潮新闻 执笔 吴馥梅
试问，全中国究竟存在着数量几何的树呢？当你着手输入这一系列问题之际，仅仅几秒之后，便能够收获到一个精确无误的答复，其数为1426亿棵。而在这不为人知的背后，实则是源自于我国所绘制的首张“树密度地图”呀。
那些每公顷树木的棵数所代表的树密度，一张精准详实的“树密度地图”，它能够清晰呈现某区域里森林树木的总计数量以及分布方面的特征，还能够助力评估森林生态系统的结构以及健康状况，进而为造林规划提供精准的指导。
从事科研工作的人员，运用背包式激光雷达传感器，为森林进行如同做“CT”般的检测，此为受访者所提供的图片 。
到2020年的时候，在中国有着约1426亿棵树，其平均树密度大概是689棵/公顷，这也就意味着中国人均拥有大约100棵树。在2025年4月，北京大学郭庆华团队同中国科学院等好几家科研机构团队一起发布了我国首张“树密度地图”。此时此刻，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”项目的支撑之下，身为“新一代中国植被图绘制”任务的其一主要负责人，郭庆华，正在联合来自中国科学院所等国内各地300 余名相关领域当中的专家、学者，借助团队所研制的软硬件设备，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。
该怎么将总数为一千四百二十六亿棵的树给“数”出来呢，首张被称作“树密度地图”的图，究竟有着怎样特殊的意义呢？身为记者向着北京赶去，与处在其背后的科研团队进行对话 。
我国首张“树密度地图”。受访者供图
十年“数”木
一个有着白色底色的关于中国的地图之上，有着分布状态的色块呈现，这些色块存在着深浅程度不一致的情况，是从浅绿颜色、碧绿颜色开始进行过渡一直到深蓝颜色的七级色阶情形，能够清晰地勾画出全国范围之内树密度的分布梯度走势。从这个图当中能够看出来，属于华东南地区、西南地区、东北地区的色块颜色是比较深的。
这是我国首张“树密度地图”，树木的覆盖状况以及分布特性，能够在全中国960多万平方公里的土地之上，被清晰地测算出来，标点符号 。
比如说，要是从地理区域这个角度去看的话，西南地区的树数量最多，接着是华南地区，然后是华东地区也有不少树，它们的数量分别是360亿棵，328亿棵，259亿棵。再比如说，闻名中国的第一高树，同时位于世界极高排名第二的树种，是处在西藏林芝市波密县的一棵藏南柏木，它的高度达到了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以及管理存在需求，北京大学地球与空间科学学院的博雅特聘教授、遥感与地理信息研究所的所长，郭庆华带领团队启动了“树密度地图”项目，地图绘制历经了将近十年时间，前后参与的人数多达上百人。
从郭庆华的角度去看，它属于那种具备有意义特质同时还含有有意思特性的事务情况，能够去为森林打造出更为精准的“绿色账本” 。过往的时候，我国针对森林资源所开展的统计工作大多是停留在面积以及蓄积量这些层面上，没办法看到呈现出具体样子的树密度地图 。
程凯博士，作为团队骨干成员且是北京大学特聘副研究员，当时指着地图上的色块在进行介绍，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，统计的是处于“森林”范畴里的树木数量，就是所在区域需满足树木覆盖率、高度等要求的那一些树木。
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了七万六千多个样方，每一个样方的面积是一公顷。程凯说道，“要使得样方具备代表性，首先要保证所覆盖的森林类型齐全。其次，是要考量疏密达到均衡之态。”。
样方确定之后，便进入漫长数据收集与处理过程，十年里，团队踏遍所有样方，采集到400多TB数据，“若按一张照片5M计算，等同于存储8000多万张照片” 。
以程凯的观点来讲，“数据”处于地图绘制整个进程里，是难度最大的部分，同时也是最为关键的环节。数量巨大且精准无误的数据后面，存在着日复一日的一线实地勘查，还存在着多年的学术方面的积累以及科研领域的沉淀。详细来讲，数据收集无法脱离精密仪器设备的研发给予的支撑，并且数据处理和核心算法的持续改进紧密相连。
激光雷达点云单木分割结果。受访者供图
给森林做“CT”
那么，究竟这数量高达1426亿棵的树，到底是以怎样的方式被“数”出来的呢？“其背后所蕴含的核心要点，乃是遥感领域当中的激光雷达技术。”郭庆华作出了这样的指出。
我们所说的遥感，是这样一种技术，它能从远距离去感知目标反射的，或者自身辐射出来的电磁波，还有可见光，以及红外线等等，进而对目标展开探测以及识别。在过去差不多20年的时间之内，郭庆华始终都在努力把遥感领域当中的三维激光雷达技术运用到森林生态系统之中。
光学遥感的穿透力不强，与之相比较而言，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。
郭庆华形象地将“数”树全面的整个进程瞧作是“给森林做CT”以及“看片子”，它们分别对应于数据的收集环节与处理环节，在这当中，最为重要的工具便是激光雷达传感器 。
搭载于无人机之上的激光雷达传感器，正在为森林实施“CT”检查，此为受访者所提供的图片。
按照程凯的介绍，激光雷达传感器每秒能够发射出数量达上百万个的激光脉冲，它既可以搭载于无人机之上，通过俯视的方式来获取激光数据，又能够被随身携带，在平时，或者通过仰视的方式去取得激光数据，像存在手持式的、背包式的、车载式的此类情况，它适合多种不同的使用场景。
需要留意的是，若想把从俯视、平视诸如此类多角度采集而来的激光数据于拼接之后再予以融合，那么就得去定位若干“特征点”，也就是在区域之内特定的几棵树上粘贴反光片又或者悬挂塑料小球等标靶，借由这种方式把不同视角画面里的同一棵树做出一一对应。
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
角度多样的激光数据呢，乃是由激光雷达传感器获取的哟，在把这些数据进行拼接之后呀，基本上就能够将每棵树的形态给描绘出来啦，进而得到“CT片”呢。程凯如此说道 。
不过，在获得“CT片”之后，还得依靠AI来“看片子”，也就是依据团队所研发的单木分割算法等技术，提取出每一棵树木的信息，像高度、胸径等，与此同时，统计每个样方的树木数量。最后，再借助卫星遥感数据，通过AI模型还原 whole 's model。
点云分割后呈现的单棵树木。受访者供图
通过电脑上的点云图，这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，在渐变的色彩之间，我们能够清晰地看到每棵树木的整体轮廓，细节甚至到了树叶边缘。
郭庆华总结道，简而言之呀，那就是要给森林做“CT”，接着运用AI算法去“看片子”，最后借助卫星遥感来“拼”出全国森林的全景图的呀。
需要特别指出的是，和传统的那种林业调查相比较而言，激光雷达技术的参与使得效率有了极大的提高、难度有了极大的降低。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，然而借助激光无人机的话，能够很轻易地完成2000到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”
仅从这张名为“树密度地图”的图里，我们还是能够隐隐瞧见反映中国植树造林所取得成就的情况。在那20世纪80年代初期的时候，我国森林覆盖率仅仅只有12%，而到如今已经增长到25%多了，并且森林蓄积量超过了200亿立方米。
美国航空航天局在2019年公布的卫星数据显示，在2000年到2017年这个时间段里，全球绿化面积出现了增加的情况，增加幅度为5%，其中大概有1/4是来自中国，其贡献比例在全球居于首位 。
“中国人均占有树木量大约为100棵，相较于几十年之前，有了极为显著的提高，这充分映射出任我国，于上升森林的覆盖比率之上，所付诸的诸多努力，像实行退耕还林的工程，还有推动天然林保护的工程等等。”郭庆华讲道 。
郭庆华在野外开展调查。受访者供图
就在这个时候，关于团队，他们也同样留意到，在中国，于以往的几十年间种植而成那些人工林，而在一些区域，对其固碳效益而言，并不像天然林具备相同的效果。经过深入的研究之后他们又进一步察觉，树木的密度，它是形成致使二者出现差异的一个相当重要的因素 。
程凯说，所以，要达成中国人工林固碳效益的最大化，并非一味去扩大种植面积，而是要调整好种植的疏密度，还得思索怎样进行更为科学的种树 。
在程凯的观念里，自身所从事的乃是这样一份工作，它有着承接先前、启引后续的特性，是建立于前人积累基础之上的，并且还会为后来之人的研究或者实际运用提供指引方向。“我们所做出来的那些事物能够切实应用于林业生产实践当中，于我而言这就是最大的意义价值之所在。”。
树枝点云细节。受访者供图
郭庆华声称，期望我们所拥有的研究成果，不是处于那所谓的“书架”之上便是处于那特定的“货架”上面，能够去处理相关领域之内的前沿科学方面的问题，或者是有关具体的工程实践进程中出现的问题 。
在郭庆华办公的地方，放置着一本厚厚的《中华人民共和国植被图》，它是在2007年出版的专业地图集，其整合了新中国成立之后50年的植被调查所取得的成果。
在郭庆华的办公室里，摆放着一幅《中国植被图》，这幅图是由记者吴馥梅拍摄的。 。
一天又一天，在山林间徒步，手里拿着纸张，以及尺子，还有铅笔，去开展实地测绘，细致到几百个群系，精准到每个树种……众多前人翻山越岭，在林间扎根，花费三十多年时间，才凝聚成 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，这个目标是制作一版全新的《中华人民共和国植被图》，要把时间更新为2020年，并且要将比例尺从“1： ”提高到“1： ” 。
据了解，郭庆华团队早在2018年便着手开展绘制工作，借着激光雷达技术的助力，到如今大部分工作已然完成，正处于完善进度之中。
郭庆华表示，对于从事生态学研究工作的人员而言，《中华人民共和国植被图》这一图集有着极为重大的意义。上一版本的绘制过程花费了三十多年时间，而当下技术取得了进步，使得我们不再需要耗费下一个三十年 。