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驗等研究方法不僅需要耗費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)； 因為缺乏恰當(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，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: 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，顯示出強大的生命力。

萊森光學(xué)（深圳）有限公司是一家提供光機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