的成敗。如海灣戰爭期間,美國國防制圖局為戰爭的需要在工作站上建立了GIS與遙感的集成系統,它能用自動影像匹配和自動目標識別技術,處理衛星和高空偵察機實時獲得的戰場數字影像,及時地將反映戰場現狀的正射影影像疊加到數字地圖上,數據直接傳送到海灣前線指揮部和五角大樓,為軍事決策提供24小時的實時服務。七、宏觀決策支持:地理信息系統利用擁有的資料庫,通過一系列決策模型的構建和比較分析,為國家宏觀決策提供依據。例如系統支持下的土地承載力的研究,可以解決土地資源與人口容量的規劃。我國在三峽地區研究中,通過利用地理信息系統和機助制圖的方法,建立環境監測系統,為三峽宏觀決策提供了建庫前後環境變化的數量、速度和演變趨勢等可靠的數據。總之,地理信息系統正越來越成為國民經濟各有關領域必不可少的應用工具,相信它的不斷成熟與完善將為社會的進步與發展作出更大的貢獻。
㈡ GPS導航技術在森林資源調查上的用途
將GPS這一先進的測量技術應用在林業工作中,能夠快速、高效、准確地提供點、線、面要素的精密坐標,完成森林調查與管理中各種境界線的勘測與放樣落界,成為森林資源調查與動態監測的有力工具。GPS技術在確定林區面積、估算木材量、計算可採伐木材面積、確定原始森林道路位置、對森林火災周邊測量和測定地區界線等方面可以發揮其獨特的重要的作用。在森林中進行常規測量相當困難,而GPS優越的定位、導航技術可以發揮它的優越性,精確測定森林位置和面積,繪制精確的森林分布圖。GPS在林業中的應用已經不再局限於以上這些功能,它在林業應用中的不斷深入和擴展必將改變林業現狀,使林業步入現代化的行例,為社會和經濟的發展提供有力的保障。
㈢ 若用現代化的手段動態監測森林火災,最好採用什麼技術 ——(文科地理)
遙感技術,也叫RS技術,利用技術設備和系統,在遠離目標的地方對被測目標的電磁波進行了測量的技術。主要用於資源普查和環境監測。
㈣ 衛星遙感如何應用在林業管理上
衛星遙感在林業管理中的應用?
遙感使以定性和定量的方式持續和反復監測森林特徵成為可能。此類數據收集和報告是有助於研究和開發過程的重要因素。它還使林業與其他機構的整合變得更加容易。如今,遙感應用於森林管理的不同領域。
1.森林轉化研究
,使用遙感衛星有助於為森林提供空間變化圖,讓確定、監測和遏制森林破壞和侵佔成為可能。由於從多時相衛星收集的數據和遙感過程中的數字分析,實現這一目標成為可能。此外,已採用圖像差異方法和 邏輯運算來確定全球森林退化的程度。
有了這樣的可能性,專家和研究人員可以使用這些數據 為如何遏制森林退化和侵佔提出建議的解決方案。
2.映射,遠程衛星使確定和維護森林的地理規模成為可能。衛星收集數據,如;森林覆蓋類型、森林密度和高度圖、樹木組成、間伐量估計等,這些對於確定林地分布至關重要。測繪數據非常廣泛。因此,它為研究人員提供了研究此類數據 並深入研究植物學研究的機會。
3.森林覆蓋的定量估計和監測
,遙感測量使得通過各種變數了解森林生態系統功能和過程成為可能。植被化學和水分、生物多樣性、土壤特徵和植被結構等變數 使將森林分類為特定的生物量和群落成為可能。跟蹤這些變數有助於專家制定保護森林和整個環境的政策。
4.森林火災損失,遠程衛星感測器的使用有助於識別和評估森林地面火災損壞區域。除此之外,使用衛星感測器可以提高識別森林中每年容易 發生火災的熱點區域的能力。收集此類數據對於森林管理非常重要。這使得在此期間提出消防操作措施成為可能。
5.森林監測
,使用遙感有助於跟蹤森林資源以及如何管理它們。例如,可以跟蹤環境因素如何對環境中的特定力 (如熱能)做出反應。對森林的日常監測對於確定潛在風險 和整體森林健康至關重要。在進行遙感森林監測時,氣候變化及其對森林的影響更容易監測。所有這些都有助於支持世界各地飽受環境問題困擾的森林管理和保護。
將遙感融入林業管理可確保森林繼續得到保護。它還可以幫助研究人員將他們的資源引導到需要更多關注的領域,以確保持續的生產力和安全性。保持森林的健康可提供生態和環境效益。
㈤ 實時獲取植被生長狀況的信息運用的是什麼技術
實時獲取植被生長狀況的信息運用的是RS和GIS技術。GPS用不到。
RS是指從高空或外層空間接收來自地球表層各類地物的電磁波信息,並通過對這些信息進行掃描、攝影、傳輸和處理,從而對地表各類地物和現象進行遠距離控測和識別的現代綜合技術。遙感技術可用於植被資源調查、氣候氣象觀測預報、作物產量估測、病蟲害預測、環境質量監測、交通線路網路與旅遊景點分布等方面。
GIS就是一個專門管理地理信息的計算機軟體系統,它不但能分門別類、分級分層地去管理各種地理信息;而且還能將它們進行各種組合、分析、再組合、再分析等;還能查詢、檢索、修改、輸出、更新等。
GPS是美國從20世紀70年代開始研製,於1994年全面建成,具有海、陸、空全方位實時三維導航與定位能力的新一代衛星導航與定位系統。
㈥ 森林防火預警監控系統 是什麼 有哪些
森林防火監控系統先進技術。。
國際森林防火技術
1,德國:FIRE-WATCH森林火災自動預警系統 德國投入使用的FIRE-WATCH森林火災自動預警系統,正常監測半徑10公里,安裝該系統每套需7.5萬歐元,而在勃蘭登堡州安裝需要120-130套,約1000萬歐元。 2,美國:護林飛機和紅外遙感火災預警飛機巡邏 美國利用「大地」衛星在離地面大約705公里的軌道上繞地球運轉,探測地面上的高溫地區、濃煙地帶以及火災遺址。美國使用無人駕駛林火預警飛機進行24小時監測,雖獲得了成功,但耗費了巨額資金。 3,加拿大:加拿大採用衛星巡迴監測系統 加拿大採用從衛星上發射電磁射線檢測林區溫度,當檢測出某一林區局部溫度上升到150℃~200℃,紅外線波長達3.7微米時,便是火災前兆,立即測定具體溫度,採取措施及時防火.同時,加拿大林區採用多架配備先進的直升飛機輪流監測森林火災,飛行費每小時需5000-6000加元。 國外的技術有的雖然可靠,但需要藉助高空衛星,且施工太復雜;有的技術方案基礎實施投資太大,多達幾十萬美元,投入成本過高,這些難以滿足我國森林資源監測的實際需要。
(三)國內採用的監測方法
1,地面巡護 地面巡護,主要任務是宣傳群眾,控制人為火源,深入瞭望台觀測的死角進行巡邏。對來往人員及車輛,野外生產和生活用火進行檢查和監督。存在的不足是巡護面積小、視野狹窄、確定著火位置時,常因地形地勢崎嶇、森林茂密而出現較大誤差;在交通不便、人煙稀少的偏遠山區,無法進行地面巡護,需用各種交通工具費用及人員工資費用,只能用視頻監測方法來彌補。 2,瞭望台監測 瞭望台監測,是通過瞭望台來觀測林火的發生,確定火災發生的地點,報告火情,它的優點是覆蓋面較大、效果較好。存在的不足:是無生活條件的偏遠林區不能設瞭望台;它的觀察效果受地形地勢的限制,覆蓋面小,有死角和空白,觀察不到,對煙霧濃重的較大面積的火場、余火及地下火無法觀察;雷電天氣無法上塔觀察;瞭望是一種依靠瞭望員的經驗來觀測的方法,准確率低,誤差大。另外瞭望員人身安全受雷電、野生動物、森林腦炎等的威脅。 3,航空巡護 航空巡護,是利用巡護飛機進行林火的探測。它的優點是巡護視野寬、機動性大、速度快同時對火場周圍及火勢發展能做到全面觀察,可及時採取有效措施。但也存在著不足:夜間、大風天氣、陰天能見度較低時難以起飛,同時巡視受航線、時間的限制,而且觀察范圍小,只能一天一次對某一林區進行觀察,如錯過觀察時機,當日的森林火災也觀察不到,容易釀成大災,固定飛行費用2000元/小時,成本高,租用飛機費用昂貴,飛行費用嚴重不足,這就需要用定點視頻監測來彌補其不足。 4,衛星遙感 衛星遙感,利用極軌氣象衛星、陸地資源衛星、地球靜止衛星、低軌衛星探測林火。能夠發現熱點,監測火場蔓延的情況、及時提供火場信息,用遙感手段製作森林火險預報,用衛星數字資料估算過火面積。它探測范圍廣、搜集數據快、能得到連續性資料,反映火的動態變化,而且收集資料不受地形條件的影響,影像真切。 存在的不足:NOAA-AVHRR准確率低,需要地面花費大量的人力、物力、財力進行核實,尤其是交通不便的地方,火情核實十分重要。當熱點達到3個像素時,火已基本成災。
[編輯本段]二、國內主流的防火監控技術其不足及發展
森林火災危害大,撲滅困難,於是在火災還在萌芽狀態立即撲滅它就顯得尤為重要。 森林火災因為常常處在深山老林中,不易發現,故而發現火災對於早撲滅火災具有重要意義。 1,興建瞭望塔 國內目前存在較多的技術落後方式。 瞭望台監測,是通過瞭望台來觀測林火的發生,確定火災發生的地點,報告火情,它的優點是覆蓋面較大、效果較好。存在的不足:是無生活條件的偏遠林區不能設瞭望台;它的觀察效果受地形地勢的限制,覆蓋面小,有死角和空白,觀察不到,對煙霧濃重的較大面積的火場、余火及地下火無法觀察;雷電天氣無法上塔觀察;瞭望是一種依靠瞭望員的經驗來觀測的方法,准確率低,誤差大。另外瞭望員人身安全受雷電、野生動物、森林腦炎等的威脅。 2.,建立視頻監控系統 目前國內主流的監控方式。 這是傳統城市監控的簡單延伸,將採集視頻圖像通過微波匯總,由人工完成集中監視; 人工監視易造成肉眼疲勞,視頻中的火情不易被查覺,造成漏報; 監控中心的視頻線路較多,人工監視也無法一一監看,易造成漏報。 所以,傳統視頻監控的最大缺點是漏報率非常高。 傳統視頻監控是非數字化系統,許多智能應用無法實現。 3,建立智能預警系統 這是森林防火的發展方向,實現森林防火的智能化,信息化。 利用無縫融合智能圖像識別技術、面向對象的3D GIS技術、大型網路監控技術等高新技術,利用多項專利技術,結合林業管理的專業知識和林業防火的經驗,建立林業防火智能監測預警及應急指揮系統,從而實現林區視頻的自動監控、煙火准確識別、火點精確定位、火情蔓延趨勢推演、撲救指揮的輔助決策、災後評估等多方面功能,建立森林防火的完整業務鏈,並針對性地解決用戶的各種個性化需求。 如「森林衛士365」系列產品,主要由前端智能監控產品和後端應用系統構成。 前端智能監控產品包括重型數字雲台、基站智能控制箱、嵌入式的煙火識別智能處理器等;
利用無縫融合智能圖像識別技術、面向對象的3D GIS技術、大型網路監控技術等高新技術,利用多項專利技術,結合林業管理的專業知識和林業防火的經驗,建立林業防火智能監測預警及應急指揮系統,從而實現林區視頻的自動監控、煙火准確識別、火點精確定位、火情蔓延趨勢推演、撲救指揮的輔助決策、災後評估等多方面功能,建立森林防火的完整業務鏈,並針對性地解決用戶的各種個性化需求。 如「森林衛士365」系列產品,主要由前端智能監控產品和後端應用系統構成。 前端智能監控產品包括重型數字雲台、基站智能控制箱、嵌入式的煙火識別智能處理器等; 後端應用系統包括海普聯網監控管理平台、基於ArcGIS平台的森林防火輔助決策及應急指揮系統。
「森林衛士365」系列產品申請國家專利七項; 「森林煙火智能識別技術」通過了國家科技成果鑒定,其鑒定意見表明該技術處於國內領先水平;
[編輯本段]2.2 影響
上海世博會,「森林衛士365」作為代表重慶信息產業的四大產品之一,參加重慶館的展出。 國內唯一通過省級以上科技成果鑒定的森林煙火識別軟體; 國內唯一榮獲省級以上重點新產品稱號的森林煙火識別軟體;
[編輯本段]2.3 案例
重慶市縉雲山國家級自然保護區森林防火指揮系統 四川省九寨溝森林防火指揮系統等
㈦ 森林火災衛星監測是通過什麼監測的
衛星遙感,利用極軌氣象衛星、陸地資源衛星、地球靜止衛星、低軌衛星探測林火。能夠發現熱點,監測火場蔓延的情況、及時提供火場信息,用遙感手段製作森林火險預報,用衛星數字資料估算過火面積。它探測范圍廣、搜集數據快、能得到連續性資料,反映火的動態變化,而且收集資料不受地形條件的影響,影像真切。
(7)監控森林面積變化用什麼地理技術擴展閱讀
危害
1、燒毀林木
森林一旦遭受火災,最直觀的危害是燒死或燒傷林木。一方面使森林蓄積下降,另一方面也使森林生長受到嚴重影響。森林是生長周期較長的再生資源,遭受火災後,其恢復需要很長的時間。特別是高強度大面積森林火災之後,森林很難恢復原貌,常常被低價林或灌叢取而代之。
如果反復多次遭到火災危害,還會成為荒草地,甚至變成裸地。例如,1987年「5.6」特大森林火災之後,分布在坡度較陡的地段的森林嚴重火燒之後基本變成了荒草坡,生態環境嚴重破壞,再要恢復森林幾乎是不可能的。
2、燒毀林下植物資源
森林除了可以提供木材以外,林下還蘊藏著豐富的野生植物資源。如東北大興安嶺林區的「紅豆」(越桔)和「都仕」(篤斯越桔)等是營養十分豐富的野果,現已開發了紅豆果茶、都仕果酒等天然綠色食品,深受廣大消費者的青睞;利用黃芪做原料而生產出來的「北芪神茶」,以其營養豐富、無污染,且滋補功能強等特點而馳名中外。
長白山林區的人參、靈芝、刺五加等是珍貴葯材。我國南方的喜樹可提煉出喜樹鹼,喜樹鹼是良好的治療癌症的葯物;漆樹可加工製成漆;桉樹提煉出的桉油是製造香皂、香精的最佳原料等等,不勝枚舉。所有這些林副產品都具有重要的商品價值和經濟效益。
然而,森林火災能燒毀這些珍貴的野生植物,或者由於火干擾後,改變其生存環境,使其數量顯著減少,甚至使某些種類滅絕。
3、危害野生動物
森林是各種珍禽異獸的家園。森林遭受火災後,會破壞野生動物賴以生存的環境.有時甚至直接燒死、燒傷野生動物。由於火災等原因而造成的森林破壞,我國不少野生動物種類已經滅絕或處於瀕危。如野馬、高鼻羚羊、新疆虎、犀牛、豚鹿、黃腹角雉、台灣鷳等幾十種珍貴鳥獸已經滅絕。
另外,大熊貓、東北虎、長臂猿、金絲猴、野象、野駱駝、海南坡鹿等國家級保護動物也面臨瀕危,如不加以保護,有滅絕的危險。因此,防治森林火災,不僅是保護森林本身,同時也保護了野生動物,進而保護了生物物種的多樣性。
4、引起水土流失
森林具有涵養水源,保持水土的作用。據測算,每公頃林地比無林地能多蓄水30立方米。三千公頃森林的蓄水量相當於一座100萬立方米的小型水庫。因此,森林有「綠色水庫」之美稱。
此外,森林樹木的枝葉及林床(地被物層)的機械作用,大大減緩雨水對地表的沖擊力;林地表面海綿狀的枯枝落葉層不僅具有雨水沖擊作用,而且能大量吸收水分;加之,森林龐大的根系對土壤的固定作用,使得林地很少發生水土流失現象。然而,當森林火災過後,森林的這種功能會顯著減弱,嚴重時甚至會消失。因此,嚴重的森林火災不僅能引起水土流失,還會引起山洪爆發、泥石流等自然災害。
然而,當森林火災過後,森林的這種功能會顯著減弱,嚴重時甚至會消失。因此,嚴重的森林火災不僅能引起水土流失,還會引起山洪爆發、泥石流等自然災害。
參考資料來源:網路-森林火災
參考資料來源:網路-森林防火監控
㈧ 如何高效地進行森林資源的監測和調查
利用好森林資源,對一個國家和地區的長久可持續發展有很大幫助。如今AI+遙感技術就非常適合應用於森林資源動態監測。例如數之聯森林資源智能監測平台基於衛星遙感和地理信息數據,建立集遙感影像數據自動化採集、預處理、智能解譯、後處理與可視化於一體的系統,高頻次、高精度的完成監測數據分析,可以定期獲取林草覆蓋面積以及變化信息,對森林資源變化進行動態監測。不僅能實現森林資源狀況的即時監測,還能對破壞森林資源的信息早發現早處置。
㈨ 林業遙感是什麼
(remote sensing of forestry)
(方有清)
應用光學、電子光學的遙感儀器,從空中或遠處接收林區物體反射或發射的電磁波信息和其他信息,經過傳輸處理,從中提取有關林業資源、森林環境和森林自然災害等信息的一整套技術。遙感按其運載工具可分航天遙感、航空遙感和地面遙感。航天遙感的遙感器裝在人造衛星、宇宙飛船和太空梭上。航空遙感的遙感器裝在飛機或氣球上。地面遙感的遙感器裝在汽車或輪船上。林業遙感已涉及到林業生產各個環節,利用森林航空攝影象片觀測和認識森林環境,了解林業工作中實際情況,從而採取有針對性的措施,解決了許多原來認為人力不能解決的問題。森林資源信息是林業工作決策的基礎數據,需要通過森林資源調查。而現代森林資源調查只有應用遙感手段,才能迅速獲得准確可靠的林業資源數據。
發展概況
自從第一次世界大戰有了航空攝影測量以後,胡格斯霍夫(R.Hugershoff)等人曾多次嘗試應用航空象片進行森林調查。後來有人應用胡格斯霍夫所製造的精密航測立體制圖儀進行面積、樹高、郁閉度、斷面積和材積查定,應用航空象片對各林班進行立體觀察判讀,在同一地區進行了測算對比,引起了人們對應用航空象片的興趣。瑞典在20年代裡開始應用航空象片進行森林調查。30年代,加拿大林業研究所研究了航空象片的林木陰影測定樹高的技術。同一時期有些德國學者將遙感技術帶到亞洲,1932年在日本東京大學演習林進行了航空攝影,1933年林業試驗場對該林場進行了照查法的試驗。第二次世界大戰期間和戰後數年裡,有一批林業工作者應征參加戰爭,擔任航空象片軍事判讀工作。戰後,他們轉為從事森林判讀,促使了森林判讀若干技術方法的逐漸形成。這時,不僅可在航空象片上判讀森林類型(勾繪輪廓和量算面積),而且應用了簡易儀器工具進行測樹判讀的研究,如應用航空象片測算樹高、樹冠直徑、郁閉度、單位面積株數等,以彌補森林目測調查之不足。50年代,由於航空攝影技術發展很快,出現了天然彩色片、彩色紅外片等,解決了在黑白片判讀上不能解決的問題,使林業遙感技術不僅用於森林資源清查,而且用於造林調查設計、森林採伐運輸工程勘測設計、水土保持,以及乾旱地區水源、大面積森林病蟲害調查等。在森林資源清查工作中,航空象片不僅是調查的輔助手段,而且用來進行間接量測。例如在特大比例尺(1∶500~1∶2000)航空象片上量測樹高、樹冠直徑和點數林木株數等,配以地面抽樣實測,編製成航空象片立木材積表,以估測空中象片樣地的材積。此外,依據數理統計理論,以航空象片為工具,進行森林抽樣調查,成為近代森林資源清查的主要手段。60年代以後又加上應用電子計算機進行復雜的數據分析計算,使森林抽樣調查更趨完善。
中國1952年成立森林航空測量隊,1953年在黑龍江省大海林林區進行了森林航測試驗,完成了大海林林業局2700餘平方公里的森林航測和資源調查工作。從1954年開始,逐年在東北、西南、西北主要林區開展了大規模航空攝影,到1964年共完成40餘萬平方公里,為森林經理調查及森林資源清查提供了航攝資料。1963年以後開始試驗利用中比例尺航空象片進行森林資源分層抽樣調查,試驗結果證明精度良好。1972年採用象片判讀和實測回歸估測法。1975年編制了森林判讀立體樣片和航空象片數量化林分蓄積量表。從1975年到80年代初,直接應用陸地衛星多光譜掃描影象,在生產和科學研究上做了不少工作。例如:清查西藏地區的森林資源,進行遼寧省林業基地規劃的調查,編制或修改一些省的1∶250000森林資源分布圖;進行華北、西北、東北防護林體系的規劃調查;監測省一級森林資源動態的試驗等等。
應用范圍
遙感在森林資源清查和管理方面的應用,主要有以下幾個方面:
森林資源清查和編繪森林分布圖
應用遙感技術所獲得的圖象和數據,配合數理統計抽樣技術和電子計算機圖象處理和數學分析計算,可以很快地獲得大面積的資源清查結果,並能進行立地條件調查和土地資源評價。森林資源清查工作,由於彩色紅外片和多光譜彩色合成片具有優越的性能,因而可將野外大部分調查工作改為室內進行。在野外只做一些較為精確的樣地調查,觀察一些典型的森林生態狀況,以供室內准確判讀和精密計算。編制大面積森林分布圖,特別是編繪一個數萬平方公里的小比例尺圖,過去的常規方法,要用數萬張大、中比例尺的航空象片進行編繪,費時費力。現在應用高空(20~35公里)飛行拍攝的1∶80000~1∶120000超小比例尺彩色紅外象片進行編繪,或用陸地衛星多光譜假彩色象片進行編繪1∶100000比例尺的森林分布圖,編繪時間和費用均可大量節約。
森林經理調查
森林經理調查工作包括林業生產條件調查、小班調查和專業調查,三者均可藉助於大、中比例尺航空象片。應用航空象片可以調查土壤類型和土壤濕度等,為合理安排造林樹種和進行土壤改良提供依據。同時,還可了解各種植被覆蓋類型的生態環境,以及地表水和淺層地下水的水文狀況等。小班調查可應用航空象片進行諸如森林起源、林層結構、樹種組成、林分年齡、疏密度、林分蓄積和立地類型等級等森林經理調查因子的判讀,以及樹高和樹冠直徑測定,樹冠郁閉度和立木株數估測等。
森林災害探測
森林受到火災、水淹、病蟲以及霜凍等危害時,利用遙感技術進行災情探測,可以迅速掌握災情,提出有效的防治措施。例如從衛星象片影象上研究辨識出雷雨、林火的位置和分布,為研究人工降雨撲滅森林火災提供可靠的依據。又如在衛星上利用高解析度紅外掃描儀和多光譜掃描儀進行病蟲災害探測,比用人眼觀察,可提前幾天至十幾天發現病蟲害。
林業生產管理
應用遙感技術能及時調查森林長勢,研究森林植被的物候現象,收集林業經濟信息,對林業生產工作起指導作用。例如應用衛星影象研究植被覆蓋季節物候變化,如果發現植物葉子枯黃,即是林木種子成熟的季節;如果發現地面為冰雪所覆蓋,正是木材採伐運輸利用冰雪運材的季節。又如在遙感影象上乾和濕的分界非常明顯,如表明土壤水文缺乏,則應及時進行灌溉。對於那些已知土壤水分含量和排水條件情況的地區,遙感信息可以提供探明地表水資源分布及淺層地下水的流量,對苗圃經營、幼林撫育及木材河道流送均有指導意義。再如應用航空象片勘測林區道路,調查木材流送河道,計算水上貯木場到材數量等,可以減少大量野外工作,提高經濟效益。
森林生態環境研究
利用遙感手段,探討森林生態形成的客觀規律,目的在於研究林木生長發育過程中所需條件,挖掘林業生產潛力。其主要內容是:觀測太陽輻射通量,估算植物光合潛力;觀測地物波譜特性,測定植被、土壤、沙漠、江河湖泊等主要地理環境要素的波譜特性曲線;觀測和判讀氣象變化,勘測地表水和淺層地下水,監測水質、土壤類型和土壤濕度以及林區環境污染等,為研究森林生態提供基本資料。
林業遙感信息處理
通過遙感手段系統地收集大量森林資源資料和生態環境信息,建立圖象、圖形和森林資源統計資料庫,進行分析處理,研究自然環境和林業生產管理的關系,探討森林資源開發利用的潛力和資源動態發展狀況。此外,利用遙感的磁帶記錄資料,進行林業遙感數字圖象處理,編繪林業各種用圖。綜合以上森林資源和環境信息的資料庫和遙感圖象信息資料庫,即可建立區域林業信息系統,進行區域的林業信息分析處理,為林業工作決策服務。
展望
由於航空攝影成本較高,攝影周期較長,不能及時應用,而衛星遙感影象攝影范圍大,反映動態變化快,資料收集又不受地形限制,故後者較前者具有更廣闊的發展前景。美國第四、五兩顆陸地衛星專題制圖儀(TM)的影象分辨力達到30米×30米,法國的SPOT衛星更提高到20米和10米。現在已經可以利用陸地衛星TM和SPOT衛星影象繪制1∶100000比例尺的地形圖和1∶50000比例尺的專題圖。SPOT衛星影象還可以構成立體影象進行立體觀察,並能在1~5天時間內,對某一地區進行重復攝影,從而進行局部的、短周期的動態監測。這些特性對於森林資源動態監測和林業生產中的應用都十分有利。新一代的衛星影象已經能夠顯示森林影象質地特徵,可以判讀樹種、林齡和確定經營方法等參數,其實際分辨力已接近中、小比例尺航空象片。可以預計,隨著衛星分辨能力的提高,圖象的進步,以及資料庫技術的發展,航天遙感資料將在森林調查和森林資源動態監測中發揮重大作用。
參考書目
American Society of Photogrammetry,Manual of Remote Sensing,2nd Ed.,The Sheridan Press USA,1983.