風水林是香港的原生林地,由于地處偏遠、地形崎嶇以及當地居民的信仰,這些林地得以保存完好。在香港,我們可以追溯到1924年的航拍圖像記錄,這些黑白航拍圖像已經幫助我們劃分和區分了林地、草地和灌木叢。然后,通過二戰前和戰后森林變化檢測,我們可以確定周邊村民所保存的原生林地。例如,南丫島、社山和大庵是香港現存的典型原生林地(風水林)。
用于原生森林檢測的簡單邏輯分類器
對于原生森林的分類,航拍圖像和地塊(源自地塊索引圖)是此邏輯分類器的主要輸入。航拍圖像是確定植被覆蓋和地塊的主要方式,以便將舊村莊與植被覆蓋之間的關聯關聯起來。我們將首先對植被覆蓋類型進行分類,然后應用地塊的緩沖來確定村莊附近的林地。
之后,通過比較1924年和1963年的航拍圖像的異同,可以區分原生風水林和次生林。如果1924年和1963年的植被分類都是林地,那么它就是風水林。否則,1924年和1963年的圖像之間存在差異,那么我們需要進一步將差異分為兩種情況。第一,1924年是非植被,但1963年是林地,因此它將被視為“人工”生成的次生林。第二,如果1924年是植被,1963年是林地,它將被視為“再生”森林。
人工智能遙感
過去,處理老式黑白圖像是一項極具挑戰性的任務,在植被分類階段,人工解讀和評估需要耗費大量的時間和精力。如今,許多預先分類的人工智能模型,例如 Meta Segment-Anything、DeepAI 和Stability.ai,可以幫助更快、更準確地繪制植被覆蓋圖。
驗證和評估
由于風水林(原生林地)驗證尚無官方公開數據,我們只能參考PlansD SSSI邊界。與SSSI邊界交叉比對的結果約為55.9%和66.2%。
從邏輯分類器的分類結果來看,準確率并不高。然而,對原生森林區域進行分類對林業而言仍然具有價值。由于SSSI邊界的設定并非基于歷史影像的“真正”變化檢測,因此我認為其準確率尚可接受。
進一步發展
從外到內,通常的光學遙感只能從成像中獲取化學成分和總體成分。因此,現在是時候利用各種方法,例如主動和近距離遙感,來探索我們的森林了。
主動遙感與光學遙感的不同之處在于,它可以在無照明(光源)的情況下工作,不僅能夠捕捉地面表面,還能捕捉地面內部。激光雷達(LiDAR)和合成孔徑雷達(SAR)就是主動遙感的一些例子。
在激光雷達行業,它們有不同的捕獲介質,包括但不限于星載、機載、近距和地面。就激光雷達的概念而言,機載和星載傳感器更適合了解冠層結構和密度,這些結構和密度可以通過光束與林地相互作用來獲取信息。此外,手持式、近距和地面激光雷達則用于樹木結構分析。從這些點云中可以獲取“生葉”和“落葉”數據。
對于近距離遙感、全景影像和半球照片,它們可以幫助我們根據實地工作結果定義和推導出地面真實情況。利用重投影技術和計算機視覺,我們可以根據實地觀測結果對樹冠覆蓋、樹木數量和樹種進行分類。