代发论文网：探讨遥感技术在林业中的发展状况与应用前景

<p>代发论文网：探讨遥感技术在林业中的发展状况与应用前景</P> <p> </P> <p>摘要:介绍了遥感技术自上个世纪90年代以来的发展状况,主要说明了遥感在空间分辨率、光谱分辨率、雷达及航空遥感方面的进展,并对其在林业中的应用前景进行了研讨。</P> <p> </P> <p>关键词:遥感 林业 森林资源</P> <p> </P> <p>Abstract:Remote sensing has made great progress not only in the spatial and spectral resolution but al-so in microwave area and airborne remote sensing since 1990s’·These have provided a good opportuni-ty for the application of remote sensing in forestry·This paper mainly introduces the progress of re-mote sensing and discusses its prospect of application in forestry·</P> <p>Key words:remote sensing,forestry,forest resources</P> <p> </P> <p>20世纪90年代以来,<A href="http://www.51lunwen.org/environment/2009/1116/lw200911161026583075.html" target=_blank>遥感技术</A>得到了突飞猛进的发展。主要表现在:商业卫星影像的空间分辨率有了空前的提高,达到了非常关键的米级,甚至亚米级;高光谱遥感的迅速兴起,使光谱分辨率达到了惊人的nm级;机载、星载SAR的日益普及,提供了全天候、全天时的观测能力。由此形成了高、中、低轨道结合,大、小、微型卫星协同,粗、精、细分辨率互补,全天候、全天时的遥感网络。所有这些为遥感在林业中的应用提供了前所未有的机遇。</P> <p> </P> <p>1　遥感技术现状</P> <p>1·1　卫星遥感数据空间分辨率1996和1997年美国NASA分别发射了两颗小型卫星Clark和Lewis,其空间分辨率为3m;印度1997年9月发射了IRS-1D,其全色波段分辨率达5·8m;1998年中期美国NASA和NOAA合作发射了Landsat-7,其携带的增强型的TM数据传感器(ETM+),由1个分辨率为15m的全色波段,6个30m的多光谱波段和1个60m的热红外波段构成;1999年9月24日,世界上第一颗可提供1m分辨率影像的商业遥感卫星———IKONOS-2发射成功;2000年1月3日,Space Imaging开始正式发布销售IKONOS影像; 2001年10月18日美国数字全球( Digital Globe )公司又发射了“快鸟-2”(QuickBird-2)卫星,其提供的全色影像分辨率达到了0·61m,成为目前商业遥感卫星中分辨率最高的; 2002年,法国Spot Image公司的SPOT-5号卫星也发射成功,其携带的两台高分辨率几何成像仪,可拍摄2·5m分辨率的全色图像和10m分辨率的彩色图像。此外,加拿大、日本等国也都发射了自己的商业卫星;我国于1999年发射空间分辨率达19·5m的CBERS-1卫星后又于2003年10月21日成功发射了分辨率和图像质量有较大提高的CBERS-2卫星。</P> <p>1·2　高光谱遥感高光谱遥感(Hyperspectral Remote Sensing)是国际上20世纪80年代才开始发展起来的遥感技术。经过20世纪90年代的发展,国际上已成功研制出一系列高光谱成像系统,这些系统在航空平台上获得广泛应用,并开始从以航空系统为主的阶段向以航空和航天高光谱分辨率遥感系统相结合的阶段转变。作为美国新一代的地球观测系统计划的组成部分,美国于1999年12月18日发射升空的Ter-ra卫星和2002年5月4日发射的Aqua卫星,均搭载了MODIS传感器,它有36个通道,波段涉及陆地、海洋、大气等综合信息,其中2个通道(可见光0·62~0·67μm、近红外0·841~0·876μm)的空间分辨率为250m,5个可见光、远红外通道空间分辨率为500m,其余29个通道空间分辨率为1km。而2000年美国宇航局(NASA)发射的地球轨道一号(EO-1)卫星上搭载的Hyperion传感器共有220个波段、大气校正仪AC具有256个波段。我国于20世纪80年代中后期开始着手发展自己的高光谱成像系统,在国家的支持下,我国的高光谱遥感应用研究取得了长足的进步。</P> <p>1·3　雷达遥感1995年11月加拿大雷达卫星RADARSAT-1的发射,标志着卫星微波遥感的重大进展。同以前的卫星雷达成像器比较,RADARSAT-1为地面分辨率、成像行宽和波束入射角提供了更宽的选择范围。它的SAR扫描波束的成像行宽为500km,分辨率为100m,适于全球或区域尺度的综合观测。在1998年的长江抗洪中,我国正是利用这颗卫星提供的图像进行了水情分析[1]。2002年3月1日,欧洲空间局成功发射了“环境观测卫星”(Envisat)。它是欧洲航天局迄今生产的最大最昂贵最先进的地球环境观测卫星[2],携带了10个地球和大气观测仪,其中最大的仪器高级合成孔径雷达(ASAR)能够调整视角和多种不同的模式(分辨率和/或视场)的多极化状态进行数据获取,可以提供分辨率为30m的雷达图片,特别适用于农业管理和林业方面的要求。我国的雷达遥感也有较大的发展,我国在机载和星载SAR传感器及其应用研究方面正在形成体系。到1997年底,我国已经能接收所有正在运行的雷达卫星数据。随着2002年12月30日神舟4号飞船上天,其轨道舱中装有的多模态微波遥感器向世人宣示了中国没有航天微波遥感的历史的结束。</P> <p>1·4　新型航空遥感技术在卫星遥感发展的同时,新型航空遥感技术也在不断发展。特大特小比例尺航空像片,多光谱、高光谱航空遥感图像在实践中都得到应用,而基于GIS的数字化航空摄影技术,其最大优点是依林区内某地块发生的情况,可简单、快速、廉价地进行更新[3]。过去,对森林的全色摄影产品主要是黑白片,近几年彩色像片技术发展非常快,它的最大优点在于可判性的增强,像地类界线、森林类型等更易于判读,因为彩色本身有着美学方面的吸引力,在GIS的支持下,随时可打印出全彩色图面资料,而其成本却与黑白片差不多[4]。</P> <p> </P> <p>2　遥感技术在林业中的应用展望</P> <p>遥感在空间分辨率和光谱分辨率方面的提高及雷达遥感和航空遥感的发展为林业遥感提供了丰富的信息源,拓宽了林业遥感应用的深度和广度,给落后的森林资源清查和监测工作带来了新的契机。当前,林业正走向信息化,“数字林业”正在向我们走来,而作为“数字林业”最重要的数据源的遥感的发展,为“数字林业”的顺利实施提供了强大的信息保证。</P> <p>2·1　高空间分辨率遥感数据遥感在我国林业上应用范围很广,包括森林制图、森林资源调查、动态监测、森林火灾监测和评估、森林病虫害监测等。虽然各个领域都取得了巨大的成绩,但在实际工作中,遥感数据的应用往往受到一定的限制。</P> <p>2·1·1　森林资源调查 林业遥感应用的主要数据源是光学遥感数据,如TM和SPOT等。TM数据具有较高的空间分辨率和光谱分辨率,且数据量大,信息丰富,成本较低,一直是林业遥感的主要信息源,但其30m的空间分辨率的应用精度并不令人满意。如在一幅TM精加工的图像上,平面点位绝对误差为33m,约1·1个像元;面积量测平均精度为90%;易判地类判对率在90%~95%之间[5],而不易判读地类的平均判对率一般为85%左右。因此,如何提高分类和面积的估测精度,改善蓄积量估测的稳定性、可靠性,满足生产需要,将是林业遥感面临的艰巨任务。要实现这一点,最根本的出路是遥感数据本身分辨率的提高。进行宏观森林资源监测时通常采用NOAA等中低分辨率数据,因为它们经济、实惠、待处理的信息量少,而且来源有保证。但随之而来的问题是在使用这种信息源时如何保持其精度。当前世界上普遍采用的方法是用高分辨率的卫星数据对低分辨率卫星数据进行校正(Calibration)[6],从事这方面研究的有欧共体联合研究中心(ECJRC)、德国、意大利、法国、比利时等国的科学家。中国学者用混沌理论和分形几何的方法在这方面进行了探索[6]。这些研究工作的结果对全球性监测是一个强有力的支持,会使全球性、大区域的监测变成一个可操作、有一定精度、有使用价值的方法。</P> <p>2·1·2　工