基于“3S”森林資源與生態(tài)狀況年度監(jiān)測技術(shù)研究

前言

　　森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，是長期以來人類賴以生存和發(fā)展的資源與環(huán)境保障。森林資源與生態(tài)狀況和消長變化動態(tài)數(shù)據(jù)是國家、?。▍^(qū)）、市、縣各級政府制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展規(guī)劃、社會可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、生態(tài)安全規(guī)劃及編制林業(yè)規(guī)劃計劃、指導(dǎo)林業(yè)生產(chǎn)建設(shè)的重要依據(jù)。因此，需要及時地、動態(tài)地對森林資源與生態(tài)狀況進行監(jiān)測。森林資源連續(xù)清查（簡稱“一類調(diào)查”）和森林資源規(guī)劃設(shè)計調(diào)查（簡稱“二類調(diào)查”）是摸清森林資源家底的重要手段，是科學(xué)經(jīng)營森林和管理森林的基礎(chǔ)。一類調(diào)查間隔期為5年，其調(diào)查成果為國家和?。▍^(qū)）制定林業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、調(diào)整林業(yè)方針政策、編制現(xiàn)代林業(yè)發(fā)展規(guī)劃及森林采伐限額、進行任期目標(biāo)責(zé)任制考核管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和依據(jù)。二類調(diào)查間隔期為10年，其調(diào)查成果是經(jīng)營單位制定區(qū)域國民經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃和林業(yè)發(fā)展規(guī)劃、實施森林資源采伐限額、林地林權(quán)管理、實行森林資源資產(chǎn)化管理及獲得森林生態(tài)效益補償基金等的重要依據(jù)。通過每5年或每10年進行一次本底調(diào)查來掌握當(dāng)年較準(zhǔn)確的森林資源與生態(tài)狀況固然重要，但是，現(xiàn)代社會對信息交流與反饋的要求更加頻繁、及時、準(zhǔn)確、全面，各級政府也逐漸要求林業(yè)部門每年向社會公布森林資源和生態(tài)狀況，這就要求森林資源與生態(tài)狀況監(jiān)測趨于年度化。因此，如何在調(diào)查間隔期內(nèi)開展森林資源與生態(tài)狀況年度監(jiān)測工作，產(chǎn)出年度森林資源與生態(tài)狀況公報，為省（區(qū)）、市、縣各級政府制定年度林業(yè)方針政策、調(diào)整林業(yè)發(fā)展計劃提供科學(xué)數(shù)據(jù)亦顯得尤為重要?！　‰S著全球?qū)ι峙c環(huán)境問題的重視，我國林業(yè)工作重點已從木材生產(chǎn)為主向生態(tài)建設(shè)為主轉(zhuǎn)變。相應(yīng)地，森林資源監(jiān)測也從單一森林資源向多目標(biāo)、多功能的綜合監(jiān)測方向轉(zhuǎn)移，調(diào)查與監(jiān)測的手段和方法也在逐步突破，遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)等空間信息技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣泛。目前，有關(guān)森林資源監(jiān)測的數(shù)據(jù)采集、信息提取與分析的研究也很多，但很多研究僅從理論和技術(shù)角度在一個典型研究區(qū)內(nèi)進行突破，沒有全面考慮現(xiàn)實的森林資源年度監(jiān)測中實際存在的一些問題，其研究成果在生產(chǎn)性的年度監(jiān)測中實用性、推廣性較小。關(guān)于區(qū)域性的年度森林資源監(jiān)測，近幾年來，一些省份（如廣東、浙江）做了有意義的嘗試，其主要做法是每年抽取部分連清樣地進行復(fù)查，來估計全省每年的資源數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)只是對總體的估計結(jié)果，并不能落實到基層的經(jīng)營單位，對指導(dǎo)基層經(jīng)營單位的年度林業(yè)計劃、經(jīng)營活動并無太大意義?！　∵b感技術(shù)在森林資源調(diào)查、監(jiān)測中的應(yīng)用已有幾十年的歷史了，但因過去我國對林業(yè)的投入有限、遙感信息源較少、遙感技術(shù)應(yīng)用成本相對較高、遙感調(diào)查的局限性等原因，使得遙感技術(shù)雖在一些專題調(diào)查中取得了較好的效果，在一類調(diào)查、二類調(diào)查或年度監(jiān)測中的應(yīng)用效果并不理想。

內(nèi)容概要

　　《基于“3S”的森林資源與生態(tài)狀況年度監(jiān)測技術(shù)研究》提出了以“3S”技術(shù)為主要手段的森林資源與生態(tài)狀況年度監(jiān)測解決方案，主要內(nèi)容包括森林資源變化遙感監(jiān)測及空間數(shù)據(jù)自動更新技術(shù)；綜合應(yīng)用決策樹、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、統(tǒng)計分析、生長模型、遙感模型、專家系統(tǒng)等技術(shù)進行屬性數(shù)據(jù)智能監(jiān)測，基于VRS的DGPS-PDA在森林資源監(jiān)測中的應(yīng)用研究，C/S、B/S結(jié)構(gòu)的森林資源年度監(jiān)測信息系統(tǒng)和共享平臺設(shè)計與開發(fā)：基于大尺度遙感信息的森林生態(tài)宏觀監(jiān)測?！痘凇?S”的森林資源與生態(tài)狀況年度監(jiān)測技術(shù)研究》積極推動了高新技術(shù)應(yīng)用于年度森林資源監(jiān)測的智能化、自動化、系統(tǒng)化、工程化?！　　痘凇?S”的森林資源與生態(tài)狀況年度監(jiān)測技術(shù)研究》可作為林業(yè)調(diào)查、森林資源監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測等相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員的參考用書，也可供從事林學(xué)、森林經(jīng)理學(xué)相關(guān)專業(yè)的師生和科研人員參考。

書籍目錄

前言第1章　概述1.1　研究背景1.2　研究目的和意義1.3　發(fā)展概況1.3.1　國內(nèi)發(fā)展概況1.3.2　國外發(fā)展概況1.3.3　存在的問題1.4　研究內(nèi)容1.4.1　主要技術(shù)方法1.4.2　主要監(jiān)測內(nèi)容1.5　研究方法與技術(shù)路線第2章　遙感圖像處理2.1　遙感數(shù)據(jù)源的選擇2.1.1　遙感數(shù)據(jù)的適用范圍2.1.2　地物波譜特性2.1.3　遙感數(shù)據(jù)選取分析2.2　去除條帶噪聲2.2.1　條帶噪聲的產(chǎn)生2.2.2　條帶噪聲去除分析方法2.2.3　插值法去除條帶噪聲2.3　大氣校正2.3.1　大氣校正的原理和方法2.3.2　基于FLAASH模型的大氣校正2.3.3　基于ATCOR 2模型的大氣校正2.4　幾何校正2.4.1　校正模型2.4.2　校正流程2.4.3　影響精度的主要因素2.5　地形校正2.5.1　物理模型2.5.2　經(jīng)驗?zāi)Ｐ?.5.3　半經(jīng)驗?zāi)Ｐ?.5.4　校正效果分析2.6　圖像變換2.6.1　主成分變換2.6.2　纓帽變換2.6.3　傅立葉變換2.7　圖像增強2.7.1　線性拉伸2.7.2　直方圖均衡化2.7.3　比值增強2.8　圖像融合2.8.1　IHS變換法2.8.2　小波變換法2.8.3　主成分分析（PCA）法2.8.4　Brovey變換法第3章　森林資源變化遙感監(jiān)測及空間數(shù)據(jù)自動更新3.1　植物波譜特性及其變化規(guī)律3.1.1　植物光譜反射特性的共性3.1.2　影響植物光譜反射特性的主要因素3.2　植被指數(shù)3.2.1　比值植被指數(shù)3.2.2　歸一化植被指數(shù)3.2.3　綠度植被指數(shù)3.2.4　土壤調(diào)節(jié)植被指數(shù)3.2.5　垂直植被指數(shù)3.2.6　其他植被指數(shù)3.3　植被變化多時相遙感特征分析3.3.1　基于單波段圖像差值運算分析植被變化3.3.2　基于K-L變換分析植被變化3.3.3　多時相遙感特征與植被變化相關(guān)性分析3.4　森林資源空間變化信息自動檢測3.4.1　變化信息的處理3.4.2　森林資源變化類型分析3.4.3　小班GIS數(shù)據(jù)與遙感信息集成分析3.4.4　影像特征因子的提取3.4.5　判別規(guī)則及閾值3.5　森林資源空間數(shù)據(jù)自動更新3.5.1　基于邊緣檢測的小班變化界線自動更新3.5.2　基于圖像分割的小班變化界線自動更新3.5.3　結(jié)果分析3.5.4　用分割線更新小班界線3.6　目視解譯3.6.1　波段重組3.6.2　建立解譯標(biāo)志數(shù)據(jù)庫3.7　小結(jié)第4章　基于遙感信息的森林資源與生態(tài)狀況定量估測4.1　森林郁閉度的遙感定量估測4.1.1　決策樹模型基礎(chǔ)4.1.2　CART決策樹4.1.3　基于CART模型的森林郁閉度估測4.2　森林蓄積量的遙感定量估測4.2.1　用神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)估測森林蓄積量4.2.2　用嶺回歸估測森林蓄積量4.2.3　研究結(jié)論4.3　森林生物量的遙感定量估測4.3.1　森林生物量遙感模型4.3.2　基于多元回歸模型森林生物量估測4.3.3　基于BP神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)森林生物量估測4.3.4　研究結(jié)論4.4　小結(jié)第5章　基于生長模型監(jiān)測森林資源5.1　森林資源檔案更新5.2　屬性數(shù)據(jù)更新內(nèi)容5.3　屬性數(shù)據(jù)更新方法5.3.1　建立臺賬更新5.3.2　林分生長模型5.4　全林分生長模型5.4.1　固定密度的全林分模型5.4.2　收獲表的編制方法5.4.3　可變密度的全林分模型5.4.4　靜態(tài)與動態(tài)生長模型5.4.5　常見的林分生長模型形式5.4.6　林分生長模型的建立5.5　廣東資源檔案屬性數(shù)據(jù)更新模型5.5.1　建?？傮w思路5.5.2　數(shù)據(jù)更新模型的建立第6章　基于專家系統(tǒng)監(jiān)測森林資源與生態(tài)狀況6.1　專家系統(tǒng)介紹6.2　知識庫的建立6.2.1　地類6.2.2　森林郁閉度6.2.3　齡組6.2.4　生長類型6.2.5　生態(tài)功能等級6.2.6　森林自然度6.2.7　數(shù)據(jù)庫邏輯檢查6.3　軟件實現(xiàn)6.4　結(jié)論第7章　基于VRS的DGPS-PDA在年度監(jiān)測樣地數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用7.1　基本概念7.1.1　GPS簡介7.1.2　DGPS簡介7.1.3　RTK簡介7.1.4　PDA簡介7.2　VRS簡介7.3　DGPS-PDA在年度監(jiān)測樣地數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用7.3.1　遙感外業(yè)建標(biāo)7.3.2　林業(yè)建模、驗證數(shù)據(jù)7.3.3　采集CCP7.3.4　面積求算7.4　主要軟硬件設(shè)備7.5　Trimble Geo-XT流動站實例應(yīng)用7.5.1　系統(tǒng)參數(shù)配置7.5.2　坐標(biāo)系統(tǒng)設(shè)置7.5.3　定制調(diào)查表格7.5.4　導(dǎo)航及定位7.5.5　野外數(shù)據(jù)采集7.5.6　數(shù)據(jù)導(dǎo)出7.6　精度分析7.7　小結(jié)第8章　C／S結(jié)構(gòu)的森林資源與生態(tài)狀況年度監(jiān)測信息管理系統(tǒng)8.1　系統(tǒng)創(chuàng)建目的和意義8.2　系統(tǒng)目標(biāo)8.2.1　建立森林資源數(shù)據(jù)庫及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中心8.2.2　構(gòu)建森林資源與生態(tài)狀況年度監(jiān)測信息管理系統(tǒng)8.3　系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)8.3.1　組件技術(shù)8.3.2　空間數(shù)據(jù)庫的面向?qū)ο蠼：痛鎯夹g(shù)8.3.3　ArcGIS Engine技術(shù)8.4　系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用環(huán)境8.4.1　系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境8.4.2　系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境8.5　系統(tǒng)設(shè)計8.5.1　需求分析8.5.2　開發(fā)原則8.5.3　標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計8.5.4　功能設(shè)計8.6　數(shù)據(jù)庫設(shè)計8.6.1　設(shè)計思想8.6.2　數(shù)據(jù)庫框架設(shè)計8.6.3　數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計8.6.4　數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計8.6.5　數(shù)據(jù)建庫方法與流程8.7　系統(tǒng)實現(xiàn)8.7.1　系統(tǒng)初始化8.7.2　基本功能介紹8.7.3　查詢分析8.7.4　資源監(jiān)測8.7.5　統(tǒng)計報表8.7.6　專題制圖8.7.7　圖幅整飾8.7.8　宏觀監(jiān)測8.7.9　系統(tǒng)維護8.7.10　用戶管理8.7.11　幫助8.8　系統(tǒng)評價第9章　B／S結(jié)構(gòu)的森林資源信息共享平臺9.1　概述9.2　應(yīng)用開發(fā)技術(shù)綜述9.2.1　WebGIS9.2.2　NET開發(fā)平臺9.2.3　Arcobjects與ArcGIS體系9.2.4　ArcGIS Senrer9.3　開發(fā)平臺搭建9.3.1　ArcGIS Senrer的安裝9.3.2　地圖服務(wù)發(fā)布9.4　共享平臺開發(fā)9.4.1　平臺界面設(shè)計9.4.2　地圖服務(wù)間的切換9.4.3　主要功能簡介9.4.4　森林資源統(tǒng)計報表查詢系統(tǒng)9.5　森林資源三維地理信息共享平臺9.5.1　三維GIS的研發(fā)思路與發(fā)展情況9.5.2　技術(shù)基礎(chǔ)和原理9.5.3　系統(tǒng)實現(xiàn)9.6　小結(jié)第10章　基于大尺度遙感信息的森林生態(tài)宏觀監(jiān)測10.1　概述10.1.1　監(jiān)測內(nèi)容10.1.2　傳統(tǒng)監(jiān)測方法10.1.3　遙感監(jiān)測方法10.2　基于MODIS數(shù)據(jù)的森林凈第一性生產(chǎn)力估測10.2.1　植被凈第一性生產(chǎn)力（NPP）的估算10.2.2　模型構(gòu)建10.2.3　數(shù)據(jù)處理10.2.4　IVPP估算結(jié)果與分析10.3　結(jié)論

章節(jié)摘錄

　　1.1 研究背景　　森林是人類文明的搖籃，是人類和多種生物賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，森林不僅有巨大的林產(chǎn)品再生功能，而且具有調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源、保持水土、凈化空氣、美化環(huán)境、防災(zāi)減災(zāi)、豐富生物多樣性等重要的生態(tài)功能。　　森林是可再生的動態(tài)生物資源，隨著林木的生長、森林經(jīng)營與利用措施以及森林火災(zāi)、病蟲害的影響，其數(shù)量、質(zhì)量、結(jié)構(gòu)和功能無時不在發(fā)生變化。森林資源與生態(tài)狀況消長變化動態(tài)是國家、?。▍^(qū)）、市、縣各級政府制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展規(guī)劃、社會可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、生態(tài)安全規(guī)劃及編制林業(yè)規(guī)劃計劃、指導(dǎo)林業(yè)生產(chǎn)建設(shè)的重要依據(jù)?！　∥覈鴮ι仲Y源監(jiān)測工作十分重視。中共中央、國務(wù)院作出了《關(guān)于加快林業(yè)發(fā)展的決定》，決定明確指出：“在貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中，要賦予林業(yè)以重要地位；在生態(tài)建設(shè)中，要賦予林業(yè)以首要地位”；“各級黨委和政府要高度重視林業(yè)工作。建立完善的林業(yè)動態(tài)監(jiān)測體系，整合現(xiàn)有監(jiān)測資源，對我國的森林資源、土地荒漠化及其他生態(tài)變化實行動態(tài)監(jiān)測，定期向社會公布”。廣東省委、省政府發(fā)布《關(guān)于加快建設(shè)林業(yè)生態(tài)省的決定》，明確提出“創(chuàng)建林業(yè)生態(tài)縣，建設(shè)林業(yè)生態(tài)省，構(gòu)建國土生態(tài)安全體系和以生態(tài)經(jīng)濟為特色的林業(yè)產(chǎn)業(yè)體系，實現(xiàn)綠色廣東及和諧廣東”的宏偉目標(biāo)，并提出了關(guān)于“加強對森林、野生動植物、濕地和紅樹林等資源及生態(tài)狀況的動態(tài)監(jiān)測，開展生態(tài)效益評價，及時掌握和定期發(fā)布全省林業(yè)與生態(tài)情況”的要求?！　∧壳埃覈仲Y源監(jiān)測體系大致分為5類，一是國家森林資源連續(xù)清查（簡稱一類調(diào)查），二是森林資源規(guī)劃設(shè)計調(diào)查（簡稱二類調(diào)查），三是森林作業(yè)設(shè)計調(diào)查（簡稱三類調(diào)查），四是年度森林資源專項調(diào)查（如沙化調(diào)查、石漠化調(diào)查、造林核查、林地征占用檢查、采伐限額檢查等），五是專業(yè)調(diào)查。上述5種調(diào)查方式各有特點，一類調(diào)查和二類調(diào)查主要是通過在某一具體年度內(nèi)，通過開展一次本底調(diào)查，摸清當(dāng)年年度森林資源與生態(tài)狀況信息，提供每5年或每10年的資源動態(tài)變化信息。三類調(diào)查和年度核查是以某一特定范圍或作業(yè)地段為調(diào)查對象，雖然能提供精度較高的調(diào)查結(jié)果，但調(diào)查范圍具有局部性、微觀性，無法滿足宏觀決策信息需要；專業(yè)調(diào)查具有基礎(chǔ)研究性質(zhì)，開展時間不固定、不確定。

圖書封面

評論、評分、閱讀與下載

---

    基于“3S”森林資源與生態(tài)狀況年度監(jiān)測技術(shù)研究 PDF格式下載

---