广西运用激光雷达技术实现森林资源的清查和管护

来源:传感器专家网    关键词:资源清查, 激光雷达,    发布时间:2019-11-20

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以前,调查森林资源的关键词是跋山涉水、翻山越岭、手工测绘。现在,有了国产高分辨率卫星和激光雷达技术,关键词成了卫星影像、空中航测、模型估测。近年来,森林资源丰富的广西通过运用“天空地”一体化森林资源调查监测新技术体系,实现了对森林资源更严格的清查和管护。

“天空地”一体化森林资源调查监测体系示意图,资料图

看护好生态家底,先进的生态环境监测手段必不可少。近年来,广西通过应用高分辨率卫星(简称高分卫星)遥感、激光雷达等技术,创新森林资源调查监测方法,实现对森林资源的更严格管护。通过一体化森林资源调查监测新技术体系的应用,配合少量人力在地面补充调查,可以轻松且准确地实现森林资源监测。

样地号:84;树种:马尾松;郁闭度:0.7;公顷株数:1200;平均高:6.96米……将机载激光雷达空中航测数据输入电脑,再与卫星影像整合处理,通过模型估测,森林资源状况就在立体彩图中一目了然。

据了解,受自然力和人为干扰影响,森林资源的最大特点是处于无时不处于生长、消耗的动态变化过程之中,及时清查对于森林资源的保护利用具有重要意义。


资料图

过去,森林资源调查通常都是以人工地面调查为主,所需时间长,数据精度还不高。如今,监测新技术不仅显著地提高了森林面积、森林蓄积量调查精度,同时大幅度减少了地面调查工作量,极大地提高了工作效率。

据了解,广西地处低纬度地区,地理环境复杂,降雨量较大,云雨天气对光学卫星影像数据获取影响很大。再加上国外卫星重访周期长,本身数据获取少、存档少,卫星拍下来的照片大部分被云覆盖,质量差,无法满足应用需求。2012年开始,随着国产高分卫星的发射升空,原来向国外公司购买卫星影像所需的数百万元的费用,如今成本几乎降到零。

如果说卫星是新技术的一条腿,那么最新的激光雷达(LIDAR)技术则是另一条腿。

不同视角的林区激光雷达数据显示,资料图

激光雷达是一项主动遥感技术,相比其他技术手段,在大范围、高时效、高精度林木高度与林分垂直结构信息获取方面具有优势。通过几个扫描数据便可准确估测林分特征,测量森林冠层结构,如树高、胸高断面积以及林分蓄积量等。目前,发达国家大都已采用该技术进行全国性的森林资源调查。

据了解,激光雷达技术通过传感器发出的激光脉冲来测定目标物距离,可获得从森林冠层表面到林下地形之间的三维结构信息,并可通过模型产出森林生物量、碳汇、森林垂直结构空间格局等监测评估产品。

例如,一架装载激光雷达的小型飞机,飞行1个小时可采集300平方公里的森林数据,高效率的技术手段使外业人力和时间投入减少80%左右,所测量的树高精度达到95%以上,森林蓄积量精度达到90%以上,森林变化总体精度达到90%以上。

据了解,目前,广西的森林资源二类调查已完成了一多半。过去五六年才能完成的工作,现在一两年就可以完成,且可以大量地节省人力物力。激光雷达技术通过在广西的大面积应用,也得到了进一步的修正,精准度大大提高,数值模型也更加丰富。眼下看来,鉴于当前林业发展形势和激光雷达在林业上的应用前景,建立切实可行的林业数据基础,对森林资源进行高效、精准、持续的动态监测,采用激光雷达技术无疑是最优解决方案。