廣西運用激光雷達技術實現森林資源的清查和管護

來源:傳感器專家網    關鍵詞:資源清查, 激光雷達,    發布時間:2019-11-20

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以前,調查森林資源的關鍵詞是跋山涉水、翻山越嶺、手工測繪。現在,有了國產高分辨率衛星和激光雷達技術,關鍵詞成了衛星影像、空中航測、模型估測。近年來,森林資源豐富的廣西通過運用“天空地”一體化森林資源調查監測新技術體系,實現了對森林資源更嚴格的清查和管護。

“天空地”一體化森林資源調查監測體系示意圖,資料圖

看護好生態家底,先進的生態環境監測手段必不可少。近年來,廣西通過應用高分辨率衛星(簡稱高分衛星)遙感、激光雷達等技術,創新森林資源調查監測方法,實現對森林資源的更嚴格管護。通過一體化森林資源調查監測新技術體系的應用,配合少量人力在地面補充調查,可以輕松且準確地實現森林資源監測。

樣地號:84;樹種:馬尾松;郁閉度:0.7;公頃株數:1200;平均高:6.96米……將機載激光雷達空中航測數據輸入電腦,再與衛星影像整合處理,通過模型估測,森林資源狀況就在立體彩圖中一目了然。

據了解,受自然力和人為干擾影響,森林資源的最大特點是處于無時不處于生長、消耗的動態變化過程之中,及時清查對于森林資源的保護利用具有重要意義。


資料圖

過去,森林資源調查通常都是以人工地面調查為主,所需時間長,數據精度還不高。如今,監測新技術不僅顯著地提高了森林面積、森林蓄積量調查精度,同時大幅度減少了地面調查工作量,極大地提高了工作效率。

據了解,廣西地處低緯度地區,地理環境復雜,降雨量較大,云雨天氣對光學衛星影像數據獲取影響很大。再加上國外衛星重訪周期長,本身數據獲取少、存檔少,衛星拍下來的照片大部分被云覆蓋,質量差,無法滿足應用需求。2012年開始,隨著國產高分衛星的發射升空,原來向國外公司購買衛星影像所需的數百萬元的費用,如今成本幾乎降到零。

如果說衛星是新技術的一條腿,那么最新的激光雷達(LIDAR)技術則是另一條腿。

不同視角的林區激光雷達數據顯示,資料圖

激光雷達是一項主動遙感技術,相比其他技術手段,在大范圍、高時效、高精度林木高度與林分垂直結構信息獲取方面具有優勢。通過幾個掃描數據便可準確估測林分特征,測量森林冠層結構,如樹高、胸高斷面積以及林分蓄積量等。目前,發達國家大都已采用該技術進行全國性的森林資源調查。

據了解,激光雷達技術通過傳感器發出的激光脈沖來測定目標物距離,可獲得從森林冠層表面到林下地形之間的三維結構信息,并可通過模型產出森林生物量、碳匯、森林垂直結構空間格局等監測評估產品。

例如,一架裝載激光雷達的小型飛機,飛行1個小時可采集300平方公里的森林數據,高效率的技術手段使外業人力和時間投入減少80%左右,所測量的樹高精度達到95%以上,森林蓄積量精度達到90%以上,森林變化總體精度達到90%以上。

據了解,目前,廣西的森林資源二類調查已完成了一多半。過去五六年才能完成的工作,現在一兩年就可以完成,且可以大量地節省人力物力。激光雷達技術通過在廣西的大面積應用,也得到了進一步的修正,精準度大大提高,數值模型也更加豐富。眼下看來,鑒于當前林業發展形勢和激光雷達在林業上的應用前景,建立切實可行的林業數據基礎,對森林資源進行高效、精準、持續的動態監測,采用激光雷達技術無疑是最優解決方案。
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