全国约有1426亿棵树！这位北大教授怎么“数”的？｜新华智见

主要观点总结

本文介绍了郭庆华团队通过激光雷达技术绘制全国树木“树密度地图”的过程和成果，包括树木数量的精细测算、森林全景的卫星遥感技术、AI模型构建的挑战以及激光雷达技术的关键应用。此外，文章还提到了郭庆华团队在森林资源调查、植被图绘制、最高树研究、古树保护等方面的成果，并强调了这些成果对于实现“双碳”目标的重要性。

关键观点总结

关键观点1: 郭庆华团队使用激光雷达技术绘制全国树木“树密度地图”，展现了全国树木数量分布和森林覆盖情况。

团队成员花费十年时间，采用无人机和卫星遥感技术，实现对全国树木数量的精细测算，并绘制出首张“树密度地图”。该地图包含了中国森林的整体分布情况，也涵盖了每个位置有多少棵树的信息。

关键观点2: AI模型构建和激光雷达技术是绘制“树密度地图”的关键。

郭庆华团队通过自主研发的三维激光雷达技术，结合AI算法，对森林进行“透视”，获取树木的高度、树冠大小等信息。同时，他们克服了恶劣天气、树木遮挡等挑战，提高了测量精度。

关键观点3: 郭庆华团队在森林资源调查、植被图绘制等方面取得了一系列成果。

团队不仅更新了中国植被图，还为中国最高树、古树保护等研究提供了重要数据支持。这些成果对于实现“双碳”目标，提供更精准的“绿色账本”具有重要意义。

正文

请到「今天看啥」查看全文

一张中国地图上，分布着深深浅浅的绿色，可以明显看到，南部和东北部被绿色覆盖。这是我国第一张“树密度地图”：它精准测算出了960万平方公里土地上的树木覆盖情况：截至2020年，全国约有1426亿棵树，平均树密度约为689棵/公顷，相当于中国人均拥有约100棵树。

郭庆华团队绘制的我国首张“树密度地图”。

这张图就“存放”在郭庆华办公室的电脑里，是他和团队成员十余年来潜心研究的成果之一。 这张地图既包含了中国森林的整体分布情况，也涵盖了每个位置有多少棵树的信息。

比如，从流域看，长江流域以约496亿棵树的绝对优势位居首位；从省域看，四川树木数量居全国首位，西藏人均树木数量位列第一、人均拥有近2000棵树。

制作一张树密度地图需要多久？郭庆华和团队成员前前后后花费了十年时间。不过， 地图上这1426亿棵树却不是一棵棵数出来的，“我们用无人机和激光雷达，像‘照CT’一样扫描森林，用AI算法‘看片子’、数树，最后用卫星遥感‘拼出’全国的森林全景。”

“我们使用无人机搭载激光雷达传感器，飞越目标林区。激光雷达通过发射激光脉冲，测量激光从地面和树冠返回的时间，从而获取森林的三维点云数据。这些点云就像人体CT扫描得到的断层图，能够详细反映森林中每一棵树的位置、形状和高度。”郭庆华解释道，通过在全国典型森林范围内的持续扫描，获取了7万多个1公顷的无人机激光雷达样方数据。

无人机在为树林做“CT扫描”。

此后，基于样方数据，利用自研的基于AI的单木分割算法，对每个样方进行单株树木的提取，并统计样方内树木的数量，构建了相当于7万多个含有树木数量的样本库。

最后，借助卫星遥感数据，获取空间连续的覆盖全国森林范围的数据，再通过AI模型构建真实样地树木数量与卫星数据之间的关系，就可以实现全国森林树木数量的估算。

说起来简单的测量过程，背后是科研工作者十年如一日“坐冷板凳”的坚持。

以往林业调查多是人工进行，样方大小定为一亩，再放大至全国就已经很大了。 “我们的样方是1公顷（约等于15亩），同时在样方的选择上不仅要兼顾树种，还要兼顾不同的地区类型。”郭庆华表示， 团队成员走遍了7万多个样方，前前后后花费了10年时间， 最终采集了400多TB的数据。如果以一张照片5M大小计，400TB相当于8000多万张照片的体量。

请到「今天看啥」查看全文