地理國情監(jiān)測在林業(yè)資源中的應(yīng)用

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1撫順市林業(yè)資源監(jiān)測目的與內(nèi)容

撫順市林業(yè)資源監(jiān)測的目的有四個。一是查清撫順市林業(yè)資源地表覆蓋信息以及林業(yè)地理信息情況，整理統(tǒng)計2004～2007年的變化情況;二是在原有信息資料的基礎(chǔ)上對全市域森林資源地表覆蓋信息進(jìn)行更新，提高地理信息資料的精度;三是綜合統(tǒng)計分析林業(yè)資源的現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢;四是建立撫順市林業(yè)資源動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)庫。本項目的監(jiān)測對象為林地，主要監(jiān)測統(tǒng)計林地、疏林地、灌木林地、未成林地、苗圃地、無立木林地、宜林地、輔助生產(chǎn)林地的用地信息管理、林地的種類、數(shù)量與分布。不監(jiān)測居民點(diǎn)內(nèi)部的綠化林木用地，鐵路、公路征地范圍內(nèi)的林木用地，以及河流、溝渠的護(hù)堤林、狹長林帶等資源的變化。

2技術(shù)路線

林業(yè)資源監(jiān)測主要通過對兩個監(jiān)測時間段的遙感影像進(jìn)行對比，提取出發(fā)生變化的地方，建立動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)庫，并自動生成各類匯總表、流量表、圖表和專題圖等。該項目技術(shù)流程主要分四個階段，首先是制作本底數(shù)據(jù)，其次對本底數(shù)據(jù)與2007年影像進(jìn)行一期監(jiān)測，再次將一期監(jiān)測成果與2010年或2011年衛(wèi)片影像套合，進(jìn)行二期監(jiān)測，最后對兩期監(jiān)測成果進(jìn)行分析，形成各類成果。

3實(shí)施步驟

3．1資料搜集與整理資料收集

主要包括利用2004年航攝影像制作的DOM數(shù)據(jù)、林業(yè)資源數(shù)據(jù)庫、第二次全國土地調(diào)查DOM數(shù)據(jù)、2010年及2011年衛(wèi)片數(shù)據(jù)等。

3．2本底數(shù)據(jù)制作

本底數(shù)據(jù)是以撫順市2004年森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)及遼寧省測繪局2004年制作的1∶10000DOM為基礎(chǔ)，先對林業(yè)調(diào)繪圖斑數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，并根據(jù)2004年航攝影像制作缺失的DOM，然后套合林業(yè)圖斑與DOM影像，根據(jù)影像對林業(yè)圖斑進(jìn)行修改、測編、屬性完善，形成本底數(shù)據(jù)，并輸出林業(yè)分類面積匯總表和專題圖。1)數(shù)據(jù)整理林業(yè)調(diào)繪圖斑的數(shù)據(jù)整理主要包括地類歸并與坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。原林業(yè)資源數(shù)據(jù)庫是林業(yè)部門的專業(yè)數(shù)據(jù)，其調(diào)查分類非常詳細(xì)，共有三級類17小類，而林業(yè)資源的監(jiān)測只需要從宏觀上掌握地類的變化情況，因此，我們對原數(shù)據(jù)庫進(jìn)行了認(rèn)真的分析研究，總結(jié)了數(shù)據(jù)分類的基本規(guī)則，將地類歸并為二級類8大類。另外，原林業(yè)資源數(shù)據(jù)庫的平面坐標(biāo)系統(tǒng)為1954年北京坐標(biāo)系，與遼寧省測繪地理信息局利用同時期航攝資料施測的1∶10000比例尺DOM坐標(biāo)系(1980西安坐標(biāo)系)不同，因此，必須進(jìn)行坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換。我們利用撫順市勘察測繪院提供的7個分布合理、具有兩套坐標(biāo)成果的控制點(diǎn)，對成果分區(qū)域進(jìn)行了坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換。2)本底數(shù)據(jù)修正由于原林業(yè)調(diào)查部分?jǐn)?shù)據(jù)采用的衛(wèi)星影像分辨率為15m，因此，存在調(diào)繪林斑界線與衛(wèi)星影像不完全吻合的現(xiàn)象，有些地方甚至偏差很大，個別之處更有林斑錯漏。因此，在利用林業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)成果之前，我們首先利用高分辨率影像對本底數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。修正方法是先將林業(yè)部門施測的1∶10000比例尺基本圖與遼寧省測繪局施測的1∶10000比例尺DOM影像圖套合，根據(jù)影像修正每塊圖斑的邊界，使圖斑界線與影像完全吻合，再更新面積等相關(guān)屬性，而圖斑的地類、代碼、編號等屬性則予以保留。若原始數(shù)據(jù)的屬性存在錯誤或丟漏的情況，在本底數(shù)據(jù)的校準(zhǔn)過程中一并進(jìn)行完善。3)本底數(shù)據(jù)成果檢查分幅數(shù)據(jù)制作完成后，對數(shù)據(jù)進(jìn)行接邊和檢查。接邊包括空間、屬性的接邊。檢查包括圖形檢查和屬性檢查，需要對微小多邊形、微短線、重復(fù)實(shí)體等進(jìn)行處理，對屬性完整性、準(zhǔn)確性等進(jìn)行檢查，以滿足入庫要求。當(dāng)全域的分幅本底數(shù)據(jù)制作、檢查、修改完成后，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入ArcGISGeodataBase格式的mdb數(shù)據(jù)庫，建立本底數(shù)據(jù)庫。更新后的數(shù)據(jù)庫作為本次林業(yè)資源監(jiān)測的本底數(shù)據(jù)。

3．3一期監(jiān)測

本底數(shù)據(jù)完成后，進(jìn)行林業(yè)資源一期監(jiān)測。一期監(jiān)測采用第二次全國土地調(diào)查的1∶10000正射影像，DOM的成圖時間為2007～2008年，坐標(biāo)系為1980西安坐標(biāo)系。一期監(jiān)測的技術(shù)流程是先建立林業(yè)及非林業(yè)圖斑的解譯標(biāo)識，然后，采用半自動化方法提取變化地塊，內(nèi)業(yè)確定不了的變化地塊，外業(yè)進(jìn)行實(shí)地調(diào)查驗(yàn)證，內(nèi)業(yè)再根據(jù)外業(yè)成果進(jìn)行后期數(shù)據(jù)整理，最后形成第一次監(jiān)測成果，并自動輸出林業(yè)分類面積匯總表、變更流量表及專題圖。1)建立樣本標(biāo)識在DOM影像上提取與林業(yè)有關(guān)的特征地物，通過外業(yè)實(shí)地調(diào)查與對比，建立林地及非林地相關(guān)地類的解譯標(biāo)識。非林地主要包括耕地、牧草地、水域、未利用地、建設(shè)用地。2)半自動提取變化地塊首先，利用ENVI軟件自動提取變化地塊，然后，采用人工干預(yù)方式進(jìn)行檢查、完善和修改。人工查找主要是利用ArcGIS的“DOM影像卷簾法”查找、發(fā)現(xiàn)、提取林業(yè)監(jiān)測圖斑影像發(fā)生變化的地塊，并重新繪制、圈定變化圖斑，添加相應(yīng)屬性信息。3)外業(yè)調(diào)查驗(yàn)證對于內(nèi)業(yè)判斷不清的疑問圖斑，以及特殊地物，組織外業(yè)實(shí)地調(diào)查驗(yàn)證。外業(yè)應(yīng)現(xiàn)場對調(diào)查界線進(jìn)行核實(shí)，同時調(diào)查各地類的相關(guān)因子，并根據(jù)實(shí)地調(diào)查核實(shí)結(jié)果填寫外業(yè)核查表。驗(yàn)證工作采用GPS定位、面積量測、現(xiàn)場拍照、環(huán)境描述、圖斑定性等調(diào)查觀測手段。外業(yè)待定點(diǎn)平面坐標(biāo)采集采用靜態(tài)GPS觀測或利用撫順市勘察測繪院所建立的GPSCORS站以RTK測定。GPS定位的平面坐標(biāo)系統(tǒng)采用1980西安坐標(biāo)系，中央子午線123°，高斯3°帶投影。測定點(diǎn)的平面精度要求相對于鄰近高級控制點(diǎn)的點(diǎn)位誤差不大于1m。4)后期數(shù)據(jù)整理內(nèi)業(yè)根據(jù)外業(yè)實(shí)地調(diào)查驗(yàn)證結(jié)果，進(jìn)行屬性錄入，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的整理。外業(yè)實(shí)地驗(yàn)證回來后，內(nèi)業(yè)再根據(jù)外業(yè)調(diào)查成果進(jìn)行后期數(shù)據(jù)整理。數(shù)據(jù)整理主要包括屬性錄入、拓?fù)涮幚?如是否存在重疊面)、屬性檢查(如邏輯一致性檢查、屬性完整性及正確性檢查)、接邊檢查等。5)數(shù)據(jù)庫建設(shè)采用ArcGIS的Geodatabase數(shù)據(jù)庫存儲數(shù)據(jù)，由于原始數(shù)據(jù)與成果數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系不一致，所以建立獨(dú)立的數(shù)據(jù)集進(jìn)行存放。撫順市林業(yè)資源動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)庫中主要存放如下數(shù)據(jù):①撫順市原始林業(yè)圖斑;②經(jīng)過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、地類歸并后的林業(yè)圖斑數(shù)據(jù);③修正后本底數(shù)據(jù);④一期監(jiān)測成果;⑤撫順市行政區(qū)劃。

3．4成果輸出與分析

根據(jù)撫順市林業(yè)資源動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)庫輸出的匯總表與專題圖，本項目獨(dú)立開發(fā)了監(jiān)測統(tǒng)計匯總軟件，能夠自動生成匯總表，匯總表主要包括撫順市及各縣區(qū)2004年林業(yè)資源分類面積匯總表、2007年林業(yè)資源分類面積匯總表，以及2004～2007年林業(yè)分類面積變更流量表。其中林業(yè)分類面積變更流量分析表詳細(xì)地反映了各個地類之間的此消彼長關(guān)系。如一期監(jiān)測過程中，原有林地減少的面積都轉(zhuǎn)化為哪些地類，新增有林地面積來自哪些地類，表中都反映得一清二楚。無論是減少的去向，還是增加的來源，每種地類變化都可以定位到每個變化的圖斑，從而可以對變化原因進(jìn)行深層次的分析。專題圖主要包括撫順市及各縣區(qū)2004年林業(yè)資源分布圖、2007年林業(yè)資源分布圖、2004～2007年林業(yè)資源變化分布圖，以及各種根據(jù)匯總表生成的餅狀圖、柱狀圖等。3．5后續(xù)工作一期監(jiān)測成果完成后，還可以進(jìn)行后續(xù)監(jiān)測工作，從而對撫順市林業(yè)資源進(jìn)行動態(tài)變化監(jiān)測。目前，遼寧省正在開展第一次全國地理國情普查工作，其DOM成果主要基于分辨率優(yōu)于0．5m的衛(wèi)星遙感影像進(jìn)行制作，地表覆蓋數(shù)據(jù)成果主要基于此DOM成果進(jìn)行采集，成果現(xiàn)勢性好，為2014年，完全可以作為撫順市林業(yè)資源二期監(jiān)測的主要數(shù)據(jù)源。經(jīng)過兩次監(jiān)測結(jié)果分析比較后，可歸納總結(jié)撫順市2004年以來林業(yè)資源發(fā)展變化的趨勢，各類別間相互間消長的規(guī)模，以及變化數(shù)據(jù)的最終流向等，其結(jié)論可為林業(yè)部門今后的規(guī)劃管理、發(fā)展控制、林業(yè)資源破壞重點(diǎn)區(qū)域的分布等提供直觀科學(xué)、準(zhǔn)確翔實(shí)的判斷依據(jù)。

4結(jié)束語

地理國情監(jiān)測不僅可以快速獲取各種地理國情信息，而且，數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析能做到客觀和公正，因此，開展地理國情監(jiān)測工作，不僅是加快生態(tài)文明建設(shè)、催生陽光透明政府的迫切需要，也是促進(jìn)科學(xué)管理決策的迫切需要。撫順市地理國(市)情監(jiān)測林業(yè)資源監(jiān)測充分利用高分辨率遙感影像進(jìn)行林斑界線的修正與監(jiān)測，提高了數(shù)據(jù)的精度，確定了監(jiān)測時間點(diǎn)的森林覆蓋面積和森林覆蓋率的變化情況;在林業(yè)資源監(jiān)測過程中，探索創(chuàng)建了一套林業(yè)資源變更流量分析模型，準(zhǔn)確地確定各個地類面積的減少去向和增加來源，并定位到具體圖斑，這些成果對林業(yè)資源變化的動態(tài)分析大有裨益，也為林業(yè)資源規(guī)劃、水源涵養(yǎng)、氣候調(diào)節(jié)、生態(tài)保護(hù)等分析提供了科學(xué)依據(jù)。2014年是我國地理國情普查全面鋪開的一年，本項目積累的工作經(jīng)驗(yàn)?zāi)転槠渌乩韲楸O(jiān)測工作的開展提供有益的參考。

作者：徐嬋 單位：遼寧省攝影測量與遙感院