京津風(fēng)沙源治理工程監(jiān)測(cè)技術(shù)

前言

　　森林與濕地是林業(yè)的重要物質(zhì)資源，是人類和多種生物賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，在全球生態(tài)系統(tǒng)平衡中發(fā)揮著重要作用。森林與濕地的數(shù)量和質(zhì)量是決定森林與濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的關(guān)鍵指標(biāo)，森林與濕地資源監(jiān)測(cè)既為國(guó)家客觀、快速、全面掌握森林與濕地?cái)?shù)量和質(zhì)量提供技術(shù)支撐，也是林業(yè)管理和生態(tài)建設(shè)的一項(xiàng)十分重要的基礎(chǔ)性工作。多年來(lái)，我國(guó)在森林與濕地資源監(jiān)測(cè)體系研究方面開(kāi)展了大量卓有成效的工作，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人類文明進(jìn)步對(duì)林業(yè)需求的不斷增加，迫切需要建立與新時(shí)期經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)建設(shè)需求相適應(yīng)，以不斷發(fā)展的高新技術(shù)為依托的森林與濕地資源綜合監(jiān)測(cè)技術(shù)體系?！　　笆晃濉眹?guó)家林業(yè)科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目“森林資源綜合監(jiān)測(cè)技術(shù)體系研究”，作為我國(guó)首個(gè)全面、系統(tǒng)地針對(duì)林業(yè)資源一災(zāi)害～生態(tài)工程開(kāi)展的綜合監(jiān)測(cè)技術(shù)研究項(xiàng)目，正是順應(yīng)當(dāng)前時(shí)代的行業(yè)需求，由來(lái)自全國(guó)14個(gè)?。ㄖ陛犑?、自治區(qū)）的27個(gè)科研院所、大專院校和高新技術(shù)企業(yè)的300余人組成研究團(tuán)隊(duì)，歷時(shí)5年，完成了該項(xiàng)技術(shù)攻關(guān)，取得了豐碩的成果。其中《森林與濕地資源綜合監(jiān)測(cè)技術(shù)體系研究》叢書(shū)是該項(xiàng)目的重要研究成果之一，是對(duì)該項(xiàng)目成果的系統(tǒng)總結(jié)，凝聚了該項(xiàng)目6個(gè)課題的精華，體現(xiàn)了項(xiàng)目全體科技人員的智慧。該叢書(shū)內(nèi)容全面、立論嚴(yán)謹(jǐn)、技術(shù)先進(jìn)，全面、系統(tǒng)地分析了國(guó)內(nèi)外相關(guān)監(jiān)測(cè)技術(shù)體系建設(shè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合我國(guó)的國(guó)情，提出了結(jié)構(gòu)合理、具有可操作性的森林與濕地資源綜合監(jiān)測(cè)、分析與評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，構(gòu)建了現(xiàn)代信息技術(shù)與傳統(tǒng)調(diào)查技術(shù)相結(jié)合的天一空一地一體化、點(diǎn)一線一面多尺度、資源一工程一災(zāi)害綜合監(jiān)測(cè)技術(shù)體系；研發(fā)了先進(jìn)的森林資源、濕地資源、林業(yè)災(zāi)害和林業(yè)生態(tài)工程綜合監(jiān)測(cè)技術(shù)、模型、方法和系統(tǒng)，并在我國(guó)主要林區(qū)得到了廣泛的應(yīng)用，在我國(guó)林業(yè)資源監(jiān)測(cè)理念和監(jiān)測(cè)技術(shù)方面具有重要突破和創(chuàng)新，將為我國(guó)生態(tài)建設(shè)與森林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)提供強(qiáng)有力的科技支撐，對(duì)于全面提升我國(guó)林業(yè)資源監(jiān)測(cè)、預(yù)警水平具有重大意義。相信該叢書(shū)的出版對(duì)于我國(guó)林業(yè)資源及其生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)管理研究、教學(xué)和生產(chǎn)實(shí)踐具有重要的參考價(jià)值。

內(nèi)容概要

本書(shū)是作者承擔(dān)“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題——國(guó)家重點(diǎn)林業(yè)工程監(jiān)測(cè)技術(shù)研究(2006BAD23B05)最新成果的總結(jié)，全書(shū)系統(tǒng)、全面地論述了京津風(fēng)沙源治理工程監(jiān)測(cè)的原理和方法，重點(diǎn)闡述了以下內(nèi)容：京津風(fēng)沙源治理工程植被類型、植被分布及植被恢復(fù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)，工程實(shí)施對(duì)區(qū)域風(fēng)沙災(zāi)害、土地利用和景觀格局影響的評(píng)價(jià)方法，荒漠化和沙化動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)，工程建設(shè)進(jìn)展信息快速提取方法，植被長(zhǎng)勢(shì)狀況監(jiān)測(cè)技術(shù)，林分結(jié)構(gòu)與生長(zhǎng)模擬技術(shù)等。本書(shū)采用了定性與定量、宏觀與微觀、理論與實(shí)例相結(jié)合的方法，學(xué)術(shù)觀點(diǎn)明確，針對(duì)性強(qiáng)，是一部具有重要理論和應(yīng)用價(jià)值的學(xué)術(shù)著作。    本書(shū)可供林業(yè)、生態(tài)與環(huán)境監(jiān)測(cè)、資源環(huán)境遙感應(yīng)用等專業(yè)的本科高年級(jí)學(xué)生、研究生、高校教師和相關(guān)科技工作者參考。

書(shū)籍目錄

《森林與濕地資源綜合監(jiān)測(cè)技術(shù)體系研究》叢書(shū)序前言第一章 概述  第一節(jié) 研究背景  第二節(jié) 京津風(fēng)沙源治理工程概況    一、自然地理概況    二、社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況    三、現(xiàn)有土地利用狀況    四、水資源利用狀況  第三節(jié) 研究?jī)?nèi)容    一、研究?jī)?nèi)容    二、基本思路    三、試驗(yàn)區(qū)布設(shè)    四、數(shù)據(jù)采集第二章 荒漠化監(jiān)測(cè)研究進(jìn)展  第一節(jié) 土地利用遙感監(jiān)測(cè)方法    一、監(jiān)督分類與非監(jiān)督分類    二、人工目視解譯法    三、基于新算法的分類方法  第二節(jié) 荒漠化遙感信息提取技術(shù)    一、荒漠化評(píng)價(jià)指標(biāo)體系    二、荒漠化遙感評(píng)價(jià)技術(shù)    三、荒漠化評(píng)價(jià)類型第三章 京津風(fēng)沙源區(qū)植被分布遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)  第一節(jié) 數(shù)據(jù)資料    一、MODIS數(shù)據(jù)    二、自然因子數(shù)據(jù)  第二節(jié) 干旱地區(qū)植被退化度量的適宜植被指數(shù)    一、材料和方法    二、植被指數(shù)探測(cè)低蓋度植被能力評(píng)價(jià)的方法    三、不同Ⅵ探測(cè)植被信息能力的變化    四、不同L取值對(duì)SAVI提取植被信息效果的作用    五、小結(jié)  第三節(jié) 京津風(fēng)沙源區(qū)植被覆蓋年內(nèi)時(shí)空格局變化    一、不同植被等級(jí)年變化    二、不同植被等級(jí)空間變化    三、植被蓋度空間變化與自然因子的關(guān)系分析    四、小結(jié)  第四節(jié) 京津風(fēng)沙源區(qū)植被蓋度和景觀年際間變化    一、工程區(qū)植被變化    二、工程區(qū)植被覆蓋等級(jí)的空間格局分析    三、不同分區(qū)植被蓋度的空間格局分析    四、小結(jié)第四章 京津風(fēng)沙源治理工程植被變化動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)  第一節(jié) 研究區(qū)概況    一、地質(zhì)地貌    二、水文狀況    三、氣候特征    四、土壤特征    五、植被特征    六、社會(huì)經(jīng)濟(jì)概況  第二節(jié) 研究?jī)?nèi)容及影像資料    一、研究?jī)?nèi)容    二、影像資料及預(yù)處理  第三節(jié) 植被指數(shù)的研究    一、遙感影像資料和方法    二、不同Ⅵ降低土壤背景影響的效果    三、不同Ⅵ探測(cè)植被信息能力的變化    四、小結(jié)  第四節(jié) 數(shù)字植被蓋度模型(DVCM)的建立    一、選用的植被指數(shù)    二、植被蓋度遙感模型    三、模型參數(shù)確定    四、植被蓋度等級(jí)劃分    五、農(nóng)田植被信息解譯  第五節(jié) 延慶縣植被覆蓋的數(shù)量變化    一、不同覆蓋等級(jí)的面積變化    二、植被覆蓋變化的速度    三、植被覆蓋的變化過(guò)程和主要類型第五章 京津風(fēng)沙源治理工程土地利用及景觀格局變化監(jiān)測(cè)技術(shù)  第一節(jié) 研究區(qū)概況及研究?jī)?nèi)容    一、研究區(qū)概況    二、研究?jī)?nèi)容  第二節(jié) 遙感圖像預(yù)處理    一、數(shù)據(jù)源分析    二、遙感圖像預(yù)處理  第三節(jié) 遙感信息解譯    一、土地利用分類系統(tǒng)的建立    二、圖像變化信息的提取    三、解譯結(jié)果及專題圖件形成  第四節(jié) 土地利用總體變化分析    一、土地利用數(shù)量分析    二、土地利用結(jié)構(gòu)變化分析    三、土地利用動(dòng)態(tài)分析    四、土地利用類型轉(zhuǎn)化分析    五、小結(jié)  第五節(jié) 景觀格局變化分析    一、景觀概述    二、景觀指標(biāo)的選取    三、景觀格局變化分析    四、小結(jié)  第六節(jié) 植被蓋度估算及變化分析    一、植被蓋度和植被指數(shù)的基本概念    二、像元二分模型    三、植被蓋度的計(jì)算    四、統(tǒng)計(jì)分析    五、小結(jié)第六章 京津風(fēng)沙源治理工程荒漠化動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)  第一節(jié) 研究區(qū)概況  第二節(jié) 研究?jī)?nèi)容  第三節(jié) 遙感圖像處理    一、數(shù)據(jù)選擇    二、圖像預(yù)處理  第四節(jié) 土地利用遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)    一、土地利用遙感信息提取方法    二、土地利用動(dòng)態(tài)變化  第五節(jié) 景觀格局變化    一、景觀指數(shù)    二、景觀格局變化分析  第六節(jié) 植被蓋度動(dòng)態(tài)變化遙感監(jiān)測(cè)    一、植被蓋度轉(zhuǎn)換模型的建立    二、像元二分模型    三、改進(jìn)的線性光譜混合分解模型    四、應(yīng)用實(shí)例    五、多倫縣植被蓋度動(dòng)態(tài)變化分析  第七節(jié) 荒漠化遙感定量評(píng)價(jià)    一、評(píng)價(jià)方法    二、荒漠化評(píng)價(jià)因子定量化    三、荒漠化程度評(píng)價(jià)遙感信息模型的建立    四、評(píng)價(jià)結(jié)果驗(yàn)證    五、土地荒漠化動(dòng)態(tài)變化  第八節(jié) 合理利用土地建議及荒漠化防治對(duì)策    一、荒漠化土地成因分析    二、建議  第九節(jié) 討論第七章 京津風(fēng)沙源治理工程建設(shè)進(jìn)展信息提取方法  第一節(jié) 研究概況  第二節(jié) 資料收集    一、SPOT5遙感數(shù)據(jù)    二、其他資料  第三節(jié) 遙感數(shù)字圖像處理    一、正射校正    二、PCI正射校正流程    三、正射校正結(jié)果    四、正射校正注意事項(xiàng)    五、圖像剪切    六、波段組合    七、圖像融合    八、圖像增強(qiáng)    九、遙感圖像處理結(jié)果  第四節(jié) 延慶縣京津風(fēng)沙源工程區(qū)小班面積遙感監(jiān)測(cè)    一、工程小班的判讀和面積信息提取    二、張山營(yíng)鎮(zhèn)遙感解譯結(jié)果    三、精度檢驗(yàn)    四、延慶縣京津風(fēng)沙源工程小班遙感解譯結(jié)果第八章 京津風(fēng)沙源治理工程植被長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)技術(shù)  第一節(jié) 植被長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)概況    一、基于植被蓋度的林木長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)    二、基于樹(shù)冠信息提取的林木長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)    三、存在的問(wèn)題  第二節(jié) 研究方法  第三節(jié) 數(shù)據(jù)資料    一、遙感數(shù)據(jù)    二、非遙感數(shù)據(jù)  第四節(jié) 遙感圖像的處理    一、幾何校正    二、最佳波段的選擇    三、單波段信息量比較    四、相關(guān)性分析    五、最佳指數(shù)分析法    六、遙感圖像的融合處理    七、遙感圖像的增強(qiáng)處理  第五節(jié) 面向?qū)ο蠓诸?   一、影像分割    二、面向?qū)ο蟮挠跋穹诸?   三、隸屬度函數(shù)的確定  第六節(jié) 樹(shù)冠信息提取    一、圖像的多尺度分割    二、工程區(qū)信息提取    三、樹(shù)冠信息提取    四、樹(shù)冠信息提取分析    五、精度分析    六、工程小班樹(shù)冠及保成率信息的提取    七、小結(jié)第九章 京津風(fēng)沙源治理工程林分結(jié)構(gòu)與生長(zhǎng)模擬技術(shù)  第一節(jié) 研究區(qū)概況    一、自然地理    二、森林植被    三、社會(huì)經(jīng)濟(jì)  第二節(jié) 數(shù)據(jù)來(lái)源  第三節(jié) 研究方法    一、林分直徑結(jié)構(gòu)weibull分布    二、林分空間結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算方法    三、林分生長(zhǎng)模型的確定方法    四、三維可視化繪制方法  第四節(jié) 油松林分結(jié)構(gòu)規(guī)律    一、油松林分直徑結(jié)構(gòu)規(guī)律    二、油松林分樹(shù)高結(jié)構(gòu)規(guī)律    三、油松林分空間結(jié)構(gòu)規(guī)律  第五節(jié) 油松林分生長(zhǎng)模型    一、多形地位指數(shù)模型的構(gòu)建    二、林分密度指數(shù)模型    三、生長(zhǎng)模型的構(gòu)建    四、小結(jié)  第六節(jié) 林分模擬樹(shù)木建模    一、油松單木建模技術(shù)    二、OBJ三維模型文件格式    三、基于OBJ文件格式的三維樹(shù)木模型    四、三維樹(shù)木模型在林分模擬中的應(yīng)用    五、小結(jié)  第七節(jié) 油松林分模擬    一、基于空間格局的林分模擬方法    二、基于林分空間格局的現(xiàn)實(shí)林分模擬實(shí)例    三、油松林分生長(zhǎng)模擬    四、小結(jié)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　國(guó)家重點(diǎn)林業(yè)工程的實(shí)施是生態(tài)系統(tǒng)重建、恢復(fù)、保護(hù)和林業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要途徑。1978年我國(guó)實(shí)施了舉世聞名的三北防護(hù)林工程；1998年以來(lái)，我國(guó)投入數(shù)千億的巨額資金，先后啟動(dòng)了天然林保護(hù)、退耕還林、三北及長(zhǎng)江中下游防護(hù)林、野生動(dòng)植物保護(hù)與自然保護(hù)區(qū)建設(shè)、京津風(fēng)沙源治理、重點(diǎn)地區(qū)速生豐產(chǎn)用材林基地建設(shè)和濕地保護(hù)等重點(diǎn)林業(yè)工程，國(guó)家迫切需要及時(shí)掌握這些重點(diǎn)林業(yè)工程的實(shí)施成效，為工程決策、管理、監(jiān)督和實(shí)施提供及時(shí)、準(zhǔn)確和全面的監(jiān)測(cè)信息，使之全面了解和掌握各重點(diǎn)林業(yè)工程的狀況、功能和效益，并進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)，從而有利于提高重點(diǎn)林業(yè)工程的決策水平，避免決策偏差和資源破壞。　　多年來(lái)，我國(guó)在林業(yè)工程監(jiān)測(cè)方面開(kāi)展了一些卓有成效的工作，取得了一定成績(jī)。這些成績(jī)主要體現(xiàn)在基于地面樣地調(diào)查和固定觀測(cè)站的監(jiān)測(cè)技術(shù)方法，多采用人工實(shí)地調(diào)查。但是，隨著新技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用，人類社會(huì)發(fā)展對(duì)林業(yè)工程建設(shè)信息需求數(shù)量、種類、周期等日益提高，現(xiàn)有的林業(yè)工程監(jiān)測(cè)技術(shù)體系已不能滿足時(shí)代的需求。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因是我國(guó)現(xiàn)有的林業(yè)工程監(jiān)測(cè)技術(shù)方法落后，仍然沿用新中國(guó)成立初期的技術(shù)思路，導(dǎo)致許多新技術(shù)和新方法難以發(fā)揮應(yīng)有的作用，嚴(yán)重影響了我國(guó)林業(yè)工程監(jiān)測(cè)工作的質(zhì)量和水平，無(wú)法滿足新時(shí)期經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展與環(huán)境建設(shè)的迫切需求。這些問(wèn)題主要表現(xiàn)在：現(xiàn)有林業(yè)工程監(jiān)測(cè)技術(shù)體系不能滿足新時(shí)期信息需求，缺乏統(tǒng)一、全面、協(xié)調(diào)和高效的林業(yè)工程監(jiān)測(cè)技術(shù)體系；林業(yè)工程監(jiān)測(cè)技術(shù)相對(duì)落后，缺乏林業(yè)工程監(jiān)測(cè)信息快速獲取、高效管理和分析處理通用平臺(tái)。因此，必須建立技術(shù)先進(jìn)、功能完善、結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)一致的林業(yè)工程監(jiān)測(cè)技術(shù)體系，全面提升國(guó)家重點(diǎn)林業(yè)工程監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)水平，為國(guó)家重點(diǎn)林業(yè)工程實(shí)施全面、系統(tǒng)、準(zhǔn)確、及時(shí)和長(zhǎng)期的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)提供基礎(chǔ)保障，為國(guó)家交流與合作、國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略制定、國(guó)土生態(tài)安全體系建設(shè)、林業(yè)發(fā)展與生態(tài)安全建設(shè)、我國(guó)生態(tài)建設(shè)與森林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)提供技術(shù)支撐，為國(guó)家制定林業(yè)方針政策和宏觀科學(xué)決策提供科學(xué)依據(jù)。具體包括以下6個(gè)方面的需求。

圖書(shū)封面

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