高分二号卫星影像在变色松树遥感监测中的应用
2025-07-21刘春燕韦美满李亭潞杨振意曾浩威晏建红郭茂涛孙思
中图分类号:S763.18 文献标志码:A 文章编号:2096-9902(2025)12-0006-05
Abstract:Pinewiltdisease,causedbypinewoodnematode(Bursaphelenchusxylophilus),isadevastating forestdiseasethat posesseverethreatstoforestecosystemsThisstudyaimstoapplyGF-2sateliteimageryformonitoringdiscoloredpinetrees andevaluateitsefectivenessbyestablishingadeplearning-basedmonitoringsystemtoenhancetimelinessandacuracy. IntegratingGF-2sateliteremotesensingdatawithUAVaerialimagery,monitoringexperimentswereconductedinGuangning County,Guangdong Province.Imageprocessngtechniques,including Gram-Schmidt(GS)fusionandthe GreenNormalized DiferenceVegetation Index(GNDVI),significantlyimprovedthecontrastbetweendiscoloredpinetreesandtheirbackground. Using adeep learning algorithm for discolored pine tree extraction,the method achieved a precision of 94.65% ,recall of 83.30% andF1-score of 88.61% .The results demonstrate that the GF-2-based identification method ofers high accuracy and can provide reliable data support for precise monitoring of pine wilt disease.
Keywords:pine wilt disease;remote sensing;GF-2;image fusion;evaluation
松材线虫病是我国森林生态系统面临的重大生物威胁之一,对森林资源造成了严重损害。该病害由松材线虫引发,传播迅速、致死率高,感染树木从发病到枯死最快仅需40d,属于重点检疫对象,是森林生态系统中最具威胁性的病害之一↓。在国内已导致数亿株松树死亡,造成的直接经济损失及生态服务价值损失累计数千亿元,防控形势愈加严峻,其识别与精准定位,已成为防治该病的重要课题。感染松材线虫病后,松树症状明显,针叶呈红黄或红褐色(简称“变色松树”),反射率和光谱特性发生显著变化,这为变色松树的高精度监测创造了条件。
目前,松材线虫病疫木的检测主要依赖人工巡查、卫星遥感和无人机遥感相结合的天地一体化监测体系。人工巡查效率低且主观性强,卫星遥感虽然覆盖范围广,但难以精确定位单株疫木;无人机技术能够实现单株定位,但受限于航拍范围,难以实现大范围的监测。因此,融合多源数据的协同监测模式已成为主流[6-8],通过卫星遥感筛选疑似区域,再利用无人机针对性地采集影像,结合深度学习算法进行疫木识别与定位,最终指导地面精准治理。
近年来,光学遥感卫星的分辨率已达亚米级,高分辨率卫星影像为单株变色松树监测提供了可靠的数据支持。本研究使用的国产高分二号卫星(GF-2)是中国高分辨率对地观测系统的重要组成部分,于2014年8月发射,是中国首颗空间分辨率优于 1m 的民用光学遥感卫星。……
