山西省森林資源年度清查工作的影像處理探討

1、    山西省森林資源年度清查工作的影像處理探討    王彩霞摘 要 山西省森林資源年度清查工作利用遙感判讀技術(shù)，采取系統(tǒng)抽樣布設(shè)樣地的方法，獲取縣級(jí)行政單元的森林資源年度動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，客觀反映市縣林業(yè)建設(shè)成效。基于此，針對(duì)該工作中遙感判讀影像處理的一些問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析和探討，并給出了合理的建議。關(guān)鍵詞 森林資源;年度清查;遙感判讀;影像;山西?。篺326.27 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：b doi：10.19415/ki.1673-890x.2019.08.093國(guó)家森林資源清查體系是以省為抽樣總體，每5年開展一次的森林資源調(diào)查，無(wú)法滿足市縣森林資源清查精度要求，山西

2、省森林資源年度清查旨在統(tǒng)籌解決縣域范圍變化無(wú)法及時(shí)掌握、林業(yè)生態(tài)治理成效無(wú)從量化評(píng)判、生態(tài)文明政績(jī)難以客觀反映等問(wèn)題。監(jiān)測(cè)的對(duì)象是各縣的森林資源動(dòng)態(tài)消長(zhǎng)情況，主要內(nèi)容包括森林的數(shù)量、分布、動(dòng)態(tài)變化和森林后備資源的動(dòng)態(tài)變化。在總結(jié)和借鑒國(guó)內(nèi)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，山西省以縣為抽樣總體，采取系統(tǒng)抽樣布設(shè)樣地的方法，以遙感判讀為手段，獲取縣級(jí)行政單元的森林資源年度動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，從而滿足對(duì)市縣林業(yè)建設(shè)成效考核的需要?；诖?，就該工作中相關(guān)影像處理的一些問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析和探討。1 arcmap中建立金字塔的級(jí)數(shù)和方法山西省森林資源年度清查工作采用多源影像進(jìn)行判讀。初始年采用農(nóng)村土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)確權(quán)登記頒證所使用的

3、12 000航空正射成果、高分辨率衛(wèi)片以及谷歌影像判讀，運(yùn)行年采用高分辨率衛(wèi)片和谷歌影像判讀。為了提高判讀工作效率，需利用arcgis平臺(tái)對(duì)碎片狀的農(nóng)村土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)確權(quán)登記頒證所使用的12 000航空正射成果進(jìn)行自動(dòng)拼接，形成以縣為單位的整塊影像數(shù)據(jù)。當(dāng)影像在不同遙感或gis軟件中打開，顯示信息出問(wèn)題時(shí)，往往需要重新構(gòu)建影像金字塔。理論上講建立金字塔的級(jí)數(shù)越高，顯示速度越快，但同時(shí)空間占用就會(huì)越大，這其實(shí)就是在用空間換取時(shí)間。但是，實(shí)際上金字塔的級(jí)數(shù)并不是越大越好。例如，一幅影像圖，每分一級(jí)金字塔都會(huì)被分成4小塊影像。在沒(méi)有建立金字塔的情況下，讀取用了100 s;建立兩層之后就縮短為25 s

4、，三層后為6.25 s，四層后是1.56 s，五層后為0.39 s，六層后是0.1 s，七層后是0.025 s。由此可見，隨著級(jí)數(shù)的增加，讀取速度就越快（或者說(shuō)等候時(shí)間就會(huì)縮短），但當(dāng)級(jí)數(shù)達(dá)到一定的程度，再增加級(jí)數(shù)似乎也沒(méi)有太大的意義。從上面的例子來(lái)看，這張影像圖做到6級(jí)就已經(jīng)夠了，再往上增加級(jí)數(shù)，提高的速度人是感覺(jué)不出來(lái)的。相反每增一級(jí)，空間的開銷就會(huì)隨之增加。所以取一個(gè)適合自己影像的金字塔級(jí)數(shù)是非常有必要的。至于取多少級(jí)，每張圖都不一樣，和圖的大小有關(guān)，降低圖片的分辨率有關(guān)，分塊數(shù)量多少有關(guān)，還和機(jī)器設(shè)備等有關(guān)。一般來(lái)講，分成79級(jí)就夠用了。金字塔等級(jí)是指建立的金字塔層級(jí)數(shù)量，默認(rèn)的級(jí)別是

5、-1，此時(shí)會(huì)構(gòu)建完整的影像金字塔，需要很長(zhǎng)的時(shí)間。就年度清查工作，經(jīng)過(guò)技術(shù)人員的反復(fù)討論和試驗(yàn)，對(duì)于50 g以上的影像，金字塔等級(jí)建到7級(jí)就可以，構(gòu)建時(shí)間短，用arcmap瀏覽起來(lái)也不會(huì)卡。方法步驟如下。1）打開arctoolbox工具箱，點(diǎn)擊數(shù)據(jù)管理工具柵格柵格屬性構(gòu)建金字塔，打開對(duì)話框。如圖1所示。2）輸入柵格數(shù)據(jù)集選擇要建金字塔的影像，金字塔等級(jí)填7（50g以上影像建議填7），跳過(guò)第一個(gè)等級(jí)打?qū)?，其他值默認(rèn)，確定即可。如圖2所示。2 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換年度清查采用2 000國(guó)家大地坐標(biāo)系，需對(duì)年度林地變更數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。年度林地變更影像坐標(biāo)系為xian 80，根據(jù)已有的80坐標(biāo)系縣界和轉(zhuǎn)換好的

6、cgcs 2 000坐標(biāo)系縣界限制影像，通過(guò)地理配準(zhǔn)工具將80坐標(biāo)系下的林地變更影像直接平移至csgs 2 000坐標(biāo)系范圍內(nèi)。方法步驟如下：arcmap中加載80坐標(biāo)系縣界和年度林地變更影像，打開arctoolbox工具箱選擇數(shù)據(jù)管理工具柵格裁剪保存裁剪好的影像，新建文檔打開2 000坐標(biāo)系縣界和裁剪好的變更影像在工具欄中勾選“地理配準(zhǔn)”工具條通過(guò)拖拽將裁剪好的影像與2 000坐標(biāo)系的縣界范圍重合點(diǎn)擊地理配準(zhǔn)在下拉菜單中點(diǎn)選“糾正”選擇合適的輸出位置及名稱并保存最后為保存好的影像定義坐標(biāo)（cgcs 2 000 3 degree gk cm 111e.prj）。3 現(xiàn)地核實(shí)影像截圖的處理過(guò)程對(duì)

7、遙感判讀無(wú)法確定的接近成林標(biāo)準(zhǔn)的未成林地、疏林地、經(jīng)濟(jì)林地和400 mm降水量以下地區(qū)的灌木林地，必須經(jīng)過(guò)實(shí)地調(diào)查，才能確定地類?，F(xiàn)地核實(shí)利用裝有專用調(diào)查軟件的數(shù)據(jù)采集儀，進(jìn)行導(dǎo)航定位，并通過(guò)現(xiàn)地因子調(diào)查確定地類。為了準(zhǔn)確找到樣地的位置需在數(shù)據(jù)采集儀中導(dǎo)入調(diào)查樣地所在范圍的影像截圖，影像截圖的注意事項(xiàng)及方法如下。1）在arctoolbox中直接裁剪農(nóng)經(jīng)航片，該方法耗費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)，不建議采納。2）采用qq等抓圖軟件截圖，該方法截圖分辨率低，放大后圖像模糊，不建議采納。3）在arcmap中通過(guò)導(dǎo)出地圖文件截圖，該方法操作簡(jiǎn)單、耗時(shí)短、分辨率高、不限比例尺，并能將截圖寫入坐標(biāo)，能夠準(zhǔn)確定位樣地，建議采納。具體步驟如下：arcmap中添加所要調(diào)查縣的樣地和航片，選擇某一樣地并調(diào)整其大小和位置，確定有利于找到樣地的合適截圖范圍（如樣地周圍有村莊、公路等明顯地物標(biāo)志的），如圖3所示。調(diào)整好后點(diǎn)擊工具欄文件導(dǎo)出地圖顯示對(duì)話框選擇保存位置文件名（建議用樣地號(hào)，便于查找），保存類型（tiff格式），分辨率（建議300）勾選寫入坐標(biāo)文件保存，如圖4所示。將導(dǎo)出的截圖經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)預(yù)處理工具處