地理国情监测在林业资源中的应用

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1抚顺市林业资源监测目的与内容

抚顺市林业资源监测的目的有四个。一是查清抚顺市林业资源地表覆盖信息以及林业地理信息情况，整理统计2004～2007年的变化情况;二是在原有信息资料的基础上对全市域森林资源地表覆盖信息进行更新，提高地理信息资料的精度;三是综合统计分析林业资源的现状以及发展趋势;四是建立抚顺市林业资源动态监测数据库。本项目的监测对象为林地，主要监测统计林地、疏林地、灌木林地、未成林地、苗圃地、无立木林地、宜林地、辅助生产林地的用地信息管理、林地的种类、数量与分布。不监测居民点内部的绿化林木用地，铁路、公路征地范围内的林木用地，以及河流、沟渠的护堤林、狭长林带等资源的变化。

2技术路线

林业资源监测主要通过对两个监测时间段的遥感影像进行对比，提取出发生变化的地方，建立动态监测数据库，并自动生成各类汇总表、流量表、图表和专题图等。该项目技术流程主要分四个阶段，首先是制作本底数据，其次对本底数据与2007年影像进行一期监测，再次将一期监测成果与2010年或2011年卫片影像套合，进行二期监测，最后对两期监测成果进行分析，形成各类成果。

3实施步骤

3．1资料搜集与整理资料收集

主要包括利用2004年航摄影像制作的DOM数据、林业资源数据库、第二次全国土地调查DOM数据、2010年及2011年卫片数据等。

3．2本底数据制作

本底数据是以抚顺市2004年森林资源二类调查数据及辽宁省测绘局2004年制作的1∶10000DOM为基础，先对林业调绘图斑数据进行整理，并根据2004年航摄影像制作缺失的DOM，然后套合林业图斑与DOM影像，根据影像对林业图斑进行修改、测编、属性完善，形成本底数据，并输出林业分类面积汇总表和专题图。1)数据整理林业调绘图斑的数据整理主要包括地类归并与坐标转换。原林业资源数据库是林业部门的专业数据，其调查分类非常详细，共有三级类17小类，而林业资源的监测只需要从宏观上掌握地类的变化情况，因此，我们对原数据库进行了认真的分析研究，总结了数据分类的基本规则，将地类归并为二级类8大类。另外，原林业资源数据库的平面坐标系统为1954年北京坐标系，与辽宁省测绘地理信息局利用同时期航摄资料施测的1∶10000比例尺DOM坐标系(1980西安坐标系)不同，因此，必须进行坐标系统转换。我们利用抚顺市勘察测绘院提供的7个分布合理、具有两套坐标成果的控制点，对成果分区域进行了坐标系统转换。2)本底数据修正由于原林业调查部分数据采用的卫星影像分辨率为15m，因此，存在调绘林斑界线与卫星影像不完全吻合的现象，有些地方甚至偏差很大，个别之处更有林斑错漏。因此，在利用林业调查数据成果之前，我们首先利用高分辨率影像对本底数据进行修正。修正方法是先将林业部门施测的1∶10000比例尺基本图与辽宁省测绘局施测的1∶10000比例尺DOM影像图套合，根据影像修正每块图斑的边界，使图斑界线与影像完全吻合，再更新面积等相关属性，而图斑的地类、代码、编号等属性则予以保留。若原始数据的属性存在错误或丢漏的情况，在本底数据的校准过程中一并进行完善。3)本底数据成果检查分幅数据制作完成后，对数据进行接边和检查。接边包括空间、属性的接边。检查包括图形检查和属性检查，需要对微小多边形、微短线、重复实体等进行处理，对属性完整性、准确性等进行检查，以满足入库要求。当全域的分幅本底数据制作、检查、修改完成后，将数据导入ArcGISGeodataBase格式的mdb数据库，建立本底数据库。更新后的数据库作为本次林业资源监测的本底数据。

3．3一期监测

本底数据完成后，进行林业资源一期监测。一期监测采用第二次全国土地调查的1∶10000正射影像，DOM的成图时间为2007～2008年，坐标系为1980西安坐标系。一期监测的技术流程是先建立林业及非林业图斑的解译标识，然后，采用半自动化方法提取变化地块，内业确定不了的变化地块，外业进行实地调查验证，内业再根据外业成果进行后期数据整理，最后形成第一次监测成果，并自动输出林业分类面积汇总表、变更流量表及专题图。1)建立样本标识在DOM影像上提取与林业有关的特征地物，通过外业实地调查与对比，建立林地及非林地相关地类的解译标识。非林地主要包括耕地、牧草地、水域、未利用地、建设用地。2)半自动提取变化地块首先，利用ENVI软件自动提取变化地块，然后，采用人工干预方式进行检查、完善和修改。人工查找主要是利用ArcGIS的“DOM影像卷帘法”查找、发现、提取林业监测图斑影像发生变化的地块，并重新绘制、圈定变化图斑，添加相应属性信息。3)外业调查验证对于内业判断不清的疑问图斑，以及特殊地物，组织外业实地调查验证。外业应现场对调查界线进行核实，同时调查各地类的相关因子，并根据实地调查核实结果填写外业核查表。验证工作采用GPS定位、面积量测、现场拍照、环境描述、图斑定性等调查观测手段。外业待定点平面坐标采集采用静态GPS观测或利用抚顺市勘察测绘院所建立的GPSCORS站以RTK测定。GPS定位的平面坐标系统采用1980西安坐标系，中央子午线123°，高斯3°带投影。测定点的平面精度要求相对于邻近高级控制点的点位误差不大于1m。4)后期数据整理内业根据外业实地调查验证结果，进行属性录入，并进行数据的整理。外业实地验证回来后，内业再根据外业调查成果进行后期数据整理。数据整理主要包括属性录入、拓扑处理(如是否存在重叠面)、属性检查(如逻辑一致性检查、属性完整性及正确性检查)、接边检查等。5)数据库建设采用ArcGIS的Geodatabase数据库存储数据，由于原始数据与成果数据的坐标系不一致，所以建立独立的数据集进行存放。抚顺市林业资源动态监测数据库中主要存放如下数据:①抚顺市原始林业图斑;②经过坐标转换、地类归并后的林业图斑数据;③修正后本底数据;④一期监测成果;⑤抚顺市行政区划。

3．4成果输出与分析

根据抚顺市林业资源动态监测数据库输出的汇总表与专题图，本项目独立开发了监测统计汇总软件，能够自动生成汇总表，汇总表主要包括抚顺市及各县区2004年林业资源分类面积汇总表、2007年林业资源分类面积汇总表，以及2004～2007年林业分类面积变更流量表。其中林业分类面积变更流量分析表详细地反映了各个地类之间的此消彼长关系。如一期监测过程中，原有林地减少的面积都转化为哪些地类，新增有林地面积来自哪些地类，表中都反映得一清二楚。无论是减少的去向，还是增加的来源，每种地类变化都可以定位到每个变化的图斑，从而可以对变化原因进行深层次的分析。专题图主要包括抚顺市及各县区2004年林业资源分布图、2007年林业资源分布图、2004～2007年林业资源变化分布图，以及各种根据汇总表生成的饼状图、柱状图等。3．5后续工作一期监测成果完成后，还可以进行后续监测工作，从而对抚顺市林业资源进行动态变化监测。目前，辽宁省正在开展第一次全国地理国情普查工作，其DOM成果主要基于分辨率优于0．5m的卫星遥感影像进行制作，地表覆盖数据成果主要基于此DOM成果进行采集，成果现势性好，为2014年，完全可以作为抚顺市林业资源二期监测的主要数据源。经过两次监测结果分析比较后，可归纳总结抚顺市2004年以来林业资源发展变化的趋势，各类别间相互间消长的规模，以及变化数据的最终流向等，其结论可为林业部门今后的规划管理、发展控制、林业资源破坏重点区域的分布等提供直观科学、准确翔实的判断依据。

4结束语

地理国情监测不仅可以快速获取各种地理国情信息，而且，数据统计与分析能做到客观和公正，因此，开展地理国情监测工作，不仅是加快生态文明建设、催生阳光透明政府的迫切需要，也是促进科学管理决策的迫切需要。抚顺市地理国(市)情监测林业资源监测充分利用高分辨率遥感影像进行林斑界线的修正与监测，提高了数据的精度，确定了监测时间点的森林覆盖面积和森林覆盖率的变化情况;在林业资源监测过程中，探索创建了一套林业资源变更流量分析模型，准确地确定各个地类面积的减少去向和增加来源，并定位到具体图斑，这些成果对林业资源变化的动态分析大有裨益，也为林业资源规划、水源涵养、气候调节、生态保护等分析提供了科学依据。2014年是我国地理国情普查全面铺开的一年，本项目积累的工作经验能为其他地理国情监测工作的开展提供有益的参考。

作者：徐婵 单位：辽宁省摄影测量与遥感院