李新平

(黑龙江省林业监测规划院，黑龙江 哈尔滨 150080)

1 调查意义

森林与湿地、海洋并称为全球三大生态系统，是人类赖以生存的基础，它能为人类提供物质资源，具有维护生态安全、保护生物多样性以及维持生态平衡的重要作用。

2 任务和内容

森林资源调查的主要任务是查清森林的分布、数量以及林地和林木的种类和质量，同时能够反映出调查单位的劳动、科技、自然等方面的社会条件，分析森林资源相关信息管理现状，提出相对应的资源经营、保护与利用合理化建议[1]。调查内容为确定调查单位的界线，确定各地类属性，计算各类林木蓄积，同时查清与森林资源相关的生态和环境因素。

3 遥感技术在林业方面的应用

我国早在20世纪70年代就引进了美国国家航空航天局的陆地卫星“Landsat”作为数据源，从20世纪90年代末开始，根据国家林业局的要求各省以Landsat7数据作为基础数据源，到2003年左右，全面更新为法国“spot”系列高分辨率卫星数据作为森林资源调查的主要数据源。近10年以来，我省二类调查主要以SPOT5数据为主，同时也尝试了一些其他的卫星数据，例如：日本alos、资源二号、资源三号、天绘一号、高分一号、高分二号以及一些航空照片等。随着近年来搭载高分辨率传感器的国产卫星发射升空，我们得以获得更高质量的数据，将其应用到调查工作当中，提高判读精度和工作效率。

4 调查方法

4.1 调查数据准备

外业调查前应提前准备适用当地的活立木材积表、林木形高表、标准表、地位指数表、立地类型表、生物量表、林木生长率等林业数表。

4.2 调查资料准备

4.2.1 地形图 采用国家最新出版或1∶50 000放大到1∶10 000或1∶25 000地形图调查。

4.2.2 遥感影像 使用近期拍摄(2年内)、比例尺为1∶25 000或1∶50 000放大到1∶25 000的航空照片，调查或者使用近期(1年内)比例尺为1∶25 000空间分辨率5 m以内、经几何精校正影像增强的卫星遥感图像调查。

5 卫星数据应用

5.1 数据简介

高分卫星系列由中国航天科技集团公司所属空间技术研究院研制，目前高分卫星已发射了亚米全色、1米雷达、宽幅、同步凝视等多颗卫星，数据源不断丰富，涵盖了不同的覆盖宽度、不同的重访周期、不同的空间分辨率的高分数据体系。高分二号卫星是中国高分专项工程计划研制的新型民用遥感卫星，它具有空间分辨率高、观测幅面宽大以及使用周期长的特点。[2]

表1 高分2号卫星参数

5.2 处理方法

5.2.1 融合的基本原理 过程描述：影像预处理主要是影像降噪。空间配准，重采样，内容融合，本文仅介绍内容融合方面的内容。

影像融合的基本原理是将同一地区的不同分辨率遥感影像数据进行空间配准后，然后利用一定的算法将两幅影像结合起来，形成一幅信息更为丰富的新影像。目前针对多光谱与全色影像的融合方法比较多，评价较高的融合方法主要有PanSharp、GS 变换、小波变换法等融合方法，而在实际操作中：PCA、Brovey、IHS、HPF应用的也比较多。PCA 方法的优点是能较强地保持图像多光谱特性并且融合波段数可以根据实际情况自由决定，但该方法容易存在信息损坏并且较难掌握色彩。Brovey变换融合法使用起来比较简单，它的优点是既能保持影像的原始光谱信息，又能起到锐化影像的作用。但该方法也存在一定的光谱扭曲。IHS 融合方法的优点是能保留大部分高分辨影像的信息，但融合后相同颜色缺少层次感，处理后只能保留三个波段。HPF融合方法的优点是，具有高分辨空间信息和低分辨率的光谱信息，同时利用滤波方法增强了影像的空间细节, 但该方法也限制了一部分重要结构信息,容易造成一些影像波谱的扭曲。

此次工作操作平台为Erdas Imagine 2013，对数据进行了配准等预处理工作。为了保证融合的最佳效果，将配准误差控制在0.5个像元以内，然后在进行影像融合前提高了全色影像的亮度和饱和度，为了增强影像局部反差，突出纹理细节等，又对多光谱影像进行了彩色增强，以区分不同地类之间的颜色反差。[3]

5.2.2 处理方法 选择栅格(Raster)菜单下几何校正(Geometric Calibration)选项,选择正射校正(Orthorectify without GCP),选择文件类型为多波段彩色影像(后缀名为.mss)或单波段黑白影像(后辍名为.pan)的tiff格式文件,修改projection属性为UTM，修改custom菜单栏spheroid name属性为WGS84,修改Datum name属性为WGS84,修改Utm zone属性为52,保存。选择栅格(Raster)菜单(Pan Sharpen)选项，选择融合(Resolution Merge)选项，融合方法选择比值变换法 Brovery Transform，重采样方式选择邻近像元法(Nearest Neighbor)，波段组合选择4,3,2,执行该操作得到融合数据。[4]

5.3 小结

从传感器方面来看，全色传感器成像一般具有高分辨率，纹路显示清晰，能够充分体现地形地貌，但无法显示地物色彩的特点；而多光谱影像的特点是空间分辨率不高，但光谱信息显示丰富，能够明显判断出植被与其他类型地物，因此将这两种影像相互融合能够获取色彩丰富且分辨率较高的影像。在选择波段组合时不同的波段组合会得到不同的影像，在融合过程中，通过4，3，2组合出来的标准假彩色图像更加突出植被，适合判断出林地与非林地，便于进行图斑区划使用。在地理信息软件中加入融合后的影像作为底图、同时加入上期调查矢量化数据，等高线，各级行政界线等对林斑、小班进行重新区划，形成新一期外业调查数据。通过高分辨率影像的使用，不仅提高了图斑区划精度，而且节省了工作时间，同时也提高了工作效率。

随着我国国家重大战略的实施和国防现代化建设投入加大，近年来，国产卫星不断发射升空，截至2018年末高分十一号卫星已成功发射，另外，由19颗北斗导航卫星组成的基本系统即将开通运行，预计到2020年底，将完成北斗全球卫星导航系统的建设，从此将具备为全球各国提供服务的能力。