林业遥感技术范文

关键词：遥感监测NDVI植被覆盖度决策分类

中图分类号：Q945文献标识码：A文章编号：1674-098X（2014）10（a）-0203-04

遥感是一种非接触、远距离的探测技术。遥感传感器通过对地表物体的电磁波辐射、反射作用的探测，获取被观测地区的遥感数据，并运用一定的科学方法和技术分析地表地物特性，来获取人们所需要的地表信息。遥感技术探测范围大、获取数据量多，能在短时间内对地表进行大面积观测，为人们宏观掌握地面自然状况提供了极为有利的条件，是传统手工作业不可替代的。遥感技术可以动态的反应地面事物的变化，遥感探测可以周期性、重复地对同一地区进行观测，这个特性有助于人们获取相同地点、不同时间的遥感数据，进而观测地表事物的变化[1]。

植被包含森林、草原、作物以及城市绿地等，具有防止沙尘、保持水土、美化环境等多重功效，是生态系统中最为重要的部分之一。城区植被对于城市不仅仅有美化的功效，更在空气污染物的清除、碳的储存与吸收、降温与节能、生物挥发物排放以及水文效益等方面具有要生态效益，目前城市植被的建设已经在城区规划建设中占有了越来越重要的地位。

在遥感领域，植被指数是反映地表植被信息的重要参数，广泛应用于定性和定量评价植被覆盖和生长状况。近年来，国内外利用遥感数据进行地表植被观测的研究越来越多。其中，美国开展了利用高分辨率雷达（AVHRR）监测土地覆盖变化和季节性植被状况研究的项目。新西兰科学家Dymond等使用NDVI植被指数研究新西兰退化草地的植被覆盖度。国不同内也有不少关于植被覆盖度的研究，如陈云浩等利用1983-1992年的AVHRR-NDVI数据对我国不同植被类型的覆盖状况进行了分析等[2]。随着遥感技术的快速发展和遥感数据的不断更新，很大程度上方便了对目标地区的研究，利用遥感数据进行地表植被观测的研究也将越来越多。

植被覆盖度是指在单位面积内植被的垂直投影面积所占总面积的百分比，是衡量地区生态环境优劣的重要标准之一。传统的地表实测手段消耗的人力、物力、财力较大，而且植被覆盖面积的计算精度低、效果差，利用遥感数据提取植被覆盖度已经成为目前最为有效的技术途径。随着遥感技术的发展和更新，极大地方便了对目标地区的研究，该文通过利用遥感软件ENVI对南京城区2000、2003、2006和2009四个年份的植被覆盖度的变化进行提取和分析，试图为南京城区的生态建设和可持续发展提供决策支持[3]。

1研究区域

南京市作为国家园林城市，积极致力于提高城市绿化覆盖率，提出“城市与自然共存”的原则，实施园林绿地的可持续发展战略。2009年12月，南京提请江苏省政府向国家林业局申报创建“国家森林城市”，并提出2013年建成国家森林城市的奋斗目标，正式启动国家森林城市创建工作。为确保目标实现，南京市委、市政府高度重视国家森林城市创建工作，专门成立了由市长担任组长的“创森”工作领导小组，把创建国家森林城市作为南京建设“绿色都市”、“绿色青奥”和美丽乡村的一项重要任务。2013年9月南京成功获得国家森林城市的称号。

南京市总面积6597km2，城区园林绿化覆盖总面积达75612hm2，其中公园绿地6064hm2，生产绿地2111hm2，防护绿地1464hm2，防护绿地8642hm2，建成区绿地24027hm2，人均公共绿地17m2。

本课题所用的数据为LandsatETM+数据，该数据可以从国际科学数据服务平台下载（http：///），检索信息为：资源卫星Landsat7ETMSLC-off，行号120，列号38，云量

2南京市植被覆盖提取关键技

2.1研究方案

（1）获取南京地区遥感影像。

（2）利用遥感软件ENVI4.7、ArcMap9.3对遥感数据进行辐射校正、配准（以2000年份图像为基准）、波段整合、剪裁、大气校正等预处理。

（3）提取南京城区植被指数（NDVI）。

（4）计算南京城区植被覆盖度。

（5）分析植被覆盖度变化原因，为日后南京城区的生态建设和可持续发展提供决策支持。

由于Landsat7ETM+机载扫描行校正器发生的故障而使2003、2006、2009年份的影像存在条带缺损问题，较之2000年份图像需要加做去条带操作，配准时也是以2000年份图像为基准，预处理完成后进行NDVI植被提取进而通过像元二分模型的基础上研究的模型（李苗苗等）做出南京地区植被覆盖度的处理图像，进而进行图像直观比较和计算面积对比[4]。

技术路线如图2。

2.2植被指数

将Landsat7ETM+遥感图像经过预处理后，应进行归一化差植被指数NDVI（NormalizedDifferenceVegetationIndex）。NDVI能够反映植被状态，与植被覆盖率紧密相关，因此为目前最广泛运用的植被指数之一。

林业遥感技术范文篇2

关键词：3s技术；基层林业管理；应用推广

一、何为3s技术

3s技术是遥感技术，地理信息技术和全球定位技术的总称，是现代科技之中，空间技术和遥感技术的结合，高集成度的系统可以对空间信息进行采集处理和分析，对于地面信息的采集和调查有很好的效果。

在3s技术之中，遥感技术是利用飞机或是卫星等在地球轨道高处的机械来对地面信息进行采集和调查。通过设备自身的电磁波等手段，对地表的地理信息进行采集之后进行处理，得到地表信息。

地理信息技术一般使用来处理地表的信息，在3s技术的应用之中，一般是使用遥感技术对地表信息进行采集，经过网络传输等手段将所得到的信息传输给地理信息处理系统，经过系统对数据的存储和编辑，最终得到对于地表信息的分析结果。

在3s系统之中，遥感技术可以实现对地表信息的采集，地理信息技术可以对所采集的信息进行编辑和处理，进而得出人们所需要的资源调查结果。全球定位技术所发挥的作用在两者之前。全球定位技术是通过多个同轨道卫星来实现对于全球位置的精确定位。本系统之中，全球定位技术主要是用于对所调查地点的确定，待全球定位系统确认所要调查的地点之后，遥感系统和地理信息系统才会进行运作。

二、3s系统在基层林业管理之中的应用

在传统的林业工程建设之中，对于工程结果和森林资源分布的调查问题上存在许多的问题。其调查的主要方式是通过林业调查人员通过目测和自身的观察经验来获取待调查的结果，其调查的效率较低，且所得的数据的准确性不高。护林员的工作调查也无法反应森林在经过林业工程之后是否存在动态的变化。因此，在林业工程的资源调查之中，急需一种科技含量高，调查速度快，调查结果准确且可以反应森林变化水平的调查手段。3s技术的出现满足了林业部门对于调查手段的需求。该技术综合了三种先进科技，目前在地表信息调查领域发挥了很大的作用，可以大大提升林业资源的调查效率。

针对当前林业建设的工程热情极高，对于林业资源的调查开始变得更为艰难。一般说来，林业管理人员时常需要检测林业资源的各种信息数据，常见的如：土地植被覆盖率、植物生长率、林业资源毁坏情况、森林火灾受害情况、植被乱砍滥伐情况等等，在监测得到这些信息后还要将其进行一定的整理分析。一些偏远山区的林业资源往往面积较大，但其人力资源有限，林业管理技术也相对落后，很大一部分数据无法获取，传统的管理方式和手段远不能满足实际的要求。3S技术则能够很好地解决以上问题。

1、3s技术可以有效实现动态的调查

对于林业管理人员来说，对于森林Y源动态变化情况的调查是调查工作之中的重点，也是在调查工程之中难以完成的工作。究其原因，在于传统的林业管理始终是以人力进行资源的管理和调查，人力对于长期的森林资源动态变化的调查始终无法完成。而利用3s技术可以及时通过遥感系统完成对于林业资源的长期动态调查，遥感技术和全球定位技术的结合可以较为方便的完成对于森林资源变化过程的动态调查，使得林业管理部门可以对于森林资源的动态变化情况及时作出应有的反应，有效的对林业资源进行管理和保护。

2、3s技术可以对森林灾情进行调查

在森林火灾发生时，森林管理部门往往要经过一段时间才能作出反应，往往会影响最佳的处理时间。但是鉴于森林火灾发生的偶然性和难以人工监控，传统的林业管理并没有办法进行预防。借助遥感系统进行工作的3s系统可以及时对森林资源之中存在的问题进行监控，从而及时将灾害情况通知林业管理部门，进而作出正确的处理手段，并且不会错过最佳的处理时间。

3、3s技术可以对林业工程的建设成果进行观察

林业建设的主要手段是春季的林木种苗，林业工程的大范围进行对于林业种苗的需求量极大，不仅要求更大数量的额林业种苗，也要求更高质量的种苗和更高的种苗成活率。因此，加强林业种苗的培育，对于我国的的林业工程的进行效率有着非常重要的意义，为林业建设的正常开展奠定了基础，通过加强林业种苗生产过程的管理和林业种苗种植之中的成活管理操作，可以更有效的提高林业建设的进行效率和进行质量。而对于林木种苗的成活率管理是植树造林工程成功的关键要素，因此，保持对植树造林工程之中的建设结果进行长期的观察也是林业人员要进行的工作之一。对于林业管理人员来说，对于森林资源动态变化情况的调查是调查工作之中的重点，也是在调查工程之中难以完成的工作。究其原因，在于传统的林业管理始终是以人力进行资源的管理和调查，人力对于长期的森林资源动态变化的调查始终无法完成。因此，观察林业树苗的成活情况是一件非常消耗人力的建设项目。3s技术可以通过卫星遥感技术来对林木种苗的成活情况进行观察，林木种苗的成活率关系到后续工程的实施和对于树苗的补种，因此，该技术对于林业工程的开展有重要意义。

三、结语

目前，林业工程的管理主要是通过人力来完成，3s技术的使用可以大大提高林业工程的实施效率，降低林业工程的人员的工作强度，对于我国的林业建设有很大的意义。3s技术应该在我国的林业建设之中大力推广，以满足国家的建设要求。

参考文献：

林业遥感技术范文

“数字地球”的提出，为空间信息科学和技术的广泛与深入应用提供了前所未有的从顶层设计到系统工程的指导，空间信息技术已经和纳米技术、生物技术一起被确定为新出现的正在发展中的三大最重要技术。遥感数据作为构建“数字地球”的重要组成部分，是空间信息的主要数据源，以其时效性、客观性和短周期重复性的特点，已经广泛地应用于国防建设、国土资源监测、林业、农业、城市、环境保护、防灾减灾、海洋、大气等领域，并在各个领域中都发挥着重要的作用，促进了社会工作效率的提高。2001年以来，福建省的遥感技术已广泛应用于国土资源勘察，交通、水利水电，环境保护，林业、农业各部门。2008年，学会建议建立“福建省卫星遥感三维影像数字系统”，经省领导批示后，在名誉理事长王钦敏的指导下，学会组织相关会员单位，拟建设“福建省卫星遥感公共服务平台”，为全省开展遥感工作的企事业单位和个人服务，现已开展项目的前期调研。

2福建省卫星遥感技术应用概况

随着遥感技术、计算机技术、网络技术的发展，在各有关部门的共同努力下，我省遥感技术应用涉及土地、地质矿产、测绘、交通、气象、海洋、农业、林业、水利、规划、工程选址等众多领域，取得良好的社会经济效益。近期，我省应用遥感技术开展的项目有：

2.1土地利用现状调查

这几年，我省全面开展第二次土地调查，所用卫星数据有：全省SPOT5数据约12万km2，沿海部分地区使用快鸟、IKONOS数据约5000km2，卫星遥感数据费、处理费近千万元。运用遥感技术对我省土地利用现状进行调查，大大缩短了工作时间，节省了大量的人力和物力。

2.2土地利用动态监测、土地利用执法监测、矿山环境监测和年度土地变更调查

国土部门每年采用SPOT52.5m、快鸟0.6m、P52.5m、ALOS2.5m等高分辨率卫星影像对50万以上人口重点城市、部级开发（园）区进行土地利用动态监测、土地利用执法监测等。我省现有厦门、福州、泉州3个城市和福州经济开发区等十几个部级开发（园）区列入了国家监测体系中，每年需卫星遥感数据约6000km2。目前正在酝酿建立省、市、县多级遥感监测体系，以及开展重点矿山环境监测。

全省每年有多个县市利用SPOT52.5m、快鸟0.6m、ALOS2.5m等高分辨率卫星影像开展土地利用年度变更调查，取得了良好的效果，大大缩短了变更调查时间，并提高了变更调查的精度。

2.3数字林业建设、森林资源调查与监测、森林防火监测

“福建省数字林业”工程作为我省林业信息化建设的重点工程，于2003年12月开始根据《福建省发展计划委员会关于福建省数字林业工程项目（一期）可行性研究报告的复函》（闽计高技〔2003〕95号）进行建设，使用了涵盖全省的ETM数据、沿海SPOT5数据、气象卫星数据等。

全省森林资源调查正在全面开展，多个县、市利用SPOT5卫星影像，作为林业小班确定的重要依据。省林业厅通过省遥感学会组织四家会员单位，购置近2万km2的SPOT5卫星影像对沿海防护林进行分类，监测沿海防护林的建立与保护状况，取得了较好的成果。省森林防火部门以中、高分辨率卫星影像作为基础数据建立了省级和多个县市级森林防火指挥系统，用气象卫星影像每日对我省森林防火情况进行监测及现场指挥。

2.4地质矿产遥感调查

根据中国地质调查局要求，区域地质、矿产调查须于前期开展地质遥感解译，省地矿局利用ETM、SPOT遥感图像开展近100幅的1：5万地质遥感解译和近30幅的1：5万矿产遥感解译，为区域地质普查、矿产调查提供了重要的基础资料，大大节省了调查时间、经费，提高了调查质量。

省地质遥感中心利用ETM图像、彩红航空像片、星载SAR图像在上杭紫金山、德化-永泰-尤溪“金三角”、浦城―尤溪铅锌金铜成矿带、闽西北萤石成矿远景区，结合地质、矿产、物化探信息对遥感影像特征进行分析，建立了铜、金、铅锌和萤石的找矿标志，进一步优选出找矿有利地段和区域13个，为下一步的地质找矿工作提供了重要的参考依据。

2.5海洋、海岸带遥感调查与监测

省海洋局、厦门大学、福建省空间信息工程研究中心等参加了国家863海洋监测项目、国家海洋局908专项，利用海洋卫星、气象卫星对福建沿海赤潮与海洋环境遥感进行监测示范，购置沿海SPOT5对福建省海岸带、海岛资源进行调查。

2.6水土流失遥感调查

按照我省水土保持的要求，水土部门每3年左右需开展一次全省水土流失遥感调查，近期，省水土办、水土保持试验站正利用ALOS、SPOT5卫星遥感数据开展全省水土流失遥感调查。

2.7生态环境动态监测

省环保局、福建师范大学收集、购置全省多时相ETM卫星数据、沿海地区SPOT5卫星数据，应用3S技术编制全省生态环境基础图件，并对福建全范围进行环境监测。

联合国南南合作网示范基地与省空间信息工程研究中心联合开展九龙江流域生态环境遥感监测研究与应用。

2.8天气预报与防汛抗旱

气象部门利用气象卫星进行天气预报，并结合其他卫星数据对全省的汛情、旱情进行监测，为我省防汛抗旱提供依据。

除了上述几方面的遥感应用外，各有关部门还在地形图与地理底图更新、道路选线、工程地质、城市规划、港口规划、土壤调查、机场净空设计、城市热岛等方面开展大量的工作。

总之，我省应用的卫星遥感数据类型众多，有气象卫星、海洋卫星、资源卫星、雷达卫星等，资源卫星应用的有我国的资源二号、美国的ETM、快鸟、IKONOS，法国的SPOT5，日本的ALOS等卫星数据。

经过不断的发展，福建省的遥感力量得到很大加强，遥感研究和应用的部门和单位也较多。如福州大学（福建省空间信息工程研究中心、资源与环境学院）、福建省地质遥感中心、福建省测绘局、福建省规划设计研究院、福建省气象局、福建省林业厅、福建省森林防火指挥部，福建省林科院、福建省环境保护局、中国海洋第三研究所、厦门大学、福建师范大学、福建农林大学等多家单位具有强大的技术力量，在遥感图像处理和应用等方面具有相当丰富的经验，承担过众多部级、省部级项目的研究工作，并且对高分率卫星数据、雷达数据、MODIS数据的处理及应用研究进行过探索。

在基础研究方面主要以福州大学、福建师范大学、海洋三所、厦门大学等为主。这些大学和科研院所承担了众多国家科技攻关、863高科技计划、国家自然科学基金、973前期专项、福建省重大科技与工程计划等类型项目，积累了丰富的科学数据和技术能力。特别在雷达数据的处理和应用、多源数据融合、城市热环境研究、海洋水色遥感和红外遥感、海岸带生态环境遥感监测与分析等方面进行了深入的研究，积累了丰富的经验，并取得了可喜的成果。

在应用方面主要以福建省地质遥感中心和省林业厅、省国土资源厅、省气象局、省环保局、省测绘局等为主，开展遥感数据的接收（福建省气象局气象数据接收与处理）、遥感数据工程化处理及行业应用，1/1万土地利用更新调查，重大工程设计、施工、查证等，取得了很好的成效。

3福建省遥感技术应用

3.1福建省国土资源与土地利用遥感调查

21世纪以来，遥感特别是高分辨率遥感技术取得了突飞猛进的发展，遥感技术在土地资源调查、监测和土地资源管理中进入了实用化和业务化的新阶段。在国家组织实施的“金土”工程、国土大调查和第二轮全国土地资源调查中，遥感技术作为核心技术发挥极其重要的作用。遥感技术在国土资源领域有着广泛的需求，已逐步进入国土资源管理的主流程，并成为重要的支撑技术。实际工作中有如下8个重点：

3.1.1土地利用现状调查

遥感图像是土地调查的基本信息源，“3S”技术是土地调查的核心技术。在新一轮更新调查和第二次土地调查中以利用航空、航天遥感和计算机等现代化技术为主，外业实地调查为辅，对现有的土地利用调查成果进行全面更新，做到图、数和实地相一致。

福建省采用SPOT52.5m的高分辨率卫星影像，沿海部分地区快鸟0.6m高分辨率卫星影像和DMC航空摄影影像制作了3000多幅1:10000DOM、4000多幅1:5000DOM，为第二次土地调查提供了基础信息。内外业一体化的调查方法的采用，大大提高了调查精度与工作效率。第一次土地详查，全省历时十几年，动用上万人。2005年全面开展的第二次土地调查只历时3年，并建立相应的成果数据库，为国土资源管理和土地宏观调控提供准确、翔实的基础数据。

3.1.2土地利用动态监测

土地利用遥感动态监测是遥感在土地调查领域发挥优势最大的方面。利用两个时点的遥感图像，能够直观地发现土地利用的变化状况，从而便捷地获取土地变化的地类、位置和面积等信息，具有其他技术方法无可比拟的优势。

1999年以来，国土资源部采用高分辨率、多时相卫星数据，综合应用遥感图像处理技术、GPS技术和网络技术，全面开展了土地利用动态遥感监测工作。对全国104个重点城市建设占用耕地等土地利用变化情况进行了监测，监测275个（次）城市，面积达到180万km2，保证了国家及时、准确地掌握土地利用变化情况和趋势。在国土资源调查、规划、保护、管理与合理利用中发挥了重要作用，为加强国土资源宏观调控、领导决策和经济建设提供了科学依据。

目前国家正在建立以国土资源部作为国产卫星主用户的制度，计划研发一系列的国土资源卫星，提高遥感数据获取能力，加强土地利用遥感动态监测的能力，争取对全国大部分地区实施每年一次的土地利用遥感动态监测，并结合土地执法，有效查处违法用地，保护耕地资源。

3.1.3土地利用年度变更调查

根据全国土地变更调查实施方案，航空、航天遥感影像将是变更调查的主要信息源，以“3S”技术为核心的内、外业调查是基本的调查方法。随着遥感技术的发展，遥感技术在土地利用年度变更中将发挥更重要作用，并趋于日常化、业务化。福建省已有福州市、晋江市、漳州市、洛江区、福安市等县、市采用卫星遥感资料进行土地利用年度变更调查，大大缩短了变更调查时间，提高了变更调查的精度，具有明显的社会效益和经济效益。

3.1.4土地执法

卫星遥感土地执法已经成为土地管理的重要业务之一。从2001年开始，国土资源部在土地管理工作中推出卫星影像土地执法监察工作，利用卫星照片直观显示的土地占用信息与用地手续相核对，能够及时发现土地占用违法违规情况。福州市从2003年开始推行卫片土地执法监察工作，取得了良好的效果，查出了一批违法违规占用土地的情况，及时进行了处罚并责令整改。

3.1.5基本农田调整

遥感影像直观、清晰地反映了土地覆盖的情况，并且很直观、细致地反映出耕地分布及耕作条件等情况，可以用于调整和复核基本农田。

3.1.6地质灾害调查

地质灾害作为一种特殊的不良地质现象，无论是滑坡、崩塌、泥石流等灾害个体，还是由它们组合形成的灾害群体，在遥感影像上呈现的形态、色调、影纹结构等均与周围背景存在一定的区别。因此，对崩、滑、泥等地质灾害的规模、形态特征及孕育特征，均能从遥感影像上直接判读圈定。由此，通过地质灾害遥感解译，可以对目标区域内已经发生的地质灾害点和地质灾害隐患点进行系统全面的调查，查明其分布、规模、形成原因、发育特点、发展趋势以及危害性和影响因素。近期，省地质环境监测中心已开展德化地质灾害遥感调查试点。

3.1.7矿产开发遥感监测

自2006年起，在国土资源部规划司、开发司、环境司，全国整顿和规范矿产资源开发秩序领导小组办公室，中国地质调查局联合主持下，开展了大规模的矿产资源开发多目标遥感调查与监测工作。监测工作围绕163个“全国整顿和规范矿产资源开发秩序重点矿区”开展，目前已经完成了其中的85个矿区的调查和监测。我省已在中国地质调查局立项准备开展此项工作。2005年，我省已对大、中型矿山开展地质环境遥感监测，取得了初步成效。

3.1.8遥感地质调查

遥感地质又称地质遥感，是综合应用现代遥感技术来研究地质规律，进行地质调查和资源勘察的一种方法。遥感地质调查工作已成为我省区域地质调查、矿产调查与城市地质调查必须开展的一项前期工作，并逐步贯穿项目工作的各个阶段。

另外，近年来，遥感在我省大型工程规划选址，工程地质稳定性评价，铁路、高速公路、引水工程、水利电力建设等方面进行了广泛应用，显示出遥感的技术优势，取得了显著的社会效益和经济效益。

3.2福建省林业遥感发展情况

“福建省数字林业”工程是我省林业信息化建设的重点工程，于2003年12月开始建设。该工程项目在“数字福建”和国家林业局“数字林业”建设的总体框架下，至目前为止已全面完成建设内容。在“福建省数字林业”建设中，建立了包括全省遥感数据库在内的数字林业省级数据中心，形成了涵盖全省的ETM数据、部分SPOT数据、MODIS数据、气象卫星数据等遥感数据库，在此基础上，进行了省级森林资源数据源改造，建立了1:5万、1:1万森林资源空间数据库，可在全省范围内对林相图、乡调查界、村调查界、二类调查小班进行浏览查询，并按照数字福建政务共享平台的共享标准，以乡为森林资源空间数据和属性数据的数据组织基本单位，建立县级森林资源共享数据库，在县级共享数据库基础上，逐级组织成设区市、省级森林资源共享数据库，通过政务信息网络实现共享。

森林资源与生态环境监测是数字林业的重要组成。利用植被在红光波段由于叶绿素光合作用的强吸收作用，随着植被的生长，其反射的红光能量降低，并且植被对近红外波段的辐射吸收较少，反射的近红外波段的能量随着植被的生长而增加。由于经植被冠层反射到达卫星传感器的辐射量与太阳辐射、大气条件、植被冠层结构等因素有关，因此常采用两个或多个探测通道的卫星数据的组合来建立植被指数。植被指数能够很好地定量反映植被的相关信息。

近几年相关的研究表明，基于TM/ETM+、SPOT、CBERS、MODIS卫星数据的NDVI、EVI等植被指数反映的植被覆盖度指标监测福建省植被覆盖变化是敏感的，从植被覆盖的宏观变化趋势上看，监测结果与实际情况相吻合。利用MODIS高时间分辨率和TM/ETM+、SPOT较高空间分辨率等多种卫星遥感影像变化检测技术可以快速有效地对全省或重点地区的植被空间分布和消长情况进行定性和定量的动态监测，同时也可以从宏观上对全省绿化进行动态监测，分析重点地区绿地的分布结构和变化，也可以利用MODIS通过建立更长时间序列的基MODIS卫星资料实现对地表植被覆盖度的长期监测，以更加客观准确地评价区域植被覆盖变化情况，为相关部门决策提供科学的参考依据。

利用TM各个波段的光波吸收和反射能力不同，福建省的相关研究部门开展各种基于遥感的生态环境监测研究。利用TM-6红外波段可以接收来自地表发射的辐射量，反映地表不同地物的热辐射能力，结合SPOT影像的10m分辨率和NDVI植被指数，DEM等因子分辨城市下垫面的热岛效应。利用TM的各个波段光谱特点，结合GIS技术，提取植被指数、湿度指数、土壤亮度指数、热度指数和地形数据开展了生态环境质量研究。

遥感影像具有时效性和观测范围广的特点，利用ASTER数据和TM/TEM+进行相关的处理和分类，提取的植被斑块和其它斑块结合GIS的进行分析，植被斑块看成一种分形结构，运用分形分析将过程与形态联系起来，深入研究其空间结构、形态及其变化规律，对合理规划植被用地、促进城乡建设合理布局，深入了解植被动态变化与人类干扰过程间的相互关系，实现区域可持续发展具有一定的理论意义。目前，这方面的研究主要集中在福州、厦门等城市建成区和特定的山地，取得了不少的成果。

近年来，福建省多家研究机构利用SPOT、TM和SAR影像研究森林资源动态监测。资源二号卫星影像结合TM的多光谱的特点，结合森林资源调查数据进行监督分类，提取林地变化信息从而实现森林资源动态监测。发展了SAR雷达影像的应用，利用TM和两个时相的SAR的组合图像进行主成分变换，对区分不同密度的森林（如疏林地、火烧迹地或采伐区和有林地）的效果比较好。该组合方案提取线状地物的能力比较高，将此用于森林资源监测中，将有助于确定林班界线等。采用林分立地条件因子、TM灰度值及其波段比值对连续清查期内林分蓄积量进行估测。估测模型的方差分析表明，所建立的估测模型线性关系显著，估测精度为：能满足生产定林分和特定尺度下的林分蓄积量预测预报的生产决策需求，可用于连续清查间隔期内的林分蓄积量监测。以像元为单位进行蓄积估测，可绕过分类预报蓄积，避免了分类精度限制对蓄积估测造成的不利影响。数据及自变量的筛选，采用3倍标准差法进行异常数据的剔除及逐步回归法确定变量因子是一种较好的数据变量处理方法，通过该方法所构建的模型的估测精度较好。同时研究表明，可利用更多的调查数据对林分蓄积量估测模型进行校正，多次调解，模型的精度可得到进一步提高。

森林防火是林业遥感的重要应用，EOS-MODIS卫星的空间分辨率为250m，时间分辨率有优势。一天可过境4次，对各种突发性、快速变化的自然灾害有更强的实时监测能力。且有36个波段，这种多通道观测大大增强了对地球复杂系统的观测能力和对地表类型的识别能力。福建省利用MODIS和风云系列气象卫星，结合地理信息系统建立了全省森林防火实时监控系统。根据多光谱火点判识、基于火点像元亮温特征及其与背景之间的亮温偏差实时提供每日250m、1km火点数据，监测结果可在实时气象卫星遥感资料接收完毕后半小时内得出，便于防火决策和开展森林防火作业高火灾监测的频度并提高定位精度，为火灾的扑救提供更多、更可靠和更细致的监测成果。

近年来基于卫星遥感的灾后评估主要集中在火灾迹地的提取和结合森林资源基础信息开展受损评估。利用TM/ETM+、SPOT等中分辨率卫星影像和SPOT全色、IKNOS等高分辨率卫星进行灾前和灾后对比，利用植被指数差值和光谱知识，可以快速地提取火烧迹地信息。结合地面调查和森林资料建档数据，开展灾后受损评估。相关研究还表明，利用MODIS时效比用TM/ETM+数据好，评估精度要比用AVHRR数据高。通过对35起森林火灾样本进行评估，由近红外波段CH2反射率测算的火区面积接近于地面调查的过火面积，而由NDVI测算的火区面积接近于地面调查的毁林面积。

福建省林业遥感的未来发展方向：

扩展遥感影像数据源和应用发展。开展ASTER、P5、ALOS、CBERS-02B、IKONOS、QUIKCBIRD卫星等中高空间分辨卫星影像的应用。近年来，随着国家林业政策的调整，森林资源监测从单纯的数量监测转向森林资源和生态环境综合监测，因此今后几年要重点开展定量遥感监测技术研究。

开展面向对象和基于知识发现的遥感分类和定量遥感研究，发展林业专题遥感应用算法。面向对象的技术是一项新兴的遥感分类方法，林业生产经营中的地理实体同各种数据源的影像对象存在一定的内在联系，面向对象的遥感有助于林业遥感向纵深和定量研究，符合森林资源强调数量化的特征。加强研究林分实测的林分测树因子及立地因子与遥感影像相关因子关系的研究，在数量化多元回归基础上发展等级赋值法蓄积量估测模型，提高森林资源蓄积量的估测精度，促使提高森林资源遥感的定量分析技术。

继续建立多源多时相遥感影像数据库存储技术研究，建立全省统一的遥感数据源，研究森林资源时空变化发展规律，为林业现代化建设奠定基础。

加强林业遥感技术同地理信息系统、全球定位系统一体化技术研究，提高遥感的解译精度，促进林业遥感应用向纵深方向发展。

3.3遥感技术在水土流失调查的应用现状与趋势

水土流失也叫土壤侵蚀，是山区、丘陵区的一种渐进性灾害，已成为威胁人类生态安全的一种重要表现形式，被列为人类目前所面临的十大环境问题之一。中国也是世界上水土流失最为严重的国家之一。福建省水土流失遥感调查，已根据省内地理特点，建立相对完整的评价体系。

水土流失动态遥感监测遵照水利部颁发的《水土保持监测技术规程》SL277-2002，根据《土壤侵蚀分类分级标准》SL190-96中水土流失强度的判别标准[1]，利用ERDASIMAGINE软件中功能强大的空间建模工具，生成一个基于像元的水土流失强度计算机自动评判模型，通过参照卫星影像，以及对土壤侵蚀影响最为显著的植被覆盖度、坡度和土地利用类型三大因子进行叠加运算处理，自动评判出各个像元点的水土流失强度，再经人机交互修改得到水土流失现状数据，并将获取的水土流失数据和之前的水土流失数据进行动态比较分析，总结出一定时期内水土流失动态变化规律。

水土流失强度自动评判模型的生成在ERDASIMAGINE软件平台上建立，在这个环境中，应用直观的图形语言绘制流程图，并定义图形分别代表输入数据、操作函数、运算规则和输出数据，最后生成一个空间模型。空间建模工具由空间建模语言、模型生成器和空间模型库组成，其中模型生成器是空间建模语言核心的图形界面，通过它提供23类共200多个函数和操作算式，以及便于使用的面板工具来生成空间图形模型，以操作水土流失强度自动评判中用到的栅格数据、矢量数据、矩阵、表格及分级数据。

水土流失强度自动评判图形模型的基本结构为：输入函数输出。在模型生成器中把各种输入、函数（操作）和输出都定义成图形语言，不同的图形代表不同的操作对象和函数操作，这其中代表函数操作的对象图形是空间图形模型的关键，模型中各种输入和输出对象都必须以函数及操作图形为纽带有机地组织在一起。

在建立图形模型之前，首先需要调用ERDASIMAGINE软件的指数计算工具（Indices），具体步骤为：ERDAS图标面板菜单条：MainImageInterpreter(图像解译器)SpectralEnhancement(光谱增强)Indices(指数计算)，应用一定的数学方法，将卫星遥感影象中不同波段的灰度值进行组合运算，计算指数函数选择NDVI。调用ERDASIMAGINE软件的坡度分析工具（Slope），通过应用该工具对DEM栅格数据进行地形坡度分析，计算生成分辨率为10m×10m的坡度栅格数据。

建立的水土流失强度自动评判图形模型将包含3个输入栅格图形、4个条件函数图形和4个输出栅格图形。具体过程如下：MainSpatialModeler(空间模型)ModelMaker（模型生成器），根据图1所示的图形模型框架，放置需要用到的对象图形。

在模型内定义对象图形：根据图形模型的组成，在ModelMaker视窗图形窗口中，依次双击每一个对象图形，定义参数与功能。首先分别定义3个输入栅格图形：NDVI、Slope、Landuse专题数据；其次分别定义4个条件函数图形：在NDVIClassify函数图形中，利用GPS采集野外标准样地的实际植被覆盖度，寻找并建立标准样区的植被覆盖度和植被指数二者之间的关系（见表1），根据表1数据，将植被指数NDVI属性加入到CriteriaTable中，并输入5个分类判断条件，输出5个专题类（见图2）。

在SlopeClassify函数图形中，按水利部颁发的坡度分级标准，将坡度属性加入到CriteriaTable中，并输入6个分类判断条件，输出6个专题类（见图3）。

在LanduseClassify函数图形中，将土地利用类型类分类数据，根据在不同土地利用方式和特点上所形成的水土流失差异性再进行归类划分。例如，可将水田、城市居民用地、水域等没有明显水土流失特征的地类归为一类，而将工矿用地、荒草地、裸土地等具有明显水土流失特征的地类归为一类，这样归类划分的目的是为了提高后面图形模型水土流失强度自动评判的准确度，也可为最后人机交互修改提供参考。将土地利用类型属性加入到CriteriaTable中，并输入13个分类判断条件，输出13个专题类（见图4）。

在OverlapClassify函数图形中，将分别通过以上3个条件函数计算后得到的专题类栅格数据结果，即植被指数NDVI分级专题、坡度Slope分级专题、土地利用Landuse分类专题，分别加入到CriteriaTable中，并输入27个分类判断条件，输出27个专题类，进行叠加运算处理，得出水土流失评价数据及评价结果。（限于篇幅，其它行业不细述）

4福建省遥感技术发展前景

随着遥感技术的发展，新型传感器不断出现，高光谱、高空间分辨率的雷达数据和多波段、多极化、干涉雷达将成为未来传感器的主要发展目标。如何充分利用这些新型的遥感数据，达到粗、中、细、精空间分辨率互补；全色、多光谱、高光谱、超光谱的光学遥感和多波段、多极化、多角度的雷达遥感互补；长、中、短时间分辨率遥感数据互补，将是未来遥感数据处理及推广应用的主要目标。随着遥感数据中所包含的信息量的不断丰富，遥感数据量不断增大，使得传统的遥感图像处理方法逐渐不能适应。针对新的遥感数据的应用研究，很多还只是处于实验研究阶段，研究涉及的理论方法比较分散，尚未形成一套比较成熟和实用的流程，实现工程化应用比较困难。因此，迫切需要根据新型传感器、海量数据的特点，结合福建省的实际情况，不断完善现有的算法，简化现有的操作流程，并融合和集成多源遥感数据，从中提取用户感兴趣的信息，使不同来源的数据可以更广泛地得到应用，推动遥感技术应用水平的不断进步，使其在国民经济建设中发挥更重要的作用。

福建省遥感技术的发展，应该着眼于未来十年国际、国内遥感技术的发展，研究新型及多源、多平台遥感数据的深度处理方法及推广应用技术。对不同时相、不同来源的卫星遥感数据进行处理，尤其对高光谱、高分辨率和雷达卫星数据进行深度处理研究，并将研究的成果推广应用于国土和林业资源监测、城市动态变化监测、海岸带生态环境监测和台湾海峡水环境监测等诸多领域。

4.1雷达数据的发展现状和趋势

SAR数据不仅具有全天时、全天候的特点，可以弥补多云、多雨、多雾地区光学数据的不足，为资源环境的快速、动态监测提供数据源；还由于其成像机理与光学传感器不同，可以与光学传感器所获得的数据具有很好的互补性，提取更多的信息。

4.1.1SAR技术的国内外研究进展

自1960年世界上第一部SAR系统问世以来，SAR技术一直在持续发展。从上世纪70年代开始，欧美和日本先后发射了Seasat、ERS-1/2、JERS-1、RADARSAT-1等一系列雷达卫星，并多次进行SIR-C/X、SRTM等航天飞机试验，为全世界提供了丰富的SAR图像，使SAR图像得以广泛应用。

进入21世纪，星载雷达系统向多极化、高空间分辨率、极化干涉的方向发展。欧洲空间局在2002年3月发射升空了环境卫星ENVISAT，所搭载的先进合成孔径雷达系统ASAR(AdvancedSyntheticApertureRadar)，工作在C波段，具有极化、多入射角的新特点，还提供了多种成像模式。日本于2006年1月发射的ALOS－POLSAR作为JERS-1的后续平台，与其它星载系统互为补充，该传感器具有高分辨率、扫描式合成孔径雷达、极化三种观测模式，能获取比普通SAR更宽的地面幅宽。德国航天局于2007年6月15日发射其研制的高空间分辨率、超常规雷达系统的雷达卫星TerraSAR-X，最高空间分辨率可达到1m。由加拿大航天局和MDA公司联合研制RADARSAT-2，于2007年12月成功发射，其采用多极化工作模式，大大增加可识别地物或目标的类别，可为用户提供3m～100m分辨率、幅宽从10km～500km范围的雷达数据。最近科学研究者关注的COSMO-SkyMed是由意大利航天局和意大利国防部同共研发的雷达星座，共有四颗分辨率高达1m的X波段雷达组成。该星座的第一颗卫星和第二颗卫星分别于2007的6月、12月发射完成，另外两颗卫星将分别于2008年的年中和年末发射，以完成整个卫星星座的发射任务。COSMO-SkyMed雷达卫星的最高分辨率为1m，扫描宽度为10Km2，特有的高重访周期，具有雷达干涉测量的能力。美国在其未来十年对地观测计划别强调INSAR系统，特别是强调L波段-极化INSAR传感器卫星计划的重要性。而且很早就提出了利用无人驾驶航天器实现L波段极化干涉测量SAR对地观测的设想。

我国的第一个民用单波段、单极化星载SAR系统（S波段）作为环境一号系列卫星之一，预计将于2009年发射。未来5-10年会有一系列的S波段环境减灾SAR小卫星发射，将来有可能实现双极化数据获取。

4.1.2SAR图像处理与应用技术进展

SAR图像的处理与应用技术的研究是近十年来遥感界的研究热点。SAR图像处理技术的研究涉及到了斑点噪声的去除、辐射校正和标定、正射校正、纹理提取以及SAR图像与光学图像的融合方法研究等诸多方面。目前主要的几种遥感图像处理软件如PCI、ERDAS等都具有相应的SAR图像处理模块。但是由于SAR图像的成像机理复杂，很多处理方法并不十分理想，尤其是一种处理方法并不完全适合所有类型的SAR图像。

在雷达卫星不断发射、传感器不断更新的同时，SAR图像的处理技术也在不断提高，应用领域更加广阔，其中最突出的就是INSAR技术的出现和应用。

SAR数据的最大特点是既记录了回波信号的强度信息，同时也记录了相位信息，即以波数形式表示的从传感器到地面的实际距离。以往主要是处理和利用雷达回波的强度信息，因为各种干扰带来的斑纹使得单幅SAR图像的相位信息几乎不能被利用。合成孔径雷达干涉测量技术（INSAR，InterferometricSyntheticApertureRadar；简称：干涉雷达测量）是以同一地区的两张SAR图像为基本处理数据，通过求取两幅SAR图像的相位差，获取干涉图像，然后经相位解缠，从干涉条纹中获取地形高程数据的空间对地观测新技术。差分干涉雷达测量技术（D-INSAR）是指利用同一地区的两幅干涉图像，其中一幅是通过形变事件前的两幅SAR获取的干涉图像，另一幅是通过形变事件前后两幅SAR图像获取的干涉图像，然后通过两幅干涉图差分处理（除去地球曲面、地形起伏影响）来获取地表微量形变的测量技术。INSAR和D-INSAR技术使SAR数据中的相位信息能得到充分利用。

获取大面积地面精确三维信息是INSAR技术的主要应用，它与GPS的区别在于它具有比GPS更高的形变观测精度、采样密度高(100m之内)、空间延续性好和无需建立地面接收站。INSAR与其它测量形变位移仪器的区别在于测量仪器成本高、布点少，且难以大范围追踪地壳形变。概括起来，INSAR技术的应用已涉及到地形测图、数字高程模型(DEM)，洋流、水文、森林、海岸带、变化检测、地面沉降、火山灾害、地震活动以及极地研究等诸多领域。20世纪90年代以来，随着美国SIRC/XSAR、欧空局ERS-1/2、日本JERS-1、加拿大RADARSAT-1等一系列星载SAR系统的成功发射，提供了大量适合做干涉处理的SAR数据，大大促进了这一技术的发展和应用。目前雷达卫星提供的干涉雷达数据不仅满足了科研的需要，同时也正在为许多发达国家提供良好的经济和社会效益。最新发射的ENVISAT-1、RADARSAT-2、PLASAR等和其它一些未来即将发射的雷达卫星将提供更多的干涉雷达数据，可以预见，INSAR技术将得到进一步发展，也将在经济和社会发展中发挥更加重要的作用。在我国由于受数据源的限制，干涉雷达技术应用研究的例子还较少，但随着一般干涉测量技术的日趋成熟和雷达遥感的进一步发展，越来越多的星载雷达将具有获取干涉雷达数据的能力。我国也即将发射自己的星载雷达获得自己的干涉数据源，因此，对差分干涉雷达测量的原理、实现流程及在资源环境中的应用进行研究，具有重要的意义。

4.2高光谱数据的现状与发展趋势

20世纪80年代，遥感技术的最大成就之一是高光谱遥感技术的兴起。1983年，第一幅由航空成像光谱仪（AIS-1）获取的高光谱分辨率图像以全新的面貌呈现在科学界面前。此后陆续出现的高光谱分辨率的数据有AVIRIS、FLI、ASAS、CASI、HYDICE、PHI、POS、OMIS-I、OMIS-Ⅱ、MODIS、HIRIS、OrbVIEW以及MERIS等。美国和澳大利亚计划近期发射两颗携带海洋水色高光谱传感器的卫星NEMO和ARIES。但是，现有的星载高光谱遥感数据并不多，且空间分辨率较低，用户可选择的余地也比较小。随着遥感技术的发展，星载较高分辨率的高光谱数据将逐渐增加，如何使高光谱数据的处理技术能够应用于实际，将是一项很有挑战性的研究。

高光谱遥感是高光谱分辨率遥感的简称，是20世纪末迅速发展起来的一种全新遥感技术，以纳米级的超高光谱分辨率和几十或几百个波段同时对地表地物成像，获得地面物体连续光谱信息。高光谱遥感的成像光谱技术将成像技术与光谱技术相结合，在对目标地物的空间特征成像的同时，获取每个像元数十至数百个窄波段(通常波段宽度

与高空间分辨率卫星影像数据不同，高光谱分辨率的卫星数据的应用研究主要集中于地质、水环境、林业、农业、地质、荒漠化、大气、城市地物探测等，在技术研究方面，研究的比较多的是最佳波段的选择、光谱异常检测、目标识别分类算法研究、光谱数据挖掘、特征提取等方面。

高光谱传感器可以提供更宽波长范围的信息，包括可见光、近红外、短波红外甚至热红外。高光谱影像数据具有更高的光谱分辨率，含有连续的光谱信息，将使很多现在不能实现的工作成为可能。

5结语

福建省遥感技术发展已达到更上一层楼的阶段，在完善可见光波段数据应用的基础上，建立起服务于全省从事遥感技术应用的支撑平台，将是今后工作的主要努力方向。若达到此目的，可节约大量资金投入并避免低水平重复工作，在全省范围内做到数据源统一、格式统一、质量统一、评价统一，使政府决策更具科学性；将使遥感技术应用朝规范化方向发展，进而实现“数字福建”的目标。与此同时，应当加强雷达数据、高光谱数据应用的实践并使之实用化、工程化，从而实现全天候、快速服务的目的。福建省遥感领域已经取得很大进步，尽管已有许多成果处于国内第一方阵，但是依然任重道远。要努力促进遥感技术与各行业应用的无缝链接，进而提高社会生产力，推动社会进步，为海西建设建功立业。

参考文献：

[1]王维明,陈明华,林敬兰,等.长汀县水土流失动态变化及防治对策研究[J].水土保持通报,2005,25(4):73-77.

[2]党安荣,张建宝,王晓栋,等.ErdasImagine遥感图像处理方法[M].北京:清华大学出版社,2003:333.

课题组成员：

1．黄安徽，福建省遥感学会秘书长，高级工程师。

2．肖胜，福建省林业厅信息中心，高级工程师。

3．徐涵秋，福州大学环境与资源学院院长，博士生导师。

4．蔡旺华，福建省环保局信息中心，高级工程师。

5．孙依斌，福建农林大学教授，博士生导师。

6．高建阳，福建省地质遥感中心主任，高级工程师。

7．，闽江学院地理系主任，教授。

8．陈崇成，福建省空间信息研究中心，博士生导师。