DB63 T 2050-2022 高寒湿地高分遥感监测技术规程.pdf

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1、 ICS 07.060 CCS A 47 63 青海省地方标准 DB63/T 20502022 高寒湿地高分遥感监测技术规程 2022-09-09 发布2022-10-10 实施青海省市场监督管理局发 布 DB63/T 20502022 I 目次 前言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 数据源.1 5 图像处理.2 6 高寒湿地信息提取.4 7 精度检验与评价.4 8 制图及统计.4 9 监测流程.5 附录A （规范性）高寒湿地高分遥感监测流程.6 参考文献.7 DB63/T 20502022 II 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1

2、部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件由青海省气象局提出并归口。本文件起草单位：青海省气象科研学究所、青海师范大学、青海大学、青海省气候中心、祁连山国家公园青海服务保障中心。本文件主要起草人：张帅旗、周秉荣、鄂崇毅、李晓东、张伟、胡亚男、颜亮东、赵梦凡、颜玉倩、沈晓燕、于红妍、史飞飞、石明明、陈奇。本文件由青海省气象局监督实施。DB63/T 20502022 1 高寒湿地高分遥感监测技术规程 1 范围 本文件规定了高寒湿地高分遥感监测的术语和定义、监测流程、数据源、图像处理、高寒湿地信息提取、精度检验与评价、制图及统计等技术内容。本文件适用于高分卫星的多光谱影像数据进行高寒湿地资源

3、监测与调查。本文件适用于气象、生态、环保等行业在青海高原开展高寒湿地的监测、评估、服务和调查工作。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 18316 数字测绘成果质量检查与验收 DB63/T 1746 高寒湿地遥感分类技术指南 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。3.1 高寒湿地 高海拔寒冷气候区，永久性或间歇性的天然沼泽、湖泊和河流，其水域静止或流动，水体为淡水、半咸水或咸水。来源：T/HXCY 013,有修改

4、4 数据源 4.1 高分辨率数据 4.1.1 高分（GF）影像数据 具体要求如下：选择高分一号（GF-1）或高分六号（GF-6）卫星多光谱（WFV）影像数据。影像时相要求：根据高寒湿地植被发育期，选择植被生长季及地物特征明显时期的影像数据。影像获取时间在 6 月9 月份，8 月份最佳。4.1.2 数据质量要求 具体要求如下：集中云层的覆盖面积小于 5%，分散云层的覆盖总面积小于 10%。影像层次丰富、色彩清晰、色调均匀、反差适中。数据不应有条带、斑点噪声、行丢失等。4.2 地形图数据 DB63/T 20502022 2 4.2.1 地形图 收集监测区数字版1:50 0001:100 000地形

5、图。4.2.2 数据质量要求 按照GB/T 18316执行。4.3 调查数据 数据收集要求如下：收集调查区已有的土地利用图、湿地公园资料、水系图、冰川编目、功能区划图等相关资料。选择合适的调查路线，准备实地调查外业图。根据选定的调查路线，选取典型湿地类型样区，进行样点定位、外业图标注、样地描述和照片实拍。调查时间与遥感影像数据获取时间相近。调查数据的定位误差不超过遥感影像的一个像元。5 图像处理 5.1 投影坐标系 根据地理位置选择远离赤道方向东西长度占主导的阿尔伯斯（Albers）投影坐标系，取值按照所在区域进行设置：投影坐标系采用阿尔伯斯（Albers 正轴等积割圆锥）投影。标准纬线按照现

6、行通用取值设置：第一条和第二条标准纬线分别为：N 25和 N 47；起始原点为：N 36；中央子午线为：E 96；基准面为：WGS_1984。5.2 图像处理方法 5.2.1 辐射定标 国产高分遥感数据定标参数并未在元数据文件中写明，在辐射定标前要对定标参数进行修改。定标参数采用2018年绝对辐射定标系数，见表1。将原始的亮度（DN）值转换为大气外层表面反射率，消除传感器本身的误差。表 1 辐射定标系数 传感器 波段号 Band 1-Gain Band 2-Gain Band 3-Gain Band 4-Gain 高分一号 WFV WFV1 0.1824 0.1546 0.1270 0.133

7、4 WFV 2 0.1851 0.1538 0.1231 0.1344 WFV 3 0.1894 0.1728 0.1343 0.1314 WFV 4 0.1866 0.1599 0.1307 0.1251 高分六号 WFV Band 1-4 0.0667 0.0517 0.0485 0.0298 高分六号 WFV Band 5-8 0.0530 0.0445 0.0814 0.0559 注：Gain 为增益值。5.2.2 大气校正 DB63/T 20502022 3 将辐射亮度或者表面反射率转换为地表实际反射率，消除大气散射、吸收、反射引起的误差。5.2.3 正射校正 采用卫星轨道参数、传感

8、器参数和数字高程（DEM）数据进行影像正射校正。均匀选取影像上明显、清晰、不随时间变化而明显改变的地物控制点，每一景控制点选择 30 个以上，精度控制在 1 个像元内，重采样方式为双线性内插法。5.2.4 影像匀色镶嵌 5.2.4.1 色调调整 影像的波段组合选择为假彩色合成影像，即 Band3(R)+Band4(G)+Band2(B)组合，选定基准影像，采用扩散联调策略调整相邻影像的色调。5.2.4.2 影像镶嵌 根据影像地理坐标位置进行影像镶嵌。影像镶嵌根据地物特征寻找拼接线，使重叠区域过渡和谐，达到无缝均匀过渡的效果。5.3 信息提取方法 5.3.1 单波段阈值法 高分一号/高分六号卫星

9、的近红外波段范围内，湿地因吸收全部入射光，对光谱的反射率非常低，但其他地物在该波段内的反射率较高，用于区分湿地与其他非湿地地物。根据近红外波段的反射率值范围，对数据重采样后确定阈值并提取湿地信息。公式（1）提取单波段阈值：（1）式中：近红外波段反射率；红光波段反射率；湿地提取反射率阈值。5.3.2 归一化植被指数法 归一化植被指数按公式（2）计算：（2）式中：归一化植被指数；近红外波段反射率；红光波段反射率。DB63/T 20502022 4 5.3.3 混合水体指数法 混合水体指数按公式（3）计算：（3）式中：混合水体指数；归一化植被指数；近红外波段反射率；红光波段反射率。6 高寒湿地信息提

10、取 6.1 高寒湿地分类系统 按照 DB63/T 1746 执行。6.2 构建信息提取模型 具体步骤如下：根据影像第 4 波段和混合水体指数（CIWI）模型，区分湿地和非湿地。针对湿地区域，根据数字高程（DEM）数据计算获取的坡度数据，再次剔除非湿地区域。针对已经区分的影像进行反射率分割处理，调整合适的阈值，提取湿地信息。6.3 结果修正 上述方法获取湿地信息后，仍存在小部分“错判”或“漏判”的信息，需进行结果修正：去除云及阴影信息的干扰，检查错判信息并进行删除或修改。对照原始影像和土地利用数据进行漏判检查，调整阈值或者修改范围进行漏判结果修正。借助其他资料，修正最终提取结果。7 精度检验与评

11、价 7.1 精度检验 采用以下方式进行精度检验：通过外业调查样点的信息进行样本训练精度验证。利用时间相近的高精度影像和土地利用数据作为参照，进行随机样点的抽样精度检验。7.2 精度评价 采用混淆矩阵法对信息提取结果进行精度分析和评价。8 制图及统计 DB63/T 20502022 5 8.1 高寒湿地信息分布制图 以 1:50 0001:100 000 地形图为底图，绘制监测区高寒湿地信息分布图，并突出显示高寒湿地信息。添加图例、坐标、比例尺、网格、指北针等标注信息。8.2 面积变化监测统计及制图 具体步骤进行：利用遥感制图软件，分别计算监测时段内的高寒湿地总面积。对高寒湿地面积监测结果进行制

12、图，并进行统计分析。9 监测流程 监测流程见附录A。DB63/T 20502022 6 附录A （规范性）高寒湿地高分遥感监测流程 图A.1给出了高寒湿地高分遥感监测的流程。图A.1 高寒湿地高分遥感监测流程 DB63/T 20502022 7 参考文献 1GB/T 27648-2011重要湿地监测指标体系 2GB/T 26535-2011国家重要湿地确定指标 3GB/T 24708-2009湿地分类 4T/HXCY 013-2019 高寒湿地退化程度指示植物预警技术规范 5LY/T 2021-2012基于TM遥感影像的湿地资源监测方法 6DB63/T 1746-2019 高寒湿地遥感分类技术指南 7 张帅旗,周秉荣,史飞飞,等 基于高分一号卫星遥感数据的青藏高原高寒湿地信息提取方法研究以玛多县为例J.高原气象,2020,39(6):9.8 李 建 平,张 柏,张 泠,等.湿 地 遥 感 监 测 研 究 现 状 与 展 望 J.地 理 科 学 进展,2007,26(1):33-43.9曹生奎,谭红兵,王小梅,等.青藏高原湿地保护与开发利用模式初探J.干旱区资源与环境,2005,19(4):109-113.10李英年.祁连山海北高寒湿地植物群落结构及生态特征J.冰川冻土,2006,28(1):76-84.