遥感解译与野外核查技术规范(T-LNEMA 005—2023).pdf
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1、ICS01.040.13CCSZ50团体标准T/LNEMA 005-2023遥感解译与野外核查技术规范Technical specification for remote sensing interpretation and field verification2023-09-27 发布2023-10-27 实施辽 宁 省 环 境 监 测 协 会发 布T/LNEMA 0052023I目次前 言.II1 适用范围.12 规范性引用文件.13 术语和定义.14 总则.25 遥感解译.26 野外核查.4附录 A 全省生态遥感监测土地利用/覆盖分类系统.9附录 B 解译目标特征表.12附录 C XX
2、年 XX 市土地利用/覆盖野外核查记录表.13附录 D 生态遥感核查点位导出及导航操作流程.17参 考 文 献.29T/LNEMA 0052023II前 言本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则的规则起草。本文件由辽宁省环境监测协会提出并归口。本文件起草单位:辽宁省葫芦岛生态环境监测中心、辽宁省生态环境监测中心、抚顺市生态环境事务服务中心、生态环境部机动车排污监控中心、辽宁省环保集团、中国科学院沈阳计算技术研究所有限公司、中国科学院沈阳应用生态研究所、大连市生态环境局、辽宁环保产业技术研究院有限公司、辽宁省生态环境事务服务中心、辽宁省生态环境保护
3、科技中心、沈阳市生态环境局、辽宁省抚顺生态环境监测中心、辽宁省阜新生态环境监测中心、辽宁省辽阳生态环境监测中心、北京市中环测检测技术中心、福建省环境监测行业协会、云南省社会环境监测行业协会、湖南省环境检测行业协会、辽宁省野生动物保护与疫源疫病监测中心、辽宁省环境规划院有限公司、辽宁生态工程职业技术学院、阜新市生态环境局。本文件主要起草人:李赫、于群、张哲、刘首正、王阳、高爽、李玉博、李杨、问青春、孙双霜、白玉花、赵璐璐、杨畅、金丽莉、杨惠、姜娜、马宏伟、宋大英、宋婷、张明洋、赵宇、田雪、滕维新、王文华、于志辉、蒋馥阳、王冬雪、陈宇飞、王杨、姜永伟、王星蒙、丁振军、王秋丽、李博、李莉、徐鹏、孙仓
4、、幺丽、闫家鹏、孙晓怡、程锦、李琳、叶锐、佟敬军、孟洋、刘长江、秦雨、周新宇、孙书晶、靳辉、刘嘉、王德安、张威、环久峰、蒋理、武暕、屈兴胜、张雷、马芮、王迎春、陈振宇、王金宏、林殿科、王宁、周晓磊、祁柏林、刘兴鑫、刘刚、王子夫、张宇宁、洪德伟、姚亮、李健秀、张霄、杨国玉、路阳、王铁龙、贾澍、王丹、杜姣、李艳红、刘铁男、于宁、李赛楠、黄志英、朱颖、张婷、黄伟初、余秋宏、刘朝辉、肖杰、杨军哲、王海艳、李春颖、高尚、杨洋、孙丽娜、李晓蕊、李龙、王文海、何天翼、张立剑。本文件在执行过程中的意见或建议反馈至辽宁省环境监测协会。反馈通讯地址:沈阳市浑南区双园路30号。反馈联系电话:024-66666676
5、。T/LNEMA 00520231遥感解译与野外核查技术规范1适用范围本标准针对辽宁省生态系统类型区域特征,规定了辽宁省生态状况调查-遥感解译与野外核查技术总则、ArcGIS 中遥感影像的矢量化及数据质检技术、遥感解译步骤和技术、野外核查技术操作的原则、流程和方法。本标准适用于辽宁省遥感解译与野外核查工作。2规范性引用文件本标准引用下列文件或其中的条款。凡是注明日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本指南。凡是未注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本指南。HJ 11662021 全国生态状况调查评估技术规范 生态系统遥感解译与野外核查总站生字202393号关于印发 的通知总站生
6、字 2017350 号 2017 年全国生态环境监测和评价补充方案总站生字2015163 号关于印发 等四份技术材料的通知3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1 生态系统遥感解译 remote sensing interpretation of ecosystem根据生态系统解译标志,从遥感影像上定性、定量地提取出生态系统的类型、面积、分布、结构等有关信息的过程。3.2 生态系统类型 type of ecosystem在自然界一定的空间内,生物与环境构成的一类生态系统,本标准中主要包括森林、灌丛、草地、湿地、农田、城镇、荒漠和其他生态系统类型。3.3 解译标志 interpretati
7、on mark能够直接或间接反映和判别地物信息的影像特征,包括形状、大小、阴影、色调、颜色、纹理、图 案、位置及布局等直接标志和水系、地貌、植被等间接标志。3.4 人机交互 human-computer interaction将计算机自动分类和识别与目视解译相结合,在遥感影像分类信息提取过程中,一方面发挥解译人员的经验,同时又能发挥计算机处理图像信息优势的一种遥感影像解译方法。3.5 野外核查 field verificationT/LNEMA 00520232根据抽样点位,利用定位和拍摄仪器等对定位信息和数据进行采集,判断每个抽样点遥感解译生态系统类型与实际生态系统类型是否一致,并拍摄、记录
8、每个抽样点位具体核查内容的过程。3.6 生态监测与评价所述野外核查主要是指生态系统类型地面核查,核查内容主要包括土地利用/覆盖类型核查、动态地物核查、边界核查、灾害核查、草地植被覆盖度核查。4 总则生态系统遥感解译与野外核查应遵循规范性、可操作性、先进性和经济与技术可行性的原则。5 遥感解译5.1 数据源获取及预处理通过对获取的遥感数据进行辐射校正、几何精校正、大气校正、图像配准、图像融合、波段合成、图像增强、拼接与裁剪等一系列处理,形成适用于开展解译的影像数据。5.1.1 卫星影像数据源采用国内外多光谱 4-8m、全色 2 m 的卫星影像数据。多光谱数据一般为 4 个波段,各波段波谱信息为
9、b1(0.45m-0.52m)、b2(O.52m-0.59m)、b3(0.63m-0.69m)和 b4(0.77 m-0.89m),或者接近这个区间。全色波段波谱信息为 0.45m-0.90m,或者接近这个区间。5.1.2 坐标系及投影类型和参数坐标系:中国 2000 国家大地坐标系(CGCS2000)投影类型及参数:Albers 双标准纬线等积圆锥投影(投影参数 25、47、110、12)。5.1.3 遥感影像云雪覆盖云、雾、雪等遮盖范围要求单景云量10%并确保去重后镶嵌产品累计云量3%,且数据成果覆盖范围内的主要关注区域对象不得被云、雾、霾或季节性积雪等遮盖。5.1.4 遥感影像时间以 6
10、-10 月影像为主。5.1.5 遥感影像几何纠正精度平原区1 个像元、山区3 个像元,影像镶嵌精度为平原区2 个像元、山区3 个像元。5.1.6 影像处理质量要求影像色彩模式:标准景全色产品为全色模式,多光谱产品为 4 波段组合模式,辽宁省镶嵌产品为RGB 自然真彩色。影像应无大面积噪声和条带,无因 DEM 精度和现势性原因造成的数据丢失、地物明显扭曲、变形现象。影像镶嵌质量要求大范围颜色和色调显示基本一致,图像色相及亮度调整后,相邻幅重叠区域,亮度相差低于 10%,合理地选择镶嵌线,并进行羽化处理,镶嵌后达到相邻影像色调基T/LNEMA 00520233本一致,影像接边处色彩过渡自然,地物合
11、理接边,人工地物完整。融合后标准景影像色彩自然,纹理清晰,无发虛和重影现象。融合后辽宁省影像整体精度一致、色调均匀、纹理清晰、反差适中、色彩自然过渡、重点关注要素突出。5.1.7 辅助数据的获取除了遥感数据,还需要获取区域内野外调查样本和地面采集数据,收集区域内自然地理、地形地貌、社会经济等其他辅助信息和相关资料,作为遥感解译判读的参考依据。5.2 建立分类体系根据解译完整性的要求和所描绘复杂地物要素的数量、要素状态的描述深度、细节等特性建立分类体系,本标准主要采用辽宁省生态遥感监测土地利用/覆盖分类体系,共分为级类 6 个,级类 26个,具体指标体系详见附录 A。5.3 建立解译标志解译标志
12、是能够直接或间接反映和判别地物信息的影像特征等,主要包括形状、大小、阴影、色调、颜色、纹理、图案、位置、布局等直接标志和水系、地貌、植被等间接标志,解译标志建立可参考 GDPJ 06 的相关要求执行,形成解译目标特征表,详见附录 B。5.4 人机交互解译5.4.1 交互环境采用遥感与地理信息系统等可视化环境。5.4.2 解译方法采用监督分类和非监督分类相结合的人机交互式解译方法,即利用参考数据和自动化分类体系,进行遥感影像自动化解译,最后进行目视解译调整。生态遥感解译的目的是通过遥感技术监测区域土地利用或覆被的动态变化,基础年解译需对区域全部覆盖范围土地利用/覆被现状进行解译,即现状解译;之后
13、每年以前一年遥感影像为基础,只对有动态变化的地物斑块进行解译,即动态解译。现状解译主要包括生态类型判读、斑块描迹、给现状斑块赋属性。动态斑块解译主要包括生态类型动态判读、斑块描迹、给动态斑块赋属性。需要通过卷帘工具对比基础年和变化年间影像,对动态斑块进行判读和矢量化。为了尽量避免解译过程中出现斑块漏判,应使用网格法对解译斑块进行筛查。5.4.3 生态类型解译精度要求生态类型现状图斑的最小面状地物为 50 mX50 m,线状地物为 20 mX50 m。生态类型动态变化解译的最小面状地物为 10 mX10 m,线状地物为 6 mX20 m。解译图层与影像吻合程度、漏判误判、伪动态等符合 1:500
14、00 地形图要求,现状解译精度:一级分类95%,二级分类90%;动态解译精度95%。未达到解译精度的重新进行解译,达到解译精度T/LNEMA 00520234的保留解译结果。5.4.4 解译数据规范性要求解译图层多边形全部为闭合曲线,需采用目视人工勾绘方式完成,走线平滑,与影像上地物边缘相吻合,偏离差小于 2 个像元,且具有多边形拓扑关系,无拓扑错误(无自相交、无重叠、相邻地块无缝隙),没有出头的悬挂点,多边形没有多标识点或无标识点的现象;公共边只矢量化一次;没有邻斑同码、一斑多码、错误码等。5.4.5 拓扑检查为了保证解译数据的规范性,需要对解译图层进行拓扑检查,并对检查出的拓扑错误进行修改
15、。具体流程如下:在 ARCGIS 的 ARC catalog 模块下新建地理数据库,在地理数据库上新建数据要素集(feature class)、将要检查的图层导进数据要素集中、在新建数据要素集中新建拓扑(Topology)并执行拓扑、将拓扑和数据加到 arcmap 中检查并修改。6 野外核查6.1 野外核查的目的(1)检验遥感判读的正确率,通过核查后的室内修正提高土地覆盖分类精度。(2)建立遥感影像野外标志数据库;(3)收集能反映区域生态功能、生态问题的野外照片、录相资料,为生态环境分析提供素材。6.2 野外核查的原则(1)根据生态系统的地域分异,全面反映地貌、气候、植被分异以及不同人类活动强
16、度类型的原则。(2)根据遥感调查采用数据源的时相特征、技术人员判读过程的意见反馈等来选择地面复核的路线。(3)对遥感影像季相、云量等条件不好、解译难度大的区域进行重点核查,以保证解析数据精度。(4)可行性原则,受经费、人力条件、自然地理环境等诸多因素限制,野外核查验证应综合考虑经济、人力条件,设计一条合理、现实的方案,保证核查工作达到预期目的。(5)充分考虑现有数据基础的原则,将野外核查生态历史资料作为当次野外复核的参考资料,本着综合运用已有信息源的目的设定核查路线。(6)针对区域内各级自然保护区、生物多样性保护优先区、重点生态功能区、矿产资源开发区等生态监管重点区域,开展区域生态特征调查。(
17、7)在野外核查前,利用 Google earth 等工具详细理清各核查点的具体位置,制定详细的核查计划,包括每天核查点数、最优核查路线等,在优化核查路线时,可请熟悉当地情况的工作人员一同参与,有计划的开展核查工作。核查点位导出与野外导航方法见附录 D。T/LNEMA 005202356.3 核查路线及注意事项6.3.1 确定核查路线根据核查目的、原则以及核查区域自然生态环境和人类开发利用情况,设定核查点位。在核查点位设定的前提下,提取核查路线。地面核查工作一般基于沿公路两旁 2 公里视觉范围内的地物采样,利用手持式 GPS 确定目标点位置;记录地物的经纬度坐标及地物类型;同时根据其他地图资料,
18、利用空间相对关系确定地块的准确位置(GPS 有一定误差,要找相对位置)。6.3.2 注意事项(1)难以到达核查点的调整对于难以到达的核查点需要进行调整,原则如下:一般距国家 4 级以上的公路(4.5 米宽)直线距离大于 2 公里的点视为难以到达的样点;样点调整以接近原核查点位置、类型相当的地块;调整核查点数量应控制在 20%以内。(2)核查点选择点位采集时,手持 GPS 必须位于地类中央,距其他类型的距离大于 100 米以上。点位坐标记录以度表示,小数点后要求精确到 5 位。若由于 GPS 精度限制或实际采集数据略有偏差,到达目的地后,需选择合适的地点,只要在 500 米以内,都可重新采集坐标
19、,核查点编号不变。若观测位置没有 GPS信号或者无法到达,可在地类旁边记录坐标,但需要说明变化位置的方位、距离等。6.4 核查内容核查的内容主要包括类型核查、边界核查、动态地物核查、生态灾害核查、草地植被覆盖度核查及其他典型生态问题核查。6.4.1 类型核查类型核查即选择典型生态地物进行判读正误校验。要求:根据遥感监测与评价选择的数据源、判读精度的要求,选择的典型地物大小至少要在 12 米12 米以上,即最小判读单元。按每 510公里选择 1 个点进行,选择的地物类型较为齐全,避免对同一种地物重复选择,以保证抽样调查的可靠性。记录核查地物的地理位置、环境特征(附表 3)。拍摄地物的景观相片,至
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