智慧林业：遥感技术助力林业碳汇监测工具升级
导语
森林生长产生的巨大碳汇是实现碳抵消、达到碳中和的关键，因此准确计算森林生长量和碳汇量不仅是开展森林经营、制定林业方针政策的必然要求，也是推进林业信息化和实现碳中和目标的客观需要。
随着《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》的提出碳监测越来越受到重视。
1 遥感技术在林业碳汇中的应用现状
遥感技术在林业中的应用非常广泛，主要包括以下几个方面：森林资源遥感调查、森林火灾遥感监测、森林病虫灾害遥感监测及林业资源遥感动态监测等。
遥感技术在空间分辨率和光谱分辨率方面的提高，以及雷达遥感、航空遥感和无人遥感飞机的发展，为林业遥感提供了丰富的信息源，拓宽了林业遥感应用的深度和广度，给森林资源清查和监测工作带来了新的契机，为“数字林业”的顺利推广提供了强大的信息保证。
不管是CCER的碳汇造林方法学（AR-CM-001）还是VCS的造林再造林方法学（AR-ACM0003），大都使用传统的林业调查技术来获取项目地块面积、项目边界、碳储量等数据。
相比较于传统的森林资源调查技术难以获取大面积的调查数据，存在耗时久、费用高、效率低等问题，不能满足森林资源调查和生态过程监测大范围、高覆盖、多时相、时空连续观测等要求等问题，遥感技术的创新应用具有直观、快速、对环境无破坏以及没有时空限制等优点，对于无样地数据、不方便采集样地数据的地区，也可以进行不限时空的横纵向碳汇能力对比分析，实现全季节，全天候，近实时获取森林碳汇更多要素信息，大幅度提高目标区碳汇整体监测的精度和准度效果。
遥感方法可以使最终估算结果以空间分布图形式呈现，可以更加直观地看出碳储量地分布情况，对于后续我国想要提高和改善碳汇能力的区域位置选择具有指导意义，方便对后续碳汇项目的监测范围管理。
2 遥感技术在林业碳汇中的技术应用模式
随着智慧林业的提出，遥感技术、地理信息系统（GIS）、互联网技术、大数据分析等现代信息技术被广泛运用于森林资源的科学管理。在这一背景下，“天空地一体化”碳监测体系被提出，它结合了卫星遥感技术、无人机和地面的传感器网络与信息管理技术，形成了一种全新的森林监测和管理模式。
▷卫星遥感技术 通过获取不同波段的反射率信息，可以分析森林的健康状况，评估干旱、病虫害等生态压力的影响，并应用于森林覆盖变化分析、碳储量估算等领域。
▷无人机/有人机 能够携带多种传感器飞行于森林上空进行高精度的图像采集。通过装备的热感摄像头、多光谱摄像机和激光雷达（LiDAR）等设备，获取森林的树高、冠层密度、生物量和地形等信息。
▷地面传感器 可以测量土壤湿度、温度、光照等环境因子，对森林生态环境的变化提供实时数据，了解森林在生态系统碳汇服务功能的潜力。
随着遥感技术的发展，卫星遥感、航空遥感、有/无人机遥感和地面遥感等都在林业资源调查中得到了广泛的应用。
3 遥感技术在林业碳汇中的应用案例
“句芒号”发射卫星遥感技术的新起点
2022年8月4日，我国首颗陆地生态系统碳监测卫星“句芒号”在太原卫星发射中心成功发射。“句芒号”卫星是一颗陆地生态系统碳监测卫星，也是世界首颗森林碳汇主被动联合观测的遥感卫星。后续将广泛应用于陆地生态系统碳监测、陆地生态和资源调查监测、国家重大生态工程监测评价、大气环境监测和气候变化中气溶胶作用研究等工作，还将服务高程控制点获取、灾害监测评估、农情遥感监测等。
山西岚县利用无人机监测典型植被及碳汇分析
近日，云智慧科技子公司-山西艾弗莱航空科技有限公司，受山西农业大学林学院邀请，前往岚县进行山西典型植被及碳汇分析。利用卫星遥感系统、无人机监测系统及相关数字化智能化治理系统体系，弥补现有地面监测和核查方法的不足，大幅提高监测效率，降低监测成本。
南宁高峰林场通过有人机技术进行森林资源调查
通过有人机技术获得正射影像数据产品后，利用图像处理技术提取森林区域的植被信息，如植被覆盖率、植被高度、植被类型等。再通过提取的植被信息，结合森林碳汇的估算模型，对森林碳储量进行估算，大大提高工作效率，降低监测成本。
长江中下游区域长江林带碳汇的计量监测项目
项目数据的采集基于RS技术、利用Landsat遥感影像，综合实地调查信息与遥感影像的目视解译，选取合适的监督分类方法，对长江芜湖段进行种植树种识别、土地利用分类，进而通过固定公式计算出碳储量等重要数据。
4 遥感技术服务国家双碳战略助力林业碳汇高质量发展
“双碳”战略是国家未来几十年的宏观大布局，碳市场作为国家政策的市场化工具发挥着重要功能。但现阶段认定的林业碳汇计算方法需要耗费大量人力物力，而遥感法对比传统方法，具有直观、快速、对环境无破坏以及没有时空限制等优点，可以使最终估算结果以空间分布图的形式呈现，让碳储量分布情况更加直观。
林业碳汇碳汇监测计量方面应坚持使用遥感技术监测，不仅能加速建立基于遥感技术的森林生态系统监测核算体系，加速开发、更新有利于林草碳汇交易的计量方法学，丰富碳汇计量方法学体系矩阵，还能为碳汇交易提供更准确、更便捷的计量工具。
在碳汇金融、保险产业化应用方面，应重视遥感等强有力的监测技术和手段，广泛应用于农业期货、权属交易、财政补贴、保险业务、碳排放权交易等众多领域，起到控制交易成本和提高效率、稳定性等作用，进而促进林业碳汇等金融产品的标准化、信息化。
结语
虽然现阶段遥感技术还面临着数据获取通道不够通畅，遥感图像处理领域的技术还不够成熟，因遥感数据的显示方式不同，可能会影响数据的解读，受传感器不稳定、地球曲率、大气条件、光照变化和地形变化也会影响数据质量等问题。但随着高分辨率遥感技术，人工智能与遥感技术结合以及对算法的不断优化下，“遥感+”技术将成为林业碳汇监测最主要、最不可或缺的的手段之一。“双碳战略”作为国家战略是国家未来几十年的宏观大布局，碳汇监测发挥着重要的功能。林业碳汇遥感创新应用国家高分卫星、国家碳卫星的数据资源和专业林草遥感算法算力，深入推进行业应用，建立更快、更准、成本更低的碳汇监测手段和标准量化测算平台，让碳汇交易各方受益，服务国家双碳战略，打造美丽中国。
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