解決方案丨天空地一體化森林資源調查

發布日期：2022-02-16 10:37 瀏覽量：15167

一、建設背景

森林資源是國家重要的自然資源和戰略資源，是林業發展的物質基礎，是建設生態文明的根本保障。自然資源部發布《關于開展2021年度全國森林資源調查監測工作的通知》，要求以第三次全國國土調查成果為唯一底版，準確查清全國及各省（區、市）2021年度森林資源現狀數據，推進構建全國統一的森林資源調查監測工作體系，為實現碳達峰、碳中和的戰略目標提供數據服務，為生態文明建設目標評價考核提供科學依據。

當前，森林資源調查監測方法主要為衛星遙感、航空遙感和實地調查三種，利用遙感技術可以大范圍、及時、準確地調查森林資源并監測森林變化。飛燕遙感運用多源遙感技術開展森林資源調查監測工作，可以快速、大范圍、高精度地為森林資源調查監測提供服務。

二、解決方案

（一）總體思路

針對森林資源調查監測地特點，飛燕遙感依托公司五甲測繪資質、自研8.8億像素航空集成多傳感器航攝儀AIMS、多臺先進數碼/機載激光雷達/傾斜航攝儀、無人機、三維激光掃描儀，基于二十年測繪地理信息領域數據獲取、處理及應用經驗，提出天空地一體化森林資源監測方案——綜合運用衛星遙感、機載激光雷達掃描、無人機航測、實地調查等方式，從多個維度，針對森林資源調查、森林火災監測、森林病蟲害監測等方面，推進森林資源調查監測工作順利開展，為生態文明建設提供技術支持。

（二）技術方案

利用天（衛星遙感）+空（機載激光雷達掃描）+地（實地調查）一體化監測體系，針對森林資源調查、森林火災監測、森林病蟲害防治、森林冠層高度模型制作等業務需求，全方位實施森林資源調查監測。

1. “天”：基于衛星遙感技術的森林資源調查監測

飛燕遙感作為國內高分辨率衛星數據代理商，可為用戶提供0.5m分辨率衛星影像、亞米級普通光學影像、多譜段多光譜影像等遙感數據產品，以及圖像處理、遙感解譯和基于衛星數據的解決方案。在森林調查領域，支持森林資源調查、森林火災監測、森林病蟲害監測等服務。

●森林資源調查

森林資源調查是利用多源多時相遙感數據、地形數據、森林物候特征等基礎數據，基于多源、多時相衛星遙感數據，提取遙感影像中的土地利用類型、樹種類型以及多時相影像間的森林類型變化信息。

樹種識別

●森林火災監測

森林火災監測是森林資源保護的重要業務，通過森林火點在遙感影像短波紅外、熱紅外波段的光譜特征，快速識別森林火點，為森林火災監測預警業務提供支持。

森林火點提取

●森林病蟲害監測

森林病蟲害是林業有害生物源之一，常見的包括松毛蟲、天牛、白蛾等病蟲害。利用多時相衛星遙感影像，根據感染病蟲害樹木與正常樹木在影像上的明顯光譜差異，普查疑似病蟲害區域。針對衛星遙感提取的疑似病蟲害區域和抽查的小班，采用無人機航測進行詳查。實現全面、準確、迅速監測管理病蟲害，及時準確發布病蟲害預警信息，有效指導病蟲害防控。

基于衛星影像提取疑似病蟲害區域

基于無人機影像提取疑似病蟲害區域

2. “空”：基于機載激光雷達技術的森林資源調查監測

飛燕遙感依托公司五甲測繪資質、自研8.8億像素航空集成多傳感器航攝儀AIMS、200萬赫茲機載激光雷達掃描儀RIEGL VQ 1560i、無人機等優勢，在森林資源調查領域，可為用戶提供森林點云數據獲取、處理、分類，以及森林數字表面模型DSM、數字高程模型DEM、冠層高度模型CHM制作等服務。

●點云數據獲取

激光雷達是一種新興的主動遙感技術，能夠在多時空尺度上獲取森林生態系統高分辨率的三維地形、植被結構參數、葉面積指數等參數。一般按照承載平臺的不同，分為星載、機載和地面激光雷達。

針對大面積森林資源調查監測，通常采用機載激光雷達方式進行數據獲取。機載激光雷達系統以有人機或無人機為搭載平臺，搭載的主要載荷包括激光傳感器、GNSS接收機、慣導系統（IMU）等，在數據獲取前，需預先確定機載激光雷達航攝儀的飛行范圍，明確飛行方向、航高、飛行速度、點云密度等參數。

原始點云

真實彩色點云

●點云數據預處理

點云數據預處理包括對航空攝影所獲取的激光點云、POS數據和地面基站等原始數據進行解壓、差分、POS數據解算、激光檢校、點云數據生成、點云數據坐標轉換、點云數據姿態校正、點云數據噪聲點剔除、航帶間接邊等處理，以獲得能夠滿足后期數據處理及產品制作要求的點云數據。