原標題:全國樹木“摸家底” 約1426億棵樹背后有何科技密碼?
大約1426億棵樹,站立于我國960萬平方公里的土地上,裝點著腳下這片熱土。此次摸家底的數據顯示,我國各地的樹密度也是差異明顯,那么,哪些地區的樹最高?哪些地區的林最密呢?
哪些地區的樹最高?哪些地區的林最密?
分區域看,西南最多,達到了360億棵,華南與華東次之,分別為328億棵和259億棵。
北京大學遙感與地理信息研究所所長 郭慶華:我們首先要對我們家底摸清楚,另一方面還有很重要一點就是樹的密度,我們中國要種多少棵樹,包括我們的碳匯的一個核算,同時也是森林健康一個很重要的晴雨表。
研究發現,我國各地樹密度差異明顯。東北、西南、華南樹木集中,西北、華北因自然條件嚴酷,林木稀疏。郭慶華課題組還繪制出全國30米分辨率的森林冠層高度圖。2023年5月,他們在西藏波密發現一棵高達102.3米的西藏柏木,為亞洲目前已知最高樹木。激光雷達為這一發現提供了精準支撐。在“樹王”所在林區,70米以上的樹有百余棵,90米以上的亦有二十多棵,顯示出原始森林的壯闊與多樣。
北京大學遙感與地理信息研究所特聘副研究員 任淯:通過我們的軟件和我們的算法,我們首先把數據歸一化,然后進行單木分割,就可以得到每一棵樹的它的屬性信息,然后我們就可以快速地去定位到大概一個最高樹的區域。
從“樹”到“數” 首張“樹密度地圖”如何繪制?
剛才科研人員提到了算法,那么,從樹木到數據,這張信息量巨大的“樹密度地圖”究竟是如何畫出來的?這當然不是魔術,而是科學的力量。
在位于重慶璧山區的東風林場,一架搭載了北京大學自主研發的激光雷達技術的無人機騰空而起,向著茫茫林海進發。
重慶市林業投資開發有限責任公司技術員 杜競溥:以前傳統的這種調查方式是抽樣調查。那我們總共也就一天能做1600平米的一個面積的那個調查。但現在有了激光無人機以后,我們就可以一天能做到2000到3000畝的這樣一個整片森林區域的調查。
記者看到,通過激光雷達技術實時采集的大量點云數據,在后臺迅速生成三維立體圖譜。圖譜上,樹木的高度、胸徑、數量等信息被精準統計。
為摸清全國樹木底數,科研團隊在全國利用無人機激光雷達構建了7萬多個森林樣地,每個樣地1公頃,再融合衛星影像等多源遙感數據,借助人工智能提取特征、訓練模型,最終用地面數據反復校驗,探索出一條全新技術路徑。
密林穿行零墜落 無人機如何”盲飛“百萬里?
在枝葉交錯的林區深處,無人機要穿行其中并不容易。信號丟失、低溫嚴寒、高壓線密布,哪一樣都可能讓它“掉鏈子”。但它沒有失誤、沒有墜毀,靠的是什么?是研發團隊為它量身打造的“三層避障系統”,也是硬核科技的默默托舉。
這是去年冬天,內蒙古零下15至零下25攝氏度極寒中拍下的作業畫面:激光雷達無人機順著線路平穩飛行,精準識別分叉,自主轉向;這是團隊在塔克拉瑪干沙漠和羅布泊作業的情景。黃沙撲面,龍卷風、沙暴頻發,無人機仍高效完成近千公里數據采集,精度全部達標。
在野外,高壓線是無人機作業的最大障礙。為此,科研人員精心研發應對方案。無人機的激光雷達每秒最大發射200萬次脈沖,可生成前方50米范圍內的實時3D點云圖像,精度達到厘米級;一旦檢測到障礙物,如建筑物、樹木,無人機會自動進行懸停動作;信號中斷時,可以在原地進行懸停、落地,也可逆向返航或繼續執行作業,多種模式選擇,大大提高了作業的可靠性。
如何讓1426億棵樹發揮最大的生態效益?
樹木是天然的“碳捕手”,但并非數量越多越好。高密度的人工林可能會“內卷”,反倒不如天然的混交林更有效。那么,如何讓1426億棵樹發揮最大的生態效益?答案,藏在“碳賬本”里。
在調查中,郭慶華教授曾見過一些“密不透風”的人工林。當林木密度過高時,樹木之間爭搶陽光、水分和養料,激烈的競爭反而會抑制它們的生長。
北京大學遙感與地理信息研究所所長 郭慶華:特別是我們還發現在有些樹密度很高的地方,它的碳匯的潛力并不是非常好,也就是說不是樹種越多越好,有一個比較最佳的樹密度臨界點。
未來,依托“樹密度地圖”,森林的管理與規劃將更加高效。同時,在碳交易中,地圖提供的精準林業數據,將為碳匯定價和政策制定提供堅實依據。
[來源:央視網 編輯:王榮]大家愛看