米兰官网-找到“最高的树”，只是他的“小目标”—新闻—科学网

“中国最高的树于哪里？”

这是郭庆华20年前就好奇的问题。他于美国读博与任教时期，每一年城市去加州红杉国度公园转一转，那里生长着世界上已经知最高的树——一棵116米的巨型红杉。

2023年，作为北京年夜学遥感与地舆信息体系研究所所长，郭庆华与海内科研团队互助，找到了一棵102.3米高的西藏柏木，这棵树被冠以“亚洲第一高树”称呼，还有几次登上“热搜”。

寻觅最高的树，靠的不是命运，是郭庆华团队自立研发的“空隙一体化”激光雷达（LiDAR）软硬件体系。而他想回覆的生态学问题，也远不止最高的树于哪里这个“小方针”——

郭庆华与团队丈量中国树密度发明，截至2020年，天下有1426亿棵树；他介入了中国最新一代植被图的绘制事情；他还有主理了LiDAR丛林生态运用培训班，本年6月尾，第十届培训班方才落下帷幕。

精准还有原每一一棵树的形态

郭庆华的办公室位在北京年夜学遥感楼，20世纪90年月，他的硕士研究生进修生活生计也于这里渡过。2005年，他从美国加州年夜学伯克利分校情况学专业博士卒业，成为加州年夜学默塞德分校的助理传授，开展丛林遥感与地舆数据分类研究。

那时，有丛林治理职员对于学者说：“你们做的传统遥感不克不及解决现实问题。”

郭庆华告诉记者，“传统”技能包括光学遥感、雷达遥感等，但这些技能存于必然缺陷，例如没法穿透植被、没法获取树的数目及垂直布局等信息，只能于电脑显示“一片绿色”。“任何生态情况掩护工程的开展，都需要对于生态情况举行精准的本底查询拜访。只有得到树木生长的更邃密数据，才能搭建好的模子、给出正确的生态评估。”

怎样才能正确还有原丛林的样子容貌？郭庆华想到了彼时刚走向平易近用的LiDAR。LiDAR也被称为激光探测与测距体系。搭载LiDAR传感器的装备每一秒可发出几十万个脉冲，并及时吸收反射旌旗灯号。更主要的是，激光脉冲可以“透视”丛林，经由过程丈量脉冲达到叶片、树枝、树干的时间与间隔，不仅能精准捕获丛林的三维布局，并且连每一片叶子生长至失落的厘米级变化都能被精准记载。

如许的精准捕获与“一片绿色”比拟，倾覆了郭庆华的认知。他前后到场了美国的火警后丛林评价与地质变化监测项目，成为首批将LiDAR技能运用在生态场景的科学家，但他深知这项技能的痛点。那时LiDAR传感器都搭载于有人驾驶的飞机上，硬件装备成本高。此外，处置惩罚LiDAR数据的算法尚不可熟。

而年夜洋彼岸的海内，没有人做LiDAR系统的研发。郭庆华刻意把于美国堆集的经验带回国。2012年，他抛却美国终身传授的“铁饭碗”，回国成为一位“北漂”，一头扑进LiDAR技能研发之中。

“怎样降低LiDAR的硬件成本，让技能普和？”郭庆华测验考试了方才进入公共视线的无人机。那时平易近用无人机远不如此刻轻巧、不变。他及团队发明，无人机装备中最年夜的“洽商”问题就是“惯性导航”，而这个部件是决议无人机飞行姿态不变的焦点。

在是，他及团队对准惯性导航孕育发生偏差的缘故原由，开发了高精度、低成本的惯性导航模块以和配套的组合导航算法。如许一来，无人机飞患上更稳了，惯性导航也与LiDAR体系高效适配。

于迭代无人机技能的同时，郭庆华与团队还有研发了地面手持式、违包式、车载式LiDAR装备。10年间，他们不仅实现了硬件体系的国产化自立开发，还有推出免费利用的算法软件，降低了LiDAR的成本。

利用团队开发的点云算法，激光数据被提取、拼接、归并、建模，每一一棵树的形态都被精准还有原至厘米级，回覆“最高的树于哪里”这个问题的机会逐渐成熟。

从最高的树到更广标准的丛林查询拜访

已往，想要丈量一棵树的高度，可以由人于地面使用测距仪大略算出。但于广袤的丛林中，可否精准找到一棵树的最高点，是个实际问题，更不消说中国领土面积云云之年夜。

2016年，郭庆华团队基在世界上高树漫衍的天气影响因子，起首阐发了中国高树的潜于漫衍区域，年夜致锁定了藏东南地域。

而精准定位“树王”，就需要团队研发的“黑科技”。他们让自研LiDAR无人机飞过藏东南地域，对于丛林举行年夜面积“CT扫描”，框出了一片巨树生长区域。

郭庆华注释，无人机装备可以描绘林冠层的环境、测绘树高，若想核实更精准的树高信息，则需研究职员利用违包或者手持装备深切丛林要地本地，缭绕高树地点地做地面扫描。这一历程也能收罗树木胸径如下的信息，为后续的生态心理学研究提供信息。

2022年，郭庆华与互助者锁定了一棵76.8米高的不丹松。一年后，他们找到了约35层楼高、102.3米的西藏柏木，新纪录至今已经连结两年。

媒体的持续报导，让他潜心支付十几年的遥感新技能“出圈”，被公共所相识。

郭庆华先容，找到“巨树”后，植物心理学家就能进一步研究树为何可以长那末高、其生长限定因子是甚么。他吐露，团队近来又驻扎于“树王”四周，给无人机外接“铰剪”，收罗树的最顶端叶片，探究叶片气孔接收雾气的机制。

此外，他暗示，将来应缭绕最高的树成立“巨树公园”，既能针对于性掩护孕育西藏柏木高树的丛林，也能让平凡旅客于合理的间隔感触感染高树的宏伟。

除了了研究最高树，郭庆华团队还有于开展更广标准的丛林查询拜访。

已往几十年来，天下植被类型发生了显著变化，一些地域虽更新了植被图，但于比例尺、分类体系及制图方针上缺少一致性。从2018年最先，郭庆华作为“新一代中国植被图绘制”项目的卖力人之一，与天下300多论理学者互助，开展海内丛林资源本底查询拜访事情。

这一事情依托中国科学院A类战略性先导科技专项“地球年夜数据科学工程”项目，借助众源收罗联合专家鉴定的方式，获取植被类型样本后，基在包括LiDAR于内的多源遥感数据实现植被分类。

于实地考查中，郭庆华课题组的教员及学生会各自追随一个省分，举行野外LiDAR数据收罗。郭庆华也会去往各地，对于LiDAR装备的利用举行培训。

郭庆华办公室保藏着一本绿皮“老骨董”，这是上世纪七八十年月绘制的中国植被漫衍图。他说：“我正于做中国最新一代植被图绘制事情，有了完美的LiDAR系统，就能更高频、精准地更新中国植被漫衍图，并和时引导生态掩护项目。”

为生态治理提供精准信息

于郭庆华看来，一项立异技能“从0到1”的冲破，离不开科研职员的开放立场及对于立异点的捕获。他同时意想到，想要将科研结果转化成出产力、实现“从1到100”的堆集，离不动工程团队的技能撑持。

“算法的立异及工程性进展纷歧定能于查核系统中表现，可是工程团队于软硬件研发中的作用，是取患上科研进展所不成或者缺的。”把科研阵地搬回国的同时，他建立了公司——数字绿土。

而LiDAR技能的用武之地，也不只是林业治理。郭庆华先容，搭载LiDAR的无人机还有可以介入电力巡检，经由过程检测植被是否给电力线造成障碍，进而防止潜于火警。

“已往，电力巡检需要人工完成，效率很低，假如于空中功课，有人机不仅成本高，也更三木SEO-易发闹事故。是以，电力巡检最年夜的需求就是，用更自制的装备实现高效的安全查抄。此刻，用搭载LiDAR的无人机，就能廉价、高效实现电缆的年夜面积邃密扫描。”

十余年来，他们面向生态地质查询拜访、安全巡检的需求，一一霸占技能难题，不仅研发了地面与低空LiDAR扫描器，还有推出集成点云算法的软件平台LiDAR360，解决了点云数据时间对于齐、校准等问题。他们的硬件产物销往全世界40多个国度，软件平台的用户遍布全世界137个国度。

郭庆华于书写科研“书架”与技能软硬件“货架”的同时，也没有迟误讲授的任务。他编写LiDAR教材，为本硕学生开设遥感课程，还有致力在面向校外开展LiDAR培训。让他打动的是，本年6月尾的第十届培训班，有一名来自中国科学院空天信息立异研究院的报告请示专家，曾经是第一届丛林生态运用培训班的学员。

如今，培训班已经经办事3万余论理学员。“经由过程这些年的培训，咱们鼓动勉励科学家多分享科研结果，让更多人相识LiDAR技能的运用远景。此刻把握技能的人愈来愈多，咱们请教各人怎样做好数据阐发。”郭庆华告诉《中国科学报》。

这位北京年夜学遥感与地舆信息体系研究所所长儿时糊口于广东潮汕渔村，自小与稻田、河道、田鸡打交道，早就大白人类对于天然资源的依靠。如今，郭庆华鞭策LiDAR技能的普和与成长，实现了回国时的部门心愿。他说，本身将继承摸索，为生态治理提供精准信息，实现地球“绿土”的高精度“数字化”。