摘 要：遙感影像作為現(xiàn)代化成熟發(fā)展的產(chǎn)物，為林業(yè)相關(guān)狀態(tài)監(jiān)測提供了更多的機遇和可能。鑒于此，著重分析了中高分辨率遙感影像在林業(yè)中的應(yīng)用情況，了解應(yīng)用過程中存在的問題，并提出具體優(yōu)化策略，旨在更好地提高中高分辨率遙感影像在林業(yè)中應(yīng)用水平。

　　關(guān)鍵詞：高分辨率;遙感影像;林業(yè)應(yīng)用

　　遙感影像作為衛(wèi)星技術(shù)成熟發(fā)展的產(chǎn)物，可以有效獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)信息資源，特別是近年來，隨著傳感技術(shù)研究的不斷推進，遙感影像的分辨率愈發(fā)提高。而中高分辨率的遙感影像作為目前十分成熟的一種信息獲取手段，可以及時獲取地面的相關(guān)信息與特點，并且提供更加實用與可靠的數(shù)據(jù)資源。其中高、低分辨率影像進行對比，能夠有更加成熟且多元化的空間信息、地理物理紋路、幾何結(jié)構(gòu)等等，結(jié)構(gòu)清晰且能夠明顯有效改善分類情況。目前，遙感技術(shù)在我國林業(yè)應(yīng)用有所展現(xiàn)，圍繞著森林資源調(diào)查和監(jiān)測，雖然起步較晚，但是所取得的成果卻十分理想[1]。

　　1 中高分辨率遙感影像

　　在林業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀高分辨率遙感是指對遙感數(shù)據(jù)的質(zhì)量和數(shù)量要求很高的遙感技術(shù)。不僅使土地利用、城市規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測等方面有了更便利、更詳細的數(shù)據(jù)來源，而且對于林業(yè)監(jiān)測方面有著更為重要的意義。目前中高分辨率遙感影像，在林業(yè)中的應(yīng)用會分為以下幾個方面：

　　一是應(yīng)用于森林火災(zāi)的監(jiān)測。森林火災(zāi)被認為是一項極其危險的自然火災(zāi)類型, 也可能會對我們造成較大人員傷亡和對生命財產(chǎn)嚴重損失，甚至會對我國的自然資源和生態(tài)環(huán)境造成嚴重破壞。因此，采用先進的遙感技術(shù)對森林火災(zāi)進行監(jiān)測，可以讓我們在第一時間就能了解潛在的安全隱患，并將其風險扼殺于萌芽狀態(tài)。當下，我國已經(jīng)廣泛運用基于 RS 數(shù)據(jù)的新一代森林火災(zāi)監(jiān)控應(yīng)用模式和先進的實驗室監(jiān)控技術(shù),初步形成了新型的森林火災(zāi)監(jiān)控體系。

　　二是對森林中各種病蟲災(zāi)害的監(jiān)控。當森林遭到病蟲災(zāi)害侵擾時，會直接造成樹木的葉子發(fā)黃或者變綠，影響人體的吸收。采用遠距離的綠光和紅外波段進行反射的概率也并不夠理想，但是通過遙感圖像進行監(jiān)測，能夠高效地獲取病蟲災(zāi)害發(fā)生前后波普值的變化情況，能夠準確分析出病蟲災(zāi)害的發(fā)生地點、災(zāi)情發(fā)展的情況與發(fā)生原因，為森林病蟲災(zāi)害防控提供出可靠合理有效的資料[2]。

　　三是應(yīng)用于林業(yè)生態(tài)工程中。在早年間，部分地區(qū)已將多種衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用于林業(yè)生態(tài)工程中，對于不同的天然林資源保護工程的監(jiān)測地區(qū)和農(nóng)村退耕還林工程的監(jiān)測地區(qū)都進行了不同時間和次數(shù)的動態(tài)監(jiān)測，并且在“十一五”期間，利用先進的遙感技術(shù)開展了一些重點防護森林和其他防風沙污染治理項目的技術(shù)檢查[3]。四是對荒漠化和沙化土地進行監(jiān)測。將遙感技術(shù)其應(yīng)用于飛機的荒漠化和沙土地質(zhì)監(jiān)測中，可以與傳統(tǒng)的飛機遙感相片區(qū)分開來，有效地緩解了周期性成本費用昂貴等一系列問題。因此，對于沙塵暴的應(yīng)急情況實施了動態(tài)監(jiān)控，準確地得到當前我國的降水、氣候、土壤的濕潤度等。

　　2 中高分辨率遙感影像在林業(yè)中的應(yīng)用存在的問題

　　2.1 增加了數(shù)據(jù)信息成本

　　增加數(shù)據(jù)信息成本，是中高分辨率遙感影像在林業(yè)應(yīng)用中存在的問題之一[4]。目前遙感有效應(yīng)用于我國的時間相對較晚，雖然所取得的成果十分理想，但是成本投入這一客觀問題仍然無法忽視。特別是對于中高分辨率的遙感影像而言，更會加大信息處理的成本。

　　由于衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)的價格十分高昂，會增加數(shù)據(jù)信息使用的成本。因此，部分林業(yè)局出于成本的考慮，難以應(yīng)用中高分辨率遙感影像技術(shù)。以內(nèi)蒙古為例，在森林資源清查過程中，若是采用高分辨率的遙感影像作為參考時，僅數(shù)據(jù)設(shè)備方面購買成本就在千萬元以上，再加上數(shù)據(jù)處理以及現(xiàn)場認證，所花費的成本更是難以估量。若是全國范圍內(nèi)進行森林資源的普查，其成本更高，引申到全國林業(yè)監(jiān)測中，所涉及到的成本更是難以估量。

　　2.2 精確度有待提升精確度

　　有待提升是中高分辨率遙感影像在林業(yè)中的又一問題。目前，與西方發(fā)達國家相比，我國遙感影像技術(shù)仍然有著較大的改進和上升空間。

　　以遙感技術(shù)為例，該技術(shù)經(jīng)常會使用 1∶10000 或是一種精度更高的航片，再經(jīng)過一系列加工以后，會作為 DOM 形式，或是以 1∶50000 的圖形加以參考。若是采用上述圖進行參考時，其版本較早，也很難將所涉及到一系列精確數(shù)據(jù)有效地體現(xiàn)出來，甚至部分地理要素會在遙感影像下處于缺失狀態(tài)。而圖像與地圖形匹配困難時，也很難第一時間找到地面控制點的坐標。因此，仍然需要采用 GPS 到現(xiàn)場進行地點檢測[5]。而在一些交通便利的地區(qū)，采用這種圖像矯正的方式可以得到更高的精度，若在一些相對偏遠的山區(qū)，采用圖像矯正進行地面控制點的精度確認會有較大的難度，再加上一些山區(qū)GPS 信號不夠穩(wěn)定，會嚴重影響坐標計算、測量的精度和有效度[6]。

　　2.3 圖像處理效果有待改進

　　圖像處理效果有待改進，是當前中高分辨率遙感影像在林業(yè)中應(yīng)用的又一問題。

　　一是一些中高分辨率遙感影像所造成的圖像陰影去除較為困難，在光學遙感影像中，由于地面目標和云層會對光線有遮擋，造成影像上產(chǎn)生陰影區(qū)域，其中就包括云層陰影和地面目標陰影兩個部分。在較早期遙感影像中，在單幅影像中云的祛除方式是直接采用圖像濾波法和直方圖匹配法。但直至目前，關(guān)于中高分辨率遙感影像陰影祛除方面仍然沒有取得十分理想的進展 [7]。

　　二是對于分類精度偏低，一些優(yōu)勢樹種識別相對困難，這也是圖像處理效果不夠理想的又一體現(xiàn)[8]。具體來講，要把圖像技術(shù)分類可以模擬計算機以及人類的一系列識別功能，可以對地球表面或是所需要探測的環(huán)境進行精準的描述和觀測，基于遙感圖像上所涉及到的一系列信息屬性也能夠自動地進行判別，合規(guī)類可以第一時間有效識別到相關(guān)物體，并提取物體的具體信息應(yīng)用到林業(yè)監(jiān)測中。采用這種遙感技術(shù)卻無法達到更為理想的效果，只能將樹葉簡單地分為固定幾類，而受到光照影響，其分類的效果更是有待提高，對于一些相對特殊的類型很難及時分辨[9]。

　　3 中高分辨率遙感影像在林業(yè)中的應(yīng)用對策

　　3.1 建立專用數(shù)據(jù)庫

　　建立專用數(shù)據(jù)庫是中高分辨率遙感在林業(yè)中的應(yīng)用優(yōu)化策略之一。上述分析得知，目前我國關(guān)于中高分辨率遙感影像，在林業(yè)監(jiān)測過程中由于缺少專業(yè)的數(shù)據(jù)庫，造成監(jiān)測的效果不夠理想，以及加大了數(shù)據(jù)信息處理成本。

　　針對這一情況，可以在測算森林資源的過程中利用遙感技術(shù)進行不斷探索和實踐。由于傳統(tǒng)的林業(yè)遙感監(jiān)測主要以相對高度較高的實體陰影探測器掃描為主，無法完全得到預(yù)計的影像，再加上建筑物陰影造成的原因與山體陰影形成的原因類似，很難對陰影進行祛除[10]。而通過建立數(shù)學模型，對林分的蓄積量進行估測時，會隨著衛(wèi)星圖像分辨率進一步提高而呈現(xiàn)出更大的地形地貌，也能夠客觀反映出地面物體的細節(jié)特征。由于樹是森林資源的主體，因此，在對森林資源進行監(jiān)測的過程中，也是對于樹種的組合情況進行動態(tài)監(jiān)測變化。

　　3.2 改進影像技術(shù)精度

　　改進影像技術(shù)精度，是中高分辨率遙感影像在林業(yè)中的又一應(yīng)用優(yōu)化策略。隨著科技進步和時代發(fā)展，遙感技術(shù)影像在我國應(yīng)用中也取得了一定理想的效果，目前對于建立窄光譜段和第五之間處于對應(yīng)的關(guān)系，而現(xiàn)實中對于地物的直接鑒別仍然會受到外界的干擾和影響而造成其精確度不夠，但是通過多維光譜空間信息的監(jiān)測，可以有效找到與地面物種定量識別的契機。而對于精度的改進，也需要結(jié)合不同的方法，在運用過程中，若是僅使用一種影像特征技術(shù)時，會嚴重影響其結(jié)果的精確度，再加上受到各種不同高度軌道結(jié)合和大小形象的協(xié)同，使得不同分辨率相彌補組成的全球?qū)Φ赜^測系統(tǒng)仍然有著需要改進的精度。而采用多種技術(shù)相結(jié)合的方法，能夠第一時間快速了解多種空間的分辨率和時間分辨率，也能夠為林業(yè)遙感工作的創(chuàng)新提供更多可能。

　　3.3 提升圖像處理水平提升

　　圖像處理水平是中高分辨率遙感影像在林業(yè)應(yīng)用中的優(yōu)化策略。通過上述分析，由于遙感影像對于圖像處理的力度不足，會造成一些林業(yè)監(jiān)測的效果不夠清晰，很難達到預(yù)計的范圍內(nèi)，針對這一問題，需要更加注重高光譜遙感技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新。由于高光譜最重要的特點之一就是將高光譜遙感技術(shù)和傳統(tǒng)的光譜檢測技術(shù)相互結(jié)合，通過光譜對元素顏色的覆蓋，其中的圖像數(shù)據(jù)也會很好地反映出當時地面物體大小和形狀上的缺陷等一系列外部特點，這些都會直接使得高光譜遙感技術(shù)在一定程度上提升了樹種的辨認率，并在精度上也有著較為獨特的優(yōu)勢。

　　與此同時，可以結(jié)合 GPS、GIS 技術(shù)來進行數(shù)據(jù)可視化，加速我國數(shù)字理念方面的建設(shè)，也能夠提高其圖像處理的效果和水平。由于這個數(shù)字也被認為是在推廣了數(shù)字地球這個概念之后提出的一種新型現(xiàn)代化的林業(yè)監(jiān)控和管理技術(shù)，具備強大的數(shù)據(jù)獲得能力。重視了林業(yè)的遙感與傳統(tǒng)林業(yè)，GPS 和 GIS 之間的有機融合，會逐漸建立起一種以林業(yè)遙感信息為主要技術(shù)基礎(chǔ)。計算機將其作為一種手段和林業(yè)地理信息系統(tǒng)的一個綜合立體、多層次的體系，在復(fù)制 TM 三維林分顯示技術(shù)中，可以在各種林分信息的共同支撐下，以不同的視角來觀測模擬森林資源和林業(yè)中的相關(guān)變化。

　　4 結(jié)語

　　總而言之，在遙感技術(shù)的成熟發(fā)展趨勢下，應(yīng)用到林業(yè)監(jiān)測中會提升林業(yè)監(jiān)測的有效性和精確性，但是一些中高分辨率遙感影像應(yīng)用中存在的不足仍然亟待改進，在今后對于圖像處理數(shù)據(jù)庫建立以及影像技術(shù)精度等方面也需要投入更多的力度，才能夠更好地提高在林業(yè)中的應(yīng)用效果。

　　參考文獻:

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　　[6]張連華,李春干,黃成全,等.高分辨率遙感影像森林訓(xùn)練樣本自動提取及其在變化檢測中的應(yīng)用[C]// 第三屆中國林業(yè)學術(shù)大會,2013.

　　[7]臧淑英,王佳,熊妮娜,等.應(yīng)用高分辨率遙感影像與 GIS 技術(shù)建立林場級森林資源管理信息系統(tǒng)[J].北京林業(yè)大學學報(S1):46-50.

　　[8]張芳,李鑫,陳佳楠,等.衛(wèi)星遙感影像目視解譯在森林資源調(diào)查中的應(yīng)用分析[J].內(nèi)蒙古林業(yè)調(diào)查設(shè)計,2009,(4):72-73.

　　作者：徐樂樂 1，張加龍 1*，趙 磊