草原物候關鍵期遙感監(jiān)測技術規(guī)程

PAGE2PAGE3 草原物候關鍵期遙感監(jiān)測技術規(guī)程1范圍本文件規(guī)定了草原牧草物候關鍵期遙感監(jiān)測的技術路線、前期準備、地面調查、遙感數據獲取與處理、模型建立、生產檔案。本文件適用于草原牧草物候關鍵期遙感監(jiān)測。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構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。NY/T1233-2006草原資源與生態(tài)監(jiān)測技術規(guī)程NY/T2998-2016草地資源調查技術規(guī)程DB23/2500-2019草原植物資源調查技術規(guī)程3術語和定義本文件沒有需要界定的術語與定義。4技術路線獲取監(jiān)測區(qū)遙感影像資料，經過計算機處理、識別、分類、投影變換、提取植被指數信息；進行地面實測，獲取草原物候期樣地數據；用數理統(tǒng)計方法，通過植被指數與草原牧草返青（枯黃）的相關性分析，建立數學模型并進行驗證和修正；利用數據模型估測牧草返青（枯黃）情況；對物候期結果進行評價。5前期準備5.1本底資料a.各行政區(qū)域、地形、道路、河流等要素的矢量數據。b.各草原類型、區(qū)域矢量數據及各年度草原清查、監(jiān)測數據。c.其它資料，包括監(jiān)測區(qū)的條件、社會經濟概況、草原工程建設、草原利用狀況、畜牧業(yè)生產、草原災害等。d.各本底資料的矢量數據，均統(tǒng)一為CGCS2000坐標系。5.2監(jiān)測人員要求監(jiān)測人員應具備草原監(jiān)測專業(yè)知識和遙感、地理信息系統(tǒng)等基礎知識，熟悉使用GPS，具備植物分類知識并經過崗前培訓。6地面調查在監(jiān)測區(qū)域內，設置樣帶，調查牧草返青（枯黃）的株叢數（密度），記錄具體的日期，同時拍攝樣方垂直俯視照片及景觀照片，具體方法參照NY/T1233-2006、NY/T2998-2016、DB23/2500-2019。7遙感數據獲取與處理7.1遙感信息源7.1.1遙感數據類型遙感數據的類型包括航天遙感、航空遙感或其他遙感數據。草原返青、枯黃遙感監(jiān)測通常選用中分辯率的MODIS遙感影像。7.1.2數據選用原則覆蓋監(jiān)測區(qū)，成像時間與地面調查時間基本一致。7.1.3數據下載使用國內外公開發(fā)布的影像數據。7.2數據處理使用專業(yè)軟件MRT對下載的MODIS數據進行預處理。7.2.1投影轉換及坐標系定義使用MRT，將MODIS投影轉換為AlbersEqualArea，坐標系定義為WGS84。7.2.2NDVI提取使用MRT，提取各草原圖斑的NDVI值。7.2.3影像的裁剪、鑲嵌處理使用ArcGIS，疊加監(jiān)測區(qū)域矢量，對遙感影像進行裁剪、鑲嵌等處理。7.3植被指數選擇草原返青期和枯黃期遙感監(jiān)測均選用標準的歸一化植被指數（NDVI）。8.模型建立通過對草原返青期、枯黃期與植被指數的相關性分析，建立數學模型。應考慮不同草原類型、地域以及牧草生長條件等差異分類建模，選擇適當的模型方程。8.1.1返青（枯黃）期返演閥值的確定使用統(tǒng)計分析工具，依據歸一化植被指數（NDVI）值與地面調查的草原返青（枯黃）數據，確定不同草原類型的返青（枯黃）反演閥值。返青（枯黃）期閥值：草原返青（枯黃）開始與前一監(jiān)測旬NDVI差值的平均值.即為返青（枯黃）期反演閥值。8.1.2返青期確定對于任意一個遙感像元，其歸一化植被指數（NDVI）在連續(xù)的二個監(jiān)測旬內都有增加且增量大于返青閥值，該像元在監(jiān)測旬內為返青像元。8.1.3枯黃期確定對于任意一個遙感像元，其歸一化植被指數（NDVI）在連續(xù)的二個監(jiān)測旬內都有減少且減量大于枯黃閥值，該像元在監(jiān)測旬內為枯黃像元。8.2監(jiān)測范圍與遙感數據的疊加處理將經過預處理的MODIS遙感數據由柵格轉為矢量，與監(jiān)測范圍草原矢量數據疊加后進行相交處理，提取出各相交后草原矢量圖斑的NDVI值。8.3模型構建使用ArcGIS軟件，依據確定的返青（枯黃）閥值，判斷草原返青（枯黃）期，方法如下：NDVIp，j-NDVIp，j-1＜V。NDVIp，j是像元p在監(jiān)測期j的NDVI值。NDVIp，j-1是像元p在監(jiān)測期j-1（即上期）的NDVI值。V為草原返青（枯黃）期反演閥值。8.4驗證與修正使用統(tǒng)計學的方法，對模型返演結果與地面調查值進行對比分析，驗證反演模型。從地面調查數據中，按一定的抽取規(guī)則抽取不低于地面樣地總數10%的樣地數據（這些樣地數據在建模前抽取，不參與建模過程）對模型進行驗證，當返演結果與現地調查結果相同率達