地理國情監測在林業資源中的應用

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1撫順市林業資源監測目的與內容

撫順市林業資源監測的目的有四個。一是查清撫順市林業資源地表覆蓋信息以及林業地理信息情況，整理統計2004～2007年的變化情況;二是在原有信息資料的基礎上對全市域森林資源地表覆蓋信息進行更新，提高地理信息資料的精度;三是綜合統計分析林業資源的現狀以及發展趨勢;四是建立撫順市林業資源動態監測數據庫。本項目的監測對象為林地，主要監測統計林地、疏林地、灌木林地、未成林地、苗圃地、無立木林地、宜林地、輔助生產林地的用地信息管理、林地的種類、數量與分布。不監測居民點內部的綠化林木用地，鐵路、公路征地范圍內的林木用地，以及河流、溝渠的護堤林、狹長林帶等資源的變化。

2技術路線

林業資源監測主要通過對兩個監測時間段的遙感影像進行對比，提取出發生變化的地方，建立動態監測數據庫，并自動生成各類匯總表、流量表、圖表和專題圖等。該項目技術流程主要分四個階段，首先是制作本底數據，其次對本底數據與2007年影像進行一期監測，再次將一期監測成果與2010年或2011年衛片影像套合，進行二期監測，最后對兩期監測成果進行分析，形成各類成果。

3實施步驟

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數據、林業資源數據庫、第二次全國土地調查DOM數據、2010年及2011年衛片數據等。

3．2本底數據制作

本底數據是以撫順市2004年森林資源二類調查數據及遼寧省測繪局2004年制作的1∶10000DOM為基礎，先對林業調繪圖斑數據進行整理，并根據2004年航攝影像制作缺失的DOM，然后套合林業圖斑與DOM影像，根據影像對林業圖斑進行修改、測編、屬性完善，形成本底數據，并輸出林業分類面積匯總表和專題圖。1)數據整理林業調繪圖斑的數據整理主要包括地類歸并與坐標轉換。原林業資源數據庫是林業部門的專業數據，其調查分類非常詳細，共有三級類17小類，而林業資源的監測只需要從宏觀上掌握地類的變化情況，因此，我們對原數據庫進行了認真的分析研究，總結了數據分類的基本規則，將地類歸并為二級類8大類。另外，原林業資源數據庫的平面坐標系統為1954年北京坐標系，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坐標系(1980西安坐標系)不同，因此，必須進行坐標系統轉換。我們利用撫順市勘察測繪院提供的7個分布合理、具有兩套坐標成果的控制點，對成果分區域進行了坐標系統轉換。2)本底數據修正由于原林業調查部分數據采用的衛星影像分辨率為15m，因此，存在調繪林斑界線與衛星影像不完全吻合的現象，有些地方甚至偏差很大，個別之處更有林斑錯漏。因此，在利用林業調查數據成果之前，我們首先利用高分辨率影像對本底數據進行修正。修正方法是先將林業部門施測的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，再更新面積等相關屬性，而圖斑的地類、代碼、編號等屬性則予以保留。若原始數據的屬性存在錯誤或丟漏的情況，在本底數據的校準過程中一并進行完善。3)本底數據成果檢查分幅數據制作完成后，對數據進行接邊和檢查。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、重復實體等進行處理，對屬性完整性、準確性等進行檢查，以滿足入庫要求。當全域的分幅本底數據制作、檢查、修改完成后，將數據導入ArcGISGeodataBase格式的mdb數據庫，建立本底數據庫。更新后的數據庫作為本次林業資源監測的本底數據。

3．3一期監測

本底數據完成后，進行林業資源一期監測。一期監測采用第二次全國土地調查的1∶10000正射影像，DOM的成圖時間為2007～2008年，坐標系為1980西安坐標系。一期監測的技術流程是先建立林業及非林業圖斑的解譯標識，然后，采用半自動化方法提取變化地塊，內業確定不了的變化地塊，外業進行實地調查驗證，內業再根據外業成果進行后期數據整理，最后形成第一次監測成果，并自動輸出林業分類面積匯總表、變更流量表及專題圖。1)建立樣本標識在DOM影像上提取與林業有關的特征地物，通過外業實地調查與對比，建立林地及非林地相關地類的解譯標識。非林地主要包括耕地、牧草地、水域、未利用地、建設用地。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，采用人工干預方式進行檢查、完善和修改。人工查找主要是利用ArcGIS的“DOM影像卷簾法”查找、發現、提取林業監測圖斑影像發生變化的地塊，并重新繪制、圈定變化圖斑，添加相應屬性信息。3)外業調查驗證對于內業判斷不清的疑問圖斑，以及特殊地物，組織外業實地調查驗證。外業應現場對調查界線進行核實，同時調查各地類的相關因子，并根據實地調查核實結果填寫外業核查表。驗證工作采用GPS定位、面積量測、現場拍照、環境描述、圖斑定性等調查觀測手段。外業待定點平面坐標采集采用靜態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定位的平面坐標系統采用1980西安坐標系，中央子午線123°，高斯3°帶投影。測定點的平面精度要求相對于鄰近高級控制點的點位誤差不大于1m。4)后期數據整理內業根據外業實地調查驗證結果，進行屬性錄入，并進行數據的整理。外業實地驗證回來后，內業再根據外業調查成果進行后期數據整理。數據整理主要包括屬性錄入、拓撲處理(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)數據庫建設采用ArcGIS的Geodatabase數據庫存儲數據，由于原始數據與成果數據的坐標系不一致，所以建立獨立的數據集進行存放。撫順市林業資源動態監測數據庫中主要存放如下數據:①撫順市原始林業圖斑;②經過坐標轉換、地類歸并后的林業圖斑數據;③修正后本底數據;④一期監測成果;⑤撫順市行政區劃。

3．4成果輸出與分析

根據撫順市林業資源動態監測數據庫輸出的匯總表與專題圖，本項目獨立開發了監測統計匯總軟件，能夠自動生成匯總表，匯總表主要包括撫順市及各縣區2004年林業資源分類面積匯總表、2007年林業資源分類面積匯總表，以及2004～2007年林業分類面積變更流量表。其中林業分類面積變更流量分析表詳細地反映了各個地類之間的此消彼長關系。如一期監測過程中，原有林地減少的面積都轉化為哪些地類，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行深層次的分析。專題圖主要包括撫順市及各縣區2004年林業資源分布圖、2007年林業資源分布圖、2004～2007年林業資源變化分布圖，以及各種根據匯總表生成的餅狀圖、柱狀圖等。3．5后續工作一期監測成果完成后，還可以進行后續監測工作，從而對撫順市林業資源進行動態變化監測。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于0．5m的衛星遙感影像進行制作，地表覆蓋數據成果主要基于此DOM成果進行采集，成果現勢性好，為2014年，完全可以作為撫順市林業資源二期監測的主要數據源。經過兩次監測結果分析比較后，可歸納總結撫順市2004年以來林業資源發展變化的趨勢，各類別間相互間消長的規模，以及變化數據的最終流向等，其結論可為林業部門今后的規劃管理、發展控制、林業資源破壞重點區域的分布等提供直觀科學、準確翔實的判斷依據。

4結束語

地理國情監測不僅可以快速獲取各種地理國情信息，而且，數據統計與分析能做到客觀和公正，因此，開展地理國情監測工作，不僅是加快生態文明建設、催生陽光透明政府的迫切需要，也是促進科學管理決策的迫切需要。撫順市地理國(市)情監測林業資源監測充分利用高分辨率遙感影像進行林斑界線的修正與監測，提高了數據的精度，確定了監測時間點的森林覆蓋面積和森林覆蓋率的變化情況;在林業資源監測過程中，探索創建了一套林業資源變更流量分析模型，準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，這些成果對林業資源變化的動態分析大有裨益，也為林業資源規劃、水源涵養、氣候調節、生態保護等分析提供了科學依據。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驗能為其他地理國情監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