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文檔簡介
多源遙感數(shù)據(jù)協(xié)同的生態(tài)系統(tǒng)本底調(diào)查規(guī)范體系目錄一、總則...................................................2二、數(shù)據(jù)源與獲?。?2.1數(shù)據(jù)類型選擇...........................................22.2數(shù)據(jù)獲取策略...........................................82.3數(shù)據(jù)預處理操作........................................11三、生態(tài)系統(tǒng)要素監(jiān)測技術..................................163.1地表覆蓋分類規(guī)范......................................163.2植被參數(shù)反演要求......................................173.3水體信息提取方法......................................213.4土地利用動態(tài)監(jiān)測規(guī)程..................................23四、數(shù)據(jù)處理與成果編制....................................254.1數(shù)據(jù)融合與集成........................................254.2圖像解譯與核查........................................284.2.1人工解譯標志建立....................................304.2.2解譯樣本布設方案....................................344.2.3解譯成果質量檢查....................................374.3成果表達與存儲........................................384.3.1成果格式統(tǒng)一規(guī)定....................................424.3.2數(shù)據(jù)庫建設標準......................................444.3.3圖件編制規(guī)范要求....................................45五、質量控制與保障........................................495.1數(shù)據(jù)質量體系構建......................................495.2獲取過程質量控制......................................535.3成果質量保證措施......................................54六、應用與管理............................................586.1應用領域擴展指南......................................586.2信息共享與服務........................................596.3規(guī)范維護與修訂........................................62一、總則二、數(shù)據(jù)源與獲取2.1數(shù)據(jù)類型選擇數(shù)據(jù)類型的選取是生態(tài)系統(tǒng)本底調(diào)查遙感應用的基礎環(huán)節(jié),其合理性直接影響到調(diào)查成果的精度、現(xiàn)勢性與完整性。為實現(xiàn)對生態(tài)系統(tǒng)要素的準確認知與全面覆蓋,需依據(jù)調(diào)查目標、區(qū)域特點及生態(tài)系統(tǒng)類型,科學、系統(tǒng)地選擇適宜的多源遙感數(shù)據(jù)。應綜合考量不同數(shù)據(jù)源在空間分辨率、輻射分辨率、光譜分辨率、輻射定標精度、時間覆蓋能力以及幾何保真度等方面的優(yōu)劣勢,構建互補性的數(shù)據(jù)集。具體的數(shù)據(jù)類型選擇應遵循以下原則:目標導向原則:數(shù)據(jù)選取須緊密圍繞調(diào)查的具體目標,如植被覆蓋度估算、生物量評估、水質監(jiān)測、土地利用動態(tài)變化分析等,優(yōu)先選擇能夠有效支撐核心調(diào)查內(nèi)容的數(shù)據(jù)。區(qū)域適應原則:考慮調(diào)查區(qū)域的地理范圍、地形地貌、主要生態(tài)系統(tǒng)類型及其物理化學特性,選擇在該區(qū)域具有良好表現(xiàn)和接收能力的數(shù)據(jù)源。例如,對于高植被覆蓋區(qū),應重點考慮具有高波段范圍(覆蓋綠光、紅光、近紅外甚至短波紅外)的多光譜或高光譜數(shù)據(jù)。多源協(xié)同原則:積極引入不同傳感器類型(如光學、雷達、熱紅外、LiDAR等)和不同空間/時間分辨率的數(shù)據(jù),以實現(xiàn)信息互補、優(yōu)勢疊加。光學數(shù)據(jù)適用于大范圍、高精度的地表參數(shù)反演,而雷達數(shù)據(jù)(特別是干涉雷達InSAR)在充足降水覆蓋、夜視和穿透性方面具有獨特優(yōu)勢,激光雷達(LiDAR)則能提供高精度的地形結構和植被高度信息。現(xiàn)勢性與系列性原則:應選用最新獲取或時間序列較完整的數(shù)據(jù),確保調(diào)查成果的時效性。對于需要長時間序列分析的生態(tài)系統(tǒng)動態(tài)變化研究,應盡可能整合多期數(shù)據(jù)。根據(jù)上述原則,推薦的協(xié)同數(shù)據(jù)類型可概括如下表所示(【表】)。該表根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)要素監(jiān)測需求,列出了不同類型數(shù)據(jù)的主要應用方向和優(yōu)勢。在實際操作中,應根據(jù)具體情況靈活組合,并明確各數(shù)據(jù)源使用的具體參數(shù)級(如L1、L2等)和質量要求。?【表】推薦的協(xié)同數(shù)據(jù)類型及其在生態(tài)系統(tǒng)本底調(diào)查中的應用數(shù)據(jù)類型傳感器示例(僅作列舉,非限定)主要空間分辨率(m)主要光譜范圍/分辨率時間分辨率主要優(yōu)勢與適用要素主要局限性多光譜光學Landsat8/9,Sentinel-2,MODIS,WorldView,Gaofen-3等幾十至數(shù)百可見光、近紅外(多波段)天/次良好的光譜分辨率,數(shù)據(jù)獲取相對容易、成本較低,廣泛覆蓋各波段(藍、綠、紅、NIR),適用于大范圍植被指數(shù)計算、分類、水質監(jiān)測等。依賴光照條件,易受云、雪、霧、沙塵影響,對穿透性要求不高的元素(如土壤、巖石)信息有限。高光譜光學Hyperion,Envi,PRISMA,EnMAP,DOMINO等幾十至數(shù)百數(shù)百個窄波段(覆蓋紫外至SWIR)天/周極高的光譜分辨率,能夠精細區(qū)分植物種類、土壤成分、水質參數(shù)等。適用于精細的分類、參數(shù)反演和原位物辨識。成本高,空間分辨率通常較低,數(shù)據(jù)處理復雜,數(shù)據(jù)獲取頻率受限。雷達(光學場景時)Sentinel-1(SAR),ALOS,ERS,Radarsat等幾至數(shù)十微波(如L,C,X波段)天/天全天候、全天時工作能力,不受云雨霧等可見光遙感干擾,可探測植被冠層結構、粗地形、土壤濕度等;干涉SAR可測高程。適用于動態(tài)監(jiān)測、災害評估。輻射分辨率相對較低,內(nèi)容像存在多種衰減?。ㄈ珀幱啊⒓y理),對地物透波性敏感,內(nèi)容像解譯復雜。激光雷達(LiDAR)機載LiDAR,地形掃描LiDAR幾至數(shù)十-(直接獲取高程/深度)一次飛行或按需獲取直接獲取高精度三維坐標點云,可精準反演植被高度、冠層結構參數(shù)、地面起伏。適用于森林結構研究、生物量估算、地表覆蓋精細分類。覆蓋范圍相對較?。ㄓ绕錂C載),成本較高,易受地表材質反射性影響,原始數(shù)據(jù)量大,處理復雜。熱紅外遙感AVHRR,MODIS,VIIRS,Landsat熱波段,EMS/Sentinel-5P等幾十至上千熱紅外波段(10-14μm或更寬)天/天反映地表溫度,可用于估算地表熱特性、植被水分脅迫狀況、水體蒸散發(fā)、火山活動監(jiān)測等。定量精度受大氣水汽影響較大,通常難以直接反演地表比溫。組合數(shù)據(jù)融合光學/雷達、光學/LiDAR等各自相應各自相應各自相應結合不同傳感器的優(yōu)勢,提供更全面、冗余的信息,提升解譯精度和可靠性。例如,可見光/雷達數(shù)據(jù)融合進行土地覆蓋分類,光學/LiDAR結合估算冠層參數(shù)。數(shù)據(jù)融合算法復雜,需匹配幾何與輻射信息,結果精度受融合算法和輸入數(shù)據(jù)質量影響。多源數(shù)據(jù)的選擇應以生態(tài)系統(tǒng)本底調(diào)查的核心需求為牽引,本著優(yōu)勢互補、質量可靠、獲取高效的原則,構建最優(yōu)的數(shù)據(jù)協(xié)同集。在接下來的規(guī)范中,將對各類數(shù)據(jù)的具體使用要求、預處理流程、參數(shù)選擇及質量控制標準進行詳細規(guī)定。2.2數(shù)據(jù)獲取策略為保障生態(tài)系統(tǒng)本底調(diào)查的科學性、全面性與可操作性,多源遙感數(shù)據(jù)的獲取應圍繞目標區(qū)域的生態(tài)特征、調(diào)查要素及應用需求,構建“多平臺、多時相、多光譜”的協(xié)同數(shù)據(jù)獲取策略。本策略涵蓋衛(wèi)星遙感、航空遙感、無人機遙感及地面觀測等多種數(shù)據(jù)來源,實現(xiàn)遙感數(shù)據(jù)的互補融合與時空覆蓋。(1)數(shù)據(jù)來源分類及特點數(shù)據(jù)平臺類型數(shù)據(jù)來源示例光譜分辨率空間分辨率時間分辨率應用特點衛(wèi)星遙感Landsat8/9、Sentinel-2、MODIS、GF系列多光譜/高光譜10m~500m5~16天大范圍、長時間序列監(jiān)測航空遙感高分辨率CCD相機、LiDAR多光譜、全色、點云數(shù)據(jù)0.1m~2m定制精細化調(diào)查,三維結構獲取無人機遙感多光譜相機、熱紅外相機多光譜、熱紅外0.05m~0.5m實時/按需靈活性高、快速響應地面觀測地面樣方調(diào)查、氣象站、生態(tài)傳感器高精度實測數(shù)據(jù)點尺度實時或定期校正遙感數(shù)據(jù)、精度驗證(2)時空分辨率匹配策略為滿足生態(tài)系統(tǒng)本底調(diào)查中對植被、水體、土地利用、地表覆蓋等多種要素的同步提取需求,不同遙感數(shù)據(jù)平臺應根據(jù)調(diào)查區(qū)域特征進行時空分辨率的協(xié)同匹配:時間分辨率匹配:優(yōu)先選擇具有較高重訪周期的遙感平臺(如Sentinel-2與MODIS),以支持時間序列分析。關鍵生態(tài)過程(如植被物候、積雪變化等)需采用多時相數(shù)據(jù)建模:t其中Textphenology為植被物候變化周期,T空間分辨率匹配:在重點區(qū)域(如保護區(qū)、生態(tài)脆弱區(qū))優(yōu)先采用高空間分辨率數(shù)據(jù)(0.5m~2m),而大尺度區(qū)域則采用中低分辨率數(shù)據(jù)(如Landsat、MODIS)實現(xiàn)全覆蓋。(3)光譜信息融合策略通過多源遙感數(shù)據(jù)的光譜協(xié)同,提升對生態(tài)系統(tǒng)要素的識別能力。策略如下:可見光-近紅外光譜融合:用于植被指數(shù)(NDVI、EVI等)計算與植被覆蓋度估算。熱紅外波段引入:結合LST(地表溫度)反演模型,用于分析生態(tài)熱環(huán)境特征。雷達數(shù)據(jù)補充:如Sentinel-1C波段SAR數(shù)據(jù),增強云雨天氣下地表信息的獲取能力,特別是在高濕度、多云區(qū)域。(4)數(shù)據(jù)獲取流程數(shù)據(jù)獲取應遵循“目標區(qū)域特征分析→數(shù)據(jù)需求規(guī)劃→數(shù)據(jù)下載與預處理→質量評估與歸檔”流程,確保數(shù)據(jù)的系統(tǒng)性與可用性。關鍵步驟如下:區(qū)域特征分析:識別主導生態(tài)系統(tǒng)類型、干擾因子與關鍵調(diào)查要素。多源數(shù)據(jù)規(guī)劃:制定遙感平臺選擇、數(shù)據(jù)時相、波段組合及空間覆蓋范圍方案。數(shù)據(jù)下載與預處理:通過NASAEarthdata、CopernicusHub、資源衛(wèi)星中心等平臺獲取原始數(shù)據(jù),并進行輻射校正、大氣校正、幾何校正等處理。質量評估與歸檔:基于NDVI時序曲線、云覆蓋內(nèi)容等對數(shù)據(jù)可用性進行評估,并建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)目錄與元數(shù)據(jù)庫,便于后續(xù)分析與成果管理。(5)數(shù)據(jù)協(xié)同獲取示例(以典型區(qū)域為例)時段衛(wèi)星數(shù)據(jù)航空數(shù)據(jù)無人機數(shù)據(jù)地面同步調(diào)查春季Sentinel-2、MODIS高分辨率內(nèi)容像多光譜影像植被樣方調(diào)查夏季Landsat9LiDAR點云熱紅外影像氣象參數(shù)采集秋季GF-6多光譜相機RGB影像土壤采樣冬季Sentinel-1SAR全色波段影像冰雪監(jiān)測地表凍融觀測通過上述多源遙感協(xié)同獲取策略,可實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)本底信息的高效、準確提取,為后續(xù)生態(tài)分類、變化監(jiān)測及評估提供堅實的數(shù)據(jù)支撐。2.3數(shù)據(jù)預處理操作數(shù)據(jù)預處理是多源遙感數(shù)據(jù)協(xié)同分析的關鍵環(huán)節(jié),旨在對獲取的原始數(shù)據(jù)進行清洗、轉換、校準和標準化處理,確保數(shù)據(jù)的完整性、準確性和一致性。以下是數(shù)據(jù)預處理的主要操作步驟和注意事項:數(shù)據(jù)清洗在數(shù)據(jù)預處理過程中,首先需要對原始數(shù)據(jù)進行清洗,去除或修正異常值、噪聲、缺失值等。具體操作包括:去噪處理:對多源遙感數(shù)據(jù)中的噪聲進行減少或去除,例如通過濾波技術去除高頻噪聲或云層干擾。數(shù)據(jù)補空:對缺失值或斷裂區(qū)域進行插值補充,確保數(shù)據(jù)的連貫性。統(tǒng)一坐標系:將不同來源、不同時間、不同分辨率的遙感數(shù)據(jù)轉換為統(tǒng)一的空間坐標系(如UTM、WGS84)和時間坐標系。時間戳校準:對多源時間序列數(shù)據(jù)進行同步,使其時間分辨率一致。數(shù)據(jù)轉換與格式標準化為了實現(xiàn)多源遙感數(shù)據(jù)的協(xié)同分析,需要對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一格式轉換和標準化處理。具體包括:數(shù)據(jù)格式轉換:將不同格式的遙感數(shù)據(jù)(如ASTER、Landsat、Sentinel-2等)轉換為統(tǒng)一的中間格式,例如GEOTIF或NetCDF。影像幾何校準:對遙感影像進行幾何校準,確保影像的幾何位置一致性。分辨率調(diào)整:根據(jù)分析需求調(diào)整數(shù)據(jù)的分辨率,避免高分辨率數(shù)據(jù)對低分辨率數(shù)據(jù)的干擾。數(shù)據(jù)校準與參數(shù)優(yōu)化在多源數(shù)據(jù)協(xié)同分析中,數(shù)據(jù)校準是確保數(shù)據(jù)準確性的重要步驟。具體操作包括:數(shù)據(jù)對比與校準:通過參考數(shù)據(jù)(如高精度地面實測數(shù)據(jù))對多源遙感數(shù)據(jù)進行校準,調(diào)整參數(shù)以確保數(shù)據(jù)的一致性。模型優(yōu)化:利用物理模型或統(tǒng)計方法優(yōu)化遙感數(shù)據(jù)的參數(shù)(如輻射校準、溫度校準等),提升數(shù)據(jù)的精度。數(shù)據(jù)標準化為了消除不同數(shù)據(jù)源間的差異性,需要對數(shù)據(jù)進行標準化處理。具體包括:數(shù)據(jù)歸一化:對數(shù)據(jù)進行歸一化處理,使其范圍在[0,1]或[-1,1]之間,以便于后續(xù)分析和比較。量綱統(tǒng)一:對不同量綱的數(shù)據(jù)進行量綱轉換,例如將溫度(°C)轉換為絕對溫度(K),將濕度轉換為相對濕度等。數(shù)據(jù)歸一化:根據(jù)數(shù)據(jù)特性進行歸一化處理,確保數(shù)據(jù)的分布一致性。數(shù)據(jù)合并與融合在數(shù)據(jù)預處理過程中,需要對多源數(shù)據(jù)進行合并與融合,確保數(shù)據(jù)的完整性和一致性。具體操作包括:時間維度合并:對多源時間序列數(shù)據(jù)進行時間維度的合并,確保時間一致性??臻g維度融合:對多源空間維度數(shù)據(jù)進行融合,生成高空間分辨率的綜合數(shù)據(jù)。分辨率調(diào)整:根據(jù)需求調(diào)整數(shù)據(jù)的分辨率,確保數(shù)據(jù)的適用性。數(shù)據(jù)降噪在多源數(shù)據(jù)的協(xié)同分析中,數(shù)據(jù)降噪是減少噪聲對分析結果影響的重要步驟。具體操作包括:多源數(shù)據(jù)融合:通過融合技術減少噪聲的影響,生成更穩(wěn)定的結果。濾波技術:對數(shù)據(jù)進行濾波處理,去除高頻噪聲。數(shù)據(jù)質量控制數(shù)據(jù)質量控制是數(shù)據(jù)預處理的重要環(huán)節(jié),確保數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。具體操作包括:數(shù)據(jù)質量評估:對數(shù)據(jù)進行質量評估,識別和標記低質量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)修復:對低質量數(shù)據(jù)進行修復或剔除,確保數(shù)據(jù)的完整性。質量記錄:記錄數(shù)據(jù)質量評估和修復的過程,便于后續(xù)分析和追溯。?總結數(shù)據(jù)預處理是多源遙感數(shù)據(jù)協(xié)同分析的基礎工作,需要從數(shù)據(jù)清洗、轉換、校準、標準化到降噪和質量控制等多個方面進行全面處理。通過規(guī)范化的數(shù)據(jù)預處理流程,可以有效提升數(shù)據(jù)的可靠性和分析的準確性,為后續(xù)的生態(tài)系統(tǒng)本底調(diào)查提供高質量的數(shù)據(jù)支持。?數(shù)據(jù)預處理主要步驟表階段主要操作備注數(shù)據(jù)清洗去噪、補空、統(tǒng)一坐標系、時間戳校準數(shù)據(jù)質量提升數(shù)據(jù)轉換與格式標準化格式轉換、幾何校準、分辨率調(diào)整數(shù)據(jù)統(tǒng)一性數(shù)據(jù)校準與參數(shù)優(yōu)化數(shù)據(jù)對比校準、參數(shù)優(yōu)化數(shù)據(jù)準確性數(shù)據(jù)標準化數(shù)據(jù)歸一化、量綱統(tǒng)一、數(shù)據(jù)歸一化數(shù)據(jù)一致性數(shù)據(jù)合并與融合時間合并、空間融合、分辨率調(diào)整數(shù)據(jù)完整性數(shù)據(jù)降噪多源融合、濾波技術減少噪聲影響數(shù)據(jù)質量控制質量評估、修復、質量記錄數(shù)據(jù)可靠性通過以上步驟,可以實現(xiàn)多源遙感數(shù)據(jù)的高效協(xié)同分析,為生態(tài)系統(tǒng)本底調(diào)查提供可靠的數(shù)據(jù)支持。三、生態(tài)系統(tǒng)要素監(jiān)測技術3.1地表覆蓋分類規(guī)范地表覆蓋分類是遙感數(shù)據(jù)解譯和生態(tài)系統(tǒng)本底調(diào)查的基礎,為了確保數(shù)據(jù)的準確性和可比性,地表覆蓋分類應遵循科學、系統(tǒng)、適用的原則,并結合我國不同地區(qū)的地形地貌、氣候特點、土地利用類型等因素進行制定。(1)分類原則科學性:地表覆蓋分類應基于遙感技術的基本原理,反映地表的真實狀況。系統(tǒng)性:分類體系應涵蓋地表的各種覆蓋類型,形成一個完整的體系。適用性:分類體系應適用于不同地區(qū)和時間段的遙感數(shù)據(jù)解譯??刹僮餍裕悍诸悩藴蕬阌诓僮魅藛T理解和應用。(2)分類體系地表覆蓋分類體系通常采用分層設類的方法,包括一級類、二級類和三級類。類別代碼描述一級類01耕地02林地03草地04濕地05干地06城市建筑07農(nóng)田基礎設施二級類0101耕地(灌溉水田)0102耕地(非灌溉水田)0201熱帶雨林0202亞熱帶常綠闊葉林0203溫帶落葉闊葉林0204溫帶針葉林0301草地(高草)0302草地(低草)0401濕地(沼澤)0402濕地(河流、湖泊邊緣)0501干地(荒漠)0502干地(戈壁)0503干地(草地)0504干地(農(nóng)田基礎設施)0601城市建筑(住宅)0602城市建筑(商業(yè)建筑)0603城市建筑(工業(yè)建筑)0701農(nóng)田基礎設施(灌溉渠道)0702農(nóng)田基礎設施(排水溝)(3)分類方法地表覆蓋分類的方法主要包括以下幾種:目視判讀法:通過目視判讀遙感內(nèi)容像,結合地形地貌、植被類型等信息進行地表覆蓋分類。計算機自動分類法:利用遙感內(nèi)容像處理軟件,如ENVI、GoogleEarth等,對遙感內(nèi)容像進行分類。監(jiān)督分類法:選取已知地表覆蓋類型的樣本,通過訓練樣片對其他未知樣本進行分類。非監(jiān)督分類法:通過對遙感內(nèi)容像進行聚類分析,將地表覆蓋類型分為不同的組。地表覆蓋分類規(guī)范應根據(jù)實際情況進行調(diào)整和完善,以滿足不同地區(qū)和應用場景的需求。3.2植被參數(shù)反演要求本節(jié)規(guī)定了多源遙感數(shù)據(jù)協(xié)同環(huán)境下進行生態(tài)系統(tǒng)本底調(diào)查時,植被參數(shù)反演的基本要求,包括反演參數(shù)、精度要求、數(shù)據(jù)輸入、方法選擇、質量保證等方面。(1)反演參數(shù)植被參數(shù)是生態(tài)系統(tǒng)本底調(diào)查的核心內(nèi)容之一,主要包括以下參數(shù):植被覆蓋度(FractionofVegetationCover,FVC):指植被在地表的總面積占研究區(qū)域總面積的比例。葉面積指數(shù)(LeafAreaIndex,LAI):單位地面上葉面積總和與地面面積之比,是表征植被冠層結構的重要參數(shù)。植被生物量(VegetationBiomass):指單位面積內(nèi)植被的總重量,包括地上生物量和地下生物量。植被高度(VegetationHeight,VH):指植被冠層的高度,是表征植被垂直結構的重要參數(shù)。植被指數(shù)(VegetationIndices,VIs):如歸一化植被指數(shù)(NDVI)、增強型植被指數(shù)(EVI)、歸一化差分水體指數(shù)(NDWI)等,是利用多光譜或高光譜遙感數(shù)據(jù)計算得到的,能夠反映植被冠層特性的無量綱指標。1.1植被覆蓋度(FVC)植被覆蓋度是表征地表植被狀況最基本的參數(shù)之一,其反演方法主要包括:基于像元二分模型:如改進的像元二分模型(IPVM),適用于混合像元較大的區(qū)域?;谥脖恢笖?shù):利用NDVI、EVI等植被指數(shù)與FVC之間的經(jīng)驗關系進行反演?;跈C器學習:利用支持向量機(SVM)、隨機森林(RF)等機器學習方法,建立遙感數(shù)據(jù)與FVC之間的非線性關系。1.2葉面積指數(shù)(LAI)葉面積指數(shù)是表征植被冠層結構的重要參數(shù),與植被生長狀況、生物量等密切相關。其反演方法主要包括:基于光學遙感數(shù)據(jù):如利用MODIS、Sentinel-2等遙感數(shù)據(jù)的NDVI、EVI等植被指數(shù)與LAI之間的經(jīng)驗模型或物理模型進行反演?;诟吖庾V遙感數(shù)據(jù):利用高光譜數(shù)據(jù)的特征波段或植被指數(shù)進行LAI反演,精度更高但成本也更高?;诙嘣磾?shù)據(jù)融合:結合光學遙感數(shù)據(jù)、激光雷達數(shù)據(jù)等多種數(shù)據(jù)源,提高LAI反演的精度和穩(wěn)定性。1.3植被生物量(Biomass)植被生物量是表征植被生產(chǎn)力的關鍵參數(shù),其反演方法主要包括:基于光學遙感數(shù)據(jù):利用NDVI、EVI等植被指數(shù)與生物量之間的經(jīng)驗模型或物理模型進行反演?;诩す饫走_數(shù)據(jù):利用機載或星載激光雷達數(shù)據(jù)獲取的植被高度、密度等信息,結合生物量模型進行反演?;诙嘣磾?shù)據(jù)融合:結合光學遙感數(shù)據(jù)、激光雷達數(shù)據(jù)、地面調(diào)查數(shù)據(jù)等多種數(shù)據(jù)源,提高生物量反演的精度和可靠性。1.4植被高度(VH)植被高度是表征植被垂直結構的重要參數(shù),其反演方法主要包括:基于激光雷達數(shù)據(jù):利用機載或星載激光雷達數(shù)據(jù)直接獲取植被高度信息?;诠鈱W遙感數(shù)據(jù):利用高分辨率遙感數(shù)據(jù),結合地形數(shù)據(jù)和植被指數(shù)等信息,進行植被高度反演?;诙嘣磾?shù)據(jù)融合:結合激光雷達數(shù)據(jù)、光學遙感數(shù)據(jù)、地面調(diào)查數(shù)據(jù)等多種數(shù)據(jù)源,提高植被高度反演的精度和穩(wěn)定性。1.5植被指數(shù)(VIs)植被指數(shù)是利用遙感數(shù)據(jù)計算得到的,能夠反映植被冠層特性的無量綱指標。常用的植被指數(shù)包括:歸一化植被指數(shù)(NDVI):NDVI其中Band_4和Band_3分別代表紅光波段和近紅外波段。增強型植被指數(shù)(EVI):EVI其中Band_4、Band_3和Band_2分別代表紅光波段、近紅外波段和藍光波段。歸一化差分水體指數(shù)(NDWI):NDWI其中Band_Green和Band_NIR分別代表綠光波段和近紅外波段。(2)精度要求植被參數(shù)反演的精度是評價反演方法性能的重要指標,不同參數(shù)的精度要求如下表所示:參數(shù)精度要求植被覆蓋度(FVC)±10%葉面積指數(shù)(LAI)±0.5植被生物量(Biomass)±15%植被高度(VH)±0.5m植被指數(shù)(VIs)相對誤差≤5%(3)數(shù)據(jù)輸入植被參數(shù)反演需要多種數(shù)據(jù)輸入,包括:遙感數(shù)據(jù):包括光學遙感數(shù)據(jù)(如Landsat、Sentinel-2、MODIS等)、高光譜遙感數(shù)據(jù)、激光雷達數(shù)據(jù)等。地形數(shù)據(jù):包括數(shù)字高程模型(DEM)、坡度、坡向等。氣象數(shù)據(jù):包括氣溫、降水、光照等。地面調(diào)查數(shù)據(jù):包括植被樣本的生物量、高度、覆蓋度等。(4)方法選擇植被參數(shù)反演方法的選擇應根據(jù)研究區(qū)域的特點、數(shù)據(jù)可用性、精度要求等因素綜合考慮。常用的反演方法包括:像元二分模型:適用于混合像元較大的區(qū)域,簡單易行,但精度有限。植被指數(shù)模型:利用植被指數(shù)與植被參數(shù)之間的經(jīng)驗關系進行反演,適用于大范圍區(qū)域的快速反演。物理模型:基于輻射傳輸理論,考慮植被冠層的物理特性進行反演,精度較高,但模型復雜,需要較多的輸入?yún)?shù)。機器學習模型:利用支持向量機(SVM)、隨機森林(RF)、神經(jīng)網(wǎng)絡(NN)等機器學習方法,建立遙感數(shù)據(jù)與植被參數(shù)之間的非線性關系,適用于復雜環(huán)境下的高精度反演。(5)質量保證植被參數(shù)反演的質量保證主要包括以下幾個方面:數(shù)據(jù)質量控制:對輸入的遙感數(shù)據(jù)、地形數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)等進行質量檢查,剔除無效數(shù)據(jù)。模型驗證:利用地面調(diào)查數(shù)據(jù)進行模型驗證,評估模型的精度和可靠性。結果檢驗:對反演結果進行空間分布合理性檢查,與已知信息進行對比,確保結果的準確性。不確定性分析:對反演結果進行不確定性分析,評估結果的可靠性范圍。通過以上措施,確保植被參數(shù)反演結果的準確性和可靠性,為生態(tài)系統(tǒng)本底調(diào)查提供科學依據(jù)。3.3水體信息提取方法數(shù)據(jù)源選擇與預處理在水體信息提取之前,首先需要選擇合適的遙感數(shù)據(jù)源。常用的數(shù)據(jù)源包括Landsat、MODIS、ASTER等衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù),以及無人機航拍數(shù)據(jù)。對于不同的數(shù)據(jù)源,需要進行相應的預處理,包括輻射校正、大氣校正、幾何校正等,以確保數(shù)據(jù)的可用性和準確性。水體識別技術水體識別是水體信息提取的關鍵步驟,目前,常用的水體識別技術包括基于光譜特征的水體識別、基于紋理特征的水體識別和基于機器學習的方法。其中基于機器學習的方法具有較高的準確率和魯棒性,是目前研究和應用的重點。水體分類與分割在水體識別的基礎上,進一步進行水體的分類與分割。常用的水體分類方法包括基于監(jiān)督學習的方法(如支持向量機、隨機森林等)和基于無監(jiān)督學習的方法(如K-means聚類、層次聚類等)。此外還可以結合多種方法進行水體分類與分割,以提高分類的準確性和穩(wěn)定性。水體面積計算水體面積的計算是水體信息提取的重要組成部分,常用的水體面積計算方法包括規(guī)則網(wǎng)格法、不規(guī)則三角網(wǎng)法和柵格法等。其中規(guī)則網(wǎng)格法適用于規(guī)則形狀的水體,而不規(guī)則三角網(wǎng)法和柵格法則適用于不規(guī)則形狀的水體。通過這些方法,可以準確地計算出水體的面積,為后續(xù)的水資源評估和管理提供基礎數(shù)據(jù)。水體類型劃分水體類型劃分是根據(jù)水體的物理特性、化學特性和生物特性等因素進行的。常用的水體類型劃分方法包括基于水質參數(shù)的方法、基于水深和流速的方法和基于生物量的方法等。通過這些方法,可以準確地將水體劃分為不同的類型,為水資源管理和保護提供科學依據(jù)。水體信息提取流程內(nèi)容為了更直觀地展示水體信息提取的流程,可以繪制一個流程內(nèi)容。該流程內(nèi)容應包括數(shù)據(jù)源選擇與預處理、水體識別技術、水體分類與分割、水體面積計算和水體類型劃分等步驟,并標注出每個步驟的具體操作和目的。通過流程內(nèi)容,可以清晰地展示水體信息提取的整個流程,便于研究人員和工程師理解和應用。3.4土地利用動態(tài)監(jiān)測規(guī)程土地利用動態(tài)監(jiān)測是生態(tài)系統(tǒng)本底調(diào)查的重要組成部分,旨在掌握區(qū)域內(nèi)土地覆蓋的變化情況,為生態(tài)系統(tǒng)評估和管理提供依據(jù)。本規(guī)程規(guī)定了多源遙感數(shù)據(jù)協(xié)同進行土地利用動態(tài)監(jiān)測的技術流程、數(shù)據(jù)要求、方法步驟和成果要求。(1)監(jiān)測周期與范圍監(jiān)測周期:根據(jù)監(jiān)測目標和區(qū)域特點,確定監(jiān)測周期。一般性監(jiān)測周期為annually(年),重點關注快速變化的區(qū)域可采用半年或季度周期。監(jiān)測范圍:監(jiān)測范圍應根據(jù)調(diào)查目標和生態(tài)系統(tǒng)的重要性進行劃定,可涵蓋整個行政區(qū)或特定生態(tài)功能區(qū)。(2)數(shù)據(jù)要求遙感數(shù)據(jù)源:衛(wèi)星數(shù)據(jù):包括Landsat系列、Sentinel系列、GF-1/GF-3、HJ等高分辨率光學衛(wèi)星數(shù)據(jù),以及Terra/Sentinel-3的SAR數(shù)據(jù)(用于云、植被覆蓋區(qū)域的監(jiān)測)。飛行數(shù)據(jù):無人機多光譜、高光譜數(shù)據(jù),用于補充地面分辨率不足的區(qū)域。數(shù)據(jù)時間:至少獲取兩個相鄰時期的遙感影像,建議覆蓋當季不同生長階段(如春季、秋季)。輔助數(shù)據(jù):地面調(diào)查數(shù)據(jù):包括生態(tài)系統(tǒng)樣地調(diào)查數(shù)據(jù)、歷史土地利用數(shù)據(jù)。地理信息數(shù)據(jù):行政邊界、DEM、坡度、土壤類型等。社會經(jīng)濟數(shù)據(jù):Settlement分布、道路網(wǎng)絡等。(3)監(jiān)測方法3.1影像預處理輻射定標:將原始影像的DN值轉換成反射率值。R其中DN為原始灰度值,Gain和Offset為衛(wèi)星寫入的定標參數(shù)。大氣校正:采用FLAASH、LaSRC等工具進行大氣校正,消除大氣散射和吸收的影響。幾何校正:采用單像或多像幾何校正方法,結合地面控制點(GCP)和地面真值點(GTP)進行精度評定。extRMSE其中extRMSE為絕對誤差,xi和x3.2土地利用分類分類體系:采用國家或行業(yè)統(tǒng)一的土地利用分類系統(tǒng),如《土地分類》(GB/TXXXX)。分類方法:監(jiān)督分類:選擇已知類別的樣區(qū),訓練分類器(如SVM、RF),進行大范圍分類。非監(jiān)督分類:采用ISODATA、K-Means等方法進行自動分類,結合光譜特征和紋理特征進行分類。分類精度評定:采用混淆矩陣方法評定分類精度。extKappaCoefficient其中Po為實際一致性,extPe為隨機一致性。3.3動態(tài)監(jiān)測分析時像對生成:選擇兩個時間點的遙感影像,生成差值影像或時差影像。ΔDN變化檢測:目視解譯:結合高分辨率影像,目視解譯變化區(qū)域。面向對象分類:采用面向對象方法提取同質像元,減少綠地、陰影等干擾。變化向量分析:計算土地利用變化的面積、速度和方向。變化模擬:采用馬爾可夫鏈、CA模型等進行土地利用變化趨勢模擬。(4)成果要求土地利用分類內(nèi)容:生成的土地利用分類內(nèi)容應標注分類系統(tǒng)、邊界清晰、命名規(guī)范。動態(tài)監(jiān)測報告:包括監(jiān)測范圍、周期、方法、精度評定、變化區(qū)域分布、變化類型和面積統(tǒng)計等。數(shù)據(jù)庫:建立土地利用變化數(shù)據(jù)庫,存儲變化斑塊、面積、時間、類型等數(shù)據(jù)。四、數(shù)據(jù)處理與成果編制4.1數(shù)據(jù)融合與集成(1)數(shù)據(jù)融合方法數(shù)據(jù)融合是將來自不同源、具有不同特征和類型的遙感數(shù)據(jù)進行組合、分析與解釋,以獲得更加準確、完整和可靠的生態(tài)系統(tǒng)本底信息的過程。常用的數(shù)據(jù)融合方法包括:加權平均法:根據(jù)各來源數(shù)據(jù)的置信度或重要性,對它們進行加權平均,得到融合后的數(shù)據(jù)。主成分分析(PCA):通過降維技術將原始數(shù)據(jù)轉換為新的特征空間,其中包含最主要的信息,從而減少數(shù)據(jù)之間的相關性。小波變換:利用小波信號的特性對數(shù)據(jù)進行分解和重構,突出不同尺度上的信息。內(nèi)容像融合:將多幅內(nèi)容像進行疊加或融合,以增強對生態(tài)系統(tǒng)特征的感知。(2)數(shù)據(jù)集成技術數(shù)據(jù)集成是一種通過組合多個獨立的數(shù)據(jù)源來提高數(shù)據(jù)質量的策略。常用的數(shù)據(jù)集成技術包括:投票法:根據(jù)多數(shù)數(shù)據(jù)源的輸出結果來確定最終結果。Bagging:將多個數(shù)據(jù)源的結果放回數(shù)據(jù)集中,重復多次采樣并計算平均值。Boosting:通過構建多個學習模型并組合它們的預測結果來提高模型性能。(3)數(shù)據(jù)融合與集成的應用數(shù)據(jù)融合與集成在生態(tài)系統(tǒng)本底調(diào)查中具有重要意義,可以幫助研究人員:提高數(shù)據(jù)的準確性:通過結合不同來源的信息,減少數(shù)據(jù)誤差和偏差。增強數(shù)據(jù)的完整性:彌補單個數(shù)據(jù)源的不足,獲得更加全面的數(shù)據(jù)集。提高數(shù)據(jù)的可靠性:通過多源數(shù)據(jù)之間的相互驗證和補充,提高數(shù)據(jù)的一致性和可靠性。(4)數(shù)據(jù)融合與集成的挑戰(zhàn)盡管數(shù)據(jù)融合與集成在生態(tài)系統(tǒng)本底調(diào)查中具有很多優(yōu)勢,但同時也面臨一些挑戰(zhàn):數(shù)據(jù)異質性:不同來源的遙感數(shù)據(jù)具有不同的分辨率、波段、采樣時間和空間尺度等,這可能導致數(shù)據(jù)之間的不兼容性。數(shù)據(jù)質量控制:需要針對不同來源的數(shù)據(jù)進行預處理和質量控制,以確保融合后的數(shù)據(jù)質量。模型選擇:需要選擇合適的數(shù)據(jù)融合和集成方法,以適應具體的研究目標和數(shù)據(jù)特點。?表格:數(shù)據(jù)融合方法與集成技術的對比方法優(yōu)點缺點加權平均法計算簡單,易于實現(xiàn)受權重設置影響較大主成分分析(PCA)降低數(shù)據(jù)維度,減少相關性可能丟失部分原始信息小波變換能夠提取不同尺度上的信息對數(shù)據(jù)質量要求較高內(nèi)容像融合增強對生態(tài)系統(tǒng)特征的感知需要處理內(nèi)容像重疊和融合算法?公式:加權平均法的計算公式設fi為第i個數(shù)據(jù)源的值,Wi為第i個數(shù)據(jù)源的權重,則融合后的數(shù)據(jù)F內(nèi)容像解譯是遙感數(shù)據(jù)解釋的關鍵步驟,其目標是識別和分類地表特征,并將這些特征轉換為有用的空間數(shù)據(jù)。本節(jié)將闡述內(nèi)容像解譯的基本原則、流程以及核查機制,確保解譯結果的準確性和可靠性。(1)解譯原則內(nèi)容像解譯應當遵守以下原則:客觀性:解譯必須基于實測或公認數(shù)據(jù)源,避免主觀臆斷。一致性:同一類地表覆蓋類型的解譯標準應當保持一致,以便于各級解譯結果的比較和驗證??刹僮餍裕航庾g方法需能滿足調(diào)查需求,且數(shù)據(jù)和工具應易于獲取和操作。精確性:解譯結果應具有足夠的精確度,既能反映地面狀況又不過度地復雜化信息多樣性。(2)解譯流程解譯流程包括三個主要步驟:初始解譯、詳細解譯和結果核查。初始解譯:利用高層次分類結果或綜合目視判讀進行地表覆蓋類型的初步劃分。詳細解譯:對初始解譯結果進行進一步的詳細分類,提高結果的準確性和詳細信息量。結果核查:通過對解譯結果與地面調(diào)查數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)或其他數(shù)據(jù)源進行交叉驗證,確保解譯的準確性和一致性。(3)解譯工具與方法常用的遙感解譯工具和方法包括:監(jiān)督分類:利用已知的訓練樣本進行分類,適用于數(shù)據(jù)量較大、地表特征明顯的場景。非監(jiān)督分類:不依賴訓練樣本,適用于數(shù)據(jù)量較小、地表特征復雜的特點。特征提?。豪眠b感數(shù)據(jù)的多光譜特性提取地表特征,如植被指數(shù)、波譜曲線等。GIS支持的變化檢測:比較不同時期的遙感影像,識別地表變化情況。(4)解譯結果驗證與核查核查方法通常包括以下幾種:地面調(diào)查驗證:實地驗證解譯結果的準確性,采用樣本點或樣線方法。歷史數(shù)據(jù)比對:與歷史遙感影像數(shù)據(jù)進行比對,驗證數(shù)據(jù)的長期穩(wěn)定性。專家評審:邀請領域專家對解譯結果進行評審,提供專業(yè)意見。統(tǒng)計分析:使用統(tǒng)計手段對解譯結果進行驗證,如總體精度、用戶精度和生產(chǎn)商精度。表格:解譯結果驗證指標指標名描述總體精度解譯正確的像元占總像元數(shù)的比例,反映解譯結果的整體準確性。用戶精度經(jīng)確認的解譯正確的像元占用戶認可為正確的像元總數(shù)的比例。生產(chǎn)商精度解譯正確的像元占生產(chǎn)商認定的真實的像元總數(shù)的比例。Kappa系數(shù)衡量分類一致性程度的統(tǒng)計量,值越接近1,分類一致性越高。內(nèi)容像解譯與核查是實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)本底調(diào)查的重要環(huán)節(jié),需要依賴科學合理的流程和方法,并結合適當?shù)墓ぞ吆图夹g,確保解譯結果的準確性和可靠性。4.2.1人工解譯標志建立人工解譯標志是生態(tài)要素解譯分類的基礎,其建立應遵循科學性、系統(tǒng)性、一致性和可操作性的原則。主要依據(jù)多源遙感影像的地物波譜特征、紋理特征、色彩特征等,結合野外實地調(diào)查數(shù)據(jù),建立生態(tài)系統(tǒng)本底調(diào)查要素的解譯標志體系。人工解譯標志主要包括光譜標志、紋理標志、空間標志和光譜-紋理組合標志等。以下是具體內(nèi)容:(1)光譜標志光譜標志主要基于地物在不同波段的光譜反射率特征,對于不同類型的生態(tài)系統(tǒng)要素,其光譜曲線具有一定的差異性。例如,植被(如森林、草地)在近紅外波段具有較高的反射率,而在水體中則表現(xiàn)出低反射率特性。水面在可見光和近紅外波段表現(xiàn)為低反射率,而在微波波段則具有強后向散射特性。生態(tài)系統(tǒng)要素主要光譜特征典型波段光譜曲線示意森林在近紅外波段反射率較高NIR(zmi:/doi:10.1109/TGRS.2016.)反射率水體在可見光和近紅外波段反射率低VIS,NIR反射率城鎮(zhèn)反射率較高,且在各個波段差異較小全波段反射率草地在近紅外波段具有一定反射率,但低于森林NIR(zmi:doi:10.1109/TGRS.2012.)反射率其中a,b,(2)紋理標志紋理標志主要基于地物在影像上的空間結構和排列方式,不同生態(tài)系統(tǒng)要素的紋理特征具有一定的差異性,例如,森林通常是較為復雜的紋理,草地則相對較為均勻。紋理特征可以通過以下參數(shù)進行定量描述:對比度(Contrast):描述內(nèi)容像灰度級的差異程度。extContrast其中f為內(nèi)容像灰度矩陣,fmax和fmin分別為內(nèi)容像灰度級最大值和最小值,相關性(Correlation):描述內(nèi)容像中像素值的空間相關性。extCorrelation能量(Energy):描述內(nèi)容像的平滑程度。extEnergy(3)空間標志空間標志主要基于地物在影像上的空間分布特征,例如,森林通常呈現(xiàn)聚集分布,水體則呈現(xiàn)面狀分布。空間分布特征可以通過以下參數(shù)進行定量描述:聚集度(Clusteredness):描述地物分布的聚集程度。extClusteredness其中di為第i個像素與其質心的距離,σ密度(Density):描述地物分布的稠密程度。extDensity其中N為地物像素數(shù)量,A為地物分布區(qū)域面積。(4)光譜-紋理組合標志光譜-紋理組合標志是綜合光譜特征和紋理特征的解譯標志。這種組合標志可以提高解譯的準確性和可靠性,例如,森林在近紅外波段具有較高的反射率,且具有較為復雜的紋理特征。建立人工解譯標志的具體步驟如下:收集多源遙感影像數(shù)據(jù),并預處理。選擇需要進行解譯的生態(tài)系統(tǒng)要素。開展野外實地調(diào)查,獲取生態(tài)系統(tǒng)要素的實地數(shù)據(jù)?;谝巴鈱嵉卣{(diào)查數(shù)據(jù),確定生態(tài)系統(tǒng)要素的光譜特征、紋理特征、空間分布特征等。結合遙感影像數(shù)據(jù),建立生態(tài)系統(tǒng)要素的人工解譯標志。對人工解譯標志進行驗證和修正。建立完整的生態(tài)系統(tǒng)本底調(diào)查要素解譯標志體系。4.2.2解譯樣本布設方案為保障多源遙感數(shù)據(jù)協(xié)同下生態(tài)系統(tǒng)本底調(diào)查的代表性、一致性與可追溯性,解譯樣本布設應遵循“空間分層、梯度覆蓋、樣本均衡、動態(tài)調(diào)整”四項基本原則。樣本布設應綜合考慮生態(tài)系統(tǒng)類型、地形梯度、土地利用格局、氣候帶分布及遙感數(shù)據(jù)的空間分辨率,構建多層次、多尺度的樣本框架。樣本分層體系依據(jù)《中國生態(tài)系統(tǒng)分類體系(2020版)》,將研究區(qū)域劃分為以下四級分層結構:層級分類依據(jù)示例類別一級大尺度生態(tài)系統(tǒng)類型森林、草原、濕地、荒漠、農(nóng)田、城市二級氣候-地貌組合山地常綠闊葉林、高原草甸、河谷濕地三級土地利用/覆被細類人工林、天然次生林、退化草場、季節(jié)性淹水濕地四級環(huán)境梯度單元海拔梯度(每200m)、坡度梯度(≤5°、5°~15°、>15°)樣本布設密度與數(shù)量根據(jù)遙感數(shù)據(jù)空間分辨率(R)與目標地物最小制內(nèi)容單元(Amin)確定樣本最小間距(dd其中k為經(jīng)驗系數(shù),推薦取值范圍為1.5≤各層級樣本數(shù)量應滿足統(tǒng)計顯著性要求,建議最低樣本量計算公式如下:n其中:Z為置信水平對應的標準正態(tài)分布分位數(shù)(95%置信度取1.96)。p為預估類別出現(xiàn)概率(默認取0.5,取最大方差)。e為允許誤差(推薦≤5%)。按此公式,單類樣本最低建議數(shù)量為385,實際布設中應結合區(qū)域面積與異質性進行加權調(diào)整。布設策略網(wǎng)格-隨機復合布設法:在每一層級內(nèi),首先構建間距為d的規(guī)則網(wǎng)格點作為主控點,再在網(wǎng)格單元內(nèi)隨機抽取20%~30%作為補充樣本,以降低系統(tǒng)性偏差。邊界增強采樣:在生態(tài)系統(tǒng)邊界、梯度過渡帶、人類活動干擾區(qū)等關鍵過渡區(qū)域,增加20%的樣本密度。多源數(shù)據(jù)協(xié)同驗證點:在每個樣本點同步采集地面實測數(shù)據(jù)(如植被指數(shù)、土壤含水率、生物量等),并與Landsat、Sentinel-2、GF系列及SAR數(shù)據(jù)進行時空配準,構建“點-面”校驗鏈。動態(tài)更新機制樣本布設應支持動態(tài)更新:每2年基于最新遙感影像與地面觀測數(shù)據(jù),評估樣本代表性,若某類生態(tài)系統(tǒng)分類精度低于80%或樣本空間分布變異系數(shù)超過0.3,則啟動樣本重新布設流程,并記錄調(diào)整日志。樣本元數(shù)據(jù)規(guī)范每個解譯樣本應記錄以下元數(shù)據(jù)(示例):字段名數(shù)據(jù)類型說明sample_idString唯一標識符,格式:RegionCode_Year_Layer_Seq(如:YR_2025_Forest_047)latFloatWGS84經(jīng)緯度(小數(shù)度)lonFloatWGS84經(jīng)緯度(小數(shù)度)elevationFloatDEM提取高程(m)landcover_classString三級生態(tài)系統(tǒng)類型resolutionString主要遙感數(shù)據(jù)源(如:Sentinel-2_10m)sampling_methodString布設方法(網(wǎng)格/隨機/邊界增強)ground_truthString實測數(shù)據(jù)來源(如:GPS+無人機影像)timestampDateTime采樣時間(UTC)confidenceFloat分類置信度(0~1)本方案確保解譯樣本具備空間代表性、數(shù)據(jù)可追溯性與多源協(xié)同能力,為后續(xù)遙感解譯模型訓練與生態(tài)系統(tǒng)參數(shù)反演提供高質量基礎數(shù)據(jù)支撐。4.2.3解譯成果質量檢查(1)解譯成果準確性檢查1.1數(shù)據(jù)一致性檢查通過比較不同遙感數(shù)據(jù)源的解譯結果,檢查各解譯結果在不同區(qū)域、不同時間段的數(shù)據(jù)是否一致??梢允褂媒y(tǒng)計方法(如相關性分析、方差分析等)來評估數(shù)據(jù)一致性。如果數(shù)據(jù)一致性較低,需要進一步分析原因,可能是由于數(shù)據(jù)傳感器參數(shù)差異、數(shù)據(jù)處理方法不同、地理參考系統(tǒng)不統(tǒng)一等因素導致的。1.2地物分類精度評估采用人工標注的方法,對解譯結果進行樣本驗證,評估解譯成果的地物分類精度。常用的精度評估指標有:總準確率(TotalAccuracy)、精確率(Precision)、召回率(Recall)和F1分數(shù)(F1Score)。同時還可以計算Kappa系數(shù)(KappaCoefficient)來評估解譯結果與實際情況的符合程度。如果地物分類精度較低,需要調(diào)整解譯算法或優(yōu)化參數(shù)設置。(2)解譯成果可靠性檢查2.1解譯結果穩(wěn)定性評估通過分析不同時間序列的解譯結果,檢查解譯結果的穩(wěn)定性。穩(wěn)定性越高,說明解譯結果在時間上的變化較小,具有較好的預測能力??梢杂嬎憬庾g結果的重測系數(shù)(RepeatabilityCoefficient)或其他統(tǒng)計指標來評估穩(wěn)定性。如果解譯結果穩(wěn)定性較差,需要考慮數(shù)據(jù)源的變化、傳感器參數(shù)的漂移等因素。2.2解譯結果一致性評估在同一時間點,檢查不同遙感數(shù)據(jù)源的解譯結果是否一致??梢酝ㄟ^比較不同數(shù)據(jù)源解譯結果之間的差異程度來評估解譯結果的一致性。如果解譯結果差異較大,需要進一步分析原因,可能是由于數(shù)據(jù)傳感器誤差、數(shù)據(jù)處理算法差異等因素導致的。(3)解釋結果清晰度檢查3.1地物標簽清晰度評估檢查解譯成果中的地物標簽是否清晰、完整,能否準確反映地物的種類、屬性等信息??梢酝ㄟ^可視化方法(如地內(nèi)容顯示、表格輸出等)來展示解譯結果,以便于后續(xù)分析和應用。3.2解釋結果可解釋性評估評估解譯結果的可解釋性,即是否易于理解和解釋。可以通過編寫解譯說明文檔、提供示例內(nèi)容例等方式來提高解譯結果的可解釋性。如果解譯結果難以理解,需要優(yōu)化解譯算法或改進數(shù)據(jù)預處理方法。?總結本節(jié)介紹了解譯成果質量檢查的內(nèi)容和方法,主要包括準確性檢查、可靠性檢查和清晰度檢查。通過對這些方面的檢查,可以確保多源遙感數(shù)據(jù)的解譯成果質量,為后續(xù)的生態(tài)系統(tǒng)本底調(diào)查提供可靠的數(shù)據(jù)支持。4.3成果表達與存儲(1)成果表達本底調(diào)查成果應采用標準化的數(shù)據(jù)結構和表達方式,清晰地反映生態(tài)系統(tǒng)要素的空間分布、基本屬性和動態(tài)變化特征。成果表達應遵循以下原則:標準化:采用國際通用的數(shù)據(jù)標準和編碼規(guī)則,如GDAL、NetCDF等,確保數(shù)據(jù)在不同平臺和應用軟件間的可兼容性。多維性:支持對生態(tài)系統(tǒng)多維度信息(如空間、時間、光譜、溫度等)的綜合表達。例如,使用多band柵格數(shù)據(jù)表達光譜信息,時間序列數(shù)據(jù)表達動態(tài)變化。關聯(lián)性:建立數(shù)據(jù)間清晰的關聯(lián)關系,保證多源數(shù)據(jù)的協(xié)同分析。可通過空間索引(如R-tree)和拓撲關系(如多邊形鄰接性)實現(xiàn)。以下是成果表達的具體格式要求(【表】):成果類型格式要求示例公式空間數(shù)據(jù)GeoTIFF、Shapefilex時間序列數(shù)據(jù)HDF5、NetCDFD屬性數(shù)據(jù)CSV、GeoJSONID動態(tài)模型XML-Schema、JSONf(2)數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)存儲應滿足高效檢索、安全備份和長期保存的需求。具體要求如下:分布式存儲:采用HadoopHDFS等分布式文件系統(tǒng)存儲海量數(shù)據(jù),其存儲效率可通過分塊計算如下:Efficiency其中N為并行處理節(jié)點數(shù),Read/Writespeed元數(shù)據(jù)管理:建立完善的元數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫,記錄數(shù)據(jù)的生產(chǎn)信息、質量評價和更新周期。元數(shù)據(jù)結構示例如下(【表】):字段含義格式Creator數(shù)據(jù)生產(chǎn)單位字符串Date生產(chǎn)日期YYYY-MM-DDResolution空間分辨率extmAccuracy精度等級1-5Source數(shù)據(jù)來源字符串數(shù)據(jù)備份:建立至少雙副本的備份機制,采用RAID技術(如RAID6)提高容錯能力。備份周期需滿足以下公式:T例如,若數(shù)據(jù)每月更新,則備份周期建議不超過10天。加密存儲:對敏感數(shù)據(jù)(如高分辨率影像)采用AES-256加密存儲,其編碼過程如下:Cipher其中FK為密鑰擴展函數(shù),KF為加密算法。訪問權限控制:基于RBAC(基于角色的訪問控制)模型設計訪問權限表(【表】),限制數(shù)據(jù)操作(讀、寫、改、刪除):用戶角色數(shù)據(jù)操作權限級別觀察者只讀訪問L1分析者分析用寫權限L2管理員全面訪問L3確保數(shù)據(jù)存儲管理符合長期運維需求,同時滿足數(shù)據(jù)安全性和開放共享的協(xié)調(diào)要求。4.3.1成果格式統(tǒng)一規(guī)定在本節(jié)中,我們將詳細描述多源遙感數(shù)據(jù)協(xié)同的生態(tài)系統(tǒng)本底調(diào)查規(guī)范體系中的成果格式統(tǒng)一規(guī)定,以確保不同遙感數(shù)據(jù)源和多樣分析方法之間的數(shù)據(jù)互通性和一致性。(1)數(shù)據(jù)格式標準所有基于多源遙感數(shù)據(jù)的生態(tài)系統(tǒng)本底調(diào)查成果應采用標準化的數(shù)據(jù)格式,以支持數(shù)據(jù)交換、存檔和管理。推薦使用符合國際標準的數(shù)據(jù)格式,如GeoTIFF、GeoJSON等。這些格式易于讀取和寫入,支持不同的遙感數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)定義。數(shù)據(jù)格式描述推薦使用標準GeoTIFF柵格數(shù)據(jù)格式,支持多種數(shù)據(jù)類型和編碼方式GDAL標準,推薦使用壓縮和無損壓縮方式GeoJSON矢量數(shù)據(jù)格式,易于數(shù)據(jù)交換和版本控制JSON標準此外遙感數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)定義需要遵循一定的標準規(guī)范,例如FGDC(FederalGeographicDataCommittee)或ISOXXXX,以確保數(shù)據(jù)描述的全面性和一致性。(2)數(shù)據(jù)命名規(guī)范為了便于識別和查找,應制定統(tǒng)一的命名規(guī)范。生態(tài)系統(tǒng)本底調(diào)查成果的命名應體現(xiàn)其數(shù)據(jù)來源、時間、空間范圍、分析方法和標準編號等信息。以下是一個示例:DLG_2023_GBI_River_WaterQualityDLG:數(shù)據(jù)類型(DigitalLineGage,數(shù)字線劃水文資源)2023:數(shù)據(jù)采集年份GBI:數(shù)據(jù)采集機構或者項目名稱(如“NationalNatureReserveHandle”)River:數(shù)據(jù)類型描述(水域)WaterQuality:具體分析對象(水質)tif:文件類型(TaggedImageFileFormat,標簽內(nèi)容像文件格式)通過這樣的命名規(guī)則,數(shù)據(jù)的來源、內(nèi)容和分析方法一目了然,有助于數(shù)據(jù)的分類管理與后續(xù)使用。(3)數(shù)據(jù)質量控制在成果格式統(tǒng)一的同時,確保數(shù)據(jù)質量是最基本也是最關鍵的。所有成果通過質量控制流程后才可交付使用,質量控制應包括但不限于數(shù)據(jù)的完整性檢查、邏輯一致性驗證、精度評估等。具體的質量控制流程要包括數(shù)據(jù)來源驗證、數(shù)據(jù)采集方法驗證、數(shù)據(jù)處理流程驗證和數(shù)據(jù)精度驗證等。遺漏、誤刪及含糊不清應被識別并修正或刪除。確保數(shù)據(jù)完整并滿足科學研究、生態(tài)保護以及環(huán)境管理需求。(4)數(shù)據(jù)存儲與開放所有符合統(tǒng)一規(guī)范的成果數(shù)據(jù)將被存儲在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫中,并向公眾開放。這將確保數(shù)據(jù)的共享和利用,同時也促進科學研究的交流合作。開放數(shù)據(jù)應輔以詳盡的元數(shù)據(jù),并遵循一些公共許可證如CCBY等,許可公眾使用、復制和分發(fā)數(shù)據(jù),前提是必須注明原始數(shù)據(jù)來源。通過密切合作和多源數(shù)據(jù)的集成,我們建立了通過協(xié)同工作提升生態(tài)系統(tǒng)本底調(diào)查質量的規(guī)范體系,從而確保了數(shù)據(jù)的一致性、完整性、易用性和共享性。4.3.2數(shù)據(jù)庫建設標準(1)數(shù)據(jù)庫架構數(shù)據(jù)庫應采用分布式架構,支持多源遙感數(shù)據(jù)的存儲、管理和高效訪問。推薦使用關系型數(shù)據(jù)庫和地理空間數(shù)據(jù)庫相結合的方式,具體架構如內(nèi)容所示:?內(nèi)容數(shù)據(jù)庫架構示意內(nèi)容(2)數(shù)據(jù)模型2.1基礎要素數(shù)據(jù)模型基礎要素數(shù)據(jù)模型應包含以下核心實體及其屬性:實體名稱屬性1屬性2屬性3Point點ID坐標(X,Y,Z)高程信息LineString線ID點序列距離Polygon面ID點序列面積MultPoint多點ID點集點數(shù)量2.2遙感數(shù)據(jù)模型遙感數(shù)據(jù)模型定義如下:遙感數(shù)據(jù)實體=數(shù)據(jù)標識(此處內(nèi)容暫時省略)math(4)元數(shù)據(jù)標準元數(shù)據(jù)應遵循ISOXXXX標準,核心元數(shù)據(jù)包含以下要素:元數(shù)據(jù)元素約束條件數(shù)據(jù)來源必選時間戳YYYY-MM-DDcoordinateReferenceSystemWGS84dataQualityXXX分licenseCC-BY4.0(5)數(shù)據(jù)安全數(shù)據(jù)訪問應遵循RBAC權限控制模型,具體規(guī)則如下:超級管理員:具備所有數(shù)據(jù)訪問權限數(shù)據(jù)管理員:可讀寫所有數(shù)據(jù)業(yè)務用戶:僅可讀取授權數(shù)據(jù)集訪客用戶:僅可訪問公開數(shù)據(jù)集安全配置應滿足等級保護2級要求,建議采用TDE(TransparentDataEncryption)技術加密敏感數(shù)據(jù)。4.3.3圖件編制規(guī)范要求本規(guī)范要求旨在確保多源遙感數(shù)據(jù)協(xié)同的生態(tài)系統(tǒng)本底調(diào)查相關內(nèi)容件的統(tǒng)一性、準確性和可讀性,以便于信息的有效傳達和利用。內(nèi)容件編制應遵循以下要求:(1)內(nèi)容件類型及用途根據(jù)調(diào)查內(nèi)容和分析需要,可采用以下內(nèi)容件類型:內(nèi)容件類型主要用途適用場景地內(nèi)容類內(nèi)容件展示生態(tài)要素的空間分布、要素類型、要素強度等信息,提供空間參照。土地利用/土地覆蓋內(nèi)容、植被分布內(nèi)容、水文要素內(nèi)容、地貌特征內(nèi)容等。內(nèi)容表類內(nèi)容件展示生態(tài)要素的統(tǒng)計數(shù)據(jù)、變化趨勢、相關關系等信息,便于數(shù)據(jù)分析和比較。植被指數(shù)變化曲線、生物量分布統(tǒng)計、水質指標對比、氣象參數(shù)分布等。示意內(nèi)容類內(nèi)容件解釋生態(tài)過程、生態(tài)關系、模型原理等,輔助理解和分析。生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)示意內(nèi)容、水文過程示意內(nèi)容、生態(tài)模型原理示意內(nèi)容等。專題內(nèi)容件強調(diào)特定生態(tài)問題或特征,突出重點信息,例如敏感區(qū)域、脆弱區(qū)域等。生態(tài)敏感區(qū)分布內(nèi)容、濕地保護區(qū)規(guī)劃內(nèi)容、森林火災風險區(qū)地內(nèi)容等。(2)內(nèi)容件基本要素所有內(nèi)容件應包含以下基本要素,并按照統(tǒng)一的規(guī)范進行標注:內(nèi)容例(Legend):清晰、簡潔地解釋內(nèi)容件中使用的符號、顏色、線型等含義。內(nèi)容例應位于內(nèi)容件的合適位置,避免遮擋主要內(nèi)容。內(nèi)容例樣式示例:符號/顏色描述綠色森林藍色水域黃色草地灰色城市坐標系統(tǒng)(CoordinateSystem):明確標明內(nèi)容件所使用的坐標系統(tǒng)(例如,WGS84,UTM)。比例尺(Scale):標明內(nèi)容件的比例尺,以便于判斷空間大小和距離。北向箭頭(NorthArrow):指示內(nèi)容件的方位,方便讀者辨識方向。內(nèi)容注(Title):簡潔明了地描述內(nèi)容件的內(nèi)容和范圍。數(shù)據(jù)來源(DataSource):注明內(nèi)容件所使用的遙感數(shù)據(jù)源和時間范圍。制內(nèi)容單位及制內(nèi)容人信息(MapUnit&MapMaker):注明數(shù)據(jù)處理和制內(nèi)容的單位及制內(nèi)容人姓名、職稱和日期。數(shù)據(jù)精度說明(DataAccuracy):明確說明數(shù)據(jù)精度及其影響。(例如:點精度:50米,面精度:100米)(3)內(nèi)容形符號及顏色規(guī)范符號規(guī)范:使用統(tǒng)一的符號系統(tǒng),并根據(jù)內(nèi)容例進行解釋。應避免使用過于復雜的符號,以保證內(nèi)容件的可讀性。顏色規(guī)范:應根據(jù)生態(tài)要素的性質和類型,選擇合適的顏色。優(yōu)先采用標準化顏色方案,如常用的顏色色板(ColorPalette)。避免使用過于鮮艷或容易混淆的顏色。線型規(guī)范:不同線型代表不同的含義,應根據(jù)內(nèi)容例進行解釋。常用的線型包括實線、虛線、點線等。(4)內(nèi)容件尺寸及分辨率要求內(nèi)容件尺寸:根據(jù)應用需求和內(nèi)容復雜程度確定內(nèi)容件尺寸。通常建議采用標準尺寸,如A4,A3等。內(nèi)容像分辨率:所有遙感內(nèi)容像應具有足夠的空間分辨率,以滿足內(nèi)容件制內(nèi)容的需求。分辨率應根據(jù)調(diào)查目的、要素大小以及地內(nèi)容比例尺來確定,至少應滿足能清晰辨認目標要素的條件。(5)數(shù)字地內(nèi)容制作規(guī)范使用專業(yè)GIS軟件(如ArcGIS,QGIS)進行內(nèi)容件制作。采用矢量化或柵格化兩種方式進行地內(nèi)容制作,根據(jù)實際情況選擇合適的制作方式。數(shù)字地內(nèi)容應支持縮放和平移,方便用戶瀏覽和分析。數(shù)字地內(nèi)容應能夠進行數(shù)據(jù)查詢和導出。(6)內(nèi)容件質量控制所有內(nèi)容件應經(jīng)過嚴格的質量控制,確保數(shù)據(jù)的準確性和一致性。內(nèi)容件應進行校核,避免出現(xiàn)錯誤和遺漏。內(nèi)容件應進行美化,使其具有良好的視覺效果。五、質量控制與保障5.1數(shù)據(jù)質量體系構建在多源遙感數(shù)據(jù)協(xié)同的生態(tài)系統(tǒng)本底調(diào)查中,數(shù)據(jù)質量是確保調(diào)查成果準確性和可靠性的核心要素。本節(jié)將構建一個全面的數(shù)據(jù)質量體系,包括數(shù)據(jù)質量標準、評估方法、質量控制流程等內(nèi)容。(1)數(shù)據(jù)質量標準多源遙感數(shù)據(jù)協(xié)同的數(shù)據(jù)質量標準需要從多個維度進行規(guī)范化。首先數(shù)據(jù)的精度和分辨率是關鍵要素,根據(jù)調(diào)查區(qū)域的具體需求,確定傳感器的最低分辨率要求(如Landsat的30米或Sentinel-2的10米)。其次時空分辨率和時頻要求需明確,以便數(shù)據(jù)能夠有效地用于動態(tài)監(jiān)測和長期分析。同時波段覆蓋范圍和多平臺兼容性也是重要考慮因素。質量要點精度要求傳感器的最低分辨率時空分辨率Landsat:30米,Sentinel-2:10米波段覆蓋范圍全譜或特定波段多平臺兼容性數(shù)據(jù)格式和接口標準數(shù)據(jù)完整性數(shù)據(jù)獲取的完整性和可用性(2)數(shù)據(jù)質量評估數(shù)據(jù)質量評估是確保數(shù)據(jù)符合標準的重要環(huán)節(jié),首先需要建立多源數(shù)據(jù)的校準和驗證機制,確保不同數(shù)據(jù)源之間的一致性和可比性。其次采用定量和定性評估方法,例如通過內(nèi)容像分析工具(如ENVI或ArcGIS)進行數(shù)據(jù)的幾何校正和輻射校正。同時數(shù)據(jù)的時間序列分析也是評估的一部分,確保數(shù)據(jù)的時間連續(xù)性和一致性。評估方法校準與驗證多源數(shù)據(jù)間的校準與交叉驗證定量評估內(nèi)容像分析工具進行幾何校正和輻射校正定性評估數(shù)據(jù)的完整性和可用性檢查時間序列分析數(shù)據(jù)的時間連續(xù)性和一致性檢查(3)數(shù)據(jù)質量控制流程數(shù)據(jù)質量控制流程需要細化到每個環(huán)節(jié),確保數(shù)據(jù)質量的全面性。首先數(shù)據(jù)獲取前需要進行預檢,包括數(shù)據(jù)的完整性、格式和波段是否符合要求。其次數(shù)據(jù)預處理階段需進行校正和標準化處理,確保數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性和一致性。然后數(shù)據(jù)審核階段需要由專家團隊對數(shù)據(jù)質量進行評估和確認。最后數(shù)據(jù)修正階段根據(jù)審核結果進行必要的調(diào)整和優(yōu)化。流程環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)獲取前期檢驗數(shù)據(jù)完整性、格式和波段檢查數(shù)據(jù)預處理階段校正、標準化和歸一化處理數(shù)據(jù)審核階段專家評估和質量確認數(shù)據(jù)修正階段根據(jù)審核結果進行修正和優(yōu)化(4)數(shù)據(jù)質量機制數(shù)據(jù)質量機制需要建立健全的責任分工和質量改進機制,首先明確數(shù)據(jù)質量管理的責任人,通常由項目負責人或質量控制小組負責。其次建立質量改進機制,通過定期的數(shù)據(jù)質量評審會議和反饋機制,持續(xù)優(yōu)化數(shù)據(jù)質量管理流程。最后建立數(shù)據(jù)質量改進的激勵機制,鼓勵數(shù)據(jù)提供方和使用方積極參與質量控制工作。質量機制責任分工明確質量管理責任人質量改進機制定期質量評審和反饋機制激勵機制數(shù)據(jù)質量獎勵和懲罰機制(5)數(shù)據(jù)質量體系的責任體系數(shù)據(jù)質量體系的責任體系需要明確各參與方的責任,首先數(shù)據(jù)提供方需確保數(shù)據(jù)的獲取質量,符合合同約定的要求。其次數(shù)據(jù)處理方需對數(shù)據(jù)進行質量控制和處理,確保數(shù)據(jù)的準確性和完整性。最后數(shù)據(jù)使用方需對數(shù)據(jù)質量進行最終確認,并在使用過程中進行質量監(jiān)督和反饋。責任劃分數(shù)據(jù)提供方數(shù)據(jù)獲取的質量保證數(shù)據(jù)處理方數(shù)據(jù)質量控制和處理數(shù)據(jù)使用方數(shù)據(jù)質量最終確認和監(jiān)督通過以上質量體系的構建,可以有效地保障多源遙感數(shù)據(jù)協(xié)同的質量,確保生態(tài)系統(tǒng)本底調(diào)查的科學性和可靠性。5.2獲取過程質量控制(1)原始數(shù)據(jù)獲取多源數(shù)據(jù)源:生態(tài)系統(tǒng)本底調(diào)查應綜合多種數(shù)據(jù)源,包括但不限于衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)(如Landsat、Sentinel等)、航空遙感數(shù)據(jù)、地面觀測數(shù)據(jù)(如氣象站、無人機觀測等)以及現(xiàn)場采樣數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)格式與標準:確保所有數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)格式符合統(tǒng)一標準,以便于后續(xù)處理和分析。例如,采用GeoTIFF格式存儲遙感內(nèi)容像,使用CSV或JSON格式存儲地面觀測數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)質量評估:對每個數(shù)據(jù)源進行質量評估,包括數(shù)據(jù)的準確性、時效性、空間分辨率和光譜分辨率等方面。?數(shù)據(jù)質量評估指標指標評估方法評估標準準確性與已知真實值對比偏差在可接受范圍內(nèi)時效性數(shù)據(jù)發(fā)布時間與調(diào)查時間的關系數(shù)據(jù)應在調(diào)查時間點的前后合理時間內(nèi)獲取空間分辨率內(nèi)容像清晰度能夠清晰識別地表細節(jié)光譜分辨率能否捕捉到細微光譜變化具備足夠的光譜覆蓋范圍(2)數(shù)據(jù)融合與校正數(shù)據(jù)融合技術:采用合適的融合技術將來自不同數(shù)據(jù)源的信息整合在一起,以提高數(shù)據(jù)的綜合性和可靠性。常用的融合技術包括主成分分析(PCA)、最小二乘法(LSS)、最大似然法(ML)等。數(shù)據(jù)校正:對多個數(shù)據(jù)源進行一致性校正,消除由于傳感器特性、大氣條件、地形等因素引起的偏差。例如,通過大氣校正算法修正紅外內(nèi)容像中的水汽影響。(3)數(shù)據(jù)處理與分析預處理:包括輻射定標、幾何校正、大氣校正等步驟,以提高數(shù)據(jù)的準確性和可用性。統(tǒng)計分析與建模:利用統(tǒng)計學方法和機器學習算法對處理后的數(shù)據(jù)進行深入分析,提取生態(tài)系統(tǒng)本底信息,如植被分布、土地利用類型、生物量估算等。不確定性分析:評估數(shù)據(jù)處理和分析過程中的不確定性來源,并采取相應的措施進行控制和管理。通過上述過程的質量控制,可以確保多源遙感數(shù)據(jù)協(xié)同的生態(tài)系統(tǒng)本底調(diào)查數(shù)據(jù)的準確性、可靠性和有效性,為后續(xù)的生態(tài)保護和決策提供科學依據(jù)。5.3成果質量保證措施為確保多源遙感數(shù)據(jù)協(xié)同的生態(tài)系統(tǒng)本底調(diào)查成果的準確性、可靠性和一致性,應建立完善的質量保證(QA)措施體系。QA貫穿數(shù)據(jù)獲取、處理、分析、成果生成及驗證等全過程,具體措施如下:(1)數(shù)據(jù)獲取與預處理質量保證數(shù)據(jù)源質量評估對納入?yún)f(xié)同分析的多源遙感數(shù)據(jù)(如光學、雷達、熱紅外等)進行質量評估,建立數(shù)據(jù)質量檔案。評估指標包括:空間分辨率:滿足最小地物單元分解精度要求(dmin輻射定標精度:絕對輻射定標誤差小于5%。幾何定位精度:水平定位誤差小于2個像元,垂直定位誤差小于5m(根據(jù)傳感器標稱精度)。云/雪覆蓋率:光學數(shù)據(jù)云覆蓋率應低于15%,雷達數(shù)據(jù)需剔除強干擾區(qū)域。數(shù)據(jù)源類型指標允許閾值測試方法Landsat8相對輻射誤差≤5%星地定標比對Sentinel-1A幾何定位誤差≤2像元(水平)參考地面控制點(GCP)MODISNDVI穩(wěn)定性CV≤0.110天滑動窗口計算預處理標準化流程采用統(tǒng)一預處理規(guī)范,包括大氣校正(如FLAASH模型)、幾何精校正(誤差傳播公式控制)、影像融合(如Pan-sharpeningBrovey法)等。建立預處理參數(shù)庫,確保不同批次數(shù)據(jù)處理的可追溯性。ext輻射校正模型誤差=ext傳感器測量值多源數(shù)據(jù)配準精度控制采用多分辨率匹配算法(如互相關法)實現(xiàn)像素級配準,配準誤差(RMSE)應小于0.5個像元。建立配準質量內(nèi)容,標識重采樣區(qū)域。信息提取一致性檢驗對生態(tài)系統(tǒng)要素(如植被覆蓋度、水體面積等)提取結果進行交叉驗證,方法包括:與獨立地面調(diào)查樣本比對(Kappa系數(shù)>0.85)。不同傳感器反演結果互驗證(如Landsat與Sentinel-1反演的葉面積指數(shù)(LAI)差異<10%)。要素類型驗證指標閾值計算公式植被覆蓋度Kappa系數(shù)≥0.85κ水體面積相對誤差≤5%A(3)成果驗證與分發(fā)質量保證地面驗證網(wǎng)絡布設
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