林业遥感是什么？

（remote sensing of forestry）

（方有清）

应用光学、电子光学的遥感仪器，从空中或远处接收林区物体反射或发射的电磁波信息和其他信息，经过传输处理，从中提取有关林业资源、森林环境和森林自然灾害等信息的一整套技术。遥感按其运载工具可分航天遥感、航空遥感和地面遥感。航天遥感的遥感器装在人造卫星、宇宙飞船和航天飞机上。航空遥感的遥感器装在飞机或气球上。地面遥感的遥感器装在汽车或轮船上。林业遥感已涉及到林业生产各个环节，利用森林航空摄影象片观测和认识森林环境，了解林业工作中实际情况，从而采取有针对性的措施，解决了许多原来认为人力不能解决的问题。森林资源信息是林业工作决策的基础数据，需要通过森林资源调查。而现代森林资源调查只有应用遥感手段，才能迅速获得准确可靠的林业资源数据。

发展概况

自从第一次世界大战有了航空摄影测量以后，胡格斯霍夫（R.Hugershoff）等人曾多次尝试应用航空象片进行森林调查。后来有人应用胡格斯霍夫所制造的精密航测立体制图仪进行面积、树高、郁闭度、断面积和材积查定，应用航空象片对各林班进行立体观察判读，在同一地区进行了测算对比，引起了人们对应用航空象片的兴趣。瑞典在20年代里开始应用航空象片进行森林调查。30年代，加拿大林业研究所研究了航空象片的林木阴影测定树高的技术。同一时期有些德国学者将遥感技术带到亚洲，1932年在日本东京大学演习林进行了航空摄影，1933年林业试验场对该林场进行了照查法的试验。第二次世界大战期间和战后数年里，有一批林业工作者应征参加战争，担任航空象片军事判读工作。战后，他们转为从事森林判读，促使了森林判读若干技术方法的逐渐形成。这时，不仅可在航空象片上判读森林类型（勾绘轮廓和量算面积），而且应用了简易仪器工具进行测树判读的研究，如应用航空象片测算树高、树冠直径、郁闭度、单位面积株数等，以弥补森林目测调查之不足。50年代，由于航空摄影技术发展很快，出现了天然彩色片、彩色红外片等，解决了在黑白片判读上不能解决的问题，使林业遥感技术不仅用于森林资源清查，而且用于造林调查设计、森林采伐运输工程勘测设计、水土保持，以及干旱地区水源、大面积森林病虫害调查等。在森林资源清查工作中，航空象片不仅是调查的辅助手段，而且用来进行间接量测。例如在特大比例尺（1∶500～1∶2000）航空象片上量测树高、树冠直径和点数林木株数等，配以地面抽样实测，编制成航空象片立木材积表，以估测空中象片样地的材积。此外，依据数理统计理论，以航空象片为工具，进行森林抽样调查，成为近代森林资源清查的主要手段。60年代以后又加上应用电子计算机进行复杂的数据分析计算，使森林抽样调查更趋完善。

中国1952年成立森林航空测量队，1953年在黑龙江省大海林林区进行了森林航测试验，完成了大海林林业局2700余平方公里的森林航测和资源调查工作。从1954年开始，逐年在东北、西南、西北主要林区开展了大规模航空摄影，到1964年共完成40余万平方公里，为森林经理调查及森林资源清查提供了航摄资料。1963年以后开始试验利用中比例尺航空象片进行森林资源分层抽样调查，试验结果证明精度良好。1972年采用象片判读和实测回归估测法。1975年编制了森林判读立体样片和航空象片数量化林分蓄积量表。从1975年到80年代初，直接应用陆地卫星多光谱扫描影象，在生产和科学研究上做了不少工作。例如：清查西藏地区的森林资源，进行辽宁省林业基地规划的调查，编制或修改一些省的1∶250000森林资源分布图；进行华北、西北、东北防护林体系的规划调查；监测省一级森林资源动态的试验等等。

应用范围

遥感在森林资源清查和管理方面的应用，主要有以下几个方面：

森林资源清查和编绘森林分布图

应用遥感技术所获得的图象和数据，配合数理统计抽样技术和电子计算机图象处理和数学分析计算，可以很快地获得大面积的资源清查结果，并能进行立地条件调查和土地资源评价。森林资源清查工作，由于彩色红外片和多光谱彩色合成片具有优越的性能，因而可将野外大部分调查工作改为室内进行。在野外只做一些较为精确的样地调查，观察一些典型的森林生态状况，以供室内准确判读和精密计算。编制大面积森林分布图，特别是编绘一个数万平方公里的小比例尺图，过去的常规方法，要用数万张大、中比例尺的航空象片进行编绘，费时费力。现在应用高空（20～35公里）飞行拍摄的1∶80000～1∶120000超小比例尺彩色红外象片进行编绘，或用陆地卫星多光谱假彩色象片进行编绘1∶100000比例尺的森林分布图，编绘时间和费用均可大量节约。

森林经理调查

森林经理调查工作包括林业生产条件调查、小班调查和专业调查，三者均可借助于大、中比例尺航空象片。应用航空象片可以调查土壤类型和土壤湿度等，为合理安排造林树种和进行土壤改良提供依据。同时，还可了解各种植被覆盖类型的生态环境，以及地表水和浅层地下水的水文状况等。小班调查可应用航空象片进行诸如森林起源、林层结构、树种组成、林分年龄、疏密度、林分蓄积和立地类型等级等森林经理调查因子的判读，以及树高和树冠直径测定，树冠郁闭度和立木株数估测等。

森林灾害探测

森林受到火灾、水淹、病虫以及霜冻等危害时，利用遥感技术进行灾情探测，可以迅速掌握灾情，提出有效的防治措施。例如从卫星象片影象上研究辨识出雷雨、林火的位置和分布，为研究人工降雨扑灭森林火灾提供可靠的依据。又如在卫星上利用高分辨率红外扫描仪和多光谱扫描仪进行病虫灾害探测，比用人眼观察，可提前几天至十几天发现病虫害。

林业生产管理

应用遥感技术能及时调查森林长势，研究森林植被的物候现象，收集林业经济信息，对林业生产工作起指导作用。例如应用卫星影象研究植被覆盖季节物候变化，如果发现植物叶子枯黄，即是林木种子成熟的季节；如果发现地面为冰雪所覆盖，正是木材采伐运输利用冰雪运材的季节。又如在遥感影象上干和湿的分界非常明显，如表明土壤水文缺乏，则应及时进行灌溉。对于那些已知土壤水分含量和排水条件情况的地区，遥感信息可以提供探明地表水资源分布及浅层地下水的流量，对苗圃经营、幼林抚育及木材河道流送均有指导意义。再如应用航空象片勘测林区道路，调查木材流送河道，计算水上贮木场到材数量等，可以减少大量野外工作，提高经济效益。

森林生态环境研究

利用遥感手段，探讨森林生态形成的客观规律，目的在于研究林木生长发育过程中所需条件，挖掘林业生产潜力。其主要内容是：观测太阳辐射通量，估算植物光合潜力；观测地物波谱特性，测定植被、土壤、沙漠、江河湖泊等主要地理环境要素的波谱特性曲线；观测和判读气象变化，勘测地表水和浅层地下水，监测水质、土壤类型和土壤湿度以及林区环境污染等，为研究森林生态提供基本资料。

林业遥感信息处理

通过遥感手段系统地收集大量森林资源资料和生态环境信息，建立图象、图形和森林资源统计数据库，进行分析处理，研究自然环境和林业生产管理的关系，探讨森林资源开发利用的潜力和资源动态发展状况。此外，利用遥感的磁带记录资料，进行林业遥感数字图象处理，编绘林业各种用图。综合以上森林资源和环境信息的数据库和遥感图象信息数据库，即可建立区域林业信息系统，进行区域的林业信息分析处理，为林业工作决策服务。

展望

由于航空摄影成本较高，摄影周期较长，不能及时应用，而卫星遥感影象摄影范围大，反映动态变化快，资料收集又不受地形限制，故后者较前者具有更广阔的发展前景。美国第四、五两颗陆地卫星专题制图仪（TM）的影象分辨力达到30米×30米，法国的SPOT卫星更提高到20米和10米。现在已经可以利用陆地卫星TM和SPOT卫星影象绘制1∶100000比例尺的地形图和1∶50000比例尺的专题图。SPOT卫星影象还可以构成立体影象进行立体观察，并能在1～5天时间内，对某一地区进行重复摄影，从而进行局部的、短周期的动态监测。这些特性对于森林资源动态监测和林业生产中的应用都十分有利。新一代的卫星影象已经能够显示森林影象质地特征，可以判读树种、林龄和确定经营方法等参数，其实际分辨力已接近中、小比例尺航空象片。可以预计，随着卫星分辨能力的提高，图象的进步，以及数据库技术的发展，航天遥感资料将在森林调查和森林资源动态监测中发挥重大作用。

参考书目

American Society of Photogrammetry，Manual of Remote Sensing，2nd Ed.，The Sheridan Press USA，1983.