高 娃,邢 旗,何寶貴,巴 金

(1.內(nèi)蒙古草原勘察設(shè)計院,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010051；2.內(nèi)蒙古錫林郭勒盟烏拉蓋管理區(qū)草原監(jiān)管管理局,內(nèi)蒙古 烏拉蓋 026300；3.內(nèi)蒙古興安盟科右中旗代欽塔拉獸醫(yī)站,內(nèi)蒙古 科右中旗 029400)

引言:

內(nèi)蒙古草原在維護(hù)國家生態(tài)安全中占有重要位置,草原保護(hù)建設(shè)是構(gòu)筑我國北方生態(tài)屏障的迫切需要,也是新時期實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的歷史重任。受氣候變化及人為因素影響,草原數(shù)量和質(zhì)量始終處于動態(tài)變化之中。內(nèi)蒙古草原勘察設(shè)計院自上世紀(jì)80年代以來進(jìn)行了全區(qū)第3次和第4次草原調(diào)查,調(diào)查成果為全區(qū)草原保護(hù)和規(guī)劃管理提供了科學(xué)依據(jù)。近幾年來國家在內(nèi)蒙古實施了大規(guī)模的草原保護(hù)建設(shè)工程項目,各級政府及農(nóng)牧民都加大了對草原的投入力度,國家和自治區(qū)政府特別關(guān)注這些大規(guī)模的生態(tài)項目對植被恢復(fù)產(chǎn)生的影響。為了加強草原保護(hù)和區(qū)域可持續(xù)發(fā)展需要,內(nèi)蒙古政府決定在2009～2010年,利用2年時間全面開展全區(qū)草原資源普查,摸清草原資源變化情況。本文針對全區(qū)新一輪草原普查工作,在前人工作的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步總結(jié)了3S技術(shù)和地面調(diào)查有機結(jié)合的草原調(diào)查的方法,為全區(qū)草原普查內(nèi)業(yè)工作提供技術(shù)規(guī)范。

1 草原資源普查的目的

通過遙感、GIS、GPS結(jié)合地面調(diào)查的方法,訂正全區(qū)天然草原分布的范圍,清查草原類型及退化、沙化、鹽漬化草原的空間分布及配置,測算草原產(chǎn)草量及載畜能力,分析評價近20年來草原資源變化情況；掌握近年來全區(qū)草原生態(tài)保護(hù)建設(shè)和政策措施,以及全區(qū)草原可持續(xù)利用的背景條件；以全區(qū)草原本底數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),創(chuàng)建不同區(qū)域不同類型草原地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。

2 草原資源普查技術(shù)路線

采用3S技術(shù)結(jié)合地面調(diào)查的方法。參照全國第一次草原調(diào)查分類系統(tǒng),建立本次遙感調(diào)查的全區(qū)草原類型分類系統(tǒng)。通過遙感數(shù)據(jù)處理、地面數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)換,歷史資料的收集等,在地理信息軟件環(huán)境中,進(jìn)行判讀解譯、專業(yè)制圖、數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析。以旗縣為單位編輯底圖及統(tǒng)計數(shù)據(jù),逐級匯總到盟市及全區(qū)范圍。提交的全區(qū)草原資源電子版圖件及統(tǒng)計數(shù)據(jù)等成果清單,采用通用格式儲存與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫對接。

草原調(diào)查內(nèi)業(yè)技術(shù)流程圖

3 準(zhǔn)備工作

3.1 組織準(zhǔn)備

自治區(qū)草原普查領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室,按著外業(yè)工作的組織形式,抽調(diào)自治區(qū)、盟市相關(guān)人員組成若干技術(shù)指導(dǎo)組,培訓(xùn)、指導(dǎo)、檢查及監(jiān)督12個盟市草原普查內(nèi)業(yè)工作。內(nèi)業(yè)工作以盟市為單位開展各旗縣的勾圖、解譯及統(tǒng)計計算、匯總等工作。由自治區(qū)草原普查領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室組織相關(guān)單位負(fù)責(zé)對內(nèi)業(yè)圖件及數(shù)據(jù)進(jìn)行圖幅接邊、統(tǒng)計匯總等工作。并抽調(diào)草勘院、草原站、草原監(jiān)理所、草原研究所等單位相關(guān)技術(shù)人員對全區(qū)各盟市內(nèi)業(yè)成果進(jìn)行數(shù)據(jù)復(fù)核、檢查驗收。

各盟市草原普查領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室負(fù)責(zé)本區(qū)域草原調(diào)查的內(nèi)業(yè)組織和協(xié)調(diào)工作,根據(jù)內(nèi)業(yè)工作任務(wù)制訂工作方案和計劃,抽調(diào)盟市、旗縣技術(shù)骨干,組成強有力的內(nèi)業(yè)工作技術(shù)組開展內(nèi)業(yè)匯總工作。

3.2 技術(shù)培訓(xùn)

自治區(qū)草原普查領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室集中對參加草原普查的內(nèi)業(yè)工作技術(shù)骨干進(jìn)行培訓(xùn),內(nèi)容包括內(nèi)業(yè)工作內(nèi)容與方法、遙感影像判讀解譯、草原分類系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)軟件操作、統(tǒng)計計算等。從事影像解譯人員要具備3個條件:一是要具備遙感影像知識；二是要具有一定的實踐經(jīng)驗；三是要對不同地區(qū)的土地利用特點有一定了解。

3.3 設(shè)備配置

計算機系統(tǒng):草原資源專題數(shù)據(jù)采集遙感數(shù)據(jù)為主要信息源,操作和處理數(shù)據(jù)量較大,對系統(tǒng)配置要求較高。為滿足操作需要,依靠高性能微機作為圖像圖形處理的硬件。建議配置為:主頻:Pentium42.0GHZ以上；內(nèi)存512MB以上；硬盤80GB以上的高端 PC機。有條件可配置圖形工作站。

操作系統(tǒng)為 windows2000、windows2000XP系統(tǒng)；遙感圖像處理主要為ERDAS、ENVI,圖形矢量化主要為ArcGIS、ArcViewGIS軟件；掃描與廣譜性軟件為Photoshop、RapidScan等。

4 草原分類系統(tǒng)及草原“三化”分級標(biāo)準(zhǔn)

4.1 草原分類系統(tǒng)

4.1.1 草原的范圍

根據(jù)《中華人民共和國草原法》和已頒布實施的《土地利用現(xiàn)狀分類》、國家標(biāo)準(zhǔn)界定草原的范圍。

《中華人民共和國草原法》所稱草原是指天然草原和人工草地。天然草原包括草地、草山和草坡,人工草地包括改良草地和退耕還草地,不包括城鎮(zhèn)草地。

全國第二次土地調(diào)查采用《土地利用現(xiàn)狀分類》國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T21010—2007中,草地是指灌木覆蓋度小于40%、喬木郁閉度小于0.1的以生長草本植物為主的土地為草地范疇。草地包括天然牧草地、人工牧草地和其他草地。

《土地利用現(xiàn)狀分類》中下列土地確認(rèn)為草地:(1)自然生長草本為主的土地；(2)人工種植、管理,生長草本植物的土地；(3)草本植物與樹木、灌木混合生長無法區(qū)分,且以草本植物為主的土地；

(4)草地中,直接用于放牧、割草等服務(wù)設(shè)施的土地；

(5)用于對草本植物進(jìn)行科學(xué)研究、試驗、示范的草地；

(6)由于工程需要,改善生存環(huán)境等因素,農(nóng)民整建制或部分移民,造成居民點和耕地自然生長或人工種植草本植物的土地；

(7)在居民點外的鐵路、公路、渠道兩側(cè),用于固定的、人工種植用于美化環(huán)境、綠化,生長草本植物的土地。

4.1.2 草原類型分類系統(tǒng)

根據(jù)本次監(jiān)測草原類型分類精度為類(亞類)、型的要求,制定了本次內(nèi)蒙古草原遙感調(diào)查的草原分類系統(tǒng)。其原則:保持和全國第一次草原調(diào)查一致的草原分類系統(tǒng),便于與全國草原資源動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)接軌；保持草地類型分類單位與遙感制圖精度、信息源分辨率的一致性；反映對區(qū)域生產(chǎn)與生態(tài)中起主要作用的草原類型。參照《中國草地類型的劃分標(biāo)準(zhǔn)和中國草地類型分類系統(tǒng)》規(guī)定,本次采用草地分類單位為類(亞類)、型。

草原分類系統(tǒng)參考上世紀(jì)80年代全國統(tǒng)一使用的分類系統(tǒng),編制基于本次遙感調(diào)查的草原類型分類系統(tǒng),即在保留有代表性的草原類型的基礎(chǔ)上,歸并同一大類中優(yōu)勢種基本相同的類型,注意具有特殊用途類型的保留。

4.1.3 草原類型勾圖解譯編碼系統(tǒng)

草原類型勾圖解譯編碼系統(tǒng)由6位阿拉伯?dāng)?shù)字組成,第1位數(shù)字表示草原類,編碼為1～8；第2、3位表示草原亞類,編碼為 001～019；后3位數(shù)字表示草原型,編碼為000001～000267。如溫性草甸草原類,平原丘陵草甸草原亞類,貝加爾針茅、羊草、雜類型,編碼為101003,307118表示為溫性荒漠草原類,平原丘陵荒漠草原亞類,中間錦雞兒、沙生針茅、冷蒿型。

人工草地編碼為2位數(shù)組成,第1位表示人工草地類,編碼數(shù)字為9；第2位數(shù)字表示人工草地的類型,其中多年生人工牧草地為91,一年生人工飼草地為92,灌木人工草地為 93。水域編碼為W,居民點為C,礦產(chǎn)開采地編碼為M,其他非草地圖斑編碼為0。

4.2 草原“三化”分級標(biāo)準(zhǔn)及指標(biāo)

4.2.1 草原退化、沙化、鹽潰化分級原則及指標(biāo)

草原退化、沙化、鹽漬化調(diào)查是本次調(diào)查的一項重要任務(wù)。根據(jù)草原遙感調(diào)查的方法,參照《天然草原退化、沙化和鹽潰化的分級指標(biāo)》GB/T19377、《內(nèi)蒙古天然草地退化標(biāo)準(zhǔn)》DB15/T323-1999、《內(nèi)蒙古天然草地沙漠化標(biāo)準(zhǔn)》DB15/T340-2000,結(jié)合“三化”草原遙感調(diào)查的判讀方法,規(guī)定了本次草原“三化”遙感調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)及指標(biāo)。

本次遙感調(diào)查“三化”草原分級劃分原則為:一是考慮遙感宏觀性的技術(shù)特點,設(shè)計指標(biāo)簡單易行,較客觀的反映“三化”草原的規(guī)律和特點；二是依據(jù)野外調(diào)查的資料建立退化指標(biāo)的解譯標(biāo)志；三是退化、沙化、鹽漬化程度的劃分在同一類草原內(nèi)進(jìn)行,按不同草原類型進(jìn)行不同分級指標(biāo)的判讀解譯。

草原退化、沙化、鹽漬化分級指標(biāo)的判定,要以未退化草原植被特征與地表、土壤狀況等指標(biāo)為判斷“三化”草原對照基準(zhǔn)。調(diào)查樣地附近相同水熱條件,植被狀況接近原生狀態(tài)植被的草原為未退化草原(如相同地區(qū)同一類型有歷史調(diào)查記錄的草原,經(jīng)圍封后已恢復(fù)的草原,自然保護(hù)區(qū)中合理利用的草原等)。

未退化草原與相同類型的草原相比,草群中優(yōu)勢植物和退化指示植物的種類、覆蓋度、產(chǎn)量相對百分?jǐn)?shù)的減少率作為重要的量化指標(biāo),同時還考慮地表狀況。按不同草原類設(shè)置分級指標(biāo),根據(jù)不同草原類型、不同退化級別,確立基于遙感技術(shù)的“三化”草原分級指標(biāo)。

“三化”草原程度劃分為3級。草原退化分為輕度退化、中度退化和重度退化；土壤基質(zhì)為沙質(zhì)的退化草原分為輕度沙化、中度沙化、重度沙化；土壤鹽堿化的退化草原分為輕度鹽漬化、中度鹽漬化、重度鹽潰化。

內(nèi)蒙古草原退化、沙化、鹽漬化遙感調(diào)查分級指標(biāo)見表1

表1 內(nèi)蒙古三化草原的遙感調(diào)查分級指標(biāo)

4.2.2 草原“三化”勾圖解譯編碼系統(tǒng)

草原退化、沙化、鹽漬化勾圖解譯編碼系統(tǒng)采用2位阿拉伯?dāng)?shù)字表示,第1位數(shù)字表示草原“三化”的性質(zhì),編碼為3～5,3為草原退化,4為草原沙化,5為草原鹽漬化。第2位表示草原“三化”程度,1為輕度,2為中度,3為重度。如:草原輕度退化為31、中度退化為32、重度為33。

5 資料準(zhǔn)備及數(shù)據(jù)處理

5.1 TM遙感信息源

以陸地資源衛(wèi)星Landsat5、Landsat7的 TM數(shù)據(jù)為主,用于草原類型及草原退化調(diào)查。主要信息源2009年TM影像數(shù)據(jù),分辨率為30m。時相似植物生長旺季,6～9月份為主,波段為4、3、2假彩色合成,校正誤差應(yīng)小于2個像元。底圖投影選用等積割圓錐投影,即A1bers等面積投影方式。數(shù)據(jù)格式為TIF格式。

TM圖像處理基本過程如下:

圖像投影變換、幾何精糾正、彩色合成、圖像增強、鑲嵌拼接、分幅裁切等處理。影像數(shù)據(jù)的質(zhì)量要求:1、地物影像清晰；2、突出草原類型綜合特征；3、周邊影像畸變?。?、各類地物間色差大,色調(diào)差異明顯。

5.2 MODIS遙感信息源

使用MODIS地球觀測衛(wèi)星(EOS)地面分辨率為250m,應(yīng)用于草原牧草產(chǎn)量估算,進(jìn)行全區(qū)草原植被變化趨勢分析,時間為2001～2009年,時相為7～8月。MODIS數(shù)據(jù)需要進(jìn)行圖像精校正、植被指數(shù)(NDVI)歸一化處理等,根據(jù)NDVI(植被指數(shù))的計算原理,選取 MODIS第1、2波段〔波長分別為620～670微米(紅)、841～876微米(近紅外)〕,采用如下公式:NDVI=(NIR-RED)/(NIR+RED),得到NDVI(植被指數(shù))分布圖。

5.3 其他信息源

全區(qū)及各盟市旗縣有關(guān)草原資源與畜牧業(yè)方面的圖件及統(tǒng)計資料為輔助信息源。2001～2003年,全區(qū)草原遙感調(diào)查草原亞類電子圖形及其統(tǒng)計數(shù)據(jù)；80年代比例尺為1∶100萬《內(nèi)蒙古草地資源類型圖》及其統(tǒng)計數(shù)據(jù),各盟(市)旗(縣)1∶50萬草地資源類型圖,歷史的草原調(diào)查報告和統(tǒng)計資料等。自治區(qū)、盟市、旗縣行政區(qū)域界線由草原普查辦公室統(tǒng)一提供。

5.4 野外調(diào)查數(shù)據(jù)處理

按旗縣將野外測定的樣地樣方數(shù)據(jù),通過“內(nèi)蒙古草原地面調(diào)查數(shù)據(jù)錄入?yún)R總平臺”進(jìn)行錄入及計算處理,并按照統(tǒng)一坐標(biāo)將電子化野外屬性數(shù)據(jù),在該軟件導(dǎo)出系統(tǒng)的支持下,轉(zhuǎn)換為GIS圖形數(shù)據(jù)。

6 草原遙感制圖

6.1 閱讀調(diào)查區(qū)的相關(guān)資料

遙感判讀之前,應(yīng)熟悉調(diào)查區(qū)域的自然、社會經(jīng)濟(jì)及草原資源利用方式與現(xiàn)狀,草原資源分布的規(guī)律及區(qū)域分布的差異性。主要了解情況有:

自然條件概況包括氣候、地貌、植被、土壤、水文等方面的情況。社會經(jīng)濟(jì)概況包括行政區(qū)劃、人口、勞動力、農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)比例、產(chǎn)值、土地利用現(xiàn)狀等。畜牧業(yè)生產(chǎn)概況包括家畜種類、品種、數(shù)量、生產(chǎn)性能、飼養(yǎng)方式、繁殖方式、商品生產(chǎn)、草原建設(shè)、草畜平衡狀況等。災(zāi)情統(tǒng)計資料包括發(fā)生災(zāi)害種類,面積、程度、防治、損失等方面的資料。

6.2 建立解譯標(biāo)志

目視解譯目的是從遙感圖像中獲取需要的草原專題信息。草原的遙感波譜特征較為復(fù)雜,除了由于植物組成、結(jié)構(gòu)的不同引起草原波譜特征不同外,還受到環(huán)境、大氣、土壤質(zhì)地、土壤含水量等諸多因素的影響。本次調(diào)查的影像解譯系統(tǒng)是按著“內(nèi)蒙古草原普查內(nèi)業(yè)工作手冊”規(guī)定的指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn),依據(jù)影像特征在完成預(yù)判及野外驗證基礎(chǔ)上,進(jìn)一步根據(jù)影像反映的氣候、地貌、植被、土地利用、人與環(huán)境的關(guān)系,找出影像與草原類型之間對應(yīng)的特點及規(guī)律,確定草原類、亞類、型以及退化、沙化、鹽漬化影像判讀標(biāo)志。

利用GPS全球定位儀獲取的地面調(diào)查樣地(樣方)定位信息,經(jīng)過“內(nèi)蒙古草原地面調(diào)查數(shù)據(jù)錄入?yún)R總平臺”將樣地(樣方)位置復(fù)合于經(jīng)過幾何精糾正后的 TM圖像上,直接可以在遙感影像上查看地面調(diào)查樣地的分布。圖像的解譯標(biāo)志是遙感圖像判讀和數(shù)據(jù)提取的關(guān)鍵,包括遙感圖像形狀、色調(diào)、紋理、陰影、位置、布局及分辨率等要素。對于一些熟悉的地物,只需要1、2種解譯要素就能辨別,而一些不熟悉的地區(qū),則需要多種要素結(jié)合對地物的屬性做出鑒別。

由于影像的時相及不同空間區(qū)域的氣候、地貌、土壤等方面的差異,每一景影像色調(diào)的差別等問題,有時出現(xiàn)相同的草原特征而影像特征不同,不同的草原特征而影像特征相同等現(xiàn)象,因此,需要對每一景影像建立一個適合本幅影像特征的草原類型及退化草原專題解譯標(biāo)識,解決“同譜異物或同物異譜”現(xiàn)象。解譯標(biāo)志的確定是在解譯人員積累多年草原資源研究與調(diào)查的實際工作經(jīng)驗,能夠宏觀掌握全區(qū)草原情況,對地面情況有一定了解,充分利用野外調(diào)查資料基礎(chǔ)上進(jìn)行。

6.3 人工屏幕判讀勾繪

以旗縣為單位根據(jù)解譯判讀標(biāo)志對衛(wèi)星影像進(jìn)行解譯和類型識別。利用GIS軟件系統(tǒng),在屏幕上按照草原分類系統(tǒng)、草原退化、沙化、鹽漬化分級指標(biāo),勾繪草原類型、草原“三化”圖斑,對每一個圖斑加注全區(qū)統(tǒng)一草原分類系統(tǒng)、草原“三化”屬性編碼,準(zhǔn)確定位、定性。

各盟市旗縣遙感解譯、勾繪統(tǒng)一采用Arc-ViewGIS軟件系統(tǒng)。在ArcViewGIS軟件環(huán)境下,以旗縣為單位,遙感影像數(shù)據(jù)為背景,疊加野外調(diào)查的GIS圖形數(shù)據(jù)、上世紀(jì) 80年代草原類型圖、2001～2003年草原亞類圖、草原退化、沙化、鹽漬化圖等,對調(diào)查區(qū)的草原資源分布規(guī)律進(jìn)行綜合分析,判讀勾繪的圖形包括草原類型圖及草原“三化”分級圖。

草原類型圖勾繪解譯:依據(jù)野外調(diào)查資料,草原類型圖以旗縣為單位,按著草原類型分類系統(tǒng),在預(yù)判基礎(chǔ)上,疊加野外樣地資料、遙感影像等信息數(shù)據(jù),參考當(dāng)?shù)剡^去的草原調(diào)查數(shù)據(jù)及相關(guān)的資料,按著野外調(diào)繪的草原類型工作底圖,對預(yù)判的草原類型圖進(jìn)行進(jìn)一步的修改校正。

草原退化、沙化及鹽漬化圖勾繪解譯:根據(jù)野外樣地調(diào)查資料,進(jìn)行群落特征及其生境的分析,明確退化、沙化及鹽漬化草原與未退化草原的關(guān)系,按“三化”草原分級指標(biāo),依據(jù)遙感影像特征、已定稿的草原類型及野外調(diào)查資料,進(jìn)行草原退化、沙化及鹽漬化分級解譯及勾繪。

ArcViewGIS軟件使用操作方法見第三部分《地理信息系統(tǒng)軟件應(yīng)用》

6.4 圖像解譯精度

基礎(chǔ)地圖采用1∶10萬或1∶5萬比例尺地形圖和遙感影像圖,面積較大的牧業(yè)旗可以采用1∶25萬地形圖和遙感影像圖。圖斑解譯過程中邊界漂移小于2個像元。為確保數(shù)據(jù)精確度,在遙感影像(TM 影像)上進(jìn)行圖斑勾繪時,最小上圖面積為:面狀圖斑6×6像元以上；線狀圖斑(或狹長地物)寬度在2個像元以上。草原與非草原邊界偏差小于2個像元,草原類型、草原“三化”等邊界偏差平均小于6個像元。

6.5 圖形編輯與審核

圖形編輯是指消除圖斑空號、重號,建立拓?fù)潢P(guān)系,相鄰圖斑接邊、圖形整合、分切等一系列編輯操作過程。依據(jù)遙感解譯的方法,草原類型、草原“三化”劃分的原則等對修改校正的解譯圖形進(jìn)行審查。如地帶性草原分布特征與調(diào)查區(qū)的氣候帶及地形走向是否一致；解譯草原類型、草原“三化”圖形與野外調(diào)查資料是否對應(yīng)、解譯結(jié)果的空間定位是否準(zhǔn)確；圖幅接邊誤差是否符合要求；采用多種互補方法進(jìn)行審核,召集有關(guān)專家、熟悉當(dāng)?shù)夭菰闆r的人員參與,進(jìn)一步檢查驗證草原與非草原的圖斑界線,草原類型、草原“三化”的圖斑界線及其屬性編碼。審查合格后,確認(rèn)定稿。矢量數(shù)據(jù)單元以旗縣為單位組成,逐級拼接或切割。定稿的解譯圖形可進(jìn)行面積量算等匯總工作。

6.6 面積統(tǒng)計匯總

編稿圖定稿后,根據(jù) 1∶10萬(1∶5萬或1∶25萬)工作底圖的精度要求,按草原各類代碼分別以旗縣為單位利用計算機系統(tǒng)進(jìn)行面積量算及統(tǒng)計匯總。由旗縣匯總到盟市及全區(qū)。

草原總面積為草原圖斑面積的總和。草原可利用面積是指草原總面積減去最小圖像的小居民地,道路、沖溝、零星裸地、鹽斑、流沙、小溪等地塊面積之和的面積。這些地物占地面積因分布地區(qū)和地形不同而異,各地區(qū)參考不同地形草原利用系數(shù),并根據(jù)當(dāng)?shù)貙嶋H情況采用合適的利用系數(shù)進(jìn)行折算〔1〕。

草原面積平差精度根據(jù)國家測繪規(guī)范、規(guī)定進(jìn)行。草原面積統(tǒng)計匯總數(shù)據(jù)注意與自治區(qū)第二次土地利用現(xiàn)狀調(diào)查旗縣的草地面積相銜接。

6.7 成果圖件編制

草原專題圖件有2種類型,一種是標(biāo)準(zhǔn)分幅的草原類型、草原“三化”電子版圖,是基礎(chǔ)圖件,與調(diào)查地圖比例尺相同；第二種是按行政區(qū)域編制的草原類型、草原“三化”掛圖。圖件統(tǒng)一采用規(guī)定的圖式,以標(biāo)準(zhǔn)分幅的旗縣電子圖為基礎(chǔ)編制,套合地理底圖生成含有行政區(qū)域界限、草原類型屬性,有道路、河流、湖泊、城鎮(zhèn)等地理要素注記的電子圖及掛圖。旗縣以上行政區(qū)域的圖件以旗縣圖件為基礎(chǔ)進(jìn)行縮編。

最小圖斑面積為4cm2；草地類型劃分精度達(dá)90%以上；產(chǎn)草量測定精度達(dá)90%以上；草原退化調(diào)查精度達(dá)85%以上。

7 草原產(chǎn)量及載畜量計算

7.1 產(chǎn)草量計算

7.1.1 產(chǎn)草量計算方法

采用傳統(tǒng)的草原產(chǎn)量計算結(jié)合遙感數(shù)據(jù)估測方法進(jìn)行產(chǎn)草量計算。

傳統(tǒng)的產(chǎn)草量計算方法,是在草原類型面積統(tǒng)計基礎(chǔ)上,分別計算樣地樣方矮小草本、小半灌木及高大草本、灌叢(當(dāng)年嫩枝)單位面積產(chǎn)草量,根據(jù)樣地樣方數(shù)據(jù)計算各區(qū)域各類型草原單位面積產(chǎn)草量,再根據(jù)不同行政區(qū)域草原類型面積計算該類型的總產(chǎn)量,最后匯總到整個區(qū)域。

遙感估測產(chǎn)草量方法,應(yīng)用MODIS、TM數(shù)據(jù)的歸一化植被指數(shù)(NDVI)處理,與其同步的野外調(diào)查樣點資料相對應(yīng),按不同估產(chǎn)區(qū)域建立分區(qū)估產(chǎn)模型,估測各類型單位面積產(chǎn)量,進(jìn)而計算各類型、各區(qū)域產(chǎn)草量。

用2種方法計算的產(chǎn)草量進(jìn)行相互印證,產(chǎn)草量測定精度要達(dá)到90%以上。

7.1.2 最高月及平年產(chǎn)草量計算

野外測定的產(chǎn)草量系當(dāng)時當(dāng)?shù)匾淮涡詼y產(chǎn),各類型單位面積產(chǎn)量應(yīng)換算成最高月份和平年產(chǎn)草量。最高月份和平年產(chǎn)草量換算可依據(jù)月和年度動態(tài)變化系數(shù),參照以往定位研究成果等資料,將野外一次測定的產(chǎn)草量換算成最高月、平年的產(chǎn)草量。確定豐、平、歉年的主要依據(jù)是降雨條件。找出年降雨量和產(chǎn)草量之間相對穩(wěn)定的變動系數(shù),計算相近的平年產(chǎn)草量。

最高月及平年產(chǎn)草量計算還可以依據(jù)不同年度、不同月份MODIS植被指數(shù)進(jìn)行產(chǎn)量估算與核定。

7.1.3 產(chǎn)草量統(tǒng)計匯總

草原產(chǎn)量調(diào)查的各類數(shù)據(jù)、資料的匯總以旗縣為基本單元。為了獲得以行政單位為單元的草地實際產(chǎn)量,需要相應(yīng)的行政界線數(shù)字圖與草原生產(chǎn)力分布圖疊合,用地理信息系統(tǒng)軟件統(tǒng)計不同行政區(qū)域產(chǎn)草量。以旗縣為基礎(chǔ),分別按草原類(亞類)型,退化、沙化、鹽漬化類別進(jìn)行統(tǒng)計。由旗縣匯總到盟市及全區(qū)。

7.1.4 精度檢驗

在不同草原類型布設(shè)樣點,通過實地抽查進(jìn)行精度檢驗,評價草原產(chǎn)草量與測算結(jié)果的可靠性。估產(chǎn)與實際產(chǎn)量誤差在10%左右視為合格。

7.2 載畜量計算

7.2.1 天然草原合理載畜量計算

用不同類型草原利用率、再生率、保存率及放牧?xí)r間、家畜日食量等基本參數(shù),計算各類型草原季節(jié)或全年載畜量。天然草原合理載畜量計算參照《天然草地合理載畜量的計算》NY/T635—2002行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。按行政區(qū)域界線分別統(tǒng)計計算旗縣、盟市、自治區(qū)不同草原類型冷季、暖季和全年的理論載畜量。

7.2.2 草畜平衡計算

將天然草原、人工草地、青貯和農(nóng)作物秸稈等折算成飼草總貯量,計算不同區(qū)域總合理載畜量,將現(xiàn)有牲畜頭數(shù)折成綿羊單位,計算出現(xiàn)實載畜量,合理載畜量與現(xiàn)實載畜量相減,算出載畜盈虧狀況。

8 草原等級圖制作及評價

8.1 草原等級評價

參照《中國草地資源》的中國草地資源評價原則及標(biāo)準(zhǔn),按照《天然草原等級評定技術(shù)規(guī)范》NY/T1579—2007,依據(jù)草群的飼用品質(zhì)和產(chǎn)草量評定草原資源質(zhì)與量〔2〕。

8.2 草原等級圖制作

按草原等級評價標(biāo)準(zhǔn),對已定稿的草原類型圖形變換為相應(yīng)的草原“等”和“級”的圖形編碼,對部分產(chǎn)草量有差異的草原類型,其草原“級”的評定應(yīng)給出相應(yīng)的“級”差幅度。為了便于應(yīng)用地理信息系統(tǒng)軟件進(jìn)行圖形編輯與統(tǒng)計計算,圖形編碼用相應(yīng)的阿拉伯?dāng)?shù)字代替,即草原五“等”按1～5,草原“級”按1～8編碼。將草原“等”和草原“級”的圖斑編碼屬性,合拼變換為具“等”和“級”并存的屬性編碼,編碼為2位數(shù)。草原等級圖審查合格后,確認(rèn)定稿,以旗縣級為單位進(jìn)行草原等級進(jìn)行綜合評價。

9 內(nèi)業(yè)檢查

內(nèi)業(yè)檢查主要對各專業(yè)圖進(jìn)行嚴(yán)格檢查。室內(nèi)對各專業(yè)圖遙感解譯進(jìn)行自檢,自檢為解譯人員自己檢查,合格后進(jìn)行組內(nèi)互檢,互檢圖斑抽檢率要達(dá)到90%?；z合格后,將解譯成果送交到審核組,由審核組做抽樣檢查,抽檢的圖斑不得少于5%。審核組由草原普查領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室組織專家及相關(guān)人員組成,檢查內(nèi)容包括草原類型圖斑,草原退化、沙化、鹽漬化圖斑,草原開墾圖斑,以及圖斑所對應(yīng)的屬性。

審核小組還要召集熟悉當(dāng)?shù)厍闆r的盟市級,以及重點牧區(qū)旗縣的管理、技術(shù)人員參與審查。不合格的圖斑通過修改達(dá)到合格為止。

審核小組在第2年還要進(jìn)行實地驗證及審核:將解譯的結(jié)果與野外樣地樣方建立的解譯標(biāo)志進(jìn)行復(fù)核驗證,驗證解譯指標(biāo)與地面實際狀況的匹配情況,同時對解譯結(jié)果的空間定位,工作底圖的地類及草原專題圖、編碼等準(zhǔn)確性等進(jìn)行核查。核查圖斑抽檢率2%～5%。

10 報告編寫與成果分析

在完成上述各項成果圖件和統(tǒng)計數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,全面分析和評價草原資源與生態(tài)現(xiàn)狀和存在問題,提出保護(hù)建設(shè)和利用對策。文字報告主要內(nèi)容包括:調(diào)查區(qū)自然、社會經(jīng)濟(jì)概況,各草原類型分布規(guī)律,草原面積、草原生產(chǎn)力現(xiàn)狀及時空變化,草原“等級”評價,草原退化、沙化、鹽潰化現(xiàn)狀及成因分析,草原保護(hù)、利用、建設(shè)現(xiàn)狀及存在問題,合理利用草原資源的政策、措施與建議。

11 提交成果

11.1 文字報告

《內(nèi)蒙古自治區(qū)草原資源調(diào)查報告》；

《內(nèi)蒙古自治區(qū)草原退化、沙化、鹽漬化調(diào)查報告》。

11.2 圖件

11.2.1 草原類型圖

內(nèi)蒙古自治區(qū)草原資源類型圖(1∶100萬)

分盟市、旗縣草原類型圖(1∶50萬、1∶25萬或1∶10萬、1∶5萬)

11.2.2 草原退化、沙化、鹽漬化圖

內(nèi)蒙古自治區(qū)草原退化、沙化、鹽漬化分布圖(1∶100萬)

分盟市、旗縣草原退化、沙化、鹽漬化分布圖(1∶50萬、1∶25萬或1∶10萬、1∶5萬)

11.2.3 草原資源等級圖

內(nèi)蒙古自治區(qū)草原資源等級圖(1∶100萬)

分盟市、旗縣草原等級圖(1∶50萬、1∶25萬或1∶10萬、1∶5萬)

11.3 統(tǒng)計資料

自治區(qū)、盟市、旗縣級草原類型面積、草原產(chǎn)草量、草原載畜量、草原退化沙化鹽漬化面積、草原等級面積等統(tǒng)計資料。

11.4 數(shù)據(jù)庫

建立2009～2010年內(nèi)蒙古草原資源調(diào)查GIS數(shù)據(jù)庫。

結(jié)論

針對第5次全區(qū)草原普查工作,論述了采用3s技術(shù)結(jié)合地面調(diào)查數(shù)據(jù)的草原普查內(nèi)業(yè)技術(shù)方法,為從事草原工作者和研究者提供技術(shù)工具。本方法按著全國統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)在野外調(diào)查的基礎(chǔ)上,制定全區(qū)草原類型分類系統(tǒng)；在遙感目視判讀草原類型及退化、沙化、鹽漬化基礎(chǔ)上,采用傳統(tǒng)方法和遙感估產(chǎn)方法計算產(chǎn)草量,按著統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)評價草原承載力和草原等和級,通過統(tǒng)計匯總分析完成各項成果。

〔1〕中華人民共和國農(nóng)業(yè)部畜牧獸醫(yī)司.全國畜牧獸醫(yī)總站.中國草原資源〔M〕.北京:中國科學(xué)技術(shù)出版社,1995.

〔2〕章祖同.內(nèi)蒙古草地資源〔M〕.呼和浩特:內(nèi)蒙古人民出版社.1990.賈慎修.遙感技術(shù)在草原應(yīng)用上的初步探討〔J〕.中國草原,1983.

〔3〕鄭威.陳述彭.資源遙感綱要〔M〕.北京:中國科學(xué)技術(shù)出版社,1995,6.