我们如何构建全球最精准的森林碳储量数据集

森林在维持地球生命方面发挥着重要作用，其提供的服务涵盖生物多样性到社会经济效益等多个方面，其中更是减缓气候变化的关键。在光合作用过程中，活树会从大气中吸收二氧化碳，并将其以碳的形式储存在生物量中。生物量中约有50%是碳。

地球观测卫星每天都会收集大量关于全球森林的数据。然而，目前尚无任何空间仪器能够直接测量森林地上生物量。这些仪器所做的，是测量辐射在森林内部、上方及周围的散射情况。

‍为了根据这些信息估算森林地上生物量，必须利用所谓的“实地实测”数据对这些信息进行校准和验证。通常情况下，这些数据是在森林现场通过卷尺和测距仪等工具收集的，用于测量树干直径和树高等参数。 

然而，这些方法可能存在较大的不确定性，特别是在热带和亚热带森林中，因为这些森林在树木结构、形态以及分类学（即树木物种）方面都具有显著的多样性。‍

借助这项最先进的激光扫描技术，我们的全球实地森林研究团队从世界各地的森林（尤其是热带森林）中采集数据。这使我们能够以前所未有的精度估算地上生物量，其精度比传统方法高出多达15倍。

借助这些数据集，我们能够运用先进的机器学习方法，更准确地解读卫星数据。通过这种方式，我们可以更精确地估算全球森林的地上生物量及碳储量。

这项研究的一个成果是，它将有助于我们提高碳评分参数的准确性，该参数是 Sylvera 信用评级的关键组成部分。我们的客户，例如企业碳信用额购买者和碳交易商，很可能会向我们评级较高的森林项目投入更多资金，从而使更多投资流向真正具有高影响力的森林项目——即那些实际蕴含大量碳的森林项目。通过这种方式，我们更精准的森林碳数据集将有助于避免气候危机。 

另一个有趣的发现是，这些数据集与近期学术研究相印证，表明热带森林的碳储量可能比此前预估的更多，因此全球森林碳储量可能需要大幅上调。 

我们的森林碳汇项目是如何运作的

1. 数据收集

我们利用新一代激光雷达（即激光扫描）仪器，对世界各地的森林进行勘测。我们通过地面激光扫描仪在实地采集点云数据——这些精度达毫米级的数据点能全面呈现单棵树木的结构，甚至细至每一根枝条和叶片。此外，我们还通过安装在无人机（UAV）上的机载激光扫描仪采集类似数据，这使我们能够覆盖更广阔的区域进行数据采集。

2. 数据处理 

这些新型数据集包含了大量关于森林结构和地上生物量的信息，但获取这些信息却相当复杂。因此，我们投入了大量时间和精力来开发处理这些数据集所需的算法。其中一个例子就是单株树木的分割。如下图所示，提取单株树木的数据使我们能够精确地重建和建模树木尺度的地上生物量。

3. 数据集成 

最后，我们利用这些全新的实地激光扫描数据集对最先进的机器学习模型进行训练。这使我们能够基于卫星数据，对森林地上生物量和碳储量进行常规且可靠的估算。

我们的森林碳汇项目迄今取得了哪些成果？接下来我们将开展哪些工作？

我们已在 英国、秘鲁和 加蓬成功收集了大量数据，其中包括利用无人机对加蓬和秘鲁的超过一百万棵热带雨林树木进行了扫描。 

这已为我们深入了解这些地点森林碳储量的现状及变化提供了宝贵见解，相关成果我们将很快进行汇报并发表。这些数据集同时也为开发和优化我们的处理算法提供了绝佳的测试集。‍

未来两年的目标是收集并处理来自全球各地森林的数据集。我们的愿景是，这些数据能够代表全球森林的状况，从而使我们能够基于卫星数据，对全球森林状况进行近乎实时的精准预测。

关于我们的森林碳汇项目团队

野外科学

我们的两支实地考察团队分别 由哈丽特·威尔逊（Harriet Wilson） 和贝西特·卢兹博士（Dr. Beisit Luz）带领。两人均拥有丰富的实地考察经验，足迹遍布各大洲。哈丽特在遥感和传感器开发领域拥有深厚的学术背景。贝西特多年来一直负责秘鲁森林的管理与测量工作，拥有管理学博士学位和生态与环境管理理学硕士学位。我们的实地科学家之一 汤姆·佩里（Tom Perry）作为向导，为全球户外环境工作提供了宝贵经验，并拥有地球物理学硕士学位。另一位实地科学家 安娜贝尔·洛克（ Annabel Locke）在非洲大陆拥有丰富的工作经验，持有保护管理硕士学位，并具备生物技术领域的工作经验。

研究运营

这项雄心勃勃的全球项目的运作由 阿什莉·帕森斯（Ashleigh Parsons）负责，她曾在非洲、亚洲和欧洲等地开展并组织过实地调研工作。阿什莉得到了 埃莉斯·埃尔门多普（Elise Elmendorp）的支持，后者拥有环境资源管理硕士学位，并为此项目带来了相关专业知识。

处理

‍我们的研究软件工程师加比娅·伯诺泰特（Gabija Bernotaite）在处理大数据和3D数据集方面拥有丰富的经验，曾以多种身份参与相关工作，包括在自动驾驶汽车领域。作为一名真正的“技术游牧者”，加比娅正从阳光明媚的加那利群岛远程管理我们的超级计算机。

科学

‍激光雷达科学家米罗·德莫尔（Miro Demol）博士常驻比利时。在加入Sylvera之前，他曾在根特大学担任研究员，致力于研究激光扫描在林业中的应用，尤其关注地上生物量估算及其不确定性。

最后，该研究团队由 安德鲁·伯特博士领导，他是一位遥感科学家兼热带森林生态学家，在过去的10年里，他一直致力于推动激光扫描技术在森林中的应用。 

招聘职位：加入我们的团队

我们的研究团队正在招聘多个职位。如果您具备相关背景，并希望加入一个在森林与气候科学领域开展前沿研究的顶尖团队，且有机会出差或几乎在任何地方远程办公，请 点击此处申请。

本文由我们森林碳汇项目组的所有成员共同撰写。