黑龍江省碳匯計量與監(jiān)測土地利用變化信息的獲取方法

張冰

(黑龍江省林業(yè)監(jiān)測規(guī)劃院，黑龍江 哈爾濱 150040)

按照國家林業(yè)局應(yīng)對氣候變化領(lǐng)導(dǎo)小組的統(tǒng)一部署，國家林業(yè)局造林司(氣候辦)于2009年啟動了全國林業(yè)碳匯計量監(jiān)測體系建設(shè)，在全國范圍內(nèi)進(jìn)行2～3年的土地利用、土地利用變化與林業(yè)(LULUCF)碳匯計量監(jiān)測工作，黑龍江省碳匯計量與監(jiān)測工作就是在這一背景下開展的。此項工作以掌握森林和濕地的碳儲量現(xiàn)狀、變化及空間分布為目的，以黑龍江省地方管轄區(qū)域為總體，以各類林業(yè)資源調(diào)查成果為基礎(chǔ)，運用遙感和地理信息技術(shù)，結(jié)合地面遙感大樣地調(diào)查，準(zhǔn)確查清森林和濕地各碳庫碳儲量現(xiàn)狀、變化及空間分布，同時為本省森林碳匯項目計量監(jiān)測提供支撐。本文主要探討的是土地利用變化信息的獲取方法。

1 樣地布設(shè)

本次監(jiān)測以黑龍江省森林資源連續(xù)清查布設(shè)樣地為基礎(chǔ)，在大小為24 km×24 km的單元內(nèi)抽取樣點，全省共布設(shè)496個樣地。樣地選擇方形樣地，大小為4 km×4 km，樣地每邊的方位角為0°、90°、180°、270°四個，為正方向。

2 遙感數(shù)據(jù)處理

本次監(jiān)測選用時相為2005年的TM衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)作為基年數(shù)據(jù)，時相為2013年的資源二號衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)作為目標(biāo)年數(shù)據(jù)，對遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像增強的處理，并進(jìn)行幾何精度校正。

3 圖斑數(shù)據(jù)源選擇

根據(jù)森林資源規(guī)劃設(shè)計調(diào)查(二類調(diào)查)、林地保護(hù)利用規(guī)劃及更新、濕地資源調(diào)查和沙化土地監(jiān)測等數(shù)據(jù)完成的時間和數(shù)據(jù)特點，按照數(shù)據(jù)質(zhì)量和精度就高不就低的原則，選取適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)數(shù)據(jù)，結(jié)合碳匯專項補充調(diào)查數(shù)據(jù)。將選取好的圖斑數(shù)據(jù)源統(tǒng)一采用西安80坐標(biāo)系，并按樣地大小進(jìn)行裁切。

4 土地利用類型邊界的確定

4.1 建立解譯標(biāo)志

按照遙感影像特點及時相對影像進(jìn)行室內(nèi)分析和野外調(diào)查后，形成統(tǒng)一的判讀標(biāo)準(zhǔn)，分別對不同數(shù)據(jù)源、不同時相的遙感影像建立解譯標(biāo)志。

4.2 確定圖斑區(qū)劃因子

圖斑區(qū)劃首先考慮行政界線和明顯地形地物界線，同時兼顧碳匯調(diào)查和經(jīng)營活動的需要。

林地圖斑區(qū)劃主要考慮權(quán)屬、森林類別和林種、生態(tài)公益林的事權(quán)和保護(hù)等級、林業(yè)工程類別、地類、起源、優(yōu)勢樹種(組)、齡級、郁閉度、立地類型等因子。林地圖斑最小區(qū)劃面積為0.067 hm2。

濕地圖斑區(qū)劃主要考慮三級流域、濕地型、縣級行政區(qū)域、土地所有權(quán)、保護(hù)狀況、濕地受威脅等級、濕地主導(dǎo)利用方式等因子。濕地圖斑最小區(qū)劃面積為8 hm2。

其他類型圖斑區(qū)劃主要考慮權(quán)屬、起源、地類等因子。其他類型圖斑最小區(qū)劃面積為1.5 hm2。

4.3 人機交互判讀

將裁切好的基年數(shù)據(jù)(2005年)與目標(biāo)年數(shù)據(jù)(2013年)利用ARCGIS軟件進(jìn)行交叉處理，使新生成的圖斑同時具有基年和目標(biāo)年的屬性因子。考慮到基年遙感數(shù)據(jù)源分辨率低且目標(biāo)年數(shù)據(jù)精度高的問題，通過VFP編程處理，將新生成的圖形以目標(biāo)年圖斑為準(zhǔn)重新合并為未交叉前的圖形，生成一套保留了目標(biāo)年數(shù)據(jù)的圖形及屬性因子且同時具備基年屬性因子的土地利用界線。按照解譯標(biāo)志通過兩期衛(wèi)片對比，判讀出樣地內(nèi)土地利用類型變化的部分，并按此判讀對新生成的具有兩年判讀因子的圖斑進(jìn)行切割修整，并結(jié)合資料完善因子，最后形成一套完整土地利用圖斑界線。

事先對判讀人員進(jìn)行培訓(xùn)考核，正判率應(yīng)達(dá)到90%以上方可上崗操作。人機交互判讀實行雙軌作業(yè)，判讀類型一致率在90%以上時，可對不同圖斑進(jìn)行協(xié)商修改，達(dá)不到時重新判讀。

4.4 地面驗證

地面驗證所抽取圖斑的面積應(yīng)占所監(jiān)測區(qū)域面積的5%以上；選取調(diào)查樣地應(yīng)盡量均勻地分布于監(jiān)測區(qū)域內(nèi)；驗證對象應(yīng)重點突出，重點調(diào)查在室內(nèi)遙感解譯時不清晰的圖斑和區(qū)域。

土地利用分類的總體精度要求大于85%，單類別的最低精度不少于80%。

4.5 數(shù)據(jù)檢驗

利用ARCGIS對樣地圖斑數(shù)據(jù)的完整性、投影坐標(biāo)、空間拓?fù)?、屬性邏輯關(guān)系等進(jìn)行檢查，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠

5 土地利用類型變化信息提取

對處理好的圖斑按照基年與目標(biāo)年土地利用類型不同的條件進(jìn)行篩選，提取土地利用變化圖斑，對其變化原因等進(jìn)行分析，并按照此次監(jiān)測目的對全省樣地進(jìn)行碳儲量進(jìn)行計算。

6 結(jié)論

土地利用、土地利用變化及林業(yè)碳匯計量與監(jiān)測主要采取的是室內(nèi)判讀為主地面調(diào)查為輔的工作方法，本文對如何利用現(xiàn)有調(diào)查數(shù)據(jù)結(jié)合遙感影像獲取翔實可靠的土地利用信息進(jìn)行的探討，利用ARCGIS軟件對基年與目標(biāo)年的矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行交叉聯(lián)合，獲取一套兼有兩年屬性因子的圖形數(shù)據(jù)，解決了兩年兩套圖形不方便更新的問題。