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“鞍山市森林资源监测技术体系研发与应用”项目获辽宁林业科学技术进步奖一等奖
时间:2016-08-30

  一、项目概况 

  20145月,中国科学院遥感与数字地球所曹春香研究员作为主要人员参加的“鞍山市森林资源监测技术体系研发与应用”项目获得了辽宁林业科学技术进步奖一等奖并受到表彰。 

  该项目以辽宁省鞍山市为研究区,利用多尺度、多数据源,充分结合地面调查等历史成果数据,对示范区进行森林资源变化信息进行动态监测。其内容包括遥感数据的预处理、森林植被多级遥感监测、郁闭度模型构建、森林蓄积量遥感模型估测建模方法研究、基于生长模型森林资源监测和森林资源动态监测体系与应用研究等。 

  二、项目成果 

  这套森林资源监测技术体系研发具有一定的先进性与首创性,具体表现在以下三个方面: 

  1、首次综合利用多源、多级遥感数据,结合地面调查样地资料,采用基于PPS抽样技术的多级遥感监测方法,对研究区森林面积进行定量提取研究。与传统遥感监测方法,多级遥感监测方法可以大大提高低分辨率遥感的对森林资源信息提取的进度,同时能有效解决特定区域高分辨率获取能力有限的问题,提高遥感应用的效率。

 

  二类调查森林区划小班图一类样地空间分布图 

  2、首次采用遥感技术和空间信息技术为采集数据的主要手段,遥感宏观监测与典型地面调查相结合,定量分析与定性评价相结合,模型分析与实地测量相结合的方法,解决了目前森林资源监测迫切需要的关键技术,建立了鞍山市森林资源年度监测技术体系。 

  3、首次在鞍山市成功进行森林资源动态监测应用示范研究,大大提高了鞍山市森林资源监测能力,增强森林资源监督管理的针对性和时效性,降低野外调查费用,满足市级森林资源日常调查业务、行政性监管与执法职能的要求,填补市级森林资源年度监测技术的空白。 

  该项目在现行森林资源调查方法的基础上,以PPS抽样为基础,综合利用多级遥感数据,提出基于抽样技术的多级遥感监测技术方法,并以鞍山市为例,利用2006TMMODIS和航片等遥感数据,进行多级遥感监测技术试验。试验结果表明,与传统遥感方法相比,可以大幅提高MODIS低分辨率影像提取大区域森林分布信息的精度,分类精度达到86.77%森林资源监测技术体系研发TM为主要数据源,结合一类清查样地数据,采用逐步回归方法进行森林蓄积量遥感估测模型的建模实验,利用所建立的遥感估测模型,对鞍山市三期森林蓄积量进行了估测,并分析了其时空动态变化特征。同时,利用线性光谱解混模型对研究区三期影像的郁闭度进行估测,预测值与野外实测值比较正确率达到80%以上,生成研究区三期郁闭度图层,并进行了森林郁闭度动态变化分析。采用分水岭算法,利用航片影像资料,通过一类清查样地法和目视样地法进行单木森林结构参数提取实验,提取了单木的株树、树冠的平均面积,树冠的平均冠幅,以及单木的位置等信息,并对实验结果进行了分析和讨论。结果显示,利用分水岭算法,利用高分辨影像资料,可以有效提取单木森林结构参数(株数、位置、冠幅等),这种方法可应用于少林地区或城市区域的森林资源调查。通过所建立的生长模型,可应用于森林资源调查中相关因子的更新。同时,通过研究森林蓄积、林分生长量和消耗量与年龄、平均树高、平均胸径和郁闭度等等林分因子之间的关系,建立了森林蓄积、生长量和消耗量的估测模型。结果表明,基于生长模型来更新森林资源档案数据,实现森林资源的年度监测的方法是可行的。 

  项目研究发展了基于多元数据源的森林资源遥感技术方法,建立了市级森林资源年度动态遥感监测体系;并成功应用于鞍山市的森林资源年度监测中,取得了很好的效果。通过鞍山市示范应用,能及时掌握鞍山市2007-2009年森林资源动态变化,为鞍山市制定林业发展、生态环境宏观规划提供可靠的依据。 

  在该项目研究成果的基础上出版了专著《基于多元数据的森林植被监测指标遥感反演技术》;形成四篇学术论文:《基于GIS的鞍山市森林立地分类研究》、《基于MODIS影像的鞍山市森林面积动态监测》、《基于TM数据反演鞍山市不同林分的森林蓄积量》、《基于多种方法的鞍山市森林面积提取对比分析》。 

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