ICS13.060.10

CCSP56

15

內(nèi)蒙古自治區(qū)地方標(biāo)準(zhǔn)

DB15/T3931—2025

草原蓄水工程生態(tài)效應(yīng)遙感監(jiān)測技術(shù)規(guī)程

Technicalcodeofpracticeforremotesensingmonitoringof

ecologicaleffectsofgrasslandwaterstorageproject

2025-02-28發(fā)布2025-03-28實(shí)施

內(nèi)蒙古自治區(qū)市場監(jiān)督管理局發(fā)布

DB15/T3931—2025

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定

起草。

請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。

本文件由內(nèi)蒙古自治區(qū)水利廳提出。

本文件由內(nèi)蒙古自治區(qū)水利標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會（SAM/TC21）歸口。

本文件起草單位：水利部牧區(qū)水利科學(xué)研究所、內(nèi)蒙古自治區(qū)水利科學(xué)研究院、內(nèi)蒙古自治區(qū)水利

事業(yè)發(fā)展中心、達(dá)拉特旗水利局、準(zhǔn)格爾旗水利局。

本文件主要起草人：王軍、徐冰、鄭和祥、鄔佳賓、鹿海員、柴志福、付衛(wèi)平、李寧、張煒、崔崴、

呂致源、劉娜、陳曉俊、李云峰、范庭、徐凌云、陳育超、苗向陽、苗俊麗、李天佑、趙澤峰、郭英。

I

DB15/T3931—2025

草原蓄水工程生態(tài)效應(yīng)遙感監(jiān)測技術(shù)規(guī)程

1范圍

本文件規(guī)定了草原蓄水工程生態(tài)效應(yīng)遙感監(jiān)測的數(shù)據(jù)選取與預(yù)處理、遙感監(jiān)測要素與具體指標(biāo)、監(jiān)

測方法、成果檢驗(yàn)與管理等內(nèi)容。

本文件適用于草原上總庫容不低于1.0萬m3的塘壩和水庫、過閘流量不低于20.0m3/s的攔河水閘等

蓄水工程的生態(tài)效應(yīng)監(jiān)測。

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。

GB3838地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

GB19377天然草地退化、沙化、鹽漬化的分級指標(biāo)

GB/T20481氣象干旱等級

GB/T21010土地利用現(xiàn)狀分類

GB/T30115衛(wèi)星遙感影像植被指數(shù)產(chǎn)品規(guī)范

GB/T39468—2020陸地定量遙感產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn)通用方法

GB/T40033地表蒸散發(fā)遙感產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn)

HJ192生態(tài)環(huán)境狀況評價(jià)技術(shù)規(guī)范

HJ1098水華遙感與地面監(jiān)測評價(jià)技術(shù)規(guī)范（試行）

QX/T127氣象衛(wèi)星定量產(chǎn)品質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)和評估報(bào)告要求

QX/T188衛(wèi)星遙感植被監(jiān)測技術(shù)導(dǎo)則

3術(shù)語和定義

GB19377、HJ192界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

草原蓄水工程waterstorageprojectonthegrassland

分布在草原上包括但不限于塘壩、水庫或攔河水閘在內(nèi)的集水工程。

生態(tài)效應(yīng)ecologicaleffects

蓄水工程建設(shè)運(yùn)行對河流生態(tài)系統(tǒng)及周邊環(huán)境結(jié)構(gòu)和功能的各種影響。

遙感監(jiān)測要素remotesensingmonitoringelements

1

DB15/T3931—2025

利用遙感技術(shù)監(jiān)測河流生態(tài)系統(tǒng)及周邊環(huán)境水、土、氣、生等要素的時(shí)空動態(tài)信息。

水網(wǎng)密度指數(shù)waternetworkdensityindex

評價(jià)區(qū)域內(nèi)水的豐富程度，利用評價(jià)區(qū)域內(nèi)單位面積河流總長度、水域面積和水資源量表示。

[來源：HJ192—2015，3.4]

草地鹽漬化grasslandsalinization

草地土壤底層或地下水鹽分隨毛管水上升到地表，土壤表層鹽(堿)含量增加致耐鹽(堿)力弱優(yōu)良

牧草減少、鹽生植物比例增加、牧草生物產(chǎn)量降低、鹽(堿)斑面積擴(kuò)大的草地退化過程。

[來源：GB19377—2003，3.3，有修改]

草地覆蓋變化率grasslandcoverchangerate

某一覆蓋度草地在一定時(shí)期內(nèi)轉(zhuǎn)化為其它覆蓋度草地的面積占原有面積的比例。

4數(shù)據(jù)選取與預(yù)處理

一般規(guī)定

4.1.1監(jiān)測區(qū)域應(yīng)以草原蓄水工程主體所在位置為地理中心，統(tǒng)籌兼顧工程所在流域的上、下游確定。

其中，上游界點(diǎn)和下游界點(diǎn)宜選工程所在干流至上游、下游最近一個(gè)較大支流的入口交匯處，監(jiān)測區(qū)域

的邊界由所在流域分水線確定。

4.1.2根據(jù)遙感監(jiān)測要素的具體指標(biāo)，選擇至少包含藍(lán)光波段（0.45μm～0.52μm）、綠光波段（0.52

μm～0.60μm）、紅光波段（0.63μm～0.69μm）、近紅外波段（0.77μm～0.90μm）、短波紅

外波段（1.55μm～1.75μm）、熱紅外波段（10.40μm～12.50μm）、中紅外波段（2.08μm～

2.35μm）的衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)，如陸地衛(wèi)星、哨兵衛(wèi)星、高分系列衛(wèi)星等遙感影像。

4.1.3遙感影像空間分辨率取決于監(jiān)測要求，像元空間分辨率≤30m、單景影像平均云量≤10%。

4.1.4遙感影像數(shù)據(jù)統(tǒng)一特定的格式存儲，如GeoTIFF、ENVI、HDF等。

4.1.5水陸掩膜、云掩膜、水草掩膜及觀測幾何條件等輔助數(shù)據(jù)坐標(biāo)系及投影應(yīng)與遙感影像數(shù)據(jù)保持

一致。坐標(biāo)系宜采用2000國家大地坐標(biāo)系(CGCS2000)，高程基準(zhǔn)宜采用1985國家高程基準(zhǔn)。

數(shù)據(jù)預(yù)處理

4.2.1幾何校正

基于地面控制點(diǎn)，利用影像上的像元坐標(biāo)及其參考地理坐標(biāo)，開展影像幾何精校正和圖像配準(zhǔn)，精

度控制在1個(gè)像元內(nèi)。

4.2.2影像融合

獲取的遙感數(shù)據(jù)影像分辨率不一致時(shí)，利用圖像處理技術(shù)，應(yīng)將低空間分辨率的多光譜影像與高空

間分辨率的單波段影像重采樣，生成多光譜影像遙感要有高空間分辨率的特征。

2

DB15/T3931—2025

4.2.3鑲嵌與裁剪

依據(jù)監(jiān)測區(qū)域邊界，對所獲取的遙感影像進(jìn)行圖像鑲嵌與裁剪。

4.2.4輻射定標(biāo)

根據(jù)遙感監(jiān)測要素與具體指標(biāo)要求，需要通過地面反射率參與計(jì)算時(shí)，根據(jù)遙感器的定標(biāo)公式及各

波段定標(biāo)系數(shù)進(jìn)行。

5遙感監(jiān)測要素與具體指標(biāo)

一般規(guī)定

5.1.1遙感監(jiān)測要素應(yīng)根據(jù)蓄水工程所在河流生態(tài)系統(tǒng)及周邊環(huán)境，選擇具體的監(jiān)測指標(biāo)，并符合GB

3838、GB/T30115、HJ1098、QX/T188等規(guī)定要求。

5.1.2遙感監(jiān)測時(shí)間跨度要考慮監(jiān)測指標(biāo)在蓄水工程建設(shè)前、后的變化，宜選擇蓄水工程運(yùn)行時(shí)作為

時(shí)間節(jié)點(diǎn)，應(yīng)對工程開工前10年、運(yùn)行后10~15年的生態(tài)效應(yīng)要素開展長時(shí)間序列監(jiān)測，有監(jiān)測條件

的可延續(xù)到現(xiàn)狀年。頻率一般為1次/年，受季節(jié)影響變化比較大的指標(biāo)，可根據(jù)實(shí)際調(diào)整為冬春（2~3

月為宜）、夏秋（7~8月為宜）各1次/年。

5.1.3遙感監(jiān)測對影像分辨率的要求，在符合GB/T30115、HJ1098、QX/T188等要求基礎(chǔ)上，按照

具體監(jiān)測要求，選擇數(shù)據(jù)源或進(jìn)行影像融合。

遙感監(jiān)測要素

遙感監(jiān)測要素按照“水”“土”“氣”“生”四類要素統(tǒng)計(jì)，根據(jù)監(jiān)測要素要求，并考慮遙感監(jiān)測

的可操作性，確定遙感監(jiān)測要素與具體指標(biāo)（見表1）。

表1監(jiān)測要素和具體指標(biāo)

遙感監(jiān)測要素具體指標(biāo)必備或可選

水域面積必備

水網(wǎng)密度指數(shù)必備

“水”

水域水質(zhì)及營養(yǎng)狀態(tài)（葉綠素a、總磷、總氮、高錳酸鹽、透明度）必備

水域水位可選

草地面積必備

濕地面積必備

“土”草地鹽漬化（鹽堿地面積、表層土壤鹽漬化）必備

耕地面積可選

坡度坡向可選

降水必備

地表蒸散發(fā)必備

氣象干旱指數(shù)必備

“氣”

濕度可選

溫度可選

地表溫度可選

植被覆蓋度必備

草地生產(chǎn)力必備

“生”

草地覆蓋變化率可選

植物多樣性可選

3

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6監(jiān)測方法

“水”指標(biāo)

6.1.1一般規(guī)定

遙感監(jiān)測“水”的必備指標(biāo)包括水域面積、水網(wǎng)密度指數(shù)、水域水質(zhì)及營養(yǎng)狀態(tài)，可選指標(biāo)包括水

域水位。

6.1.2水域面積按照GB/T21010規(guī)定的含義進(jìn)行判讀與解譯。

6.1.3水網(wǎng)密度指數(shù)

水網(wǎng)密度指數(shù)按照HJ192的規(guī)定執(zhí)行，具體如公式（1）所示：

（）(1)

???=????×??????+????×??????+????×??????/3…………

式中：

???——水網(wǎng)密度指數(shù)；

????——河流長度的歸一化系數(shù)，參考值為84.37；

????——河流長度，單位為千米（km）；

?——監(jiān)測區(qū)域的面積，單位為平方千米（km2）；

????——水域面積的歸一化系數(shù)，參考值為591.79；

2

????——水域面積（湖泊、水庫、河渠），單位為平方千米（km）；

????——水資源量的歸一化系數(shù)，參考值為86.39；

????——水資源量模數(shù)，無量綱。

、、利用預(yù)處理后的遙感影像直接提取。按照HJ192的規(guī)定執(zhí)行，具體如公式（2）所

?????????????

示：

?????≤1.4

???(2)

????={?×(2.4????)1.4<???≤2.4…………………

0????>2.4

式中：

?——監(jiān)測區(qū)域水資源量，單位為萬立方米（萬m3）；

??——監(jiān)測區(qū)域多年平均水資源量，單位為萬立方米（萬m3）。

6.1.4水域水質(zhì)及營養(yǎng)狀態(tài)

6.1.4.1水域水質(zhì)評價(jià)按照GB3838的規(guī)定執(zhí)行，監(jiān)測具體指標(biāo)包括葉綠素a、總磷、總氮、高錳酸

鹽、透明度，遙感監(jiān)測影像數(shù)據(jù)至少包含藍(lán)光波段、綠光波段、紅光波段、近紅外波段等光譜信息。

6.1.4.2草原蓄水工程監(jiān)測區(qū)域的水質(zhì)狀況由葉綠素a表示，葉綠素a濃度由藍(lán)光波段、綠光波段、

紅光波段、近紅外波段等波段比值法擬合確定計(jì)算。

6.1.4.3總磷、總氮、高錳酸鹽利用與葉綠素a濃度的線性關(guān)系，通過在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)實(shí)測葉綠素a、

總磷、總氮、高錳酸鹽，確定總磷、總氮、高錳酸鹽與葉綠素a濃度的擬合關(guān)系式，進(jìn)而獲得監(jiān)測區(qū)域

的總磷、總氮、高錳酸鹽。

總磷、總氮、高錳酸鹽的遙感監(jiān)測如公式（3）至公式（5）所示：

TP=?×Chla+?…………………(3)

4

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TN=?×Chla+?…………………(4)

CODMn=?×Chla+?…………………(5)

式中：

TP——總磷濃度，單位為毫克每升（mg/L）；

Chla——葉綠素a濃度，單位為毫克每立方米（mg/m3），選擇藍(lán)光波段、綠光波段、紅光波段、近

紅外波段等波段比值法反演計(jì)算；

TN——總氮濃度，單位為毫克每升（mg/L）；

CODMn——高錳酸鹽濃度，單位為毫克每升（mg/L）；

a～f——常數(shù)項(xiàng)。通過監(jiān)測水域內(nèi)實(shí)測的總磷、總氮、高錳酸鹽與葉綠素a濃度，擬合關(guān)系式的

相關(guān)系數(shù)符合表2精度要求，確定總磷、總氮、高錳酸鹽與葉綠素a濃度Chla的a～f。

透明度的遙感監(jiān)測如公式（6）至公式（7）：

SD=?×SS+?…………………(6)

?

SS=?×(DN?/DN?)…………………(7)

式中：

SD——透明度，單位為米（m）;

SS——懸浮物濃度，單位為毫克每升（mg/L）；

DNg、DNb——綠光波段、紅光波段的灰度值；

?～j——常數(shù)項(xiàng)。通過監(jiān)測區(qū)域內(nèi)像元水域?qū)崪y的懸浮物濃度、透明度與綠光波段和紅光波

段比值，確定g～j。

6.1.4.4水域營養(yǎng)狀態(tài)

水域營養(yǎng)狀態(tài)采用綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法，如公式（8）至公式（13）所示：

5

TLI綜=∑?=1??????(?)…………………(8)

TLI(Chla)=10×（2.5+1.086ln(????))·…………………(9)

TLI(TP)=10×（9.436+1.6241ln(??))··…………………(10)

TLI(TN)=10×（5.453+1.694ln(??))···…………………(11)

TLI(COD??)=10×（0.109+2.661ln(COD??))·…………………(12)

TLI(SD)=10×（5.118+1.941ln(??))··…………………(13)

式中：

TLI綜——水域綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)；

??——第j種參數(shù)的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)的相關(guān)權(quán)重，詳見表2；

???(?）——第j種參數(shù)的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)，j=1，…，5。

5

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表2中國湖泊(水庫)部分參數(shù)與Chla的相關(guān)關(guān)系

具體指標(biāo)ChlaTPTNCODMnSD

j12345

r?10.840.820.83-0.83

2

r?10.70560.67240.68890.6889

??0.26630.18790.17900.18340.1834

2

注：r?、r?為第j種參數(shù)（Chla、TP、TN、CODMn、SD）與Chla的相關(guān)系數(shù)、平方值。

“土”指標(biāo)

6.2.1草地、濕地、耕地及其它土地利用類型按照GB/T21010規(guī)定的含義進(jìn)行判讀與解譯，經(jīng)實(shí)地復(fù)

核后，草地、濕地、耕地及其它土地利用類型的面積解譯精度不低于85%。

6.2.2草地鹽漬化重點(diǎn)監(jiān)測鹽堿地面積、表層土壤鹽漬化兩項(xiàng)指標(biāo)。鹽堿地面積按照GB/T21010規(guī)定

的含義進(jìn)行判讀與解譯，變化程度按照GB19377中鹽堿斑變化程度執(zhí)行。表層土壤鹽漬化遙感監(jiān)測宜

采用多元回歸法等線性模型、隨機(jī)森林、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等非線性模型獲取，變化程度按照GB19377中土壤

含鹽量變化程度執(zhí)行。

“氣”指標(biāo)

6.3.1降水、濕度、溫度數(shù)據(jù)通過國家氣象科學(xué)數(shù)據(jù)中心和當(dāng)?shù)貧庀笳精@取。當(dāng)數(shù)據(jù)精度不符合要求

時(shí)，應(yīng)在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)架設(shè)新增氣象臺站，進(jìn)行精度提升?？臻g數(shù)據(jù)質(zhì)量應(yīng)符合QX/T127的要求。

6.3.2區(qū)域尺度地表蒸散發(fā)相對真值獲取方法按照GB/T40033的規(guī)定執(zhí)行，主要步驟包括：

a)選取檢驗(yàn)區(qū)域內(nèi)多個(gè)地面觀測站的地表蒸散發(fā)數(shù)據(jù)和輔助信息（地表蒸散發(fā)影響因子數(shù)據(jù)，例

如：輻射、空氣溫度、空氣濕度和風(fēng)速等氣象因子，植被指數(shù)、葉面積指數(shù)等植被因子，以及

土壤水分等土壤因子）；

b)在地面觀測站按照GB/T39468—2020中4.4.2b）規(guī)定的尺度轉(zhuǎn)換方法構(gòu)建尺度轉(zhuǎn)換模型，通

過檢驗(yàn)