[摘 要]文章介紹了衛(wèi)星遙感技術(shù)，結(jié)合地面調(diào)查在我省森林資源調(diào)查中應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]衛(wèi)星遙感技術(shù) 森林資源調(diào)查影像特征 解譯

1 意義

林業(yè)是國(guó)家的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，兼有生態(tài)和經(jīng)濟(jì)兩大效能，我省是森林資源大省，近些年實(shí)施了國(guó)家的森林資源分類(lèi)經(jīng)營(yíng)、退耕還林、三北防護(hù)林工程等林業(yè)六大工程，取得了明顯的成效，生態(tài)公益林補(bǔ)償資金已經(jīng)得到落實(shí)。獲取準(zhǔn)確的森林資源信息，是進(jìn)行森林資源監(jiān)測(cè)和提高森林經(jīng)營(yíng)管理水平的重要環(huán)節(jié)。近年來(lái)，遙感信息的獲取技術(shù)得到了飛快的發(fā)展，各種面向復(fù)雜背景的平臺(tái)，多時(shí)相、多光譜和高分辨率的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)大量涌現(xiàn)，為方便、快捷、準(zhǔn)確地獲取森林資源信息提供可能，并為提高森林資源調(diào)查精度、降低調(diào)查成本和勞動(dòng)強(qiáng)度提供了現(xiàn)實(shí)的可能性。

2 遙感與森林資源調(diào)查

遙感是一種以應(yīng)用物理手段、數(shù)學(xué)方法和地理學(xué)規(guī)律等為基礎(chǔ)的綜合性探測(cè)技術(shù)，是一門(mén)先進(jìn)而有效的資源與環(huán)境信息獲取技術(shù)。遙感信息具有宏觀、動(dòng)態(tài)、快速、多源等特點(diǎn)，在我國(guó)林業(yè)中特別是森林資源監(jiān)測(cè)與管理中起到了重要作用。特別是近幾年內(nèi)我省森林資源清查利用遙感技術(shù)并結(jié)合現(xiàn)地調(diào)查，使國(guó)家和有關(guān)部門(mén)及時(shí)掌握看我省森林資源變化情況。森林資源根據(jù)調(diào)查目的、空間尺度、調(diào)查內(nèi)容、技術(shù)方法等的不同，我國(guó)森林資源調(diào)查包括國(guó)家森林資源清查、森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查、森林作業(yè)設(shè)計(jì)調(diào)查、年度森林資源專(zhuān)項(xiàng)調(diào)查、專(zhuān)業(yè)調(diào)查。國(guó)家森林賢源清查、森林資源規(guī)劃調(diào)查、森林作業(yè)設(shè)計(jì)調(diào)查構(gòu)成了中國(guó)森林資源調(diào)查體系的主體，三種調(diào)查的對(duì)象、目的、精度要求、調(diào)查方法不同，相互不可缺少或代替，又相互補(bǔ)充。另外，鑒于森林資源管理所涉及的內(nèi)容極其廣泛，按照調(diào)查目的、任務(wù)內(nèi)容等的不同，年度森林資源專(zhuān)項(xiàng)調(diào)查和專(zhuān)業(yè)調(diào)查是對(duì)森林資源調(diào)查體系主體的有效補(bǔ)充，并與一類(lèi)調(diào)查、二類(lèi)調(diào)查和三類(lèi)調(diào)查共同構(gòu)成中國(guó)森林資源調(diào)查體系。

3 工作方法

近年來(lái)，地球科學(xué)由于航空、航天技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)入了嶄新的天地，遙感技術(shù)的發(fā)展為各種地學(xué)應(yīng)用提供了新的數(shù)據(jù)來(lái)源和探索地球的方式?，F(xiàn)今我們可方便獲取SPOT、TM、IKONOS、QUICKBmD、RADARSAT以及我國(guó)的資源一號(hào)衛(wèi)星發(fā)送的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)。這些衛(wèi)星數(shù)據(jù)其全色波段分辨率從15-0.61m，還有信息豐富的多光譜數(shù)據(jù)。這些衛(wèi)星數(shù)據(jù)已被應(yīng)用在林業(yè)與生態(tài)環(huán)境建設(shè)中，并取得了大量的成果。

3.1 遙感影像的處理：由于區(qū)域背景反射率和地物間反射率差別不大，原始圖像模糊不清，直接可識(shí)別的地類(lèi)信息也較少，不利于圖像解譯，因此必須進(jìn)行圖像處理。我省森林資源調(diào)查中主要采用的遙感數(shù)據(jù)是SPOT5。

影像幾何糾正：將SPOT遙感影像與1：50000地形圖上的特征點(diǎn)配準(zhǔn)，選擇克拉夫斯基橢球和橫軸墨卡投影，選擇足夠數(shù)量均勻分布的控制點(diǎn)，應(yīng)用二次多項(xiàng)式進(jìn)行幾何校正。經(jīng)幾何校正的SPOT，只需少量的控制點(diǎn)就可以配準(zhǔn)。幾何配準(zhǔn)是遙感影像融合中關(guān)鍵的一步。幾何配準(zhǔn)的精度直接影響融合影像的空間分辨和清晰度。應(yīng)將配準(zhǔn)誤差控制在0.5個(gè)像元之內(nèi)。

SPOT影像的融合：圖像融合是一種通過(guò)高級(jí)影像處理來(lái)復(fù)合多源遙感影像的技術(shù)，用特定的算法將兩個(gè)或多個(gè)不同影像合并起來(lái)，生成新的圖像。具體目標(biāo)在于提高圖像空間分辨率、改善圖像幾何精度、增強(qiáng)特征顯示能力、改善分類(lèi)精度、提供變化預(yù)測(cè)能力、替代或修補(bǔ)圖像數(shù)據(jù)的缺陷等。在遙感影像處理軟件中，應(yīng)用圖像融合功能進(jìn)行SP07數(shù)據(jù)融合。一般有三種算法可供選擇：PrincipalComponent、Multiplicative和Brovery 7rans-form。利用此功能可方便實(shí)現(xiàn)SP07數(shù)據(jù)融合。

3.2 遙感影像解譯標(biāo)志的建立：由于衛(wèi)星影像圖采用的是假彩色合成，賦予各種地物的特征(主要是色彩)與其實(shí)際并不相符，并且由于受物候期等因素的影響，同一地區(qū)的相同地物，其影像特征也不同，因此，建立具有較全面代表性的目視判讀標(biāo)志，是提高調(diào)查成果質(zhì)量的關(guān)鍵所在。在建立目視判讀標(biāo)志前，我們首先對(duì)調(diào)查區(qū)域衛(wèi)星影像圖的特征進(jìn)行初步分析，結(jié)合實(shí)際，熟悉圖像上各種地物的色調(diào)、光澤、紋理、結(jié)構(gòu)、形狀及分布等特征，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)調(diào)查區(qū)域的大小和影像圖物候期的不同，選擇若干條實(shí)地踏查路線，使得這些路線盡可能地包括該區(qū)域所有的地類(lèi)和森林類(lèi)型；然后沿著預(yù)定路線到野外進(jìn)行實(shí)地踏查，同時(shí)填寫(xiě)目視判讀標(biāo)志表，調(diào)查者再仔細(xì)觀察調(diào)查區(qū)域的影像，重點(diǎn)是尋找那些判讀標(biāo)志表中沒(méi)有描述的圖像特征，結(jié)合實(shí)際掌握的情況或到實(shí)地驗(yàn)證的方法。作出正確的判讀；最后，對(duì)，腦時(shí)目視判讀標(biāo)志表進(jìn)行整理、分析、總結(jié)，形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)后，制定正式的目視判讀標(biāo)志表，明確各地類(lèi)和森林類(lèi)型的色調(diào)、光澤、形狀、結(jié)構(gòu)、紋理及分布等特征，以此作為圖班區(qū)劃的標(biāo)準(zhǔn)。這樣，就保證了室內(nèi)判讀區(qū)劃得以順利進(jìn)行，提高了工作效率。

3.3 小班區(qū)劃和目視解譯：根據(jù)建立的判讀標(biāo)志，對(duì)地類(lèi)和林分類(lèi)型進(jìn)行人機(jī)交互目視解譯，區(qū)劃各類(lèi)小班。具體做法是在ARCMAP中，以SPOT遙感影像為底圖，結(jié)合判讀信息對(duì)影像進(jìn)行小班區(qū)劃，生成面狀圖，并編制圖班號(hào)。判讀正判率的高低直接關(guān)系到整個(gè)區(qū)域調(diào)查成果的可靠性。在目視判讀的過(guò)程中充分利用先易后難的原則對(duì)遙感圖像上的地物進(jìn)行分類(lèi)，在解釋過(guò)程中除了利用遙感圖像上的特征外，還利用影像解譯標(biāo)志和其他輔助信息如地貌、地形和實(shí)相等知識(shí)識(shí)別地物，是簡(jiǎn)單也是最傳統(tǒng)的分類(lèi)技術(shù)。對(duì)于遙感影像上比較模糊的地類(lèi)，比如：有時(shí)候水田和早地在地塊形狀上很像，便可疊加坡度圖加以區(qū)分。一般來(lái)說(shuō)，水田會(huì)在25度以下。用材林和經(jīng)濟(jì)林在影像上非常相似，便可利用DEM模型生成坡度、坡向分析與影像圖加以疊加區(qū)分。經(jīng)濟(jì)林大部分情況下會(huì)出現(xiàn)在向陽(yáng)面，且坡度不會(huì)很大。

4 影像拼接

一個(gè)縣需要幾幅衛(wèi)星影像才能完全覆蓋，為了便于使用，通常要將幾幅衛(wèi)星影像拼成為一整幅。由于每幅衛(wèi)星影像在縣內(nèi)的大小不同，為了減少數(shù)據(jù)處理量，在拼接前先對(duì)影像進(jìn)行裁切，只保留需要部分，這樣可以加快處理速度，為保證需要部分不被裁去，要準(zhǔn)備縣界的矢量數(shù)據(jù)，用來(lái)控制裁切的邊界。每幅衛(wèi)星影像的掃描的時(shí)間不同的，這就存在太陽(yáng)高度角、大氣輻射量等各種因素的影響，造成各幅影像合成的假彩色的色彩差別很大。如果這樣的影像用于外業(yè)調(diào)查，就需要分別對(duì)每幅影像進(jìn)行判讀建標(biāo)，加大了外業(yè)工作量。因此需要對(duì)影像做直方圖匹配，使一幅影像各個(gè)波段的直方圖與另一幅影像的對(duì)應(yīng)波段相似。經(jīng)過(guò)直方圖匹配后合成出來(lái)的假彩色也就比較相似了。

另外，由于兩幅影像相接處在配準(zhǔn)時(shí)會(huì)存在一定的誤差，直接拼接出來(lái)的影像會(huì)有一條明顯的接圖線，影響外業(yè)人員的使用。為消除這種情況，通常的方法是繪制一條彎曲的接圖線，并且將影像的重合部分進(jìn)行羽化處理，以使影像相接部分能夠平滑地過(guò)渡。

結(jié)論與討論

衛(wèi)星遙感技術(shù)用于森林資源調(diào)查，對(duì)有林地各地類(lèi)及非林業(yè)用地的判讀區(qū)劃較容易，并能獲得較高的正判率。但對(duì)于疏林地、未成林造林地、宜林荒地及難利用地等，由于在衛(wèi)星遙感圖上沒(méi)有較直觀的特征，只能根據(jù)實(shí)際掌握的情況和實(shí)地調(diào)查進(jìn)行勾繪；并且在影像面積小于4mm2的塊狀圖班和實(shí)際寬度10m以下、長(zhǎng)度lkm以下的塊狀圖班很難區(qū)劃出來(lái)，這些問(wèn)題及在操作過(guò)程中某些人為因素，在一定程度上影響了整個(gè)調(diào)查成果的精度，還需要進(jìn)一步研究完善。以后結(jié)合更高分辨率和波段種類(lèi)豐富的遙感影像，充分發(fā)揮遙感技術(shù)的優(yōu)勢(shì)來(lái)進(jìn)行森林資源調(diào)查，為各種森林資源基本類(lèi)型的分類(lèi)、組合、評(píng)價(jià)、進(jìn)行合理準(zhǔn)確的劃分和確定。