一款仅重1千克、测距70米的激光雷达系统,能在10分钟内为400平方米的森林完成一次“CT体检”,精准输出每一棵树的位置坐标、树高、胸径。在3月30日生态环境部例行新闻发布会上,生态环境部科财司司长王志斌手持这台“神器”,向公众展示了人工智能如何为林地建立“生态本底档案”。他在回答记者提问时表示,“将来人工智能就像我们现在使用的手机一样,是离不开、放不下的。”

这场以“强化科技赋能,建设美丽中国”为主题的发布会,让公众看到了人工智能在生态环境监测领域的深度嵌入。而司长手上那台形似“自拍神器”的设备,更成为当天媒体关注的话题。

1公斤“CT神器”:10分钟为400平方米森林建立数字档案

一台激光雷达系统,可以在10分钟之内完成400平方米的地表植被数据采集,就像对植被进行了一次“CT体检”,能够精准地监测植被的树高、树冠的冠幅、胸径等一系列数据,免除了人工逐一测量的繁琐,极大提高了调查监测的效率和精准性。

为了直观说明这项技术,发布会现场展示出两张图片:第一张是航拍的真实树林场景,第二张则是利用激光雷达系统AI算法对植被进行识别采集后的识别图。两张图在轮廓和密度上基本一致,但是第二张图里包括了植被的大量信息,包括每一棵树的位置坐标、树高、树径等数据,这样就为林地建立了全新的生态本底档案。如果对林地采取连续监测,就能够很清晰地了解到这个林地的生态演化过程,大大提升了监测效果。

用激光雷达进行森林监测,已在“实战”中进行运用。2025年4月,北京大学遥感与地理信息系统研究所所长郭庆华教授团队联合中国科学院等科研机构,发布了我国第一张“树密度地图”。

根据地图测算统计,截至2020年,我国约有1426亿棵树,平均树密度约为每公顷689棵,相当于人均拥有约100棵树。而每一棵树的背后,都有一份完整的“数字档案”:位置坐标、树高、胸径、冠幅。

“激光雷达是一种高精度的三维测量手段。通过向地面上的目标物发射激光脉冲,并记录其返回时间,结合导航定位定姿系统,可以获得从树顶到地面的详细三维结构信息。激光雷达使人们‘看清楚’树有多高、多粗,树冠有多大。”郭庆华教授在接受媒体采访时介绍,“我们的最终目的,是摸清中国森林资源的家底。”在“双碳”目标下,这样的地图为更精准的森林碳汇核算提供了关键本底数据。

“激光雷达调查方法实用性强且可以广泛应用于大范围林业精确调查中。”一项发表在《航天返回与遥感》期刊的学术研究指出,以东北地区8个样地为对象,使用机载激光雷达点云数据实现对样地内单木林业信息的检核与更新,验证了激光雷达在树冠分割、树种识别、树高估算等方面的优异性能。

从“一年一次”到“全年连续”:AI重构生态监测

近年来,科技赋能生态环境治理成效愈加显著。“十四五”时期,我国持续加大在生态环境领域科技创新投入,已取得一系列关键突破。如人工智能在生物多样性监测领域的应用——通过鸟类图像声纹识别、植物物种图像智能识别等技术,原本一年一次的监测周期,现已可实现全年连续监测。

在江苏省,全省20个生物多样性观测站中,布设的98台鸟类声纹识别设备,已累计获取243种鸟类的近44万条监测数据,人力监测成本降低了90%。

从鸟类声纹识别到激光雷达植被监测,AI技术正在重塑生态环境监测的底层逻辑。过去依赖大量人力“跑野外、拉样方、测数据”的传统调查模式,正被“设备布设+AI识别+数据上传”的智能化流程所取代。

此前,生态环境部联合15个部门印发《关于加强生态环境领域科技创新 推动美丽中国建设的实施意见》,从着力加强顶层设计方面,强化了对生态环境领域科技发展的引领和支撑,进一步推动生态环境治理迈入智能化新阶段。

3月例行新闻发布会上介绍,生态环境部依托国家科技重大项目,目前已部署包括高通量自动化智能监测技术在内的90多个项目,涉及人工智能等新技术的研究,支撑生态环境领域多个应用场景。下一步,将持续加大对生态环境领域人工智能相关技术研发的支持,加快推动天空地海一体化智能感知网,跨介质复合污染调控模拟器的建设,充分释放“人工智能+”生态环境的应用效能,不断提升生态环境治理体系和治理能力的现代化水平。

来源:中国环境APP 

编辑:秦淼

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