森林植被生态遥感监测服务规范.docxVIP

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DB36/2020-5-09

森林植被生态遥感监测服务规范

1范围

本文件规定了森林植被生态遥感监测的数据预处理方法、服务产品制作流程和森林植被生态质量评价方法。

本文件适用于省级森林植被生态质量卫星遥感监测、评估与服务等。

2术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

2.1归一化植被指数normalizeddifferencevegetationindex;NDVI

近红外、红外两个波段的反射率之差除以二者之和。注：[来源：QX/T494-2019]

2.2植被覆盖度vegetationcoverage

植被的冠层垂直投影面积占对应地表面积的百分比。注：[来源：QX/T494-2019]

2.3植被净初级生产力netprimaryproductivityofvegetation;NPP

单位面积植被在某一时间内通过光合作用固定的有机物质减去自养呼吸消耗后剩余的有机物质总量。

注：以碳（C）计，单位为克每平方米（g/m2）。[来源：QX/T494-2019]

2.4单时相遥感数据singletemporalremotesensingdata

在某一时间获取的某一地域的单时次卫星遥感影像。

3数据要求

遥感影像的选取宜载有可见光和近红外波段探测仪器的卫星，包括FY-3/MERSI、FY-3/VIRR、NOAA/AVHRR、EOS/MODIS、NPP/VIIRS、Landsat/OLI、GF-1/WFV、GF-2/PMS等，详见附录A。坐标系统采用2000国家大地坐标系（CGCS2000），高程基准采用1985国家高程基准。

4卫星数据预处理

在进行森林植被遥感产品生成前，要对卫星数据（数据格式为HDF/L1B/TIFF等）进行辐射定标、几何校正、大气校正、投影变换等预处理。

4.1辐射定标

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利用绝对定标系数（包括绝对定标系数增益和偏移量）将遥感影像像元亮度值转换为辐射亮度值，实现辐射定标，转换公式见式（1）：

L=DN×a+L0………………（1）

式中：

L—辐射亮度值；

DN—计数值，与传感器的辐射分辨率、地物发射率、大气透过率和散射率等有关；a—绝对定标系数增益，可从遥感数据元文件中获取；

L0—偏移量，可从遥感数据元文件中获取。

4.2几何校正

应选择不变地物的控制点进行几何校正，且控制点在影像上均匀分布，校正后的影像地理位置误差应小于0.5个像元。

4.3大气校正

基于辐射亮度值L，通过输入影像的头文件、波谱响应函数等信息，利用大气辐射传输模型，剔除大气信号干扰，获得地表反射率数据，完成大气校正。

5服务产品制作流程

对经过预处理后的卫星遥感数据，按以下流程制作森林植被生态遥感监测产品：

a）采用遥感图像分类方法（监督分类法、非监督分类法、决策树分类法等）并结合必威体育精装版土地利用分类现状图，提取森林植被区；

b）对已处理的单时相遥感数据，计算森林植被生态遥感监测指标（植被覆盖度、植被净初级生产力）；

c）根据森林植被生态评价方法，对不同时期的森林植被生态遥感监测指标进行对比，提取森林植被变化信息；

d）根据植被监测结果，确定植被评价等级，对森林植被生态状况开展评价。

6森林植被生态评价方法

6.1森林植被覆盖度

以附录A中所列卫星归一化植被指数（NDVI）为基础，估算森林植被覆盖度。月植被覆盖度估算方法见式（2）：

Vck=×100%………………

式中：

Vck—需评价时段第k月森林植被覆盖度；

NDVIk—需评价时段第k月的NDVI，由月内单时相NDVI通过最大值合成法获得；NDVIsoil—像元为纯土壤时的NDVI，推荐NDVIsoil取值为0.05；

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NDVImax—像元为全植被覆盖下的NDVI，推荐NDVImax取值为0.95。需评价时段平均森林植被覆盖度计算方法见式（3）：

式中：

VC—需评价时段平均森林植被覆盖度；

Ck—需评价时段第k月的森林植被覆盖度；K—需评价时段包含的月数；

k—需评价时段月序。监测评价等级见表1。

表1森林植被覆盖度监测评价等级

全年或生长季平均森林植被覆盖度（VC）

监测评价等级

VC≥80%

高覆盖

60%≤VC80%

较高覆盖

40%≤VC60%

中覆盖

20%≤VC