浅析Spot5遥感影像在森林资源调查中的应用探讨

韩 旭，邱家瑞，孟 承

(天津市林业调查规划设计院天津 300112)

1 基于Spot5遥感影像的森林资源调查

1.1 Spot5遥感影像概况

Spot5卫星是法国空间研究中心 CNES于2002年5月发射的一种地球观测卫星系统。Spot5遥感数据的多光谱波段空间分辨率为10 m 短波红外空间分辨率为20 m 全色波段空间分辨率最高可达到2.5 m。Spot5遥感影像的专业制图比例尺为1∶25000 概览成图比例尺极限为1∶10000。

Spot5遥感影像已经大量应用于我国的森林资源调查中 为森林资源调查提供了准确、丰富、可靠、动态和经济的地理信息源。相比森林资源调查中使用的其它类型遥感影像 Spot5遥感影像具有明显优势。例如 虽然航空像片价格比较昂贵 但影像分辨率非常高 目视判读解译工作量大 TM空间分辨率较低 无法满足森林资源调查中准确判读解译的需要。

1.2 Spot5遥感影像判读识别能力

Spot5遥感影像分辨率最高可达到2.5 m 判读识别能力较强 能够识别绝大部分地物 但是很难识别林地中树种组成、郁闭度和龄级等。

1.3 基于S pot5遥感影像进行森林资源调查的 过程

基于Spot5遥感影像进行的森林资源调查 中 目视判读解译是核心 影响森林资源调 查成果的整体质量。

表1 Spot5遥感影像地类判读识别能力评价简表

图1 基于Spot5遥感影像进行森林资源调查流程图

2 建立目视判读解译标志

2.1 目视判读解译标志的概念

目视判读解译标志 也称判读要素 它是遥感图像上能直接反映和判别地物信息的影像特征 包括形状、大小、阴影、色调、颜色、纹理、图案、位置和布局。建立目视判读解译标志是目视判读解译的前提条件正确的建立目视判读解译标志可以提高目视判读解译的正确率。

2.2 建立目视判读解译标志的过程

首先 要熟悉本期遥感影像的图像特性 选择几块能覆盖区域内所有地类、色调类型齐全且有代表性的样地 然后 利用GPS定位 找到样地位置 进行样地野外调查 现地拍照建立档案 记录森林资源调查信息 最后 根据影像上反映的颜色、光泽、几何形状、结构纹理及分布等与判读因子的相关关系 结合样地野外调查信息 运用简单的文字描述 建立目视判读解译标志卡片。

表2 Spot5遥感影像目视判读解译标志卡片（2011年9月天津市）

2.3 建立目视判读解译标志时需要注意的问题

第一 建立目视判读解译标志前 必须确定判读遥感影像的投影坐标和比例尺 不同的投影坐标和比例尺下建立的目视判读解译标志都会产生不同的效果 直接影响遥感影像目视判读解译的正确率。

第二 建立目视判读解译标志必须结合森林资源管理资料并进行样地野外调查。同时 要根据多块样地的野外调查结果 综合分析后再建立目视判读解译标志。

第三 个别地类的影像标志特征不明显 例如未成林造林地和采伐迹地等 这些地类的判读解译必须结合森林资源经营管理资料。

第四 当期遥感影像建立的目视判读解译标志 只适用当期遥感影像的目视判读解译 不可跨期使用。

3 目视判读解译方法

目视判读解译主要指运用地理信息系统软件 如Arcgis 结合前期遥感影像、地形图及森林资源管理资料等在Spot5影像上进行目视解译 来判读区划小班边界。判读区划小班边界时 应以山脊、山谷、溪谷及道路等地物为界线 权属界线为主 同时兼顾宗地的完整性 尽量做到一个小班内权属一致、宗地完整和林种相同。目视判读解译的主要方法有 直接判读法、对比分析法、信息覆盖法及综合推理法等。

3.1 直接判读法

直接判读法是指根据遥感影像的影像特征 结合目视解译标志 直接目视判读解译的方法 影像特征包括影像的颜色、形状、纹理、边界及分布等。

3.2 对比分析法

对比分析法包括多时段遥感影像的对比分析和不同类型遥感影像的对比分析 例如前期与本期遥感影像的对比分析 Google Earth影像与S pot5遥感影像的对比分析。

3.3 信息覆盖法

信息覆盖法是指利用专题图或地形图等辅助信息目视判读解译的方法 常应用于已经掌握森林资源管理资料的判读地块上进行目视判读解译的情况。例如 征用林地已经掌握了完整的征地图 我们便可以把征地图与遥感影像叠加后再进行目视判读解译。

3.4 综合推理法

综合推理法是指在考虑遥感影像的影像特征基础上 结合实践经验、生活常识及森林资源管理资料等 进行相互关系的推理分析后再目视判读解译的方法。例如 我们可以根据地理位置和地貌等推理出判读地块的地类。

4 野外核实调查

利用地理信息系统软件进行的目视判读解译工作只能判读出标志特征明显的地类减少野外调查的工作量 并且存在判读错误的小班。因此 目视判读解译完成后 应对一些不确定小班所属林种的地区及云层覆盖和云阴影遮挡的难以解译地区 进行野外核实调查。 野外核实调查时 应尽量沿用原有的小班界线。但对上期划分不合理和因经营活动等原因造成界线发生变化的小班 应根据小班划分条件重新区划。根据野外核实调查结果 还要进一步完善目视判读解译标志卡片 对标志特征不明显的地类再次进行目视判读解译。

5 结果分析

5.1 样地判读一致率

以天津市西青区二类调查为例 西青区Spot5遥感影像的目视判读解译小班共10021个 通过对2000个小班 占小班总数19.96% 的内业检查 林业用地判读综合一致率为98.89%。其中 有林地判读一致率为99.07% 灌木林地判读一致率为97.03% 未成林造林地判读一致率为97.60% 苗圃地判读一致率为98.34% 无立木林地判读一致率为92.93% 均达到国家规定的精度要求。

5.2 样地判读正判率

通过对1000个小班 占小班总数9.98%的外业核实 林业用地判读综合正判率为97.83%。其中 有林地正判率为98.28% 灌木林地正判率为95.05% 未成林造林地正判率为93.39% 苗圃地正判率为96.01% 无立木林地正判率为87.88% 均达到国家规定的精度要求。但是 由于西青区属于平原少林地区 林地面积总量少 林相不好 分布破碎 地类间存在交错现象 林带和水系及交通等地类交织在一起 增加了判读难度 因此 必须辅助外业核实工作 进行小班修正 进一步提高调查精度。

6 结论

森林资源调查中Spot5遥感影像的目视判读解译技术的应用 不但可以大量节省野外小班勾绘工作时间 降低劳动强度 提高工作效率 而且大幅度地提高了小班勾绘精度 有效确保森林资源调查中面积精度。但是 仅依靠内业工作的目视判读解译并不能判读出影像标志特征不明显的地类 Spot5遥感影像的目视判读解译工作并不能完全代替传统森林资源调查中的野外调查。

随着林业“3S”技术的发展 遥感调查成为今后森林资源调查的一种趋势 遥感影像的目视判读解译技术已经大范围应用于我国的森林资源调查中 未来在森林碳储量估算、荒漠化和沙化监测、森林防火及野生动植物保护等领域中 遥感影像的目视判读解译技术都具有应用价值。

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