無(wú)人機(jī)+高光譜在森林病蟲(chóng)害遙感監(jiān)測(cè)發(fā)揮著重要作用，本文結(jié)合《中國(guó)測(cè)繪》文章進(jìn)行了簡(jiǎn)單總結(jié)。

松材線蟲(chóng)病(Bursaphelenchus xylophilus)又稱(chēng)松樹(shù)枯萎病，是全球森林生態(tài)系統(tǒng)中最具危害性的病害之一。自1991年松材線蟲(chóng)病入侵寧波市象山縣以來(lái)，這場(chǎng)曠日持久的“松林保衛(wèi)戰(zhàn)”一轉(zhuǎn)眼已持續(xù)了30年。

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松材線蟲(chóng)項(xiàng)目范圍

松樹(shù)是浙江省造林先鋒樹(shù)種，其規(guī)模幾乎占到全省森林總面積的“半壁江山”，然而即便是堅(jiān)韌耐旱如它的常青樹(shù)種，一旦被松材線蟲(chóng)病侵染，也會(huì)迅速泛黃枯死，甚至將病害隨著疫木及其制品持續(xù)向周?chē)鷤鞑ラ_(kāi)去，蔓延成災(zāi)。因此，對(duì)于松材線蟲(chóng)病的防治、監(jiān)測(cè)和消殺一直是我國(guó)林業(yè)生態(tài)監(jiān)管工作的重中之重，松材線蟲(chóng)也被列在“重要（典型）有害生物”中植物病害的首位。

多年來(lái)，對(duì)松材線蟲(chóng)病科學(xué)防治、有效監(jiān)測(cè)的相關(guān)研究始終未曾懈怠。單純依靠森林病蟲(chóng)害防治工作者及護(hù)林員的人工勘查、抽樣定點(diǎn)監(jiān)測(cè)，很難全面、有效地掌握大面積山林中疫木的空間分布情況，從而導(dǎo)致監(jiān)測(cè)和處置的效率降低。

2019年我院聯(lián)合市森防站成立了一支科研團(tuán)隊(duì)，針對(duì)當(dāng)前松材線蟲(chóng)病監(jiān)測(cè)工作中遇到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)源單一、監(jiān)測(cè)手段人工依賴(lài)性強(qiáng)等亟需解決的要點(diǎn)難點(diǎn)問(wèn)題集中開(kāi)展了技術(shù)攻關(guān)，以期探求我市森林病蟲(chóng)害遙感監(jiān)測(cè)的新轉(zhuǎn)機(jī)，“天空地協(xié)同的松材線蟲(chóng)病疫情遙感監(jiān)測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究”項(xiàng)目應(yīng)運(yùn)而生。

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該項(xiàng)目充分利用我院無(wú)人機(jī)和Cubert-S185成像高光譜傳感器等基礎(chǔ)設(shè)施裝備，同時(shí)創(chuàng)新性地引入高光譜遙感技術(shù)應(yīng)用于松材線蟲(chóng)病枯死樹(shù)識(shí)別和監(jiān)測(cè)工作，實(shí)現(xiàn)了高空間分辨率衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)、低空無(wú)人機(jī)高光譜遙感數(shù)據(jù)與地面遙感采樣數(shù)據(jù)和實(shí)地踏勘核實(shí)數(shù)據(jù)等多源多平臺(tái)數(shù)據(jù)的綜合利用和有效融合。

“天-空-地”一體化遙感數(shù)據(jù)采集

地面遙感采樣數(shù)據(jù)和實(shí)地踏勘核實(shí)數(shù)據(jù)是研究的重要基底和驗(yàn)證數(shù)據(jù)。項(xiàng)目實(shí)施期間，項(xiàng)目組成員抽樣采集了研究區(qū)發(fā)病枯死松樹(shù)的準(zhǔn)確空間位置和實(shí)測(cè)光譜數(shù)據(jù)，并將采集的地面數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗整理，形成松材線蟲(chóng)病枯死樹(shù)光譜樣本，為系統(tǒng)性研究寧波市松材線蟲(chóng)病枯死樹(shù)高光譜遙感圖譜特征提供了數(shù)據(jù)支撐。

低空無(wú)人機(jī)高光譜遙感數(shù)據(jù)，具有空間分辨率高（優(yōu)于0.15m）、光譜分辨率高（4nm）的優(yōu)勢(shì)，在項(xiàng)目關(guān)注的重點(diǎn)發(fā)病區(qū)躍龍街道和桃源街道采集了1.5萬(wàn)畝高光譜遙感影像數(shù)據(jù)。

在此基礎(chǔ)上，項(xiàng)目組提出并建立了松材線蟲(chóng)病枯死樹(shù)的光譜特征指數(shù)，實(shí)現(xiàn)了基于無(wú)人機(jī)高光譜遙感成像技術(shù)的松材線蟲(chóng)病枯死樹(shù)智能化、精細(xì)化提取，提取準(zhǔn)確率優(yōu)于90%。

航天衛(wèi)星遙感為大空間范圍、高頻高效時(shí)空監(jiān)測(cè)提供了有效技術(shù)手段。利用無(wú)人機(jī)高光譜遙感提取的精細(xì)監(jiān)測(cè)成果作為衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)的“海量”訓(xùn)練數(shù)據(jù)，基于樣本遷移算法實(shí)現(xiàn)多源數(shù)據(jù)間的相互利用和優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，采用隨機(jī)森林機(jī)器學(xué)習(xí)算法完成了松材線蟲(chóng)病枯死樹(shù)宏觀監(jiān)測(cè)尺度上的高效化空間分布信息提取。

科技成果轉(zhuǎn)化落地

2020年，該項(xiàng)目正式申請(qǐng)立項(xiàng)為首批浙江省自然資源廳科技項(xiàng)目，通過(guò)項(xiàng)目實(shí)施，形成了一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的科技成果，包括發(fā)明專(zhuān)利一項(xiàng)（已進(jìn)入實(shí)質(zhì)性審查階段），撰寫(xiě)論文2篇。此外，項(xiàng)目關(guān)鍵技術(shù)已通過(guò)科技成果查新，并完成自然資源部科技成果登記。

2021年11月1日，該項(xiàng)目順利通過(guò)了省自然資源廳在杭州組織的項(xiàng)目驗(yàn)收。由浙江省自然資源廳、浙江省測(cè)繪科學(xué)技術(shù)研究院、國(guó)家林草局華東院、杭州市錢(qián)投集團(tuán)及浙江工業(yè)大學(xué)等有關(guān)專(zhuān)家組成的項(xiàng)目驗(yàn)收組充分肯定了項(xiàng)目的研究?jī)r(jià)值、現(xiàn)實(shí)意義以及項(xiàng)目形成的科技成果，一致同意項(xiàng)目驗(yàn)收通過(guò)。

項(xiàng)目形成的天空地一體化松材線蟲(chóng)病疫情遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)方案已順利在實(shí)際工作中實(shí)現(xiàn)技術(shù)轉(zhuǎn)化，目前已應(yīng)用于寧波市自然資源規(guī)劃局森林病蟲(chóng)害防治站2020和2021年度松材線蟲(chóng)病疫情監(jiān)測(cè)及疫木處置評(píng)估等工作中，為摸清寧波市病害疫情底數(shù)，有效提高寧波市森林病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)效率和科學(xué)化管理水平提供遙感技術(shù)支撐。