● 文 | 中国空间技术研究院 柯 伦

一、卫星数据在林业上的应用现状和成效

1．遥感卫星应用

卫星遥感技术可以实现利用星上传感器对目标地区进行大面积、多频次地观测地表信息，遥感数据已广泛应用在林业、农业、水利、气象、资源环境等领域。自1972 年陆地卫星1（Landsat-1）成功发射以来，以美国为首的许多航天大国陆续发射了多颗遥感卫星，遥感数据的空间分辨率从公里级覆盖到亚米级，至今已积累了海量遥感数据，为相关领域应用提供了丰富的数据源。

森林为人类的生存和发展提供了宝贵物质资源，同时在维持生态平衡、保护稀缺资源方面具有不可替代的作用。目前利用卫星遥感技术进行林业普查和监测已取得较大进展，遥感数据在林业方面的应用具有广阔前景。

（1）林业防火应用

现阶段由地面巡护、高塔瞭望、飞机巡查和卫星监测组成的立体林火监测体系已成为森林火灾预防和扑救工作的重要方法。随着高新科学技术的飞跃发展，卫星林火监测手段已在我国森林防火工作中得到广泛推广，并占据了重要的位置，为各地区森林火灾的预防和扑救工作做出了特殊贡献。

典型应用案例：黑龙江省北部大小兴安岭、长白山一带丰富的林业资源是我国的重要自然资源。多年来，由于气象条件多变和人类活动影响，森林火灾时常发生，著名的1987年5月6日大火、2003年黑河大火、2005年呼玛大火都使宝贵的林业资源付之一炬。通过黑龙江省遥感卫星接收处理系统，黑龙江省在其北部广大林区部署了森林火情卫星监测系统，实现了对林火的动态监测、预测和灾后评估工作，卫星遥感技术在黑龙江省森林防火方面的监测应用情况使其森林防火工作的成效有了明显好转。

（2）林业资源调查应用

林业资源是我国宝贵的自然资源之一，对于社会经济的发展以及人们生活的稳定发挥着重要作用。当前，传统的方式对林业资源的管理水平还偏低，而随着卫星遥感技术的发展，卫星为现代化林业资源调查与管理提供了一种新型高效的技术手段，强化了林业资源监管保护与管理力度。

典型应用案例：新疆各地区在进行林业调查设计时都会采用卫星遥感影像技术。新疆维吾尔自治区阜康市利用遥感卫星对森林资源进行清查，阜康市林业局管理人员根据利用卫星遥感技术获取到的两期变化区域生成的变化图像，对实际情况进行分析解读，进而判断出林业资源是否发生违法占用或受到其他危害，便于林业管理人员及时发现违法占用林业资源情况，并迅速出动人力进行实地勘察，对违法行为及时阻止，对违法人员进行处理，进而及时保护林业资源。

（3）林业病虫害监测的应用

植被被病虫侵扰时，卫星遥感影像中的特定光谱曲线会发生改变，通过遥感技术，分析灾害的种类、程度以及布局情况等，对于控制病虫害有着极大的好处。我国科研人员全面开展了森林病虫灾害遥感监测及预警技术的研究，不断完善林业病虫害监测系统，并基于林业业务主管部门决策需求，提出了森林病虫灾害的遥感地理信息系统和全球定位系统技术集成应用模式。

典型应用案例：通过法国对地观测系统（SPOT）卫星对松树林松线虫已暴发区域的多光谱影像分析处理，大连市林业调查规划院判读松树发病区域内不同发病时段松树的反射光谱，得出松树林的整体病虫害受灾情况，并预判和提取了大连整个区域内相应像素点的坐标，通过GPS定位技术对预判的各个像素区域进行实地调查，最终确定是否为发病区域以及发病区域的范围和面积。

（4）森林保险理赔中的应用

政策性森林保险涵盖的主要对象为森林灾害，按发生原因可归纳为自然灾害与社会风险灾害。自然灾害一般是指由于自然力不规则作用引起的各种灾害，社会风险灾害是指由于社会或者个别个体的行为，对森林生产和经营造成各种损失的可能性，这种行为一般包括过失不当以及故意等。利用遥感卫星机动快速、覆盖范围大等特点，可以迅速地对各种灾情做出客观评估，因而卫星遥感技术在森林灾害监测和保险理赔中占据着重要地位。

典型应用案例：2015年，受中国人民财产保险股份有限公司内蒙古自治区分公司委托，有关遥感机构承担了内蒙古自治区东部主要林区森林火灾与森林病虫害多源遥感监测与损失评估工作。2015年夏季，内蒙古大兴安岭地区松针毒蛾危害较为严重，基于松针毒蛾的危害特点，利用2014年7月及2015年7月的Landsat多光谱影像，分别对应灾前与灾后数据，进而通过失叶量（%）等指标的分析判读情况来评估病虫害损失，为2015年森林病虫害的快速理赔提供数据支持。

（5）林业信息化综合应用

卫星遥感技术结合地面大数据信息化网络，形成天地一体化的应用服务格局，开拓信息技术在林业领域的应用。大力发展“智慧林业”既是林业现代化建设的重要组成部分，也是林业从传统走向现代的必由之路和必然选择。

典型应用案例：吉林省森林类型和地形地貌呈多样化特征，依靠传统手段对森林资源进行保护和管理的难度大、效果不明显，利用先进的卫星动态遥感技术，能够使林业管理水平大幅度跃升，对森林资源实施有效、精准的保护、管理及合理开发利用。随着我国首颗林业卫星“吉林林业一号”卫星及后续林业卫星的发射和应用，卫星遥感技术将全面提高林业遥感信息化水平。林业卫星星座由 5颗卫星构成，主要使命是提供高时间分辨率、高光谱分辨率的卫星遥感数据，结合现有的“吉林一号”卫星星座中的高分辨率卫星，更加全面地覆盖目标监测林区。到 2018 年，全部林业卫星将完成发射组网，主要用于获取目标区域高清彩色视频影像，为森林资源普查、森林火灾监测、树种分类调查、野生动物保护、沙漠化防治、湿地监测、病虫害监测、环境保护等领域提供信息支持服务。

2.导航卫星应用

目前利用卫星导航定位技术发展林业已经成为了新的趋势，将多模卫星导航定位技术引入到林业应用中，为精准林业技术体系的发展及应用提供了新的技术支持，实现了林业管理的数字化发展，同时为森林资源监测管理、森林病虫害防治、森林防火等诸多领域提供了要求越来越高的定位技术与位置服务。

典型应用案例：2015年前，湖北省卫星导航主要采用美国的全球卫星导航定位系统GPS，进行湖北森林资源连续清查（一类清查）、森林资源规划设计调查（二类调查）以及造林作业调查设计与伐区调查规划设计（三类调查）等，具体体现在森林资源监测、森林防火、野生动植物保护等三个方面。

2016年，国家发展和改革委员会、交通运输部、住房和城乡建设部、国土资源部、工业和信息化部等国家部委相继出台北斗系统应用与产业化政策，以国家力量助推北斗系统发展的同时，也为北斗系统更好地应用到各行各业提供了政策指导与保障。同年，北京、黑龙江、河南、湖北、湖南、安徽、福建等省市出台了各种北斗应用与产业化政策。各地相关政策更加贴合当地的实际需求，对于北斗产业的规划更加细致。北斗系统被视为各地经济发展的重要动力，将服务各地的工业生产与人民生活。

2016 年下半年，北斗林业应用成效显著。各大林业局、国有林场、国家湿地公园，纷纷下发北斗林业巡护终端，装备护林员。有了北斗林业终端，森林防火、资源监管、病虫害防治等情况通过北斗终端进行实时采集和上报，可以对林地情况进行科学有效管控，实现了“数字林场”。此外，如果林地出现灾害，北斗林业终端也可以第一时间上报灾情信息，为迅速组织力量控制灾情提供技术服务。例如，湖北省太子山国有林场装备70台北斗巡护终端，拉开了湖北省应用北斗林业终端的序幕。湖北省的北斗林业应用为各省市林业资源保护与防灾减灾提供了全新的思路。浙江、广西等省也在逐步应用北斗林业终端。北斗，化身森林卫士，为国家的林业资源保护与防灾减灾贡献着北斗智慧。

3．通信卫星应用

卫星通信以其覆盖范围广、组网灵活、不受地理环境限制等优势，在野外勘探、边境巡逻、抗震救灾等活动中发挥了巨大作用。移动通信卫星就是可以为移动和便携式终端提供通信的卫星。它的优势体现在可以在任何时间为任何地点的车辆、飞机、船舶和个人等移动用户提供语音、数据等通信服务，并可以实现用户终端的小型化、手机化。相对于地面移动通信系统会受地面基站覆盖区域的限制，移动通信卫星系统可以在边远山区、沙漠戈壁、森林、边境等地区实现通信的全覆盖。因此在一些地面移动通信无法覆盖的林区可以利用其来保持通信畅通，保证通信质量。

典型应用案例：天通一号卫星移动通信系统作为通信卫星应用的代表应用在林区，解决了在森林深处通信不畅、无法互联互通的问题，可基本满足护林员通信以及应急救援队伍快速机动的通信需求。目前黑龙江、甘肃等地林区都拟配套该型号卫星通信系统作为护林员的巡护装备，这将大大提升林区作业人员的实时通信能力，更好地为林业信息化建设提供技术保障。

二、林业行业内卫星应用的发展和建议

经过“十三五”的发展，力争到2020年使中国卫星应用产业发展达到新的水平，预计2020年产值将达到5000亿元。林业紧跟发展大趋势，利用卫星不断完善原有森林监管、防护体系，不断向“智慧林业”迈进。

1．卫星遥感走向商业化

统筹建设遥感卫星接收站网、数据中心、共享网络平台和共性应用支撑平台，形成卫星遥感数据全球接收与全球服务能力。目前，高分一号、二号、三号、四号、五号、六号卫星已经成功部署并展开应用，将加强数据区域应用推广，加大成果转化、技术扶持等工作力度，鼓励和支持包括民营企业在内的实体开展商业化增值服务。各地都在加紧部署，为实现精准林业而不断探索努力。

2．北斗产品对国内市场贡献率不断提升

到2020年，将建成由35颗卫星组成的北斗全球卫星导航系统，具有优于10m定位精度、20ns授时精度的服务能力；北斗卫星导航系统及其兼容产品在林业领域得到广泛运用，对国内卫星导航应用市场的贡献率达到60%，重要应用领域达到80%以上，在全球市场具有较强的国际竞争力。

3．卫星通信服务“宽带中国”和全球化战略

“十三五”期间，卫星通信广播系统将重点发展固定通信广播、移动通信广播和数据中继三个卫星系列，逐步覆盖全球主要地区，并与地面通信网络融合。建设天基骨干传输网、天基移动宽带接入网和地面节点网，开发商用应用终端，形成网络互连、全球覆盖、宽带服务和移动保障的卫星通信系统，与地面宽带网络、第五代移动通信系统等互联融合，形成我国自主的空天地一体化网络。林业盲区也将逐渐消失，实现林区全通信，方便林业治理。

三、结束语

传统的林业生产方式已经不适应现代社会的发展，迫切需要采用先进的技术手段。而天基资源因其宏观性、综合性、可重复性等特点，自然成为后续林业发展的重点方向。遥感、地理信息系统、定位系统和卫星通信系统相结合，已经应用于林业的诸多领域，显示出了强大的生命力。下一步，要进一步梳理、牵引用户需求，进一步挖掘卫星应用能力，不断拓展卫星在林业中的应用，为我国林业的发展提供更好的服务。