3S技術在黑龍江省濕地資源調查中的應用

張冰

（黑龍江省林業監測規劃院，黑龍江 哈爾濱 150080）

濕地資源調查是查清濕地資源現狀，準確掌握濕地資源動態變化，客觀反映調查區域濕地類型、自然及社會經濟條件，綜合分析與評價濕地資源及經營管理現狀，科學地提出濕地保護與利用意見而進行的資源性調查。其調查成果即是濕地認定及監測的基礎，更是為濕地資源可持續利用，充分發揮濕地生態系統功能提供科學依據。黑龍江是濕地資源大省，濕地面積大、類型多、分布廣、區域性差異顯著，生物多樣性豐富，適時地進行濕地資源調查尤為必要。

黑龍江省曾于2000年進行了首次濕地資源調查。濕地資源經過10年的保護利用，其數量、質量及生態系統功能發生了較大變化，現行的濕地資源數據已經不能客觀的反映現狀。2009年黑龍江省是國家林業局6省、市濕地資源調查試點省份之一。為此，黑龍江省根據國家林業局林發［2008］265號文件精神進行全省濕地資源調查。

1 3S技術在沙化監測中的應用

本次濕地資源采用以RS（遙感技術）為主、GIS（地理信息系統）和GPS（全球定位系統）為輔的“3S”技術。即通過遙感解譯獲取濕地類型、所屬三級流域等信息。通過野外調查、現地訪問和收集最新資料獲取水源補給狀況、主要優勢植物種、土地所有權、保護管理狀況等數據。最后用地理信息軟件形成矢量數據庫，進行濕地數據分析和統計

1.1.1 遙感判讀準備工作

（1）獲取調查區相關圖件和資料圖件：包括調查

1.1 RS（遙感技術）應用區地形圖、土地利用現狀圖、植被圖、濕地、流域等專題圖，包括調查區有關的文字資料和統計數據等。

（2）遙感數據源的選擇：遙感數據的獲取應在保證調查精度的基礎上，根據實際情況采用特定的數據源。一般應保證分辨率在20m以上，云量小于5%，最好選擇和調查時間最接近的遙感數據，其時間相差一般不超過2a。

（3）遙感數據處理：對遙感數據以濕地資源為主體進行圖像增強的處理，并依據1∶50 000地形圖進行幾何精校正。經過處理的遙感影像，按照標準生成數字圖像或影像圖。

（4）解譯人員的培訓：為了保證遙感數據解譯的準確性，首先對參加解譯的工作人員進行技術培訓，掌握技術標準和GIS與RS技術的基礎理論知識和相關軟件的應用。參加解譯的人員除了進行遙感判讀的知識培訓之外，還要進行相關專業知識學習以及野外調查培訓等。

1.1.2 建立解譯標志

（1）選設4～6條調查線，調查線的選設原則為：①類型齊全；②實況資料好；③對工作區有充分代表性；④在遙感假彩色上色彩齊全；⑤交通方便。

（2）線路調查：通過對遙感假彩色影像識別，利用GPS等定位的工具，建立影像特征與地面實況的對應關系。

（3）內業分析：根據野外調查確立的影像和地物之間的關系，借助相關輔助信息（濕地圖、水系圖、濕地分布圖及有關物候等資料），建立起遙感影像上反映的色調、形狀、圖形、紋理、相關分布、地域分布等特征和相應判讀類型間的關系。

（4）制定統一解譯標準，填寫解譯標志表：通過野外調查和內業分析對判讀類型的定義、現地景觀形成統一認識，并且對各濕地類型在遙感信息影像上的反映特征的描述形成統一的標準，建立解譯標志，填寫判讀解譯標志表。

（5）判讀工作的正判率考核：選取40～60個判讀點，要求內業人員對濕地類型進行識別，只有濕地類型正確判讀率超過90%時才能上崗。不足90%進行錯誤分析和糾正，并進行二次考核，直到正判率超過90%。

1.1.3 判讀解譯

（1）人機交互判讀：判讀人員在正確的理解分類定義的情況下，參考有關文字、地面調查資料等，在GIS軟件支持下，將相關地理圖層疊加顯示，全面分析遙感影像數據的色調、紋理、地形特征等，將判讀類型與其所建立的解譯標志有機結合起來，準確區分判讀類型。以面狀圖斑和線狀地物分層解譯。建立判讀卡片并填寫遙感信息判讀登記表。

（2）圖斑判讀要求：以圖斑為基本單位進行判讀時，采用遙感影像圖進行勾繪判讀或在利用GIS軟件勾繪，GPS野外定位點為輔。每個樣地或圖斑都要按照規則進行編號，作為該判讀單位的唯一識別標志。并逐一填寫判讀因子，生成屬性數據庫。

（3）河流的判讀：判讀范圍為寬度在10m以上、長度在5km以上的全國小型河流。如果遙感影像沒到解譯要求，可以采用典型調查的方式進行，即借助地形圖和GPS野外定點調查現地調繪。

（4）雙軌制作業：以樣地為單位進行判讀時，要求2名判讀人員對同幅地形圖內的遙感判讀樣地分別進行判讀登記。判讀類型一致率在90%以上時，可對不同點進行協商修改，達不到時重判。以圖斑為單位進行判讀時，要求一人按圖斑區劃因子進行圖斑區劃并進行判讀，另一人對前一人的區劃結果進行檢查，發現區劃錯誤時經過協商進行修改；區劃確定后第二人進行“背靠背”判讀，判讀類型一致率在90%以上時，可對不同圖班進行協商修改，達不到時重判。

（5）質量檢查：質量檢查是對遙感影像處理、解譯標志建立、判讀準備與培訓、判讀及外業調查驗證等各項工序和成果進行檢查。組織對當地熟悉和有判讀實踐經驗的專家對解譯結果進行檢查驗收，對不合理及錯誤的解譯及時糾正。

1.2 GPS（全球定位技術）應用

根據解譯標志及參考相關的輔助資料，進行衛星圖像目視解譯判讀，按圖斑區劃條件劃分圖斑。現地對衛星圖像上的各類調查界線進行核實，同時調查各地類的相關因子 。根據現地調查核實結果，在現地對衛星圖像目視解譯形成的圖斑界線進行修正；利用GPS（全球定位技術）對有關調查圖斑進行現地定位。

1.3 GIS（地理信息技術）應用

利用地理信息技術主要濕地斑塊面積求算、分布（行政區、中心點坐標）、平均海拔、植被類型及其面積等信息，并制作各種專題圖的制作。

1.3.1 基本圖矢量化 用ArcGIS軟件對濕地斑塊進行矢量化處理，并對每個圖斑進行賦值，使其具有與屬性庫文件相同的關聯字段，利用Foxpro軟件將圖斑空間數據庫與屬性數據庫進行連接，并在ArcGIS中進行管理和更新。

1.3.2 濕地資源調查專題圖繪制 在基礎地理信息（行政界線、主要道路、水系）和圖斑圖形屬性數據基礎上，用GIS軟件繪制出各類濕地資源專題圖。

2 結論

2.1 通過遙感技術的應用，解決了以往野外調查耗工耗時的問題，提高工作效率30%左右。其中目視判讀的正判率在遙感技術應用過程中起著決定性作用。

2.2 通過GPS的應用對濕地資源調查范圍和具體濕地斑塊進行了準確定位，解決了區劃與現地不準的問題，為濕地資源調查提供了可靠準確的數據；

2.3 GIS的應用，解決了調查人員手工制圖及與繪圖員之間相銜接存在的問題：直接用DBF數據導入繪圖軟件，減輕了調查員工作強度并解決面積計算精度問題，從計算統計上看，各地類面積精度分別為98%以上；通過對各類地物及樣點采集數據進行信息處理；建立圖形數據庫及其屬性數據庫文件，完成濕地斑塊面積計算及專題圖的繪制，使濕地資源調查工作實現了數字化，可視化，易于修改調用。

［1］范文義，羅傳文.“3S”理論與技術［M］.哈爾濱：東北林業大學出版，2003：181－191

［2］馮仲科.“3S”技術及應用［M］.北京：中國林業出版社，1999

［3］林道生.RS、GIS、GPS的繼承與應用［M］.北京：測繪出版社，1995