黑龍江省碳匯計量與監測土地利用變化信息的獲取方法

張冰

(黑龍江省林業監測規劃院，黑龍江 哈爾濱 150040)

按照國家林業局應對氣候變化領導小組的統一部署，國家林業局造林司(氣候辦)于2009年啟動了全國林業碳匯計量監測體系建設，在全國范圍內進行2～3年的土地利用、土地利用變化與林業(LULUCF)碳匯計量監測工作，黑龍江省碳匯計量與監測工作就是在這一背景下開展的。此項工作以掌握森林和濕地的碳儲量現狀、變化及空間分布為目的，以黑龍江省地方管轄區域為總體，以各類林業資源調查成果為基礎，運用遙感和地理信息技術，結合地面遙感大樣地調查，準確查清森林和濕地各碳庫碳儲量現狀、變化及空間分布，同時為本省森林碳匯項目計量監測提供支撐。本文主要探討的是土地利用變化信息的獲取方法。

1 樣地布設

本次監測以黑龍江省森林資源連續清查布設樣地為基礎，在大小為24 km×24 km的單元內抽取樣點，全省共布設496個樣地。樣地選擇方形樣地，大小為4 km×4 km，樣地每邊的方位角為0°、90°、180°、270°四個，為正方向。

2 遙感數據處理

本次監測選用時相為2005年的TM衛星遙感數據作為基年數據，時相為2013年的資源二號衛星遙感數據作為目標年數據，對遙感數據進行圖像增強的處理，并進行幾何精度校正。

3 圖斑數據源選擇

根據森林資源規劃設計調查(二類調查)、林地保護利用規劃及更新、濕地資源調查和沙化土地監測等數據完成的時間和數據特點，按照數據質量和精度就高不就低的原則，選取適當的基礎數據，結合碳匯專項補充調查數據。將選取好的圖斑數據源統一采用西安80坐標系，并按樣地大小進行裁切。

4 土地利用類型邊界的確定

4.1 建立解譯標志

按照遙感影像特點及時相對影像進行室內分析和野外調查后，形成統一的判讀標準，分別對不同數據源、不同時相的遙感影像建立解譯標志。

4.2 確定圖斑區劃因子

圖斑區劃首先考慮行政界線和明顯地形地物界線，同時兼顧碳匯調查和經營活動的需要。

林地圖斑區劃主要考慮權屬、森林類別和林種、生態公益林的事權和保護等級、林業工程類別、地類、起源、優勢樹種(組)、齡級、郁閉度、立地類型等因子。林地圖斑最小區劃面積為0.067 hm2。

濕地圖斑區劃主要考慮三級流域、濕地型、縣級行政區域、土地所有權、保護狀況、濕地受威脅等級、濕地主導利用方式等因子。濕地圖斑最小區劃面積為8 hm2。

其他類型圖斑區劃主要考慮權屬、起源、地類等因子。其他類型圖斑最小區劃面積為1.5 hm2。

4.3 人機交互判讀

將裁切好的基年數據(2005年)與目標年數據(2013年)利用ARCGIS軟件進行交叉處理，使新生成的圖斑同時具有基年和目標年的屬性因子。考慮到基年遙感數據源分辨率低且目標年數據精度高的問題，通過VFP編程處理，將新生成的圖形以目標年圖斑為準重新合并為未交叉前的圖形，生成一套保留了目標年數據的圖形及屬性因子且同時具備基年屬性因子的土地利用界線。按照解譯標志通過兩期衛片對比，判讀出樣地內土地利用類型變化的部分，并按此判讀對新生成的具有兩年判讀因子的圖斑進行切割修整，并結合資料完善因子，最后形成一套完整土地利用圖斑界線。

事先對判讀人員進行培訓考核，正判率應達到90%以上方可上崗操作。人機交互判讀實行雙軌作業，判讀類型一致率在90%以上時，可對不同圖斑進行協商修改，達不到時重新判讀。

4.4 地面驗證

地面驗證所抽取圖斑的面積應占所監測區域面積的5%以上；選取調查樣地應盡量均勻地分布于監測區域內；驗證對象應重點突出，重點調查在室內遙感解譯時不清晰的圖斑和區域。

土地利用分類的總體精度要求大于85%，單類別的最低精度不少于80%。

4.5 數據檢驗

利用ARCGIS對樣地圖斑數據的完整性、投影坐標、空間拓撲、屬性邏輯關系等進行檢查，確保數據準確可靠

5 土地利用類型變化信息提取

對處理好的圖斑按照基年與目標年土地利用類型不同的條件進行篩選，提取土地利用變化圖斑，對其變化原因等進行分析，并按照此次監測目的對全省樣地進行碳儲量進行計算。

6 結論

土地利用、土地利用變化及林業碳匯計量與監測主要采取的是室內判讀為主地面調查為輔的工作方法，本文對如何利用現有調查數據結合遙感影像獲取翔實可靠的土地利用信息進行的探討，利用ARCGIS軟件對基年與目標年的矢量數據進行交叉聯合，獲取一套兼有兩年屬性因子的圖形數據，解決了兩年兩套圖形不方便更新的問題。