森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，總面積超過40 億hm2，約占陸地總面積的31%。20 世紀(jì)以來，由于森林面積萎縮和質(zhì)量下降引發(fā)的生態(tài)環(huán)境事件不斷出現(xiàn)，使得森林健康問題得到前所未有的關(guān)注，各國學(xué)者開展了大量而富有成效的研究工作。

但森林植被的物理屬性與草原、荒漠、農(nóng)田、水體、建筑用地等土地利用類型有很大的區(qū)別；不同森林植被在不同生存環(huán)境和生長發(fā)育階段，體內(nèi)生化物質(zhì)組成、含量、特性以及細(xì)胞結(jié)構(gòu)、含水量也各不相同，這種物理屬性的差異形成了目標(biāo)物獨(dú)特的光譜反射曲線，是用于判斷和區(qū)別森林植被的重要手段。

澳大利亞森林大火遙感監(jiān)測火場變化圖

（暗紅色圖斑為過火區(qū)，藍(lán)色圖斑新增的過火區(qū)，黃色圖斑為未過火的孤島）

上述差異雖然導(dǎo)致森林植被光譜反射曲線各波段反射值略有不同，但光譜曲線的形狀特征是基本一致的； 然而當(dāng)植被健康受到侵害時，植物體內(nèi)的葉綠素濃度會發(fā)生明顯變化，光譜曲線的形狀特征也會隨之發(fā)生改變。而用傳統(tǒng)的原地觀測與受控實(shí)驗(yàn)等研究方法不僅需要耗費(fèi)大量的人力物力資源，且速度緩慢，缺乏時間序列上的可比性，一些偏遠(yuǎn)地區(qū)更是難以到達(dá)； 因?yàn)槿狈η‘?dāng)?shù)某叨绒D(zhuǎn)換手段，整體研究結(jié)果常常難以令人信服，方法具有一定的局限性。

本文從森林資源調(diào)查、森林生態(tài)功能評估、森林健康風(fēng)險控制和森林植被參數(shù)提取四方面對森林健康遙感研究進(jìn)行概況

利用遙感影像監(jiān)測森林的變化

森林資源調(diào)查

森林資源的動態(tài)變化是森林發(fā)展演替有利因子與森林健康脅迫因子綜合作用的結(jié)果，對森林健康具有重要的指示作用。傳統(tǒng)森林資源調(diào)查方法采用樣地調(diào)查推算總體，這種方法代價高昂、持續(xù)時間長且不利于動態(tài)跟蹤。遙感技術(shù)的應(yīng)用克服了傳統(tǒng)調(diào)查方法的缺點(diǎn)，并可對森林資源結(jié)構(gòu)情況進(jìn)行及時的、動態(tài)的、準(zhǔn)確的分析，從而較好地了解森林健康狀況四。遙感技術(shù)在森林調(diào)查領(lǐng)域的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在森林面積（覆蓋率）、森林類型與樹種識別、林分蓄積量等3個方面。

森林生態(tài)功能評估

健康的森林應(yīng)具有多重的生態(tài)功能和價值，如涵養(yǎng)水源、固碳釋氧、積累營養(yǎng)物質(zhì)和保持生物多樣性等。

森林健康風(fēng)險控制

受自然或非理性人類活動的影響，森林結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞、功能持續(xù)衰退，森林健康狀況無時無刻不面臨著巨大的威脅。遙感技術(shù)的應(yīng)用打破了人類感官的局限，在更為廣闊的時空尺度上，為人類提供了森林健康風(fēng)險控制的平臺。

森林健康風(fēng)險控制

雖然遙感技術(shù)破解了依賴地面調(diào)查難以完成大尺度森林綜合評估的難聽，但有時森林群落信息依然難以被直接獲取。在這種情況下，植被參數(shù)可以為相關(guān)研究提供大量且有效的信息，基于遙感影像的森林植被參數(shù)已經(jīng)成為森林健康狀況數(shù)量化表達(dá)的重要途徑。

遙感技術(shù)為人們提供了廣闊的視野、海量的信息及一個可以實(shí)現(xiàn)客觀、連續(xù)、重復(fù)、動態(tài)對比分析和推斷預(yù)警的工作平臺。研究證實(shí): 遙感光譜數(shù)據(jù)可與森林資源數(shù)量、穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)、功能和干擾等指標(biāo)建立較好的相關(guān)關(guān)系；借助遙感技術(shù)，人們能夠判斷和區(qū)別不同健康狀態(tài)的森林植被，準(zhǔn)確、及時地掌握森林健康發(fā)生、發(fā)展的狀況。隨著遙感技術(shù)的迅速發(fā)展，遙感資料的分辨率也在不斷提高，其技術(shù)的應(yīng)用也日趨成熟，特別是近年來遙感技術(shù)與地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)相結(jié)合，已成功應(yīng)用于森林健康研究的諸多領(lǐng)域，顯示出強(qiáng)大的生命力。

萊森光學(xué)（深圳）有限公司是一家提供光機(jī)電一體化集成解決方案的高科技公司，我們專注于光譜傳感和光電應(yīng)用系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。

審核編輯 黃昊宇