潮新闻客户端 执笔 吴馥梅
在你于几秒之后能够得到一个关于“全中国有多少棵树？”这一问题的准确答复之时，会发现其背后是源于我国首张“树密度地图”，这个答复是1426亿棵 。
树密度，也就是每公顷树木所拥有的棵数数量。有一张精准详实具备相关特性的“树密度地图”，它能够清晰地呈现出某指定区域范围之内森林树木的总数具体数值以及分布状况特征，并且也同样能够助力于对于森林生态系统结构以及健康状况进行评估，进而为造林方面的规划提供精准无误的指导依据 。
研究人员运用背包式激光雷达传感器用于森林进行“CT”扫描，此有受访者提供的图片佐证。
2025年4月，北京大学郭庆华团队将我国首张“树密度地图”发布了，联合的是中国科学院等好多家科研机构团队。截至2020年的时候，中国大概有1426亿棵树，平均树密度差不多是689棵/公顷，这就等同于中国人均拥有大概100棵树。当前，在受到中国科学院A类战略性先导科技专项“地球大数据科学工程”项目支持的状况下，身为“新一代中国植被图绘制”任务主要负责人之一的郭庆华，正联合从中国科学院等全国各地汇集而来的300余名相关领域内的专家、学者，借助团队研制的软硬件设备，结合遥感大数据以及地面调查等，共同着手展开新一代中国植被图的绘制工作。
那1426亿棵树，究竟是通过怎样的方式给“数”出来的呢？首张被称作“树密度地图”的东西，它又具备着什么样特殊的意义呢？身为记者的人前往北京，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
一张以白色为底色的中国地图之上，有着分布着的颜色深浅并不一样的色块，这些色块是从轻浅的绿色、碧绿的颜色逐渐过渡到深蓝色的七级色阶，它们清晰地勾勒出了全国树木密度的分布梯度，从这张图上能够看出来，华东南地区、西南地区、东北地区的色块颜色比较深。
这是我国首张“树密度地图”，它能够清晰地测算出，全中国有着960多万平方公里的土地，这片土地上树木的覆盖情形以及分布特点 。
比如，从地理区域这个角度去看，西南地区树的数量最多，有360亿棵，华南地区其次，有328亿棵，华东地区再次之，有259亿棵 。又比如，中国第一高树，同时也是世界第二高树种，是位于西藏林芝市波密县的一棵藏南柏木，其高度高达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需求管理，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“树密度地图”项目，地图绘制历经近十年，前后参与人数有上百人。
按照郭庆华的看法来讲，这属于一件具备意义同时又存在意思的事情，能够给森林打造出越发精准的“绿色账本” ，以往的时候，我国针对森林资源所开展的统计更多是停留在面积以及蓄积量的层面，没办法看到形象具体的树密度地图 。
团队骨干成员程凯博士，他是北京大学特聘副研究员，还是博士，他指着地图上的色块作介绍，地图分辨率极高，每个像素点都对应着1公顷也就是10000平方米的实际区域，统计的是处于“森林”范畴内的树木数量，这指的是所在区域要满足树木覆盖率、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，团队借由科学抽样之法，于全国典型森林范畴以内挑选出7.6万多个样方，且每个样方的面积是1公顷。程凯说，“要使样方具备代表性，首先得保证所覆盖的森林类型齐全，其次是要考量疏密是否均衡。”。
样方确定之后，随之而来的是漫长的数据收集过程和处理过程，在这十年时间里，团队将所有样方都走遍了，采集到的数据多达400多TB，要是按照一张照片5M来进行计算的话，这相当于存储了8000多万张照片。
照程凯的看法来讲，“数据”处于地图绘制全过程里，是最难的部分，并且还是极为核心的环节。在庞大且精确的数据背后，存在着日复一日的一线勘察情况，同时也有着多年的学术积累以及科研积淀。详细来说，数据采集是离不开精密设备的研发给予的支持的，而数据处理和核心算法的持续优化是紧密关联的。
激光雷达点云单木分割结果。受访者供图
给森林做“CT”
那么，到底是怎样把这1426亿棵树“数”出来的呢？郭庆华指出，背后的核心，是遥感领域的激光雷达技术。
有一种技术叫做遥感，它能从远距离这个地方，去感知目标反射出来的，或者是目标自身辐射出来的，诸如电磁波呀，可见光呀，红外线呀等等这些东西，进而对目标展开探测以及识别。在过去差不多20年的时间当中，郭庆华始终都在专心致力于把遥感领域里的三维激光雷达技术用以森林生态系统。
与那光学遥感里穿透力不强的相比，激光雷达能够穿透树木冠层的孔隙，且能探测到森林的内部结构 。
郭庆华以形象的方式，将“数”树的整个过程，比作为“给森林做CT”，以及“看片子”，它们分别对应着数据收集，和处理这两个环节，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，是搭载于无人机之上的激光雷达传感器，图片由受访者提供。
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之多的激光脉冲，它具备这样的能力，既可以搭载在无人机之上，在俯视的情形下获取激光数据，又能够在平时随身携带，在仰视的状况中获取激光数据，例如呈现为手持式、背包式、车载式等等样式，从而适应多种多样的使用场景。
需要留意的是，若要把从俯视、平视角等多个角度采集而来的激光数据进行拼接以及融合，那就还得去定位几个“特征点”，也就是要在区域内特定的几棵树上贴上反光片或者悬挂塑料小球等标靶，通过这样的方式把不同视角画面里的同一棵树一一对应起来 。
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进行拼接之后，基本上就能够描绘出每一棵树的形态，进而得到“CT片”。
然而，在获取“CT片”之后，还得依靠AI去“查看片子”，也就是依据团队所研发的单木分割算法等相关技术，提取出每一棵树木的相关信息，像是高度、胸径之类的，与此同时统计每个样方内的树木数量。最后，还要借助卫星遥感数据，经由AI模型去还原整个中国涵盖范围内的森林模型。
点云分割后呈现的单棵树木。受访者供图
借由电脑上的点云图，那是由众多离散点构成的三维数据集，用以精准描绘物体或者场景的几何形状与表面特性，在渐变的色彩之间，我们能够清楚看见每一棵树木的整体轮廓，细枝末节直至树叶的边缘，。
简而言之，是借由给森林开展“CT”工作，借助AI算法“查看胶片”，最终运用卫星遥感“拼接”出全国森林的全貌图像。郭庆华进行了总结 。
应当指出的是，和传统的林业调查相比较而言，激光雷达技术的参与致使效率显著提高、难度显著降低。通常来讲，传统的方法在一天当中仅仅能够调查大约1600平方米的森林面积，然而借助激光无人机，能够轻易完成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”
这张名为“树密度地图”的图里，我们能够从中看到中国植树造林这件事的成绩，在20世纪80年代初期的时候，我国森林覆盖率仅仅只有12%，而现在已经增长到了超过25%，森林蓄积量比200亿立方米还要多。
美国航空航天局在2019年公布的卫星数据表明，在2000年至2017年期间，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是来自中国的，并且其贡献比例在全球当中处于首位 。
郭庆华表示，中国人均树木占有量约100棵，这一情况相较于几十年前有了相当显著的大幅度提升，这种提升充分反映出我国于提高森林覆盖率方面所付诸做出的诸多努力，呈现出众多成效，举例而言像是退耕还林工程、天然林保护工程等。
郭庆华在野外开展调查。受访者供图
与此同时，团队留意到，中国于过去几十年间所种植的人工林，在一些地区，其固碳效益比不上天然林。通过深入开展研究，进一步察觉到树木密度是致使两者出现差异的一个关键因素。
程凯说，所以，要想达成中国人工林固碳效益的最大化，并非一味地去扩大种植面积，而是要调整好种植时的疏密度，还要思考怎样去进行更为科学的种树 。
在程凯看来，他自己在此从事一份有着连贯承接、开启后续作用的工作，这份工作是基于前人的积累成果，且具备还要为后人研究或者实际应用给予方向的性质。他还声称如果他们所做那东西能够切实真正应用于林业生产实践当中，那么对于他来讲那也是最大的意义价值所在了。
树枝点云细节。受访者供图
郭庆华表示，希望我们所取得的研究成果，要么是放置于“书架”之上，要么是安放在“货架”之上，继而能解决与之相关领域的前沿科学方面的问题，或者是解决具体的工程实践范畴的那种问题，句号。
在郭庆华办公室里，有一本厚厚的《中华人民共和国植被图》摆放着， 这是一本专业地图集， 它在2007年出版， 整合了新中国成立后50年的植被调查做出的成果。
位于郭庆华办公室之中摆放着的，是那一幅《中华人民共和国植被图》，此图由记者吴馥梅所拍摄 。
日复一日，在山林间徒步，手中拿着纸张，还有尺子以及铅笔，去进行实地的测绘，测绘细化到几百个群系，精确到每个树种，无数的前人翻山越岭，扎根在林间，耗费了三十多年的时间，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，那就是去制作一版全新的《中华人民共和国植被图》，把时间更新为2020年，并且要将比例尺从“1：”提升到“1：” 。
据了解，郭庆华团队从2018年起就开始着手开展绘制工作，在激光雷达技术的助力之下，如今已经完成了大部分的工作，正处于完善的阶段。
郭庆华称，对于从事生态学研究的人而言，《中华人民共和国植被图》这本图集有着重大意义。上一版本的绘图工作花费了三十多年时间，当下技术提高让我们无需再有下一个三十年。