CN101216297A - 森林资源航天遥感与地面角规抽样配套系统集成技术方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种森林资源航天遥感与地面角规抽样配套系统集成技术方法。该发明以遥感数据为主，结合野外地面角规抽样实测数据完成森林资源二类调查工作，通过对调查区域的航天遥感卫星影像的判读，提取森林植被信息，并统计森林植被面积信息以及分布信息，配合野外地面角规抽样实测数据，检查并修改遥感判读的结果并计算出抽样点每公顷蓄积，运用地面典型随机抽样技术与影像机械抽样技术相结合的方法反演出林业调查因子的蓄积遥感模型，计算调查区域的森林资源蓄积总量，从而减少了野外工作量，提高了调查效率；实现了大范围、短周期的森林资源调查。

Description

森林资源航天遥感与地面角规抽样配套系统集成技术方法

一、技术领域

本发明涉及一种森林资源调查技术方法，特别是一种森林资源航天遥感与地面角规抽样配套系统集成技术方法。

二、技术背景

传统的森林资源调查是建立在抽样技术和固定样地定期观测的基础上，不仅需花费大量的人力、物力、财力，而且森林资源调查的周期长，森林资源信息的实时化和自动化较差，越来越不能满足现代精准林业对调查监测体系的要求，这也正促进了航天遥感技术与地面角规抽样的配套集成技术的发展。

森林资源航天遥感与地面角规抽样配套系统集成技术方法以航天遥感数据为主，结合少量地面角规抽样实测数据，充分利用各种现有资料，以提高遥感图像判读的正判率。地面角规抽样实测采用GPS定点，在GIS的支持下，经过坐标系转换可将地面与卫星影像的相应位置很好配准，在GIS的参与下解决公里交叉点以及任一点位的卫星影像灰度值的读取问题，为资源估计的自动化提供依据，为及时、快速、准确地对大范围森林资源进行整体清查，提高森林资源调查效率和调查成果的实用性提供一个有效途径。

三、发明的内容

为了克服现有的森林资源调查方法周期长，需要耗费大量的人力、物力和时间等缺点，提高森林资源调查的效率、缩短周期，本发明的目的是提供一种森林资源航天遥感与地面角规抽样配套系统集成技术方法。

本发明的目的是这样实现的：首先，通过森林资源调查区域的航天遥感卫星影像判读，获取森林资源分布平面信息，提取森林植被信息，统计森林植被面积信息；然后，配合野外地面角规抽样实测数据，检查并修改遥感判读的结果，计算出抽样点每公顷蓄积；最后，运用地面典型随机抽样技术与影像机械抽样技术相结合的方法反演出包含有林业调查因子的遥感蓄积模型，计算调查区域的森林资源蓄积总量，完成森林资源二类调查工作。

本项发明与现有方法相比具有以下优点：

(1)实现调查数据的数字化、可视化，数字化的遥感数据、数字化的地形、地理信息及在野外用角规、GPS所获得的实地信息，不仅提高了测量精度，而且给数据的管理带来极大的便利；可视化的遥感图像，经过可视化的图像处理，加上可视化的地理图形，使森林资源的类别、变化情况更加直观地展现；

(2)实现了森林资源调查周期短、范围大、工作效率高，传统的森林资源调查是建立在抽样技术和固定样地定期观测的基础上，不仅需花费大量的人力、物力、财力，而且森林资源调查的周期长，本发明基于航天遥感数据，结合少量地面角规抽样实测样地数据，可以大大减少野外工作量，实现短周期、大范围的森林资源调查。

四、具体实施方式：

森林资源航天遥感技术与地面角规抽样配套体系集成技术方法与现有技术不同，具体是：

(1)根据实施区域，选择适合的遥感数据源，根据相应比例尺的《遥感影像平面图制作规范》进行制图。

(2)制作森林植被信息专题图：具体为根据归一化植被指数提取植被信息，并进行二值化，完成森林植被信息的提取，并统计森林植被面积信息S。

(3)利用典型随机抽样的方法对实施区域进行外业样点调查。外业样点调查选取在有代表性的林区，调查的内容有：所在区域、地理坐标、海拔、坡度、坡向、坡位、土壤类型、土壤厚度、植被类型、优势树种、郁闭度、林分结构等因子，利用电子角规配套的PDA录入。在进行角规样点调查时，使用电子角规直接测量并计算出每公顷样点林分蓄积量。

(4)利用角规样点信息检查并修改遥感判读的结果。读取n₁个样点所在像元的N₁个波段的灰度值，所得为n₁×N₁个值。利用角规样地的各波段的灰度值与所测样点蓄积量，建立角规样点所在像素的灰度值与实施区域蓄积量的线性回归模型，如数模①Y＝a+b₁A₁+b₂A₂+b₃A₃+…+b_nA_n，其中，Y是实施区域蓄积量；a，b₁，b₂，b₃，…b_n是待定系数；A₁，A₂，A₃，…A_n是N₁个波段值或波段组合值。

(5)按照机械抽样方法在遥感影像上布设N公里×N公里的样点(N须大于影像空间分辨率)。判读影像样点是否是林有地，并统计其个数n₂并读取影像上各点所在的灰度值，所得为n₂×N₁个值。根据反演的蓄积模型，代入影像判读林地点的灰度值，计算各点森林蓄积的每公顷平均值

如数模② $\stackrel{\‾}{Y}=\frac{\underset{i=1}{\overset{n_2}{\mathrm{\Σ}}}Y}{n_2},$ 最后计算区域的总森林资源的蓄积量M，如数模③ $M=\stackrel{\‾}{Y}\×S.$

(6)将电子角规录入的样点属性，每公顷蓄积量等信息导出，直接形成样点调查表。

(7)运用步骤(4)到步骤(5)的方法可计算实施区域分区的森林资源蓄积量。

Claims (1)

1.一种森林资源航天遥感技术与地面角规抽样配套体系集成技术方法，其特征是：首先，通过森林资源调查区域的航天遥感卫星影像判读，获取森林资源分布平面信息，提取森林植被信息，统计森林植被面积信息；然后，配合野外地面角规抽样实测数据，检查并修改遥感判读的结果，计算出抽样点每公顷蓄积；最后，运用地面典型随机抽样技术与影像机械抽样技术相结合的方法反演出包含有林业调查因子的遥感蓄积模型，计算调查区域的森林资源蓄积总量，完成森林资源二类调查工作。