ICS 65.020.01 CCS B 05 DB23 黑 龙 江 省 地 方 标 准 DB23/T 3176—2022 草原物候关键期遥感监测技术规程 2022-05-09 发布 2022-06-08 实施 黑龙江省市场监督管理局 发 布 DB23/T 3176—2022 前 言 本文件按照 GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则》的规 定起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由黑龙江省林业和草原局提出。 本文件起草单位：黑龙江省林业和草原调查规划设计院绥化院、方正县大砬子林场、中国农业科学 院农业资源与农业区划研究所、大庆市林业和草原局、黑龙江省林业和草原调查规划设计院。 本文件主要起草人：李健、杨军、李轶男、张艳会、韩孝东、张锁柱、韩双双、李俊秀、吕建军、 侯文力、徐丽君、宋海斌、于航。 I DB23/T 3176—2022 草原物候关键期遥感监测技术规程 1 范围 本文件规定了草原物候关键期遥感监测的前期准备、地面调查、遥感数据获取与处理、模型建立和 技术档案。 本文件适用于草原物候关键期遥感监测。 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。 NY/T 1233 草原资源与生态监测技术规程 NY/T 2998 草地资源调查技术规程 DB23/T 2500 草原植物资源调查技术规程 3 术语和定义 本文件没有需要界定的术语与定义。 4 前期准备 4.1 本底资料 本底资料的矢量数据，均统一为 CGCS2000 坐标系，包括： a) 各行政区划、地形、道路、河流等要素的矢量数据； b) 各草原类型、区域矢量数据及各年度草原清查、监测数据； c) 第三次全国国土调查确定的全省天然草原矢量数据； d) 其它资料，包括监测区的自然地理条件、社会经济概况、草原工程建设、草原利用状况、畜牧 业生产、草原灾害等。 4.2 监测人员要求 监测人员应具备草原监测专业知识和遥感、地理信息系统等基础知识，熟悉使用卫星导航设备，具 备植物分类知识并经过岗前培训。 5 地面调查 5.1 调查方法 在监测区域内，设置样地，调查草原返青（枯黄）的株丛数（密度），记录具体的日期，同时拍摄 样方垂直俯视照片及景观照片，具体方法按照 NY/T 1233 、NY/T 2998 和 DB23/T 2500 的规定执行。 5.2 返青（枯黄）期的确定 地面调查样方内植被返青株数百分率达到 20%时表示开始返青，达到 50%时普遍进入返青；地面 调查样方内植被枯黄株数百分率达到 20%时表示枯黄期开始，达到 50%时普遍进入枯黄期。 6 遥感数据获取与处理 6.1 遥感信息源 6.1.1 遥感数据类型 1 DB23/T 3176—2022 草原返青、枯黄遥感监测通常选用中分辩率的 MODIS 遥感影像。通常情况下使用 MOD13Q1 产品。 6.1.2 数据选用原则 覆盖监测区，成像时间与地面调查时间基本一致。 6.1.3 数据下载 使 用 国 内 外 公 开 发 布 的 影 像 数 据 。 在 美 国 航 空 航 天 局 （ NASA) 的 免 费 网 站 上 下 载 ， 网 址 http://ladsweb.nascom.nasa.gov/data/search.html。空间分辩率为 250 m。 6.2 数据处理 6.2.1 投影转换及坐标系定义 使用 MRT 软件，将 MODIS 投影转换为 Albers Equal Area，坐标系定义为 WGS84。使用 ArcGIS 软件将 WGS84 坐标系的 MODIS 数据配准到 CGCS2000 坐标系。 6.2.2 NDVI提取 使用 MRT 软件，提取各草原图斑的 NDVI 值。 6.2.3 影像的裁剪、镶嵌处理 使用 ArcGIS 软件，叠加监测区域矢量，对遥感影像进行裁剪、镶嵌等处理。 6.3 植被指数选择 草原返青期和枯黄期遥感监测均选用标准的归一化植被指数（NDVI）。 7 模型建立 7.1 模型建立条件 通过对草原返青期、枯黄期与植被指数的相关性分析，建立数学模型。应考虑不同草原类型、地域 以及生境条件等差异分类建模，选择适当的模型方程。 7.1.1 返青（枯黄）期返演阀值的确定 使用统计分析工具，依据归一化植被指数（NDVI）值与地面调查的草原返青（枯黄）数据，确定 不同草原类型的返青（枯黄）返演阀值。 返青（枯黄）期阀值：草原返青（枯黄）开始与前一监测期 NDVI 差值的平均值，即为返青（枯黄） 期反演阀值。 7.1.2 返青像元确定 对于任意一个遥感像元，其归一化植被指数（NDVI)在连续的二个监测期内都有增加且增量大于返 青阀值，该像元在监测期内为返青像元。 7.1.3 枯黄像元确定 对于任意一个遥感像元，其归一化植被指数（NDVI)在连续的二个监测期内都有减少且减量大于枯 黄阀值，该像元在监测期内为枯黄像元。 7.2 监测范围与遥感数据的叠加处理 将经过预处理的 MODIS 遥感数据由栅格转为矢量， 与监测范围草原矢量数据叠加后进行相交处理， 提取出各相交后草原矢量图斑的 NDVI 值。 7.3 模型构建 使用 ArcGIS 软件，依据确定的返青（枯黄）阀值，判断草原返青（枯黄）期，方法如下： a) NDVIp,j-NDVIp,j-1<（>）V ； b) NDVIp,j 是像元 p 在监测期 j 的 NDVI 值； c) NDVIp,j-1 是像元 p 在监测期 j-1（即上期）的 NDVI 值； 2 DB23/T 3176—2022 d) V 为草原返青（枯黄）期反演阀值。 7.4 验证与修正 7.4.1 使用统计学的方法，对模型返演结果与地面调查数据进行对比分析，验证返演模型。 7.4.2 从地面调查数据中，按一定的抽取规则抽取≥地面样地总数 10%的样地数据（这些样地数据在 建模前抽取，不参与建模过程）对模型进行验证，当返演结果与现地调查结果相同率≥95%时，该模型 返演结果可信；反之，应分析误差产生的原因，检查各步骤是否正确，重新建立模型。 8 技术档案 应建立生产档案，内容包括：前期准备、地面调查、遥感数据获取与处理、模型建立等。 3