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高分辨率遥感林业调查和监测应用攻克8项关键技术

来源:9170.com-金沙网站 作者: 2019年01月17日
[导读]  中国林业科学研究院资源信息研究所李增元研究员主持完成的“高分辨率遥感林业应用技术与服务平台”获2018年度国家科技进步奖二等奖。这是李增元研究员作为技术成果第一完成人第二次获得国家科技进步奖二等奖

  9170.com-金沙网站网讯(王建兰 胡利娟)1月8日,2018年度国家科学技术奖励大会在人民大会堂举行。中国林业科学研究院资源信息研究所(以下简称“中国林科院资源所”)李增元研究员主持完成的“高分辨率遥感林业应用技术与服务平台”获国家科技进步奖二等奖。这是李增元研究员作为技术成果第一完成人第二次获得国家科技进步奖二等奖。

  

  李增元研究员主持完成的“高分辨率遥感林业应用技术与服务平台”获国家科技进步二等奖

  自主攻关核心技术 填补我国高分辨率遥感林业应用空白

  “林业”和“遥感”是两个不同的研究领域,如何利用现代化的遥感信息技术“武装”我们的传统林业,提升行业科技含量,助力产业发展,是李增元研究团队一直关心并想攻克解决的核心问题。

  高分卫星是高分辨率对地观测卫星的一种简称。在林业资源领域,高分遥感技术有着广泛用途。为满足我国森林资源调查、湿地监测、荒漠化监测、林业生态工程监测和森林灾害监测等林业调查和监测业务发展对高空间、高光谱和高时间分辨率遥感海量数据处理、产品生产和系统服务的重大应用需求,李增元研究员主持承担了《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020 年)》中部署的 16 个国家重大专项之一的“高分辨率对地观测系统”项目研究。

  经过多年的协同攻关、基础高新技术研究、产品升级与应用,该项目攻克了高分辨率遥感林业调查和监测应用的8项关键技术,首次建立了基于高性能计算和云架构的高分林业应用服务平台,形成高分专项标准规范9项,填补了我国高分辨率遥感林业应用的空白,形成了符合我国林情的高分辨率遥感林业调查、监测与评价技术体系,很大程度上解决了高分辨率卫星遥感在林业中应用的技术和平台瓶颈,引领了林业遥感技术发展,研究成果总体达国际先进水平。该项目成果已经在13项全国性和7项地方性林业调查与监测业务中得到广泛应用,项目实施期间共向50多家林业调查规划设计单位和林业管理部门分发高分数据和产品12万多景,显著提升了林业调查和监测中自主高分辨率遥感数据替代国外数据率,支撑形成了森林资源监测频率由3-5年1次提高到1年1次能力,促进了自主高分遥感数据在林业资源调查监测、监督管理和资产评估中的广泛应用,提升了林业调查的科技含量和技术水平,产生了巨大的经济和社会效益。

  “高分辨率遥感林业应用技术与服务平台这一技术体系的覆盖与应用,降低了林业资源调查与监测的人工成本,提高了森林资源调查的精度和效率,并在卫星数据获取方面显著提高了自给率。到目前,我国约70%的林业行业卫星遥感分析数据来源于我们自己发射的卫星,且全部由中国林科院资源所负责提供技术支持和服务。”李增元说。

  重视传承积累 打造世界一流林业遥感研究团队

  当谈到获得国家级荣誉是一种什么样的感受时,李增元表示,国家的认可和肯定既是荣誉,也是鞭策,更重要的还是我们科研人员要静下心来去做人做事。

  李增元说,我国的林业遥感技术研究大致走过了三个重要阶段,起初是局部范围的应用研究,然后发展到基础高新技术研究,再到现如今的大范围应用,每一个阶段都有一群人在埋头扎实工作,不断为后来人积累成果。

  20世纪80年代,以徐冠华院士为代表的第一批林业遥感研究团队开启了卫星遥感林业信息智能提取的先河,将航天遥感和计算机技术结合,创新性地提出了监督分类、专家系统分类、蓄积量估测等技术与方法,研发了PDCS系统,实现了基于卫星遥感数据进行大面积土地覆盖和森林分类及蓄积量的估测,并以计算机辅助绘制大比例尺森林分布图与蓄积量分布图,铺就了我国航天遥感技术的实用化道路,技术成果以“用于森林资源调查的卫星数字图象处理系统”为题,于1989年获得国家科技进步三等奖。1985年,徐冠华、赵宪文、虞献平等老一辈科学家联合林业部、中国科学院、教育部、农业部、测绘局共37个单位140余名科技人员协同攻关,首次制定了再生资源遥感综合调查技术规范,在信息源评价、图像处理、专题调查、系列制图、生态效益评价等方面的遥感应用关键技术取得重大突破,成功研制了微机版的资源与环境信息系统,实现了多种资源数据管理、分析和预测,改变了传统的资源调查结构和模式,成为推动我国遥感技术进步和应用的重要里程碑。该成果于1991年获得国家科技进步三等奖。

左三为李增元研究员

  20世纪90年代,在国家“863”星载合成孔径雷达应用研究课题中,李增元、车学俭、陈尔学等负责完成森林应用研究内容,首次将合成孔径雷达(SAR)技术引入我国的林业遥感应用中,并于1997年获得国家科技进步三等奖。期间,易浩若研究员的森林火灾、武红敢研究员的森林病虫害研究进一步拓展了林业遥感的应用领域。

  自2000年起,在以鞠洪波、李增元等为代表的林业遥感技术研究专家的带领下,扎实推进遥感技术林业应用体系的建立。经过数十年的联合攻关,创建了遥感技术与传统地面调查相结合的天—空—地一体化、点—线—面多尺度的综合监测技术体系,以及多阶遥感监测抽样技术体系,规范了遥感技术应用的技术流程与标准。“森林资源遥感监测技术及业务化应用”和“森林资源综合监测技术体系”两项成果分别于2009年和2013年获得国家科技进步二等奖。

  近年来,以陈尔学、高志海、武红敢、庞勇、覃先林等为代表的青年专家,瞄准国际学术前沿、勇于创新,在合成孔径雷达和激光雷达森林垂直结构信息高精度提取、复杂地表森林参数主被动遥感协同反演、多源高分遥感森林类型、湿地类型精细分类、稀疏植被覆盖信息自动提取、基于多尺度嵌套抽样方法的大区域森林生物量/碳密度反演等国际先进技术领域都取得了丰硕成果,推动了林业遥感技术的深入发展。

  对于科研人员要沉下心、深积累,李增元有自己的感悟经验。他说,“积累”和“应用”不是对立存在的,而是互动共赢的关系。刚开始研究林业遥感技术时,我们做的只是一个简单的桌面应用软件,到现如今,在硬件上我们拥有了高端的数据处理服务器,在软件上我们可以根据行业专题产品需求快速定制出生产线,在团队上我们建立了分工协作、具有鲜明特色的科研团队,这些成绩的取得需要一个过程。而在这个过程中,作为科研人员,我们要在产品应用的过程中,养成多去问一个“为什么”的习惯,只有真正懂得了科学技术背后的原理,才有可能说,我们做到了原始创新;只有不断跳出舒适区去探索未知,才有可能说,我们坚持了探索精神;只有彻底掌握林业遥感核心技术,才有可能说,我们的林业生态建设自给可控。

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