DH1/T2270—2024生態環境質量遙感監測技術規范Technicalspecification2024-06-28發布2024-10-01實施北京市市場監督管理局發布I本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。本文件由北京市生態環境局提出并歸口。本文件由北京市生態環境局組織實施。本文件起草單位：北京市生態環境監測中心、中國科學院生態環境研究中心。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生態環境質量遙感監測技術規范1范圍本文件規定了生態環境質量遙感監測的技術流程、數據準備與預處理、信息提取、質量控制等。本文件適用于生態環境質量相關指標和參數的遙感監測，服務于生態環境質量評價。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規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。GB/T39612低空數字航攝與數據處理規范GB/T51346城市綠地規劃標準CH/T3020實景三維地理信息數據激光雷達測量技術規程CH/T6003車載移動測量數據規范CH/T8024機載激光雷達數據獲取技術規范DB11/T1877生態環境質量評價技術規范3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。遙感監測rentesensingnnitoring利用航天遙感、航空遙感、地面遙感技術對生態系統進行的監測，包括遙感數據的獲取和預處理，信息的提取與分析。生態系統格局ecosystempattern區域內生態系統在空間上的排列和組合，包括類型、數量及空間分布與配置。生態脅迫ecologicalstress來自人類或自然對生態系統正常結構和功能的干擾。航天遙感spacebornerenstesensing以人造衛星、航天飛機、火箭等航天飛行器為平臺的遙感技術。本文件中使用的平臺主要為人造衛星。[來源：GB/T14950-2009,3.4,有修改]以飛機、氣球、無人機等航空飛行器為平臺的遙感技術。[來源：GB/T14950-2009,3.3,有修改]2傳感器位于高塔、車、設備支架等地面平臺的遙感技術。生態環境質量遙感監測技術流程見圖1。收集不同平臺的遙感數據；進行數據預處理，生成多源數據集；提取生態系統格局、生態系統功能、生態脅迫等指標和參數，服務于生態環境質量評價。支撐圖1生態環境質量遙感監測流程圖用于定期獲取評價區域生態系統現狀及變化，包括國內外中、高分辨率衛星遙感影像。影像選擇滿足以下要求：性積雪遮蓋；b)時相和頻次：監測頻次每年一次，時相為6～9月，可根據生態環境質量評價頻次進行調整；c)空間分辨率：土地覆蓋監測數據源分辨率不低于2m植被生態遙感參數、地表溫度數據源分辨率不低于30m,可根據監測目標進行調整。5.1.2數據預處理數據預處理包括幾何校正、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底圖作為校正基礎，以景為單位，均勻選取待校正遙感影像和基礎底圖上相匹配的、能正確識別和準確定位的地物為控制點，進行幾何校正。平原區擬合平均誤差不超過1個像元，山區不超過3個像元；b)影像融合：以景為單位，對校正后滿足精度要求的全色與多光譜影像進行融合，融合后影像色調均勻、反差適中、無重影、模糊、錯位等現象，光譜特征還原真實、準確、無光譜異常；c)影像鑲嵌：對于需多景影像才能覆蓋完全的區域，在重疊區域選取連接兩邊圖像的拼接線進行鑲嵌。拼接線選擇彎曲折線，兩側影像色彩變化較小。鑲嵌后接邊過渡自然，誤差小于1個像5.2航空遙感5.2.1數據源用于定期獲取自然保護地、生態保護紅線及其他重要生態空間內人類活動干擾狀況。航空影像獲取滿足如下要求：a)數據采集前進行區域資料收集、路線規劃、方案設計和實地勘察等流程，路徑規劃實現觀測區域完全覆蓋；b)數據采集要求具有充足的光照度，能見度不低于5km,1000m以下無云霧，風速低于8m/s;c)航向重疊度、旁向重疊度和飛行質量具體依據GB/T39612的相關要求執行；d)土地覆蓋監測時，載荷為光學相機，空間分辨率優于1m地表溫度監測時，載荷為熱紅外相機。監測過程中可根據監測對象和內容選取對應載荷，或同時搭載多種載荷；e)監測頻次原則上為每年一次，在6～9月開展監測，可根據實際需求補充監測頻次。5.2.2數據預處理航空遙感數據預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行畸變差校正，減少影像數據的幾何變b)影像拼接：根據任務載荷參數和姿態數據等信息，進行空中三角測量，生成正射影像，要求拼接后影像清晰、數據完整。5.3地面遙感5.3.1數據源用于獲取生物和生境信息，包括但不限于激光雷達數據、光學影像、紅外相機數據和物候相機數據。數據獲取分別滿足以下要求：a)激光雷達數據：激光點云數據完整覆蓋待測目標，采用車載式、背包式等平臺進行數據采集，執行CH/T3020相關規定。采集間隔均勻，點云密度、平面精度和高層精度要求執行CH/T8024,為構建地上生物量模型提供所需參數和地面驗證數據，監測頻次為每年一次；b)光學影像：相機光學影像重點關注時間為植物生長季；c)紅外相機數據：數據采集要求鏡頭正對監測位置，朝向避開陽光直射，包含不同季節觀測數據，固定位置監測時長不少于60天；d)物候相機數據：物候相機數據至少包含紅綠藍(RGB)彩色照片，可根據監測需求增加近紅外(NIR)波段單色照片。逐日數據獲取時間段至少包含8:00～16:00,獲取頻率為每30分鐘一次或每小時一次，重點關注時間為物候期。照片無模糊、光線過強或過弱等情況。4DR1/T2270-20245.3.2數據預處理激光雷達數據預處理包括數據拼接、噪聲處理和點云分類，分別滿足以下要求：a)預處理后的激光點云包含絕對坐標和時間信息，文件存儲執行CH/T6003要求；b)數據拼接：將多條數據拼接成統一坐標系下的數據，同一區域不同測次、不同條帶獲取的點云同名點平面位置中誤差小于平均點云間距；c)噪聲處理：消除孤立點等異常數據，噪聲去除率不低于95%數據成果精度具體依據CH/T6003的相關標準執行；d)點云分類：利用基于反射強度、地物形狀等的算法組合，分離地面點和非地面點，利用軟件自動提取觀測對象三維空間結構參數。6監測信息提取6.1生態系統格局監測6.1.1監測信息生態環境質量評價指標體系中，生態系統格局計算參數包括有水河流長度指數、水域面積指數、濕地面積指數、河流自然岸線保有率、湖庫自然岸線保有率、自然或半自然生態系統的類型數、生態用地變化。計算參數含義及公式執行DB11/T1877。6.1.2監測指標生態系統格局監測指標為遙感解譯得到的土地覆蓋類型。6.1.3監測要求生態系統格局信息提取包括以下要求：a)采用衛星遙感數據，空間分辨率不低于2m,時相根據評價時間確定，針對具體類型可采用多時相數據；b)土地覆蓋類型分布提取要求在土地覆蓋分類體系構建基礎之上，根據地物形狀、大小、顏色、紋理等特征建立地物解譯標志庫。按照“所見即所得”原則，進行自動化解譯，并進行目視解譯調整，提取面狀目標地物不小于100m2,線狀地物不小于10m。分類基礎之上，通過野外核查檢驗遙感判讀的準確率，并對結果進行修正與優化。見附錄A;c)以各行政區作為評價單元，分別提取對應的遙感監測指標。6.2生態系統功能監測6.21監測信息生態環境質量評價指標體系中，生態系統功能計算參數包括人均公園綠地面積、公園綠地15分鐘到達覆蓋率、林蔭道路推廣率、地上生物量等。計算參數含義及公式執行DB11/T1377。6.22監測指標公園綠地15分鐘到達覆蓋率和人均公園綠地面積監測指標為公園綠地斑塊和居民區范圍；林蔭道路推廣率監測指標為道路和林蔭道路分布；地上生物量監測指標為植被覆蓋度、植被指數、樹高、胸徑等。56.2.3監測要求生態系統功能信息提取包括以下要求：a)公園綠地斑塊提取采用衛星遙感數據，執行GB/T51346中公園綠地要求，通過人工判讀的方法進行提取，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星遙感數據，通過人工判讀的方法進行提取，要求線狀地物不小于10m;c)地上生物量測算所需的喬木和灌叢樹高、胸徑等三維結構參數獲取，采用地面激光雷達或衛星遙感數據，觀測時相為植被生長季，根據實際觀測時間確定。利用遙感數據反演的植被覆蓋度等參數，結合實地測量的地上生物量數據，測算區域地上生物量。6.3生態脅迫監測6.3.1監測信息生態環境質量評價指標體系中，生態脅迫計算參數包括人工地表指數、未利用地指數、重點點位干擾強度指數、干擾點位未整改指數、城市熱島指數等。計算參數含義及公式執行DB11/T1877。6.3.2監測指標人工地表指數、未利用地指數監測指標為建設用地和未利用地分布；重點點位干擾強度指數、干擾點位未整改指數監測指標為自然保護地、生態保護紅線及其他重要生態空間范圍內的人類活動干擾；熱島強度指數監測指標為地表溫度。6.3.3監測要求生態脅迫信息提取包括以下要求：a)建設用地和未利用地分布依據生態系統格局監測結果；b)人類活動干擾采用無人機遙感影像或衛星遙感影像，塊狀圖斑面積不小于500m2,觀測時間根據評估截止時間確定，通過機器分類和人工判讀相結合的方法，對比多期影像中地物變化，提取重點問題變化圖斑，通過野外核查檢驗變化圖斑提取的準確率，并對結果進行修正與優化，提取要求參考WJ1156;c)地表溫度基于衛星遙感影像反演，反演結果與現場實測地表溫度平均偏差不高于2℃。7質量控制7.1遙感影像存儲格式宜為TIFF,命名需包含像元屬性和影像獲取時間。矢量數據存儲格式宜為Shapefile。坐標系宜采用北京2000坐標系，投影類型宜采用高斯-克呂格投影，采用其他坐標系時與北京2000坐標系建立聯系。7.2以各行政區為單元的遙感監測信息統計表，各指標保留兩位小數。7.3對監測數據需執行過程檢查和最終檢查。過程檢查要求作業人員進行100%的自檢、互檢。7.4遙感數據選擇要求分辨率、影像獲取時間、影像云量覆蓋滿足要求，見5.1.1,5.2.1,5.3.1。7.5遙感數據預處理要求結果精度滿足要求，見5.1.2,5.2.2,5.3.2。7.6生態系統格局、生態系統功能、生態脅迫各監測指標提取完全按照規定流程，滿足規定精度要求，6DR1/T2270—2024(規范性)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號說明日期野外核查規則根據土地覆蓋類型空間分布特征，首先確定核查路線，核查點位一般基于道路兩旁。野外核查記錄信息，包括經、緯度，土地覆蓋類型，照片信息等。其中照片信息及規則如下：c)命名：第1位為M,第2～3位為所在區編號