〔急需〕图像处理在林业中的运用

〔急需〕图像处理在林业中的运用艾米Amysweety星遥感图像判读在森林调查中的应用与分析刘海东吴丽云闫陈辉陈慧杰〔临沂市林业局山东临沂276001〕内容内容摘要：卫星遥感图像的目视判读，作为获取地面信息的应用方法，配合2007年全市森林清查工作，森林分布，蓄积量，林地生产力，管理等等都能在遥感图片上有所具体表现出，获取内容极为丰富，增长了清查结果的精确性和可靠性。结合清查工作中的详细判读步骤及应用，分析其对于今后林业发展和规划、国土整治所产生的主要应用价值和社会效益。并针对存在的问题，提出了发展对策。本文本文关键词语语：卫星遥感图像；判读；GPS卫星遥感图像的目视判读，是根据应用目的结合地物波谱特征、影像特征和分布规律，将各种目的地物辨别出来，并进行定性和定量分析，以获得所需要的地面各种信息的一种应用方法。根据林业局和省林业局要求，2007年我市森林清查工作采取了遥感判读与地面相结合的工作方法，增长了清查结果的精确性和可靠性，也为遥感技术在林业工作中的进一步推广应用奠定了基础。1判读任务及精度要求目视判读所用的卫星遥感图像为华东森林监测中心处理的五万分之一卫星遥感图像，图像分为两个景幅，即拍摄时间为2006年10月6日〔62幅〕和4月12日〔2幅〕。目视判读根据2×2公里网在遥感卫星影像图上布设样点，全市共布设判读样点4301个。以遥感样点判读估测全市总体森林面积及其他各地类面积，同时判读各类样点沙化类型、荒漠化类型、荒漠化水平、湿地类型及林分郁闭度、龄组等。判读样点以公里网纵横坐标穿插点为点位，样地大小采取公里网穿插点为中心，向东北方向判读1×1个像素，即地面30×30米。重要完成林地和非林地2个一级地类共13个二级地类和16个地类的判读工作，详细内容包含森林调查、荒漠化调查和湿地调查，基础类别分土地利用类型、龄组、郁闭度、湿地类型、沙化类型及荒漠化类型六大类，要求综合正判率达95%以上。2判读步骤与方法2.1预备工作1:5万地形图，森林二类调查现在状况图及规划图，及其他一些必备用具。为搞好目视判读，提升判读精度，市林业局专门成立了遥感判读工作小组。2.2目视判读解译标记的建立目视判读解译标记是遥感图像目视判读的基础。为此，在对卫星图像特征进行分析，熟悉图像上地物的色彩、光泽、构造、形状、纹理以及分布特征等的基础上，根据不同图像景幅，分别山区和平原地区选设踏查路线。在野外踏查经过中，利用GPS进行，通过实地现在状况对遥感图像进行辨别，建立起直观的影像特征和地面实况的一一对应关系。2.3解译标记的归类分析野外踏查结束后，所有加入判读人员共同对踏查结果进行归类、分析、汇总,熟悉不同地类在卫星影像图上的表现特征，进而根据野外踏查确定的影像和地物间的对应关系，借助有关辅助信息，建立遥感影像图上反映的色彩、形态、构造、相关分布、地域分布等与判读因子的相关关系，构成判读标准，建立目视判读标记特征表。2.4试判读和正判率考核在辨别各类型判读标记的基础上，选取50个判读样地，对每个判读人员进行试判读，使每名判读人员辨别50个样地类型的正判率到达95%以上，方可作为正式判读员进行判读。达不到95%的,经过毛病分析和第二次考核，直到正判率到达95%以上。同时，通过试判读及毛病分析，进一步修正完善目视判读标记特征表。2.5正式判读判读人员经判读考核合格后，以目视判读标记特征表为根据，在正确理解分类定义、充足把握图像以外的有关、精确把握遥感成像时物体状态的条件下，全面分析图像要素，在卫星遥感图像上，以判读点东北1×1个像素范围内进行目视判读，并填写样点判读因子登记表。判读人员在进行判读时，遵守从已经知道到未知，从整体到部分的原则，综合分析各种因素，对于难以判读的部分，参考地形图上的地物特征及二类调查森林现在状况图进行综合分析，最终实现正确判读。为保证判读质量，判读工作采取双轨作业，两名判读人员对同幅卫星照片上的样点分别进行判读登记，判读一致率到达90%以上时，对不一致的判读样点进行协商修改，否则从新进行判读。3判读结果与分析判读结束后，为检验判读质量，从所有判读样点中按机械抽样方法抽取20%的样点进行判读验证，然后再按总样点数5%的比例随机抽取样点到实地验证，通过验证综合正判率到达95.7%。各地类正判率都到达精度要求，其中湿地类型、水域的正判率到达100%。在验证结束后，我们针对在判读经过中存在的系统性误判，进行了进一步的判读，以便最大限度地提升判读精度。经过对全市4301个判读样点的汇总，估测临沂市各地类面积。根据与实地调查量比对，利用卫星遥感图像判读估测森林状态具有较高的精度，且省时省力，成本较低，不仅把握了森林分布、土地利用类型、龄组、郁闭度、湿地类型、沙化类型及荒漠化类型，而且能估算出蓄积量，了解林地的生产力、生产环境，宜林地。森林的采伐状态及灾祸〔如生产性木材采伐，改作它用的林地，烧荒地，森林火灾、台风，雨，火山喷发，雪崩、病虫害等〕、森林的环境公益功能、森林及其环境随时间的变化、森林管理等等都能在遥感图片上有所具体表现出，获取内容极为丰富。4存在问题与建议利用卫星遥感图像判读森林状态，在当下应用经过中还存在一些问题。应用遥感卫星图像时的问题在于多高精度的森林分布图；森林植被的内容能够解析到多细的水平，这些都关系到精度问题，对这些问题正在进行着许多出色的研究，相信在不远的将来，其辨别精度能大幅度提升，这些问题都将不再成为问题。4.1局限性通过建立解译标记能够比较容易判读各地物地类，但对于林分生长状态，经济林产品、产量情况等当下尚无法判读；一样的地物在不同影像图幅上表现出不同的颜色、光泽等特征，也一定水平上影响了判读质量；目视判读所用的卫星遥感图像，由于在处理上存在一定的误差，图像上个别地物位置与实地产生少量位移。4.2个别地类判读误差较大在各地类判读中有林地与非林业用地之间比较容易判读。但有些林种、树种的图斑颜色非常接近，有时同一个树种在不同地区或不同林龄又表现出不同的颜色，故较难判读；另外，未成林造林地、灌木林地、疏林地等地类，在影像图上的颜色、构造等特征与农地、荒山荒地、未利用地等地类差异不同太小，判读的标准较难把握，需要积累丰富的经历体验方能精确判读。4.3人为主观因素的影响较大目视判读解译标记是遥感图像目视判读的基础，它的可靠性、精确性直接影响到判读的质量和精度。在建立和使用判读解译标记的经过中，各地类的色彩、形态、构造等特征标准较难把握，受人为主观因素影响较大，容易造成判读误差。建议在以后的应用中研究使用计算机判读，减少人为误差，提升判读精度。5.前景分析地球上有43.1亿公顷的森林，在各种气候带分布着与气候带特点相应的各种森林。森林一旦被伐掉或毁坏，其再生则需要50-100年的漫长岁月，为了合理地保卫和利用森林，就需要在精心计划下进行合理管理。把握有关森林的环境现在状况及其变化的综合信息，分析互相关联的各种现象、就需要能够积累、存贮、检索、更新并易于将其转换成数字化信息的技术。卫星遥感技术有可能成为这样的技术的主体，事实上，对于生长在广阔地区而且有些是生长在人类难以接近的地区内的森林，只要依靠卫星遥感技术能力够对其实现适时、正确和经济有效的信息采集。而只要通过采集这些信息能力够让我们愈加精确、翔实的了解当下的林业发展动态，以备进一步的搞好林业工作。采取卫星遥感技术进行森林清查，对森林现在状况进行动态监测，利用已有的土地利用、林分监测、图件以及最新的卫星遥感信息，在GPS和GIS的支持下，对森林进行动态监测，及时把握森林消长的最新动态和变化趋势；将空间遥感和其他专业进行综合分析，提升了遥感技术在森林信息化应用中的深度，为和我省制订和调整林业发展与生态建设方针政策、规划、计划，监督检查森林消长任期目的责任制和生态建设目的完成情况等科学根据，而且是实现