1T/GRMXXXX—2025煤炭礦區(qū)森林地上碳儲(chǔ)量監(jiān)測(cè)與評(píng)估方法本文件規(guī)定了煤炭礦區(qū)森林地上碳儲(chǔ)量監(jiān)測(cè)與評(píng)估的范圍及對(duì)象、樣地碳儲(chǔ)量監(jiān)測(cè)、地上碳儲(chǔ)量監(jiān)測(cè)、碳儲(chǔ)量評(píng)估、和報(bào)告編制與數(shù)據(jù)管理等。本文件適用于煤炭礦區(qū)森林地上碳儲(chǔ)量監(jiān)測(cè)與評(píng)估。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T36100機(jī)載激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)及計(jì)算方法GB/T38590森林資源連續(xù)清查技術(shù)規(guī)程GB/T42251采礦沉陷區(qū)生態(tài)修復(fù)技術(shù)規(guī)程GB/T43648主要樹種立木生物量模型與碳計(jì)量參數(shù)CH/Z3017地面三維激光掃描作業(yè)技術(shù)規(guī)程CH/T3020實(shí)景三維地理信息數(shù)據(jù)激光雷達(dá)測(cè)量技術(shù)規(guī)程CH/T3023機(jī)載激光雷達(dá)數(shù)據(jù)獲取成果質(zhì)量檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)程HJ1167全國(guó)生態(tài)狀況調(diào)查評(píng)估技術(shù)規(guī)范——森林生態(tài)系統(tǒng)野外觀測(cè)HJ1176全國(guó)生態(tài)狀況調(diào)查評(píng)估技術(shù)規(guī)范——數(shù)據(jù)質(zhì)量控制與集成HJ1340生物多樣性（陸域生態(tài)系統(tǒng)）遙感調(diào)查技術(shù)指南LY/T2988森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量計(jì)量指南LY/T3128森林植物分類、調(diào)查與制圖規(guī)范LY/T3253林業(yè)碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)術(shù)語(yǔ)DD2013—12多光譜遙感數(shù)據(jù)處理技術(shù)規(guī)程3術(shù)語(yǔ)和定義LY/T3253界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.1礦林復(fù)合區(qū)overlappedareaofmineralandforestresource礦產(chǎn)資源開發(fā)活動(dòng)與森林生態(tài)系統(tǒng)在空間上重疊的區(qū)域。3.2森林地上碳儲(chǔ)量評(píng)估assessmentofabovegroundforestcarbonstock對(duì)煤炭礦區(qū)生產(chǎn)活動(dòng)或生態(tài)修復(fù)措施影響下森林地上碳儲(chǔ)量的時(shí)空變化特征進(jìn)行評(píng)估的過程。3.3碳儲(chǔ)量累積效應(yīng)carbonstockcumulativeeffects以礦產(chǎn)資源開采為主的、各項(xiàng)過去及現(xiàn)在的人類行為對(duì)礦區(qū)及周邊森林地上碳庫(kù)造成的連續(xù)、遞增和綜合的影響，以碳累積變化量表征。4范圍與對(duì)象4.1監(jiān)測(cè)評(píng)估范圍應(yīng)包括采礦權(quán)范圍和周邊可能受開采影響區(qū)域。周邊可能受開采影響區(qū)域應(yīng)根據(jù)實(shí)際踏勘確定，宜按采礦權(quán)范圍為中心區(qū)域向外緩沖100m~500m確定。2T/GRMXXXX—20254.2監(jiān)測(cè)評(píng)估對(duì)象應(yīng)為礦林復(fù)合區(qū)范圍內(nèi)自基期年以來持續(xù)存在、曾經(jīng)存在和新增形成的針葉林、闊葉林、針闊混交林和稀疏林等喬木林。4.3監(jiān)測(cè)與評(píng)估單元分類應(yīng)符合表1的規(guī)定。表1監(jiān)測(cè)與評(píng)估單元分類1——未受或受輕度煤炭開采活動(dòng)影響，具有常年2——3——煤礦地下開采引起上覆巖層移動(dòng)及地表變形，造4——煤礦開采活動(dòng)造成原有生態(tài)功能部分或全部喪失5——5樣地碳儲(chǔ)量監(jiān)測(cè)5.1樣地布設(shè)5.1.1樣地選擇應(yīng)具備代表性和典型性，除應(yīng)反映樹種（組）、齡（組）等調(diào)查總體情況外，還應(yīng)兼顧煤炭礦區(qū)對(duì)森林植被的損毀類型，應(yīng)避免僅在健康、聚集的區(qū)域選擇樣地。5.1.2樣地?cái)?shù)量應(yīng)按代表性、經(jīng)濟(jì)性和可行性，根據(jù)各區(qū)域生產(chǎn)活動(dòng)和生態(tài)修復(fù)措施的階段特征確定，已損毀區(qū)域應(yīng)按原有植被類型增加樣地或根據(jù)可能修復(fù)方向提前布設(shè)樣地，擬損毀區(qū)域可適當(dāng)增加樣地?cái)?shù)量。5.1.3樣地選擇方法應(yīng)根據(jù)監(jiān)測(cè)評(píng)估單元分層抽樣，每個(gè)監(jiān)測(cè)評(píng)估單元應(yīng)按5.1.1和5.1.2的規(guī)定隨機(jī)取點(diǎn)，每個(gè)監(jiān)測(cè)評(píng)估單元樣地?cái)?shù)量不應(yīng)少于3個(gè)。5.1.4樣地布設(shè)形狀宜為方形，樣地面積應(yīng)為30m×30m。5.2樣地指標(biāo)監(jiān)測(cè)5.2.1樣地監(jiān)測(cè)指標(biāo)樣地監(jiān)測(cè)指標(biāo)應(yīng)包括樣地位置信息、森林類型、樹種（組）和單木胸徑、單木樹高。5.2.2樣地監(jiān)測(cè)技術(shù)監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)采用三維激光掃描和每木檢尺，并應(yīng)符合下列規(guī)定：——根據(jù)作業(yè)環(huán)境和精度要求，可選擇使用便攜式激光雷達(dá)、地面固定站式激光雷達(dá)或機(jī)載激光雷達(dá)等設(shè)備。點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取技術(shù)流程、質(zhì)量評(píng)價(jià)應(yīng)符合GB/T36100、CH/T3023、CH/T3020、CH/Z3017的規(guī)定?！磕緳z尺樣地?cái)?shù)量宜為每監(jiān)測(cè)評(píng)估單元1~2個(gè)，每木檢尺指標(biāo)應(yīng)為胸徑和樹高，每木檢尺方法可參照HJ1167執(zhí)行。T/GRMXXXX—202535.2.3樣地點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理樣地內(nèi)單木胸徑和樹高應(yīng)通過處理點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取，并應(yīng)按下列步驟執(zhí)行：a)數(shù)據(jù)篩選與裁剪。確定樣地中心點(diǎn)坐標(biāo)，裁剪點(diǎn)云數(shù)據(jù)至匹配遙感影像像元。b)重采樣。對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)抽稀處理，采用最小點(diǎn)間距、采樣率、八叉樹等重采樣。c)點(diǎn)云去噪。對(duì)高位粗差或低位粗差移除，可采用基于距離統(tǒng)計(jì)的濾波方法。d)地面點(diǎn)分類和歸一化處理。對(duì)地面點(diǎn)云分類，可采用漸進(jìn)加密三角網(wǎng)濾波方法，然后根據(jù)地面點(diǎn)歸一化，消除地形起伏。e)確定單木胸徑及單木分割。對(duì)胸徑高度（1.2~1.4m）的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類擬合獲取胸徑，確定種子點(diǎn)，然后基于種子點(diǎn)進(jìn)行單木分割。f)單木屬性統(tǒng)計(jì)。檢查并修正單木分割結(jié)果，重新擬合并統(tǒng)計(jì)單木的胸徑、樹高等信息。g)精度驗(yàn)證。利用每木檢尺的樣地?cái)?shù)據(jù)，進(jìn)行精度驗(yàn)證。5.3樣地森林地上碳儲(chǔ)量計(jì)算樣地森林地上碳儲(chǔ)量計(jì)算應(yīng)按下列步驟執(zhí)行：a)單木地上碳儲(chǔ)量應(yīng)采用二元立木生物量模型及含碳系數(shù)轉(zhuǎn)換法，按下列公式計(jì)算：式中：W——單木地上碳儲(chǔ)量估算值，單位為噸碳（tC）；MA——單木地上生物量估算值，單位為噸（tCF——含碳系數(shù)，取值參考GB/T43648—2024；a0、a1、a2——模型參數(shù)，取值參考GB/T43648—2024；D——單木胸徑，單位為厘米（cm）；H——單木樹高，單位為米（m）。b)樣地森林地上碳儲(chǔ)量應(yīng)按下式計(jì)算：3）式中：CS——樣地森林地上碳儲(chǔ)量（tC/hm2);n——樣地內(nèi)單木總株數(shù)；W——含義同式（1）；S——樣地面積（hm2)。6地上碳儲(chǔ)量監(jiān)測(cè)6.1森林地上碳儲(chǔ)量應(yīng)采用遙感反演法結(jié)合樣地森林地上碳儲(chǔ)量數(shù)據(jù)獲取，監(jiān)測(cè)步驟應(yīng)包括遙感影像獲取與預(yù)處理、遙感特征變量計(jì)算、關(guān)鍵森林結(jié)構(gòu)參數(shù)獲取、估算模型構(gòu)建及碳儲(chǔ)量反演。6.2數(shù)據(jù)獲取與預(yù)處理6.2.1碳儲(chǔ)量監(jiān)測(cè)與評(píng)估過程涉及的遙感影像數(shù)據(jù)應(yīng)包括光學(xué)遙感影像、合成孔徑雷達(dá)數(shù)據(jù)、地形數(shù)據(jù)產(chǎn)品。遙感影像數(shù)據(jù)質(zhì)量控制指標(biāo)與評(píng)價(jià)方法可參照HJ1176執(zhí)行。6.2.2光學(xué)遙感影像預(yù)處理過程應(yīng)包括輻射校正、幾何精校正、大氣校正、圖像配準(zhǔn)、圖像融合、波段合成、圖像增強(qiáng)、拼接與裁剪等，預(yù)處理方法可參照HJ1340和DD2013—12執(zhí)行。6.3遙感特征變量計(jì)算遙感特征變量應(yīng)包括光學(xué)遙感影像原始波段變量、光譜指數(shù)變量、纓帽變換及其派生指數(shù)變量、紋理特征變量和地形變量，計(jì)算公式見附錄A。6.4關(guān)鍵森林結(jié)構(gòu)參數(shù)獲取T/GRMXXXX—202546.4.1碳儲(chǔ)量監(jiān)測(cè)與評(píng)估過程可使用已有的森林類型或樹種（組）空間分布數(shù)據(jù)，或采用分層分類方法反演獲取，見附錄B。6.4.2森林植被分布圖制作可參照LY/T3128執(zhí)行。6.5估算模型構(gòu)建6.5.1特征變量篩選常用特征變量篩選方法可包括有相關(guān)系數(shù)法、主成分分析法及隨機(jī)森林重要性排序等，計(jì)算公式與方法見附錄C。6.5.2機(jī)器學(xué)習(xí)最優(yōu)模型及超參數(shù)常用機(jī)器學(xué)習(xí)模型可包括隨機(jī)森林（RandomForest,RF），梯度提升決策樹（GradientBoostingDecisionTree,GBDT）算法，支持向量機(jī)（SupportVectorRegression,SVR），極端梯度提升（eXtremeGradientBoosting,XGBoost）等。模型構(gòu)建應(yīng)按下列步驟執(zhí)行：a)以實(shí)測(cè)樣地森林地上碳儲(chǔ)量為因變量，以篩選后的特征變量為自變量，選擇適量樣本對(duì)目標(biāo)模型訓(xùn)練；b)采用k折交叉驗(yàn)證法對(duì)比模型精度；c)在優(yōu)選最佳模型的基礎(chǔ)上，采用網(wǎng)格搜索法確定模型超參數(shù)。6.5.3模型精度評(píng)價(jià)指標(biāo)常見模型精度評(píng)價(jià)指標(biāo)可包括決定系數(shù)、均方根誤差等，計(jì)算公式見附錄D。6.6碳儲(chǔ)量估算監(jiān)測(cè)評(píng)估時(shí)段內(nèi)逐年煤炭礦區(qū)森林地上碳儲(chǔ)量空間分布數(shù)據(jù)，應(yīng)根據(jù)森林類型或樹種（組采用最優(yōu)模型及最佳超參數(shù)反演獲取。7碳儲(chǔ)量評(píng)估7.1地上碳儲(chǔ)量評(píng)估應(yīng)包括下列內(nèi)容：——時(shí)序變化特征評(píng)估指標(biāo)應(yīng)為靜態(tài)時(shí)點(diǎn)間森林地上碳儲(chǔ)量的變化量和變化度，特定時(shí)段內(nèi)的變化趨勢(shì)和累積變化量；——空間分布特征評(píng)估指標(biāo)應(yīng)為監(jiān)測(cè)評(píng)估單元內(nèi)目標(biāo)值的分區(qū)統(tǒng)計(jì)量、聚集程度。7.2碳儲(chǔ)量變化量單個(gè)像元碳儲(chǔ)量變化量應(yīng)按公式（4）計(jì)算4）式中：△CS,ij——像元在i年相對(duì)j年森林地上碳儲(chǔ)量的變化量，單位為噸碳每公頃（tC/hm2);CS,i、CS,j——像元分別在i年和j年的森林地上碳儲(chǔ)量，單位為噸碳每公頃（tC/hm2);t1、tn——分別為監(jiān)測(cè)評(píng)估的起始年和結(jié)束年，n為時(shí)間序列總長(zhǎng)度。7.3碳儲(chǔ)量變化度單個(gè)像元碳儲(chǔ)量變化度應(yīng)按公式（5）計(jì)算：5）式中：RCS,ij——像元在i年相對(duì)j年森林地上碳儲(chǔ)量的變化度；△CS,ij、CS,j、t1、tn——含義同式（4）。7.4碳儲(chǔ)量變化趨勢(shì)T/GRMXXXX—20255單個(gè)像元碳儲(chǔ)量變化趨勢(shì)評(píng)估應(yīng)采用Sen+MK趨勢(shì)檢驗(yàn)法，并應(yīng)按下列步驟執(zhí)行：a)采用Theil-SenMedian（Sen）趨勢(shì)分析法逐像元評(píng)估時(shí)序碳儲(chǔ)量數(shù)據(jù)的趨勢(shì)斜率，按公式（6）計(jì)算：6）式中：Slope——像元森林地上碳儲(chǔ)量的變化趨勢(shì)斜率；median()——中位數(shù)函數(shù)；△CS,ij、CS,j、t1、tn——含義同式（4）。b)采用Mann-Kendall（MK）檢驗(yàn)法對(duì)時(shí)間序列數(shù)據(jù)的單調(diào)趨勢(shì)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，按下列公式計(jì)S=式中：Z——統(tǒng)計(jì)量趨勢(shì)；S——檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量；Var(S)——檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量S的方差；sgn()——符號(hào)函數(shù)；△CS,ij、CS,j、n——含義同式（4）。c)碳儲(chǔ)量變化趨勢(shì)評(píng)估等級(jí)應(yīng)符合表2的規(guī)定。表2碳儲(chǔ)量變化趨勢(shì)評(píng)估等級(jí)SlopeZ1Slope>0Z>2.582Slope>03Slope>04Slope=05Slope<06Slope<07Slope<07.5碳儲(chǔ)量累積變化量單個(gè)像元碳儲(chǔ)量累積變化量計(jì)算應(yīng)按下列步驟執(zhí)行：a)實(shí)際碳累積量（ActualCarbonStockCumulant,ACSC），應(yīng)按公式（11）計(jì)算：式中：ACSC——像元的實(shí)際碳累積量，單位為噸碳每公頃（tC/hm2);CS(t)——用于描述像元的實(shí)際森林地上碳儲(chǔ)量隨年份t（t=t1,t2,..,tn）變化情況的離散函數(shù)，單位為噸碳每公頃（tC/hm2)。T/GRMXXXX—20256b)理想碳累積量（IdealCarbonStockCumulant,ICSC）計(jì)算。對(duì)照基準(zhǔn)為調(diào)查區(qū)域自身，建立基期年森林地上碳儲(chǔ)量與氣溫、降水等環(huán)境要素的回歸關(guān)系，應(yīng)按下列公式計(jì)算：13）式中：ICS(t)——用于描述像元的理想森林地上碳儲(chǔ)量隨年份t（t=t1,t2,..,tn）變化情況的離散函數(shù)，單位為噸碳每公頃（tC/hm2);a1、a2、b1、b2、e——待Pw,t、Px,t——像元在t年與CS(t)相關(guān)性最高（第w月）和次高（第x月）的月度降水值；Ty,t、Tz,t——像元在t年與CS(t)相關(guān)性最高（第y月）和次高（第z月）的月度氣溫值；ICSC——像元的理想碳累積量，單位為噸碳每公頃（tC/hm2)。c)碳累積變化量（ChangeofCarbonStockCumulant,CCSC）計(jì)算，應(yīng)按公式（14）計(jì)算：式中：CCSC——像元的碳累積變化量，單位為噸碳每公頃（tC/hm2);d)累積變化量評(píng)估。采用自然斷點(diǎn)法將CCSC分為高度負(fù)向、低度負(fù)向、無(wú)明顯、低度正向和高度正向等級(jí)，根據(jù)累積變化量評(píng)估結(jié)果可分區(qū)制定相應(yīng)管理措施。7.6碳儲(chǔ)量空間聚集程度a)空間聚集程度評(píng)估指標(biāo)應(yīng)為Getis-OrdGi*統(tǒng)計(jì)量，按下列公式計(jì)算：式中：G——Gi*統(tǒng)計(jì)量，代表聚集趨勢(shì)和聚集顯著性；N——監(jiān)測(cè)評(píng)估單元的像元總數(shù)；CS,k——第k個(gè)像元的森林地上碳儲(chǔ)量；wi,k——空間權(quán)重，表示第i個(gè)像元和第k個(gè)像元的關(guān)系強(qiáng)度，常見計(jì)算方法可包括領(lǐng)接權(quán)重法、距離權(quán)重法和高斯權(quán)重法；S——監(jiān)測(cè)評(píng)估單元森林地上碳儲(chǔ)量值的均值；S——監(jiān)測(cè)評(píng)估單元森林地上碳儲(chǔ)量值的標(biāo)準(zhǔn)差。b)碳儲(chǔ)量空間聚集程度評(píng)估等級(jí)可按表3確定。表3森林地上碳儲(chǔ)量空間聚集程度評(píng)估等級(jí)i*Gi1234T/GRMXXXX—20257i*Gi5G*<-2.587.7碳儲(chǔ)量分區(qū)差異7.7.1碳儲(chǔ)量分區(qū)統(tǒng)計(jì)分析應(yīng)根據(jù)監(jiān)測(cè)與評(píng)估單元分類體系，分別按持續(xù)森林、擬損毀森林、已損毀森林、已復(fù)墾森林及其他擾動(dòng)區(qū)域確定。7.7.2統(tǒng)計(jì)內(nèi)容應(yīng)包括監(jiān)測(cè)評(píng)估單元碳儲(chǔ)量及其變化量、變化度、變化趨勢(shì)和累積變化量，統(tǒng)計(jì)指標(biāo)應(yīng)包括算數(shù)平均值、最大值、最小值及方差。7.7.3對(duì)于空間分布上相互獨(dú)立的同類型二級(jí)監(jiān)測(cè)評(píng)估單元，宜根據(jù)實(shí)際需要分別設(shè)定為獨(dú)立的統(tǒng)計(jì)分析單元。8報(bào)告編制與數(shù)據(jù)管理8.1報(bào)告編制8.1.1監(jiān)測(cè)評(píng)估報(bào)告應(yīng)包括礦林復(fù)合區(qū)基本情況、礦產(chǎn)資源開發(fā)基本情況、監(jiān)測(cè)范圍、監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)情況、樣地森林地上碳儲(chǔ)量監(jiān)測(cè)情況、森林地上碳儲(chǔ)量模型構(gòu)建過程與模型優(yōu)選結(jié)果、森林地上碳儲(chǔ)量反演結(jié)果、森林地上碳儲(chǔ)量時(shí)空變化特征評(píng)估指標(biāo)與結(jié)評(píng)估結(jié)果。應(yīng)結(jié)合監(jiān)測(cè)與評(píng)估結(jié)果提出管理建議。8.1.2碳儲(chǔ)量監(jiān)測(cè)評(píng)估報(bào)告見附錄E。8.2數(shù)據(jù)管理8.2.1監(jiān)測(cè)評(píng)估數(shù)據(jù)應(yīng)包括指標(biāo)采集的原始數(shù)據(jù)和經(jīng)規(guī)范化處理后的數(shù)據(jù)，遙感數(shù)據(jù)集可參照GB/T34514執(zhí)行。8.2.2各階段工作產(chǎn)生的數(shù)據(jù)應(yīng)及時(shí)分類整理、編目、存檔。除保存原始紙介質(zhì)資料外，應(yīng)建立監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集對(duì)數(shù)據(jù)資料管理。T/GRMXXXX—20258（資料性）碳儲(chǔ)量估算中常用的遙感特征變量A.1光學(xué)遙感影像原始波段變量光學(xué)遙感影像原始波段變量見表A.1。表A.1光學(xué)遙感影像原始波段變量//////NIR//A.2光譜指數(shù)變量光譜指數(shù)變量計(jì)算公式見表A.2。表A.2光譜指數(shù)變量123DVI=NIR-R4CIre=(Re4∕Re1)-15GCVI=(NIR∕G)-16NDVINDVI=(NIR-R)∕(NIR+R)7BNDVI=(NIR-B)∕(NIR+B)8GNDVI=(NIR-G)∕(NIR+G)9NDMINDMI=(NIR-S1)∕(NIR+S1)SIPI=(NIR-B)∕(NIR-R)NBRNBR=(NIR-S2)∕(NIR+S2)NBR2NBR=(S1-S2)∕(S1+S2)VARI=(G-R)∕(G+R-B)GBNDVI=(NIR-B-G)∕(NIR+B+G)RBNDVI=(NIR-B-R)∕(NIR+B+R)T/GRMXXXX—20259表A.2光譜指數(shù)變量（續(xù)）PVI=(NIR-a×R-b)∕1+a2a為土壤線斜率，b為土壤線斜率SAVI=(NIR-R)×(1+L)/(NIR+R+L)L為土壤調(diào)節(jié)參數(shù)ARVI=(NIR-RB)∕(NIR+RB)；RB=R-γ×(B-R)γ為光學(xué)路徑效應(yīng)因子EVI=2.5×(NIR-R)/(NIR+6×R-7.5×B+1)EVI2=2.4×(NIR-R)∕(NIR+R+1)NDVIre1NDVIre1=(Re4-Re1)∕(Re4+Re1)NDVIre2NDVIre2=(Re4-Re2)∕(Re4+Re2)NDVIre3NDVIre3=(Re4-Re3)∕(Re4+Re3)NDre1NDre1=(Re2-Re1)∕(Re2+Re1)NDre2NDre2=(Re3-Re1)∕(Re3+Re1)NREDVINREDVI=1+(Re4-Re1-Re2-Re3)∕(Re4+Re1+Re2+Re3)RTVICore=100×(NIR-Re1)-10×(NIR-Green)A.3纓帽變換及其派生指數(shù)變量纓帽變換變量轉(zhuǎn)換系數(shù)見表A.3，纓帽變換派生指數(shù)變量見表A.4。表A.3纓帽變換變量轉(zhuǎn)換系數(shù)-0.2728-0.2174-0.5508-0.1648-0.6210-0.4186Landsat7-0.3344-0.3544-0.4556-0.0242-0.2630-0.7629-0.5388-0.2941-0.2430-0.5424-0.1608-0.7117-0.4559-0.3599-0.3533-0.4734-0.0087-0.2856-0.7611-0.5308注：TCB、TCG、TCW分別代表亮度分量（TasseledCapBrightnessT/GRMXXXX—2025表A.4纓帽變換派生指數(shù)變量123DI=TCBτ-(TCGτ+TCWτ)TCBτ=(TCB?TCBμ)/TCBσTCGτ=(TCG?TCGμ)/TCGσTCWτ=(TCW?TCWμ)/TCWσA.4紋理特征變量紋理特征變量可采用灰度共生矩陣計(jì)算，紋理特征變量計(jì)算公式見表A.5。表A.5紋理特征變量1MEA=ΣiΣj[i×p(i,j)]2VAR=ΣiΣj[(i-MEA)2?p(i,j)]3HOM=ΣiΣj{p(i,j)/[1+(i-j)2]}4CON=Σ0n2Σ1Σ1p(i,j)i-j=n}5DIS=Σ1nΣ1Σ1p(i,j)i-j=n6ENT=-ΣiΣj{p(i,j)log[p(i,j)]}7SEC=ΣiΣj[p(i,j)]28注：p(i,j)為灰度共生矩陣中第i行第j列處元素的值，Ng為量化圖像中不同灰度級(jí)的數(shù)量，μx、σx、μy和σy分別為A.5地形變量地形變量應(yīng)包括高程、坡度和坡向。常用高程數(shù)據(jù)包括SRTMDEM、ASTERGDEM、NASADEM、ALOSWorld3D等。根據(jù)高程數(shù)據(jù)計(jì)算坡度和坡向，坡度按公式（A.1）計(jì)算，坡向按公式（A.2）計(jì)算：式中：Slope——坡度，值域?yàn)?0°,90°]；Aspect——坡向，值域?yàn)?0°,360°]；——分別為DEM中相鄰像素點(diǎn)之間的高度差與水平距離之比。T/GRMXXXX—2025（資料性）礦區(qū)森林、林型及樹種（組）識(shí)別方法林地、林型和樹種（組）的空間分布可采用分層分類法結(jié)合時(shí)間序列遙感影像獲取，按下列步驟執(zhí)a)調(diào)查研究區(qū)域樹種（組）基本信息，包括類別數(shù)量、樣本分布、物候節(jié)律等；b)提取林地范圍，利用線性光譜混合模型對(duì)煤炭礦區(qū)密集長(zhǎng)時(shí)序多光譜遙感影像進(jìn)行土地利用分類；c)在林地范圍基礎(chǔ)上，采用RVI（比值植被指數(shù)）閾值法結(jié)合混合像元分解法識(shí)別常綠和落葉林；d)在常綠和落葉林分布基礎(chǔ)上，采用隨機(jī)森林算法識(shí)別樹種（組）。B.1線性混合模型（LSMM）線性光譜混合模型指像元在某一波段的光譜反射率，是構(gòu)成像元的各成分的反射率以其面積比例作為權(quán)重系數(shù)的線性組合，按公式（B.1）計(jì)算：式中：Riλ——像元i在λ波段的光譜反射率；rkλ——第k個(gè)基本組分在λ波段的光譜反射率；fki——像元i中第k端點(diǎn)元素的豐度；ξiλ——?dú)埐钪?；n——末端元素個(gè)數(shù)；m——構(gòu)成像元的基本組分的數(shù)量。B.2RVI閾值法基于RVI閾值法的常綠林和落葉林識(shí)別按下列步驟執(zhí)行：a)隨機(jī)選取野外實(shí)測(cè)調(diào)查數(shù)據(jù)中落葉林冬季和夏季兩期影像樣點(diǎn)的RVI值進(jìn)行比值處理，得出兩幅影像RVI比值較為穩(wěn)定的最小值作為分離閾值，按公式（B.2）計(jì)算：式中：RVIS——參考樣本的分離閾值；RVIsum——常綠林樣本夏季RVI值；RVIwin——常綠林樣本冬季RVI值。b)獲取落葉林的參考樣本的均值和標(biāo)準(zhǔn)差，按公式（B.3）和公式（B.4）計(jì)算：MRVI=式中：MRVI——常綠林樣本RVIS的均值；DRVI——常綠林樣本RVIS的標(biāo)準(zhǔn)差；n——樣本數(shù)量。c)依據(jù)均值MRVI和標(biāo)準(zhǔn)差DRVI以及多個(gè)參考樣本RVIS的頻率繪制頻率直方圖，得到服從正態(tài)分布的參考樣本RVIS的頻率與RVIS正態(tài)分布曲線，具體可參考圖B.1。T/GRMXXXX—2025圖B.1基于參考樣本RVIS頻率直方圖d)依據(jù)RVIS的頻率與RVIS正態(tài)分布曲線設(shè)定判別規(guī)則，通過判別規(guī)則判定落葉林和常綠林，見表表B.1RVI閾值法判斷林型規(guī)則1RVIS∈[MRVI?DRVI,MRVI+DRVI]2RVIS∈[MRVI?2DRVI,MRVI?DRVI]或RVIS∈[MRVI+DRVI,+∞]3RVIS∈[0,MRVI?2DRVI]注：再次判定的區(qū)間根據(jù)已經(jīng)確定類別的像素作為訓(xùn)練樣本采用混合像元分解方法結(jié)合紋理特征再次進(jìn)行分類。B.3隨機(jī)森林算法識(shí)別樹種（組）以時(shí)序光譜指數(shù)、Savitzaky-Golay濾波處理后的植被指數(shù)時(shí)序曲線、植被指數(shù)時(shí)序曲線的一階微分變換作為自變量，以樹種（組）樣本作為因變量，對(duì)兩種林型分別訓(xùn)練隨機(jī)森林模型并進(jìn)行超參數(shù)調(diào)優(yōu)，優(yōu)選模型識(shí)別研究區(qū)域樹種（組）。時(shí)序光譜指數(shù)參考附錄A。一階光譜微分變換按公式（B.5）計(jì)算：B.5）式中：R(λi)'——波段i和i+1之間的光譜一階數(shù)值；R(λi+1)、R(λi)——波段i和i+1處光譜反射率值；Δλ——相鄰波段的步長(zhǎng)。T/GRMXXXX—2025（資料性）特征變量篩選方法C.1相關(guān)系數(shù)法計(jì)算特征變量與目標(biāo)變量的相關(guān)性強(qiáng)度和顯著性，選擇強(qiáng)顯著相關(guān)性變量建立碳儲(chǔ)量估算模型。常用Pearson's相關(guān)性分析法，按公式（C.1）和公式（C.2）計(jì)算：式中：r——相關(guān)系數(shù)，其值越接近1，表明正線性相關(guān)性越強(qiáng)，越接近-1表明負(fù)線性相關(guān)性越強(qiáng)；n——樣本數(shù)量；xi、yi——特征變量、響應(yīng)變量樣本觀測(cè)值；x-、y-——特征變量、響應(yīng)變量樣本均值；t——顯著性檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量。若|t|>tα/2,n?2，說明存在線性關(guān)系，若|t|≤tα/2,n?2，說明無(wú)線性關(guān)系。置信水平α通常取0.05。C.2主成分分析法主成分分析包括五個(gè)步驟。如下所示：a)對(duì)樣本矩陣X=(xij)n×m（X∈Rn×m，Rn×m表示實(shí)數(shù)組成的n行m列矩陣）進(jìn)行中心化和標(biāo)準(zhǔn)化得到Xc=(xc,ij)n×m，按公式（C.3）-（C.5）計(jì)算：C.3）式中：xc,ij——中心化后的矩陣元素；xij——原始矩陣元素，代表第i個(gè)樣本的第j個(gè)特征值，i=1,2,?,n，j=1,2,?,m；μj、σj——第j個(gè)特征的樣本均值和標(biāo)準(zhǔn)差，即原始矩陣第j列數(shù)據(jù)的均值和標(biāo)準(zhǔn)差。b)計(jì)算協(xié)方差矩陣，按公式（C.6）計(jì)算：式中：C——協(xié)方差矩陣，C∈Rm×m；X、X——轉(zhuǎn)置前后的中心化矩陣。c)協(xié)方差矩陣的對(duì)角化計(jì)算：由于矩陣C是對(duì)稱矩陣，其對(duì)角化就是找到一個(gè)正交矩陣P，滿足PTCP=Λ。其中，對(duì)C進(jìn)行特征分解，得到特征值矩陣Λ=diag(λ1,λ2,?,λm)，得到的特征向量矩陣并進(jìn)行正交化即為P。d)計(jì)算各主成分貢獻(xiàn)率與累積貢獻(xiàn)率，貢獻(xiàn)率按公式（C.7）計(jì)算，累計(jì)貢獻(xiàn)率按公式（C.8）計(jì)C.7）T/GRMXXXX—2025式中：cri——第i個(gè)主成分的貢獻(xiàn)率，i=1,2,?,m；acri——前i個(gè)主成分的累積貢獻(xiàn)率；λi——第i個(gè)主成分的特征值，由特征值矩陣Λ獲取。e)根據(jù)需要選取最大的前p（p＜m）個(gè)特征值對(duì)應(yīng)的維度，這p個(gè)特征值組成新的對(duì)角陣Λ1∈Rp×p，對(duì)應(yīng)的p個(gè)特征值組成新的特征向量矩陣P1，將原始樣本矩陣X投影到新的特征向量矩陣P1上，得到降維后的新樣本矩陣X1，按公式（C.9）計(jì)算：C.9）式中：X1——降維后的新樣本矩陣，X1∈Rn×p；X——原始樣本矩陣；P1——新特征向量矩陣，P1∈Rm×p。C.3隨機(jī)森林特征篩選采用隨機(jī)森林算法中提供的平均不純度減少方法，對(duì)所有特征變量重要性排序，篩選重要性排序較高的特征變量。T/GRMXXXX—2025（資料性）礦區(qū)森林地上碳儲(chǔ)量模型精度評(píng)價(jià)指標(biāo)常用的模型精度評(píng)價(jià)指標(biāo)及其計(jì)算公式見表D.1。表D.1常用模型精度評(píng)價(jià)指標(biāo)1234T/GRMXXXX—2025（資料性）煤炭礦區(qū)森林地上碳儲(chǔ)量監(jiān)測(cè)與評(píng)估報(bào)告編寫提綱煤炭礦區(qū)森林地上碳儲(chǔ)量監(jiān)測(cè)與評(píng)估報(bào)告的編寫提綱可參考圖E.1。XXX煤炭礦區(qū)森林地上碳儲(chǔ)量監(jiān)測(cè)與評(píng)估報(bào)告3.2地質(zhì)環(huán)境背景（包括地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)圖E.1煤炭礦區(qū)森林地上碳儲(chǔ)量監(jiān)測(cè)與評(píng)估報(bào)告編寫提綱T/GRMXXXX—2025參考文獻(xiàn)[1]GB/T34514—2017陸地觀測(cè)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)分發(fā)與用戶服務(wù)要求[2]GB/T43935—2024礦山土地復(fù)墾與生態(tài)修復(fù)監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范[3]HJ1320—2023生態(tài)遙感地面觀測(cè)與驗(yàn)證技術(shù)導(dǎo)則[4]HJ1166—2021全國(guó)生態(tài)狀況調(diào)查評(píng)估技術(shù)規(guī)范——生態(tài)系統(tǒng)遙感解譯與野外核查[5]DB4403/T534—2024城市森林碳儲(chǔ)量與碳匯量評(píng)估技術(shù)規(guī)范[6]國(guó)土資源部辦公廳.國(guó)土資源部辦公廳關(guān)于做好礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與土地復(fù)墾方案編報(bào)有關(guān)工作的通知（國(guó)土資規(guī)〔2016〕21號(hào)）.2017年1月[7]自然資源部.