森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，總面積超過40 億hm2，約占陸地總面積的31%。20 世紀(jì)以來，由于森林面積萎縮和質(zhì)量下降引發(fā)的生態(tài)環(huán)境事件不斷出現(xiàn)，使得森林健康問題得到前所未有的關(guān)注，各國學(xué)者開展了大量而富有成效的研究工作。

但森林植被的物理屬性與草原、荒漠、農(nóng)田、水體、建筑用地等土地利用類型有很大的區(qū)別；不同森林植被在不同生存環(huán)境和生長發(fā)育階段，體內(nèi)生化物質(zhì)組成、含量、特性以及細(xì)胞結(jié)構(gòu)、含水量也各不相同，這種物理屬性的差異形成了目標(biāo)物獨(dú)特的光譜反射曲線，是用于判斷和區(qū)別森林植被的重要手段。

澳大利亞森林大火遙感監(jiān)測火場變化圖

（暗紅色圖斑為過火區(qū)，藍(lán)色圖斑新增的過火區(qū)，黃色圖斑為未過火的孤島）

上述差異雖然導(dǎo)致森林植被光譜反射曲線各波段反射值略有不同，但光譜曲線的形狀特征是基本一致的； 然而當(dāng)植被健康受到侵害時，植物體內(nèi)的葉綠素濃度會發(fā)生明顯變化，光譜曲線的形狀特征也會隨之發(fā)生改變。而用傳統(tǒng)的原地觀測與受控實(shí)驗(yàn)等研究方法不僅需要耗費(fèi)大量的人力物力資源，且速度緩慢，缺乏時間序列上的可比性，一些偏遠(yuǎn)地區(qū)更是難以到達(dá)； 因?yàn)槿狈η‘?dāng)?shù)某叨绒D(zhuǎn)換手段，整體研究結(jié)果常常難以令人信服，方法具有一定的局限性。

本文從森林資源調(diào)查、森林生態(tài)功能評估、森林健康風(fēng)險控制和森林植被參數(shù)提取四方面對森林健康遙感研究進(jìn)行概況

利用遙感影像監(jiān)測森林的變化

森林資源調(diào)查

森林資源的動態(tài)變化是森林發(fā)展演替有利因子與森林健康脅迫因子綜合作用的結(jié)果，對森林健康具有重要的指示作用。傳統(tǒng)森林資源調(diào)查方法采用樣地調(diào)查推算總體，這種方法代價高昂、持續(xù)時間長且不利于動態(tài)跟蹤。遙感技術(shù)的應(yīng)用克服了傳統(tǒng)調(diào)查方法的缺點(diǎn)，并可對森林資源結(jié)構(gòu)情況進(jìn)行及時的、動態(tài)的、準(zhǔn)確的分析，從而較好地了解森林健康狀況四。遙感技術(shù)在森林調(diào)查領(lǐng)域的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在森林面積（覆蓋率）、森林類型與樹種識別、林分蓄積量等3個方面。

森林生態(tài)功能評估

健康的森林應(yīng)具有多重的生態(tài)功能和價值，如涵養(yǎng)水源、固碳釋氧、積累營養(yǎng)物質(zhì)和保持生物多樣性等。

森林健康風(fēng)險控制

受自然或非理性人類活動的影響，森林結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞、功能持續(xù)衰退，森林健康狀況無時無刻不面臨著巨大的威脅。遙感技術(shù)的應(yīng)用打破了人類感官的局限，在更為廣闊的時空尺度上，為人類提供了森林健康風(fēng)險控制的平臺。

森林健康風(fēng)險控制

雖然遙感技術(shù)破解了依賴地面調(diào)查難以完成大尺度森林綜合評估的難聽，但有時森林群落信息依然難以被直接獲取。在這種情況下，植被參數(shù)可以為相關(guān)研究提供大量且有效的信息，基于遙感影像的森林植被參數(shù)已經(jīng)成為森林健康狀況數(shù)量化表達(dá)的重要途徑。

遙感技術(shù)為人們提供了廣闊的視野、海量的信息及一個可以實(shí)現(xiàn)客觀、連續(xù)、重復(fù)、動態(tài)對比分析和推斷預(yù)警的工作平臺。研究證實(shí): 遙感光譜數(shù)據(jù)可與森林資源數(shù)量、穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)、功能和干擾等指標(biāo)建立較好的相關(guān)關(guān)系；借助遙感技術(shù)，人們能夠判斷和區(qū)別不同健康狀態(tài)的森林植被，準(zhǔn)確、及時地掌握森林健康發(fā)生、發(fā)展的狀況。隨著遙感技術(shù)的迅速發(fā)展，遙感資料的分辨率也在不斷提高，其技術(shù)的應(yīng)用也日趨成熟，特別是近年來遙感技術(shù)與地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)相結(jié)合，已成功應(yīng)用于森林健康研究的諸多領(lǐng)域，顯示出強(qiáng)大的生命力。

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萊森光學(xué)-多旋翼無人機(jī)高光譜成像系統(tǒng)光譜范圍400-1000nm/900-1700nm,由高性能高光譜相機(jī)、穩(wěn)定云臺、高清相機(jī)、GNSS模塊、機(jī)載控制與數(shù)據(jù)采集模塊、機(jī)載供電模塊、地面站模塊等部分組成。核心載荷高光譜相機(jī)完全自主研發(fā)，采用1英寸大靶面CCD圖像傳感器具有高光譜分辨率、高靈敏度、大視場及優(yōu)異的成像性能，配合定制開發(fā)的高性能穩(wěn)定云臺，能夠有效降低飛行過程中無人機(jī)抖動引起的圖像扭曲與模糊；同時與GPS同步觸發(fā)，實(shí)現(xiàn)可見光照片匹配同步GPS信息；通過地面實(shí)時數(shù)據(jù)平臺實(shí)時觀測飛行器采樣點(diǎn)并可利用地面端設(shè)置采集的航線預(yù)覽及矯正功能；有輻射度校正、反射率校正、區(qū)域校正等批處理能力。輔助相機(jī)可實(shí)時可見、監(jiān)控拍攝效果，有圖像實(shí)時回傳功能；有輻射度校正、反射率校正、區(qū)域校正等批處理能力，光譜相機(jī)控制、數(shù)據(jù)采集、自動曝光、自動掃描速度匹配、輔助攝像頭功能、支持遠(yuǎn)程遙控、支持巡航、慣導(dǎo)采集模式，數(shù)據(jù)支持Envi等主流遙感軟件，實(shí)時常用植被指數(shù)計算功能、光譜及圖像數(shù)據(jù)預(yù)覽、建庫、建立指標(biāo)解譯庫等功能。

萊森光學(xué)-多旋翼無人機(jī)高光譜成像系統(tǒng)與大疆M600 pro/M300RTK無人機(jī)完美適配，支持同類型的多種無人機(jī)；系統(tǒng)支持配件升級及定制化開發(fā)，為教育科研、智慧農(nóng)業(yè)、林業(yè)調(diào)查、水環(huán)境監(jiān)測、目標(biāo)識別、軍事反偽裝等行業(yè)高端應(yīng)用領(lǐng)域提供高性能解決方案。

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萊森光學(xué)- iSpecHyper-VS系列高光譜成像相機(jī)/便攜式高光譜成像系統(tǒng)

萊森光學(xué)-iSpecHyper-VS系列高光譜成像相機(jī)是萊森光學(xué)（LiSen Optics）專門用于公安刑偵、物證鑒定、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、礦物地質(zhì)勘探等領(lǐng)域的最新產(chǎn)品，主要優(yōu)勢具有體積小、幀率高、獨(dú)有高光通量分光設(shè)計、信噪比靈敏度高、大靶面探測器、高像質(zhì)等特點(diǎn)。iSpecHyper-VS采用了透射光柵外置推掃或內(nèi)置原理高光譜成像，系統(tǒng)集成高性能數(shù)據(jù)采集與分析處理系統(tǒng)，高速接口傳輸，全靶面高成像質(zhì)量光學(xué)設(shè)計 ，物鏡接口為標(biāo)準(zhǔn)C-Mount，可根據(jù)用戶需求更換物鏡。iSpecHyper-VS系列高光譜成像相機(jī)，廣泛應(yīng)用于公安刑偵、物證鑒定、精準(zhǔn)農(nóng)林、遙感遙測、?工業(yè)檢測、?醫(yī)學(xué)醫(yī)療、采礦勘探等各領(lǐng)域。

萊森光學(xué)-iSpecHyper-VS系列高光譜成像相機(jī)/便攜式高光譜成像系統(tǒng)主要技術(shù)特點(diǎn)

光譜范圍400-1000nm或900-1700nm，分辨率優(yōu)于3nm

獨(dú)有高光通量分光成像設(shè)計、信噪比靈敏度高

高性能CMOS/CCD/InGaAs(TE Cooled)圖像傳感器，數(shù)據(jù)格式支持ENVI,支持多區(qū)域ROI

可選配電控自動對焦技術(shù)、自動曝光、自動成像掃描匹配

全靶面高成像質(zhì)量光學(xué)設(shè)計，點(diǎn)列斑直徑小于0.5像元

多種焦距物鏡鏡頭（12.5/25mm/35mm/75mm）可根據(jù)用戶需求更換物鏡

多種光學(xué)附件可選：戶外太陽光源、實(shí)驗(yàn)室太陽勻化光源工作臺、三腳架（野外專用）、數(shù)據(jù)線、電源線、電源（外置電源模塊）、儀器便攜式手提箱（定制三防箱）、專業(yè)高光譜采集軟件

萊森光學(xué)- iSpecField-系列手持式/便攜式地物光譜儀

萊森光學(xué)-iSpecField系列地物光譜儀是萊森光學(xué)（LiSen Optics）專門用于野外遙感測量、土壤環(huán)境、礦物地質(zhì)勘探等領(lǐng)域的最新明星產(chǎn)品，由于其操作靈活、便攜方便、光譜測試速度快、光譜數(shù)據(jù)準(zhǔn)確是一款真正意義上便攜式地物光譜儀。iSpecField系列地物光譜儀光譜范圍250-1100nm/250-1700nm/250-2500nm,采用了工業(yè)級觸控顯示屏手柄探頭，手柄探頭同時采用了獨(dú)有光學(xué)設(shè)計內(nèi)置攝像頭（相機(jī)）、GPS、激光指示器、內(nèi)置光學(xué)快門控制，同時地物光譜儀主機(jī)與工業(yè)級觸控顯示屏手柄探頭一體化設(shè)計，可野外現(xiàn)場直接進(jìn)行地物光譜操作測量，野外操作更加便捷方便，非常適合復(fù)雜的野外地物光譜測量。

萊森光學(xué)-iSpecField系列地物光譜儀主要技術(shù)特點(diǎn)

光譜范圍250-1100nm/250-1700nm/250-2500nm，固定全息光柵一次性快速掃描分光

2048像素面陣BT-CCD，256/512像元InGaAs，高像素雙路探測器同步測量，光譜精度高、分辨率高

主機(jī)與工業(yè)級觸控顯示手柄探頭一體化結(jié)構(gòu)，野外測量無需額外電腦，操作靈活

最短積分時間30微秒，測量動態(tài)范圍大，7吋高清觸控顯示遠(yuǎn)程觸發(fā)一鍵測量

內(nèi)置＞800萬像素自動對焦攝像頭（相機(jī)）、GPS、激光指示器、內(nèi)置光學(xué)快門控制

GPS定位、地物圖像、角度測量、距離測量、空氣溫濕度測量與光譜實(shí)時對應(yīng)同步

SpecAnalysis專用地物分析軟件，兼容ENVI、TSG、Arcgis等第三方工具軟件，嵌入了USGS數(shù)據(jù)庫和NDVI等13個植被指數(shù)

豐富測量光學(xué)配件：標(biāo)準(zhǔn)白板/灰板、葉片透射夾、礦物土壤專用探頭、手槍式光纖探頭、室內(nèi)太陽光源、視場角鏡頭、BRDF測量附件、透反射實(shí)驗(yàn)室支架裝置、遠(yuǎn)程觸發(fā)器等可滿足野外和實(shí)驗(yàn)室測量需求，可實(shí)現(xiàn)透射反射率、輻照度、輻亮度等測試

大容量電池，續(xù)航時間4-5小時，供電電池模塊可拆卸，可配置備用電池模塊，滿足長時間野外測量

萊森光學(xué)（深圳）有限公司是一家提供光機(jī)電一體化集成解決方案的高科技公司，我們專注于光譜傳感和光電應(yīng)用系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。