黑龙江省碳汇计量与监测土地利用变化信息的获取方法
2018-03-31张冰
张冰
(黑龙江省林业监测规划院,黑龙江 哈尔滨 150040)
按照国家林业局应对气候变化领导小组的统一部署,国家林业局造林司(气候办)于2009年启动了全国林业碳汇计量监测体系建设,在全国范围内进行2~3年的土地利用、土地利用变化与林业(LULUCF)碳汇计量监测工作,黑龙江省碳汇计量与监测工作就是在这一背景下开展的。此项工作以掌握森林和湿地的碳储量现状、变化及空间分布为目的,以黑龙江省地方管辖区域为总体,以各类林业资源调查成果为基础,运用遥感和地理信息技术,结合地面遥感大样地调查,准确查清森林和湿地各碳库碳储量现状、变化及空间分布,同时为本省森林碳汇项目计量监测提供支撑。本文主要探讨的是土地利用变化信息的获取方法。
1 样地布设
本次监测以黑龙江省森林资源连续清查布设样地为基础,在大小为24 km×24 km的单元内抽取样点,全省共布设496个样地。样地选择方形样地,大小为4 km×4 km,样地每边的方位角为0°、90°、180°、270°四个,为正方向。
2 遥感数据处理
本次监测选用时相为2005年的TM卫星遥感数据作为基年数据,时相为2013年的资源二号卫星遥感数据作为目标年数据,对遥感数据进行图像增强的处理,并进行几何精度校正。
3 图斑数据源选择
根据森林资源规划设计调查(二类调查)、林地保护利用规划及更新、湿地资源调查和沙化土地监测等数据完成的时间和数据特点,按照数据质量和精度就高不就低的原则,选取适当的基础数据,结合碳汇专项补充调查数据。将选取好的图斑数据源统一采用西安80坐标系,并按样地大小进行裁切。
4 土地利用类型边界的确定
4.1 建立解译标志
按照遥感影像特点及时相对影像进行室内分析和野外调查后,形成统一的判读标准,分别对不同数据源、不同时相的遥感影像建立解译标志。
4.2 确定图斑区划因子
图斑区划首先考虑行政界线和明显地形地物界线,同时兼顾碳汇调查和经营活动的需要。
林地图斑区划主要考虑权属、森林类别和林种、生态公益林的事权和保护等级、林业工程类别、地类、起源、优势树种(组)、龄级、郁闭度、立地类型等因子。林地图斑最小区划面积为0.067 hm2。
湿地图斑区划主要考虑三级流域、湿地型、县级行政区域、土地所有权、保护状况、湿地受威胁等级、湿地主导利用方式等因子。湿地图斑最小区划面积为8 hm2。
其他类型图斑区划主要考虑权属、起源、地类等因子。其他类型图斑最小区划面积为1.5 hm2。
4.3 人机交互判读
将裁切好的基年数据(2005年)与目标年数据(2013年)利用ARCGIS软件进行交叉处理,使新生成的图斑同时具有基年和目标年的属性因子。考虑到基年遥感数据源分辨率低且目标年数据精度高的问题,通过VFP编程处理,将新生成的图形以目标年图斑为准重新合并为未交叉前的图形,生成一套保留了目标年数据的图形及属性因子且同时具备基年属性因子的土地利用界线。按照解译标志通过两期卫片对比,判读出样地内土地利用类型变化的部分,并按此判读对新生成的具有两年判读因子的图斑进行切割修整,并结合资料完善因子,最后形成一套完整土地利用图斑界线。
事先对判读人员进行培训考核,正判率应达到90%以上方可上岗操作。人机交互判读实行双轨作业,判读类型一致率在90%以上时,可对不同图斑进行协商修改,达不到时重新判读。
4.4 地面验证
地面验证所抽取图斑的面积应占所监测区域面积的5%以上;选取调查样地应尽量均匀地分布于监测区域内;验证对象应重点突出,重点调查在室内遥感解译时不清晰的图斑和区域。
土地利用分类的总体精度要求大于85%,单类别的最低精度不少于80%。
4.5 数据检验
利用ARCGIS对样地图斑数据的完整性、投影坐标、空间拓扑、属性逻辑关系等进行检查,确保数据准确可靠
5 土地利用类型变化信息提取
对处理好的图斑按照基年与目标年土地利用类型不同的条件进行筛选,提取土地利用变化图斑,对其变化原因等进行分析,并按照此次监测目的对全省样地进行碳储量进行计算。
6 结论
土地利用、土地利用变化及林业碳汇计量与监测主要采取的是室内判读为主地面调查为辅的工作方法,本文对如何利用现有调查数据结合遥感影像获取翔实可靠的土地利用信息进行的探讨,利用ARCGIS软件对基年与目标年的矢量数据进行交叉联合,获取一套兼有两年属性因子的图形数据,解决了两年两套图形不方便更新的问题。