【正文】 等。高光譜遙感技術(shù)的遙感定量化方法將為森林的數(shù)量 估測提供工具和可操作的途徑。目前，應(yīng)用遙感技術(shù)對森林、景觀和林分某些數(shù)量計測特征的估測有廣泛的研究，但對于小班級的數(shù)量估測還存在技術(shù)上的問題，有待進(jìn)一步研究和解決。其中，森林生態(tài)系統(tǒng)中各組分的譜數(shù)據(jù)庫的建立將會使遙感數(shù)量化研究和森林?jǐn)?shù)量估測邁上新的臺階。森林植被光譜數(shù)據(jù)庫的建立一是研究植被在遙感圖像的光譜響應(yīng)，二是測定不同植被類型以及在不同生態(tài)環(huán)境下的地面光譜反射值。通過二者的比較，得到其間的關(guān)系，從而可以通過遙感圖像的光譜數(shù)據(jù)定量估測森林的一些數(shù)量化特征，如蓄積量、生物量等等。 預(yù)期成果 Titan 遙感處理軟件是國家“ 863”支持的具備自主知識產(chǎn)權(quán)的在國內(nèi)領(lǐng)先的遙感處理軟件， 11 包括 影像數(shù)據(jù)管理 、 幾何糾正 、 幾何鑲嵌 、 三維飛行 、 影像庫服務(wù)管理 、 雷達(dá)圖像處理 、 高光譜數(shù)據(jù)處理 、 高空間分辨率數(shù)據(jù)處理 、 文件格式讀取 、 影像 建模 、 幾何質(zhì)量評價 、 分類 器等模塊 。 在此基礎(chǔ)上，我們將實現(xiàn)支持林業(yè)模型的新一代遙感處理軟件。 其主要技術(shù)指標(biāo)如下： （ 1） 支持多種圖像數(shù)據(jù)格式； （ 2） 先進(jìn) 的 圖像數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)管理 ； （ 3） 圖像幾何校正 、輻射校正； （ 4） 圖像特性統(tǒng)計與分析 ； （ 5） 圖像鑲嵌 ； （ 6） 圖像平滑與邊緣銳化 、圖像增強(qiáng)； （ 7） 圖像變換 、融合、 濾波 ； （ 8） 圖像分類與信息提取 ； （ 9） 圖像編輯、制圖； （ 10） 矢量功能； （ 11） 雷達(dá)圖像處理 ； （ 12） 高光譜圖像處理 ； （ 13） 高空間分辨率圖像處理 ； （ 14）森林光譜分析模型。 基于 數(shù)據(jù)融合技術(shù) 的林圖更新 關(guān)鍵技術(shù)分析 “融合”在遙感圖像的處理中主要是對不同傳感器、不同波段、不同時相的影像進(jìn)行融合處理，處理的目的是將單一傳感器的多波段信息或不同類別傳感器所提供的信息加以綜合，消除多傳感 器信息之間可能存在的模型差異、精度差異和幾何位置的差異和屬性定義的差異等冗余和矛盾，加以互補(bǔ)，提高圖像光譜分辨率和空間分辨率，改善遙感信息提取的及時性和可靠性，提高數(shù)據(jù)的使用效率。 由于遙感影像灰度值所表達(dá)的空間變化表面具有隨機(jī)變化特征，但從空間頻譜的角度分析，它們都可以分解為具有不同空間頻率的波段組成的波譜。對同一地區(qū)的不同遙感器影像來說，其差別不在低頻部分，而在高頻部分。換言之，其空間頻譜的低頻部分是相同或相近的，而有顯著差別的只是在高頻部分，即在每一子帶部分的差別較大。由于小波變換在變換域內(nèi)所具 有分頻特性，這為多遙感器影像融合提供了理論依據(jù) 。 基于圖像處理的數(shù)據(jù)融合主要分為 3 個層次 ： （ 1） 基于像元的融合 ； （ 2） 基于特征的融合 ； （ 3） 基于判決水平的融合。常用的 5種融合算法 :加權(quán)融合、 KL變換、 KT 變換、基于信息特征的融合、小波分析。 空間數(shù)據(jù)融合的關(guān)鍵問題在于 : （ 1） 空間遙感數(shù)據(jù)與地面測量數(shù)據(jù)的融合 ； 12 （ 2） 各地面測量數(shù)據(jù)之間的融合 ； （ 3） 不同空間測量手段獲取的數(shù)據(jù)間的融合 ； （ 4） 量數(shù)據(jù)與經(jīng)驗性、知識性數(shù)據(jù)的融合。 基于 SPOT/TM 圖像數(shù)據(jù)的融合的一種方法是 :首先進(jìn)行高精度的全色波段圖像與低精度的多 波段圖像之間的幾何配準(zhǔn)，然后進(jìn)行彩色變換，利用 TM 的 3 個波段的圖像首先進(jìn)行 RGB彩色系統(tǒng)到 IHS 彩色系統(tǒng)的變換。在 IHS 彩色系統(tǒng)下，將全色圖像 (SPOT 圖像 )進(jìn)行拉伸處理，替代 TM圖像中的亮度 1 分量，產(chǎn)生新的 IHS 彩色系統(tǒng)下的圖像。經(jīng)過 IHS 彩色系統(tǒng)到 RGB彩色系統(tǒng)的逆變換，再將 IHS 彩色 系統(tǒng)下的圖像變換回 RGB 彩色系統(tǒng)下的圖像，該圖像基本上保留了 TM圖像的光譜特性和 SPOT 圖像的空間分辨率特性。便可得到具有原 TM多波段圖像之彩色又具有 SPOT 黑白圖像之高分辨率的新圖像。 技術(shù)線路 擬采用如圖 4－ 2 所示的技術(shù)路線和流程實現(xiàn)林圖的更新： （ 1） 遙感林圖融合 見關(guān)鍵技術(shù)分析。 （ 2） 遙感林業(yè)土地分類 利用遙感數(shù)據(jù)更新空間數(shù)據(jù)庫，最直接的方式就是將糾正遙感圖像作為背景底圖，進(jìn)行矢量數(shù)據(jù)的編輯修改。而對遙感圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，得到的數(shù)據(jù)可以添加到 GIS 數(shù)據(jù)庫中。因為圖像分類結(jié)果是柵格數(shù)據(jù)，所以通常要進(jìn)行柵格轉(zhuǎn)矢量運算；如果不進(jìn)行轉(zhuǎn)換，可以直接利用柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析，則需要系統(tǒng)提供柵格 /矢量交互檢索功能。 因為遙感圖像可以視為一種特殊的柵格數(shù)據(jù)，所以不難實現(xiàn)遙感和 GIS 的集成的工具軟件一一關(guān)鍵是提供非常方便的柵格 /矢量數(shù)據(jù)相互操作和相互轉(zhuǎn)換功能。但是要注意的是，由于各種因素的影響，使得從遙感數(shù)據(jù)中提取的信息不是絕對準(zhǔn)確的，在通常的土地利用分類中， 90%的分類精度就是相當(dāng)精確的結(jié)果，因而需要野外實際的考察驗證一一在這個過程中可以使用 遙感林圖融合 遙感林業(yè)土地分類 林業(yè)專題圖制圖 遙感圖像處理 數(shù)字化 圖形圖像配準(zhǔn) 基于 數(shù)據(jù)融合技術(shù) 的林圖更新 技術(shù)線路 13 GPS 進(jìn)行定位。此外，還要考慮尺度問題，即遙感影像空間分辨率和 GIS 數(shù)據(jù)比例尺的對應(yīng)關(guān)系，例如在實踐中，一個常見的問題是 :地面分辨率為 30m 的 TM 數(shù)據(jù)，進(jìn)行幾何糾正時，需要多大比例尺的地形圖以采集地面控制點坐標(biāo)，而其分類結(jié)果可以用來更新多大比例尺 的土地利用數(shù)據(jù)。 遙感圖像分類，第一步是分類特征波段的選擇，第二步是選擇訓(xùn)練樣區(qū)，第三步是訓(xùn)練分類器，第四步是對分類精度進(jìn)行評價。 （ 3） 林業(yè)專題圖制圖 包括遙感圖像處理、數(shù)字化、圖形圖 像 配準(zhǔn)的流程。 預(yù)期成果 提供 Titan GIS/Image 應(yīng)用與林圖更新的工具平臺， 其主要技術(shù)指標(biāo)如下： （ 1）支持影像 、 GPS 等 方式獲取和處理地理數(shù)據(jù) ； （ 2）支持常用的數(shù)據(jù)融合模型； （ 3）支持常用的分類模型； （ 4）地圖編輯、顯示和制圖輸出 （ 5）二次開發(fā)控件 /API。 面向 林業(yè)專業(yè) 應(yīng) 用的 模型 庫 集 森林分布區(qū)域廣大，地形復(fù)雜，生長周期長，樹木種類繁多，經(jīng)營目標(biāo)多種多樣，及時可靠地獲得森林資源變化的信息，對科學(xué)有效地管理和利用森林資源是至關(guān)重要。 GIS 的出現(xiàn)，為森林資源管理提供了一個有力的工具。建立區(qū)域性森林資源地理信息系統(tǒng) (GIS)，以高時空分辨率，多層次、動態(tài)描述森林資源的時空分布特征，描繪森林資源的動態(tài)變化規(guī)律，研究和探索森林資源在區(qū)域內(nèi)的空間分布狀況以及相應(yīng)的時空演替規(guī)律，為科學(xué)合理地經(jīng)營管理，實現(xiàn)森林資源的持續(xù)發(fā)展和分類經(jīng)營提供依據(jù)。運用 GIS 技術(shù)，將調(diào)查數(shù)據(jù)、基本地理要素、小班區(qū)劃界線、專業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)等有機(jī)地結(jié)合起來，應(yīng)用在森林資源調(diào)查、資源分析及森林經(jīng)營管理等各項林業(yè)活動中，將會產(chǎn)生巨大的效益。 建立 包括 森林資源分析和評價模型 庫 、森林結(jié)構(gòu)調(diào)整模型庫以及分類經(jīng)營模型庫在內(nèi)的面向林業(yè)專業(yè)應(yīng)用的模型庫集，為林業(yè)應(yīng)用部門提供強(qiáng)大的工具集。 森林資源分析和評價模型庫 （ 1）林業(yè)土地利用變化監(jiān)測 模型 林業(yè)土地變化包括林地類型和林地面積兩方面。 GIS 借助于地面調(diào)查或遙感圖像數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了地籍管理，將資源變化情況落實到山頭地塊，并利用強(qiáng)大的空間分析功能，可及時對森林資源時空序列、空間分 布規(guī)律和動態(tài)變化過程 作出 反映。為科學(xué)地監(jiān)測林地資源的動態(tài)變化，分析林地增減原因，掌握征占林地的用途，及控制林地資源的消長，提供了依據(jù)。利用 GIS 制作幼林分布和經(jīng)濟(jì)林分布圖，即分析地類轉(zhuǎn)移情況。 （ 2）森林質(zhì)量變化分析 模型 從 198 年一 1996 年間，林分質(zhì)量逐步下降，林分每畝蓄積由 7. 。3m3 減少到 fi. 2m}，各 14 林分單位面積蓄積量有所下降。用 GIS 制作林分蓄積量等值圖和相關(guān)因子分析，可找出森林質(zhì)量下降的主要區(qū)域和原因。 （ 3）地理空間分布 模型 用 GIS 的數(shù)字地形模型 (DTM)，數(shù)字高程模型 (DEM)，地 面模型，坡位、坡面模型可表現(xiàn)資源的水平分布和垂直分布，利用柵格數(shù)據(jù)的融合，再分類和矢量圖的疊加，區(qū)域和鄰邊分析等操作，產(chǎn)生各種地圖顯示和地理信息，用于分析林分、樹種、林種、蓄積等因子的空間分布。使用這些技術(shù)，研究各樹種在一定范圍內(nèi)的空間分布現(xiàn)狀與形式，根據(jù)不同地理位置、立地條件、林種、樹種、交通狀況對現(xiàn)有資源實行全面規(guī)劃，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，確定空間利用能力，提高森林的商品價值。 （ 4）資源管理 模型 建立縣級森林資源連續(xù)清查和“二類”調(diào)查數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，完善了森林資源檔案，并根據(jù)實際經(jīng)營活動情況及生長模型及時更新數(shù)據(jù)，為 及時準(zhǔn)確地掌握森林資源狀況和消長變化動態(tài)，提供了依據(jù)?？臻g數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的有機(jī)聯(lián)結(jié)實現(xiàn)了雙向查詢，根據(jù)圖形查詢相應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)如可通過林班或小班圖形查詢其相應(yīng)的調(diào)查或統(tǒng)計數(shù)據(jù) ； 也可按照屬性特點查找對應(yīng)的地理坐標(biāo)或圖形。查詢結(jié)果以專題圖、統(tǒng)計圖表等方式輸出。 （ 5）林權(quán) 模型 權(quán)屬分國家、集體、個人三種形式，其中國有占 3. 6%，集體