潮新闻客户端 执笔 吴馥梅
当你输入“全中国有多少棵树？”这个问题，几秒之后，就会得到一个准确的答复：1426亿棵，这背后，源自我国首张“树密度地图” 。
一块区域里，每公顷树木的数量，被称作树密度，就是这样一种情况。有一张地图，它精准详实，是“树密度地图”，这幅地图能够极其清楚地展示出某区域范围之内森林树木的总的数量以及分布方面的特征，同时，它还能够对评估森林生态系统的结构以及健康状况起到帮助作用，进而能为造林规划给予精准的指导，就是如此。
从事科研工作的人员，运用背包式激光雷达传感器，为森林进行类似做“CT”的操作，图片由受访者提供 。
直至2020年的时候，中国大概存有1426亿棵树，平均每公顷的树密度大概是689棵每公顷，这等同于中国人平均每人拥有大约100棵树。在2025年4月，北京大学郭庆华团队联合中国科学院等好几家科研机构团队发布了我国首张“树密度地图”。现在，于中国科学院 A 类战略性先导科技专项“地球大数据科学工程”项目的支撑下，郭庆华身为“新一代中国植被图绘制”任务的主要负责人里头的一个，正在联合中国科学院所等等全国各处 300 余位相关领域当中的专家、学者，借助团队研发的软硬件设备，再结合遥感大数据、地面调查等一同开展新一代中国植被图的绘制工作。
1426亿棵的树，究竟是通过怎样的方式被算出来的呢，首张名为“树密度地图”的图，又有着什么样特殊的意义呢，记者前往北京，并与那背后的科研团队展开对话 。
我国首张“树密度地图”。受访者供图
十年“数”木
一幅以白色作为底色的关于中国的地图之上，有着分布情况的块状颜色，这些块状颜色存在着深浅程度不一样的状况，是从浅浅的绿色、仿若碧玉般的绿色进而过渡到深深蓝色这样子的七种颜色层次级别，能够清楚地描绘出整个国家树木密度的分布方面的梯度变化情况。从这幅地图之上能够看得出来，在华东南地区、西南地区以及东北地区的这些地方，块状颜色呈现出比较深的状态。
这是我国首张名为“树密度地图”的图，它能够清晰地进行测算，测算范围是全中国，全中国土地面积有960多万平方公里，在这片土地上，能测算出树木的覆盖情况，以及树木的分布特征。
假设，就地理区域予以观察，西南地区树的数量最多，有360亿棵，华南地区次之，为328亿棵，华东地区再次之，是259亿棵。再假设，中国第一高树，同时也是世界第二高树种，乃是西藏林芝市波密县的一棵藏南柏木，其高度达102.3米。
郭庆华（中）在野外调查。受访者供图
2015年，因对森林资源科学认知与管理有需求，北京大学地球与空间科学学院博雅特聘教授、遥感与地理信息研究所所长郭庆华，带领团队开启了“树密度地图”项目，地图绘制历经近十年时间，前后参与的人数多达上百人。
按照郭庆华的看法，这是属于有含义并且有意思的一项事情，能够给森林制作出更为精确的“绿色账本” ，过往，我国针对森林资源的统计较多是停留在面积以及蓄积量的层面里，看不到能够直接体现的树密度地图 。
程凯博士是团队骨干成员，还是北京大学特聘副研究员，他指着地图上的色块进行介绍，地图分辨率颇高，每一个像素点都对应着1公顷也就是10000平方米的实际区域，统计的是“森林”范畴里的树木数量，就是所在区域要符合树木覆盖率、高度等要求的那些树木 。
科研人员使用背包式激光雷达传感器给森林做“CT”。受访者供图
于项目前期之时，团队借助科学抽样之法，于全国典型森林范畴以内挑选出7.6万多个样方，且每个样方之面积为1公顷。程凯表明，“如欲使样方具备代表性，首先得确保所覆盖的森林类型齐全，其次则是要考量疏密均衡之状况。”。
进行完样方确定之后，随之而来的便是一段漫长的数据收集以及数据处理过程。在整整十年的时间里，团队把所有既定的样方都走了个遍，经过此番后成功采集到了数量庞大的400多TB数据，按照一张照片5M的标准来进行换算的话，这就等同于存储了8000多万张照片 。
于程凯的认知里，“数据”属于地图绘制整个进程里最难的部分，同时也是最为关键的环节。数量庞大且精准的数据背后，是日复一日的一线实地勘察，还有多年的学术知识累积以及科研方面的深厚沉淀。详细来讲，进行数据采集离不开精密设备研发所给予的支撑，而数据处理和核心算法的持续优化紧密相连。
激光雷达点云单木分割结果。受访者供图
给森林做“CT”
如此一来，那整整1426亿棵树木究竟是通过怎样的方式给“数”出来的呢？“其中位于背后起着关键作用被深入注重探讨的核心部分，乃是遥感这个相关领域范畴之内的激光雷达此项技术。”针对此情况郭庆华明确地指出来了。
什么被称作遥感呢，它是这样一种技术，能从远距离去感知目标反射或者自身辐射出来的电磁波、可见光、红外线等等，以此来对目标展开探测以及识别，过去差不多20年时间里，郭庆华始终全身心投入把遥感领域之中的三维激光雷达技术运用到森林生态系统这件事情上。
相较于光学遥感那种穿透力不强的情况，激光雷达能够穿透树木冠层的孔隙，进而探测到森林的内部结构。
郭庆华将“数”树全过程形象地比作“给森林做CT”，以及“看片子”，这两个分别对应数据收集与处理的环节，而在这当中，最重要的工具便是激光雷达传感器。
给森林做“CT”的，是依托于无人机搭载的激光雷达传感器，此为受访者所提供的照片 。
程凯介绍说，激光雷达传感器每秒能够发射出数量达上百万级别的激光脉冲，它具备这样的能力：既可以搭载在无人机上去俯视从而获取激光数据，又能够在平时被随身携带，或者通过仰视方式去获取激光数据，像手持式、背包式、车载式等多种形式，以此来适应多种不同的使用场景。
值得留意的是，要是打算把从俯视、平视等多个角度采集而来的激光数据拼接且融合到一块儿，那还得定位几个“特征点”，在区域里特定的几棵树上张贴反光片或者悬挂塑料小球之类的标靶，借由这个办法把不同视角画面里的同一棵树逐个对应起来。
特定树木上贴着反光片或悬挂塑料小球等标靶。受访者供图
程凯表示，把激光雷达传感器所获取的多角度激光数据作拼接之举后，大体上便能描绘出每一棵树的形态，进而拿到“CT片” 。
然而，等到获取到“CT 片”之后，还得让 AI 去“看片子”，具体而言，是依据团队所研发的单木分割算法等相关技术，从中提取出每一棵树木的信息，像 、 at 等，与此同时将每个样方的树木数量进行统计。最后，还要借助卫星遥感数据，经由 AI 模型把整个中国范围内的森林模型还原出来。
点云分割后呈现的单棵树木。受访者供图
在电脑上的点云图里，也就是由大量离散点构成的三维数据集，其作用是精确描述物体或场景的几何形状以及表面特性这样一幅图中，在渐变色彩相互之间所处范围内，借助它，我们能够以清晰的状态看到每一棵树木的大致模样，其细致的程度一直到树叶最边缘的地方，是这样的情况 。
郭庆华总结道，简单来讲，就是给森林做“CT”，运用AI算法去“看片子”，最终利用卫星遥感来“拼”出全国森林全景图 。
值得一提的是，和传统的林业调查相比较而言，激光雷达技术的介入致使效率得到了极大的提升，并且难度被极大地降低了。通常来讲，传统的方式在一天之中仅仅能够调查大概1600平方米的森林面积，然而通过借助激光无人机，却能够轻松地完成2000 - 3500亩森林区域的调查。
西藏柏木最高树点云模型。受访者供图
“承前启后的工作”
自这张名为“树密度地图”的图里，凭借诸多研究成果，我们能很清晰地看到中国这些年在植树造林方面所取得的显著成就。回溯到20th 世纪80 年代起初的时候，我国森林覆盖的比率仅仅只有12%，然而时间不断推移，到如今这个比例已然增长至能抵达25%以上，森林蓄积的数量更是超过了200亿立方米 。
由美国航空航天局于2019年所公布的卫星数据显示，在2000年到2017年这个时间段当中，全球的绿化面积增多至5%，而当中大约有1/4是源自中国，其贡献比例在全球处于首位 。
郭庆华表示，中国人均占有并拥有的树木数量大概约为100棵，这一现状跟几十年之前相比较而言，已经有了非常显著且巨大的提升，这样的情况有力反射并且体现出我国在致力于提高森林覆盖比率之上所付出的各种各样且诸多的努力，像是实施的退耕还林相关工程，还有展开的天然林保护相关工程等等 。
郭庆华在野外开展调查。受访者供图
在这同一时间之际，团队还留意到，中国于过去几十年当中所栽植的人工林，在一些区域的固碳效益方面，并不像天然林那般。经过深入开展的研究，又进一步发觉，树木的密度是致使两者出现差异的一个关键因素。
程凯说，所以，若要达成中国人工林固碳收益的最大化，千万别一味地去拓展种植面积，而是要把种植的疏密程度调整妥当，思索怎样开展更为科学的植树行为 。
在程凯的认知里，他觉得自身所开展的事儿是一项有着“承前启后”特性的工作，这工作是建立在前人积累基础之上的，并且还能够为后来之人的研究或者实际运用提供指引方向。“我们所做的那些事物能够切实地应用到林业生产实践当中去，于我而言这就是最大的意义价值所在之处。”。
树枝点云细节。受访者供图
郭庆华表示，期望我们所取得的研究成果，要么是放置在“书架”之上，要么是呈现在“货架”之上，能够去解决相关领域当中的前沿科学问题，又或者是具体的工程实践方面的问题 。
有一本厚厚的《中华人民共和国植被图》，摆放在郭庆华的办公室里，它是专业地图集，于2007年出版，整合了新中国成立后50年的植被调查成果。
在郭庆华的办公室里，摆放着一幅名为《中华人民共和国植被图》的物品，此图由记者吴馥梅拍摄 。
过每一天都在山林间徒步，手里拿着纸张，拿着尺子，拿着铅笔去进行实地测绘，要细致到几百个群系，精准到每个树种……好多好多前人翻山又越岭，在林间稳住扎根，花费了三十多年时间，方才凝结成了在2007年出版的这一本《中华人民共和国植被图》 。
这同样是郭庆华团队接下来要达成的目标，即制作新版的《中华人民共和国植被图》，把时间更新为2020年，并且将比例尺从“1：”提升到“1：” 。
得知，郭庆华所在团队从2018年起动手开展绘制，在激光雷达技术的助力下，当下已做完了大部分的活儿，处于完善工序之中。
面对生态学研究者而言，《中华人民共和国植被图》这本图集有着重大意义。前些版本的绘制花费了达三十多年之久，当下技术取得了显著进步使得我们无需再历经下一个三十年。郭庆华如此表述 。