风水林是香港的原生林地,由于地处偏远、地形崎岖以及当地居民的信仰,这些林地得以保存完好。在香港,我们可以追溯到1924年的航拍图像记录,这些黑白航拍图像已经帮助我们划分和区分了林地、草地和灌木丛。然后,通过二战前和战后森林变化检测,我们可以确定周边村民所保存的原生林地。例如,南丫岛、社山和大庵是香港现存的典型原生林地(风水林)。
用于原生森林检测的简单逻辑分类器
对于原生森林的分类,航拍图像和地块(源自地块索引图)是此逻辑分类器的主要输入。航拍图像是确定植被覆盖和地块的主要方式,以便将旧村庄与植被覆盖之间的关联关联起来。我们将首先对植被覆盖类型进行分类,然后应用地块的缓冲来确定村庄附近的林地。
之后,通过比较1924年和1963年的航拍图像的异同,可以区分原生风水林和次生林。如果1924年和1963年的植被分类都是林地,那么它就是风水林。否则,1924年和1963年的图像之间存在差异,那么我们需要进一步将差异分为两种情况。第一,1924年是非植被,但1963年是林地,因此它将被视为“人工”生成的次生林。第二,如果1924年是植被,1963年是林地,它将被视为“再生”森林。
人工智能遥感
过去,处理老式黑白图像是一项极具挑战性的任务,在植被分类阶段,人工解读和评估需要耗费大量的时间和精力。如今,许多预先分类的人工智能模型,例如 Meta Segment-Anything、DeepAI 和Stability.ai,可以帮助更快、更准确地绘制植被覆盖图。
验证和评估
由于风水林(原生林地)验证尚无官方公开数据,我们只能参考PlansD SSSI边界。与SSSI边界交叉比对的结果约为55.9%和66.2%。
从逻辑分类器的分类结果来看,准确率并不高。然而,对原生森林区域进行分类对林业而言仍然具有价值。由于SSSI边界的设定并非基于历史影像的“真正”变化检测,因此我认为其准确率尚可接受。
进一步发展
从外到内,通常的光学遥感只能从成像中获取化学成分和总体成分。因此,现在是时候利用各种方法,例如主动和近距离遥感,来探索我们的森林了。
主动遥感与光学遥感的不同之处在于,它可以在无照明(光源)的情况下工作,不仅能够捕捉地面表面,还能捕捉地面内部。激光雷达(LiDAR)和合成孔径雷达(SAR)就是主动遥感的一些例子。
在激光雷达行业,它们有不同的捕获介质,包括但不限于星载、机载、近距和地面。就激光雷达的概念而言,机载和星载传感器更适合了解冠层结构和密度,这些结构和密度可以通过光束与林地相互作用来获取信息。此外,手持式、近距和地面激光雷达则用于树木结构分析。从这些点云中可以获取“生叶”和“落叶”数据。
对于近距离遥感、全景影像和半球照片,它们可以帮助我们根据实地工作结果定义和推导出地面真实情况。利用重投影技术和计算机视觉,我们可以根据实地观测结果对树冠覆盖、树木数量和树种进行分类。