（高清版）DB11∕T2270-2024生態(tài)環(huán)境質(zhì)量遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范

DH1/T2270—2024生態(tài)環(huán)境質(zhì)量遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范Technicalspecification2024-06-28發(fā)布2024-10-01實(shí)施北京市市場(chǎng)監(jiān)督管理局發(fā)布I本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件由北京市生態(tài)環(huán)境局提出并歸口。本文件由北京市生態(tài)環(huán)境局組織實(shí)施。本文件起草單位：北京市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心、中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心。本文件主要起草人：李令軍、鹿海峰、李琪、趙文慧、王佳、張薔、陳韻如、秦麗歡、蘇日娜、王涵霖。1生態(tài)環(huán)境質(zhì)量遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范1范圍本文件規(guī)定了生態(tài)環(huán)境質(zhì)量遙感監(jiān)測(cè)的技術(shù)流程、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備與預(yù)處理、信息提取、質(zhì)量控制等。本文件適用于生態(tài)環(huán)境質(zhì)量相關(guān)指標(biāo)和參數(shù)的遙感監(jiān)測(cè)，服務(wù)于生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)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(duì)應(yīng)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。GB/T39612低空數(shù)字航攝與數(shù)據(jù)處理規(guī)范GB/T51346城市綠地規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)CH/T3020實(shí)景三維地理信息數(shù)據(jù)激光雷達(dá)測(cè)量技術(shù)規(guī)程CH/T6003車載移動(dòng)測(cè)量數(shù)據(jù)規(guī)范CH/T8024機(jī)載激光雷達(dá)數(shù)據(jù)獲取技術(shù)規(guī)范DB11/T1877生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范3術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。遙感監(jiān)測(cè)rentesensingnnitoring利用航天遙感、航空遙感、地面遙感技術(shù)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行的監(jiān)測(cè)，包括遙感數(shù)據(jù)的獲取和預(yù)處理，信息的提取與分析。生態(tài)系統(tǒng)格局ecosystempattern區(qū)域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)在空間上的排列和組合，包括類型、數(shù)量及空間分布與配置。生態(tài)脅迫ecologicalstress來(lái)自人類或自然對(duì)生態(tài)系統(tǒng)正常結(jié)構(gòu)和功能的干擾。航天遙感spacebornerenstesensing以人造衛(wèi)星、航天飛機(jī)、火箭等航天飛行器為平臺(tái)的遙感技術(shù)。本文件中使用的平臺(tái)主要為人造衛(wèi)星。[來(lái)源：GB/T14950-2009,3.4,有修改]以飛機(jī)、氣球、無(wú)人機(jī)等航空飛行器為平臺(tái)的遙感技術(shù)。[來(lái)源：GB/T14950-2009,3.3,有修改]2傳感器位于高塔、車、設(shè)備支架等地面平臺(tái)的遙感技術(shù)。生態(tài)環(huán)境質(zhì)量遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)流程見(jiàn)圖1。收集不同平臺(tái)的遙感數(shù)據(jù)；進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，生成多源數(shù)據(jù)集；提取生態(tài)系統(tǒng)格局、生態(tài)系統(tǒng)功能、生態(tài)脅迫等指標(biāo)和參數(shù)，服務(wù)于生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)。支撐圖1生態(tài)環(huán)境質(zhì)量遙感監(jiān)測(cè)流程圖用于定期獲取評(píng)價(jià)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)狀及變化，包括國(guó)內(nèi)外中、高分辨率衛(wèi)星遙感影像。影像選擇滿足以下要求：性積雪遮蓋；b)時(shí)相和頻次：監(jiān)測(cè)頻次每年一次，時(shí)相為6～9月，可根據(jù)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)頻次進(jìn)行調(diào)整；c)空間分辨率：土地覆蓋監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)源分辨率不低于2m植被生態(tài)遙感參數(shù)、地表溫度數(shù)據(jù)源分辨率不低于30m,可根據(jù)監(jiān)測(cè)目標(biāo)進(jìn)行調(diào)整。5.1.2數(shù)據(jù)預(yù)處理數(shù)據(jù)預(yù)處理包括幾何校正、影像融合和影像鑲嵌等，分別滿足如下要求：3DH1/T2270-2024a)幾何校正：選擇同比例尺或更大比例尺的基礎(chǔ)底圖作為校正基礎(chǔ)，以景為單位，均勻選取待校正遙感影像和基礎(chǔ)底圖上相匹配的、能正確識(shí)別和準(zhǔn)確定位的地物為控制點(diǎn)，進(jìn)行幾何校正。平原區(qū)擬合平均誤差不超過(guò)1個(gè)像元，山區(qū)不超過(guò)3個(gè)像元；b)影像融合：以景為單位，對(duì)校正后滿足精度要求的全色與多光譜影像進(jìn)行融合，融合后影像色調(diào)均勻、反差適中、無(wú)重影、模糊、錯(cuò)位等現(xiàn)象，光譜特征還原真實(shí)、準(zhǔn)確、無(wú)光譜異常；c)影像鑲嵌：對(duì)于需多景影像才能覆蓋完全的區(qū)域，在重疊區(qū)域選取連接兩邊圖像的拼接線進(jìn)行鑲嵌。拼接線選擇彎曲折線，兩側(cè)影像色彩變化較小。鑲嵌后接邊過(guò)渡自然，誤差小于1個(gè)像5.2航空遙感5.2.1數(shù)據(jù)源用于定期獲取自然保護(hù)地、生態(tài)保護(hù)紅線及其他重要生態(tài)空間內(nèi)人類活動(dòng)干擾狀況。航空影像獲取滿足如下要求：a)數(shù)據(jù)采集前進(jìn)行區(qū)域資料收集、路線規(guī)劃、方案設(shè)計(jì)和實(shí)地勘察等流程，路徑規(guī)劃實(shí)現(xiàn)觀測(cè)區(qū)域完全覆蓋；b)數(shù)據(jù)采集要求具有充足的光照度，能見(jiàn)度不低于5km,1000m以下無(wú)云霧，風(fēng)速低于8m/s;c)航向重疊度、旁向重疊度和飛行質(zhì)量具體依據(jù)GB/T39612的相關(guān)要求執(zhí)行；d)土地覆蓋監(jiān)測(cè)時(shí)，載荷為光學(xué)相機(jī)，空間分辨率優(yōu)于1m地表溫度監(jiān)測(cè)時(shí)，載荷為熱紅外相機(jī)。監(jiān)測(cè)過(guò)程中可根據(jù)監(jiān)測(cè)對(duì)象和內(nèi)容選取對(duì)應(yīng)載荷，或同時(shí)搭載多種載荷；e)監(jiān)測(cè)頻次原則上為每年一次，在6～9月開(kāi)展監(jiān)測(cè)，可根據(jù)實(shí)際需求補(bǔ)充監(jiān)測(cè)頻次。5.2.2數(shù)據(jù)預(yù)處理航空遙感數(shù)據(jù)預(yù)處理包括畸變差校正、影像拼接等，分別滿足如下要求：a)畸變差校正：基于原始影像和航攝傳感器校檢信息進(jìn)行畸變差校正，減少影像數(shù)據(jù)的幾何變b)影像拼接：根據(jù)任務(wù)載荷參數(shù)和姿態(tài)數(shù)據(jù)等信息，進(jìn)行空中三角測(cè)量，生成正射影像，要求拼接后影像清晰、數(shù)據(jù)完整。5.3地面遙感5.3.1數(shù)據(jù)源用于獲取生物和生境信息，包括但不限于激光雷達(dá)數(shù)據(jù)、光學(xué)影像、紅外相機(jī)數(shù)據(jù)和物候相機(jī)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)獲取分別滿足以下要求：a)激光雷達(dá)數(shù)據(jù)：激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)完整覆蓋待測(cè)目標(biāo)，采用車載式、背包式等平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，執(zhí)行CH/T3020相關(guān)規(guī)定。采集間隔均勻，點(diǎn)云密度、平面精度和高層精度要求執(zhí)行CH/T8024,為構(gòu)建地上生物量模型提供所需參數(shù)和地面驗(yàn)證數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)頻次為每年一次；b)光學(xué)影像：相機(jī)光學(xué)影像重點(diǎn)關(guān)注時(shí)間為植物生長(zhǎng)季；c)紅外相機(jī)數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)采集要求鏡頭正對(duì)監(jiān)測(cè)位置，朝向避開(kāi)陽(yáng)光直射，包含不同季節(jié)觀測(cè)數(shù)據(jù)，固定位置監(jiān)測(cè)時(shí)長(zhǎng)不少于60天；d)物候相機(jī)數(shù)據(jù)：物候相機(jī)數(shù)據(jù)至少包含紅綠藍(lán)(RGB)彩色照片，可根據(jù)監(jiān)測(cè)需求增加近紅外(NIR)波段單色照片。逐日數(shù)據(jù)獲取時(shí)間段至少包含8:00～16:00,獲取頻率為每30分鐘一次或每小時(shí)一次，重點(diǎn)關(guān)注時(shí)間為物候期。照片無(wú)模糊、光線過(guò)強(qiáng)或過(guò)弱等情況。4DR1/T2270-20245.3.2數(shù)據(jù)預(yù)處理激光雷達(dá)數(shù)據(jù)預(yù)處理包括數(shù)據(jù)拼接、噪聲處理和點(diǎn)云分類，分別滿足以下要求：a)預(yù)處理后的激光點(diǎn)云包含絕對(duì)坐標(biāo)和時(shí)間信息，文件存儲(chǔ)執(zhí)行CH/T6003要求；b)數(shù)據(jù)拼接：將多條數(shù)據(jù)拼接成統(tǒng)一坐標(biāo)系下的數(shù)據(jù)，同一區(qū)域不同測(cè)次、不同條帶獲取的點(diǎn)云同名點(diǎn)平面位置中誤差小于平均點(diǎn)云間距；c)噪聲處理：消除孤立點(diǎn)等異常數(shù)據(jù)，噪聲去除率不低于95%數(shù)據(jù)成果精度具體依據(jù)CH/T6003的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行；d)點(diǎn)云分類：利用基于反射強(qiáng)度、地物形狀等的算法組合，分離地面點(diǎn)和非地面點(diǎn)，利用軟件自動(dòng)提取觀測(cè)對(duì)象三維空間結(jié)構(gòu)參數(shù)。6監(jiān)測(cè)信息提取6.1生態(tài)系統(tǒng)格局監(jiān)測(cè)6.1.1監(jiān)測(cè)信息生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中，生態(tài)系統(tǒng)格局計(jì)算參數(shù)包括有水河流長(zhǎng)度指數(shù)、水域面積指數(shù)、濕地面積指數(shù)、河流自然岸線保有率、湖庫(kù)自然岸線保有率、自然或半自然生態(tài)系統(tǒng)的類型數(shù)、生態(tài)用地變化。計(jì)算參數(shù)含義及公式執(zhí)行DB11/T1877。6.1.2監(jiān)測(cè)指標(biāo)生態(tài)系統(tǒng)格局監(jiān)測(cè)指標(biāo)為遙感解譯得到的土地覆蓋類型。6.1.3監(jiān)測(cè)要求生態(tài)系統(tǒng)格局信息提取包括以下要求：a)采用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，空間分辨率不低于2m,時(shí)相根據(jù)評(píng)價(jià)時(shí)間確定，針對(duì)具體類型可采用多時(shí)相數(shù)據(jù)；b)土地覆蓋類型分布提取要求在土地覆蓋分類體系構(gòu)建基礎(chǔ)之上，根據(jù)地物形狀、大小、顏色、紋理等特征建立地物解譯標(biāo)志庫(kù)。按照“所見(jiàn)即所得”原則，進(jìn)行自動(dòng)化解譯，并進(jìn)行目視解譯調(diào)整，提取面狀目標(biāo)地物不小于100m2,線狀地物不小于10m。分類基礎(chǔ)之上，通過(guò)野外核查檢驗(yàn)遙感判讀的準(zhǔn)確率，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行修正與優(yōu)化。見(jiàn)附錄A;c)以各行政區(qū)作為評(píng)價(jià)單元，分別提取對(duì)應(yīng)的遙感監(jiān)測(cè)指標(biāo)。6.2生態(tài)系統(tǒng)功能監(jiān)測(cè)6.21監(jiān)測(cè)信息生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中，生態(tài)系統(tǒng)功能計(jì)算參數(shù)包括人均公園綠地面積、公園綠地15分鐘到達(dá)覆蓋率、林蔭道路推廣率、地上生物量等。計(jì)算參數(shù)含義及公式執(zhí)行DB11/T1377。6.22監(jiān)測(cè)指標(biāo)公園綠地15分鐘到達(dá)覆蓋率和人均公園綠地面積監(jiān)測(cè)指標(biāo)為公園綠地斑塊和居民區(qū)范圍；林蔭道路推廣率監(jiān)測(cè)指標(biāo)為道路和林蔭道路分布；地上生物量監(jiān)測(cè)指標(biāo)為植被覆蓋度、植被指數(shù)、樹(shù)高、胸徑等。56.2.3監(jiān)測(cè)要求生態(tài)系統(tǒng)功能信息提取包括以下要求：a)公園綠地斑塊提取采用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，執(zhí)行GB/T51346中公園綠地要求，通過(guò)人工判讀的方法進(jìn)行提取，要求帶狀圖斑寬度不小于8m.塊狀圖斑面積不小于400m;b)道路和林蔭道路采用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，通過(guò)人工判讀的方法進(jìn)行提取，要求線狀地物不小于10m;c)地上生物量測(cè)算所需的喬木和灌叢樹(shù)高、胸徑等三維結(jié)構(gòu)參數(shù)獲取，采用地面激光雷達(dá)或衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，觀測(cè)時(shí)相為植被生長(zhǎng)季，根據(jù)實(shí)際觀測(cè)時(shí)間確定。利用遙感數(shù)據(jù)反演的植被覆蓋度等參數(shù)，結(jié)合實(shí)地測(cè)量的地上生物量數(shù)據(jù)，測(cè)算區(qū)域地上生物量。6.3生態(tài)脅迫監(jiān)測(cè)6.3.1監(jiān)測(cè)信息生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中，生態(tài)脅迫計(jì)算參數(shù)包括人工地表指數(shù)、未利用地指數(shù)、重點(diǎn)點(diǎn)位干擾強(qiáng)度指數(shù)、干擾點(diǎn)位未整改指數(shù)、城市熱島指數(shù)等。計(jì)算參數(shù)含義及公式執(zhí)行DB11/T1877。6.3.2監(jiān)測(cè)指標(biāo)人工地表指數(shù)、未利用地指數(shù)監(jiān)測(cè)指標(biāo)為建設(shè)用地和未利用地分布；重點(diǎn)點(diǎn)位干擾強(qiáng)度指數(shù)、干擾點(diǎn)位未整改指數(shù)監(jiān)測(cè)指標(biāo)為自然保護(hù)地、生態(tài)保護(hù)紅線及其他重要生態(tài)空間范圍內(nèi)的人類活動(dòng)干擾；熱島強(qiáng)度指數(shù)監(jiān)測(cè)指標(biāo)為地表溫度。6.3.3監(jiān)測(cè)要求生態(tài)脅迫信息提取包括以下要求：a)建設(shè)用地和未利用地分布依據(jù)生態(tài)系統(tǒng)格局監(jiān)測(cè)結(jié)果；b)人類活動(dòng)干擾采用無(wú)人機(jī)遙感影像或衛(wèi)星遙感影像，塊狀圖斑面積不小于500m2,觀測(cè)時(shí)間根據(jù)評(píng)估截止時(shí)間確定，通過(guò)機(jī)器分類和人工判讀相結(jié)合的方法，對(duì)比多期影像中地物變化，提取重點(diǎn)問(wèn)題變化圖斑，通過(guò)野外核查檢驗(yàn)變化圖斑提取的準(zhǔn)確率，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行修正與優(yōu)化，提取要求參考WJ1156;c)地表溫度基于衛(wèi)星遙感影像反演，反演結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)地表溫度平均偏差不高于2℃。7質(zhì)量控制7.1遙感影像存儲(chǔ)格式宜為TIFF,命名需包含像元屬性和影像獲取時(shí)間。矢量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式宜為Shapefile。坐標(biāo)系宜采用北京2000坐標(biāo)系，投影類型宜采用高斯-克呂格投影，采用其他坐標(biāo)系時(shí)與北京2000坐標(biāo)系建立聯(lián)系。7.2以各行政區(qū)為單元的遙感監(jiān)測(cè)信息統(tǒng)計(jì)表，各指標(biāo)保留兩位小數(shù)。7.3對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)需執(zhí)行過(guò)程檢查和最終檢查。過(guò)程檢查要求作業(yè)人員進(jìn)行100%的自檢、互檢。7.4遙感數(shù)據(jù)選擇要求分辨率、影像獲取時(shí)間、影像云量覆蓋滿足要求，見(jiàn)5.1.1,5.2.1,5.3.1。7.5遙感數(shù)據(jù)預(yù)處理要求結(jié)果精度滿足要求，見(jiàn)5.1.2,5.2.2,5.3.2。7.6生態(tài)系統(tǒng)格局、生態(tài)系統(tǒng)功能、生態(tài)脅迫各監(jiān)測(cè)指標(biāo)提取完全按照規(guī)定流程，滿足規(guī)定精度要求，6DR1/T2270—2024(規(guī)范性)土地覆蓋類型野外核查土地覆蓋類型野外核查記錄符合表A.1的要求。表A1土地覆蓋類型野外核查記錄表點(diǎn)號(hào)說(shuō)明日期野外核查規(guī)則根據(jù)土地覆蓋類型空間分布特征，首先確定核查路線，核查點(diǎn)位一般基于道路兩旁。野外核查記錄信息，包括經(jīng)、緯度，土地覆蓋類型，照片信息等。其中照片信息及規(guī)則如下：c)命名：第1位為M,第2～3位為所在區(qū)編號(hào)