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北京數慧遙感+：林草生態綜合監測解決方案

數據來源：北京數慧 2022-11-02 500

黨的二十大報告指出，“要推進美麗中國建設，堅持山水林田湖草沙一體化保護和系統治理”，“提升生態系統多樣性、穩定性、持續性，加快實施重要生態系統保護和修復重大工程，實施生物多樣性保護重大工程，推行草原森林河流湖泊濕地休養生息……”

2021年國家林業和草原局全面部署國家林草生態綜合監測評價工作，旨在查清全國和各省林草資源的種類、數量、質量、結構、分布，掌握年度消長動態變化情況，分析評價林草生態系統狀況、功能效益以及演替階段和發展趨勢。

為全面貫徹習近平新時代生態文明建設思想，聚焦新時期林草監管與保護開發利用、科學管理的需求，提高科技對林草調查監測預警及監管的貢獻率，促進林草生態保護修復，亟待建設系統、對標、精準、高效、智能的林草調查監測技術及模式。

為解決林草資源底數不清、動態變化掌握不及時、健康狀況評價不準等突出問題，北京數慧基于深厚的深度學習、圖像識別技術應用經驗和多年的自然資源行業業務積累，建立業務驅動的技術研發模式，打造林草生態綜合監測解決方案，支撐大范圍、全過程、多要素立體監測能力，實現從傳統的林草資源目視解譯判讀勾繪、評價指標的人工測算向計算機快速識別、自動解譯提取、指標一鍵式測算的轉型升級。

該方案利用高空間分辨率、高光譜分辨率的多源遙感數據以及人工智能、無人機等先進技術，按照國土調查統一的分類標準，在計算機智能識別與提取算法支撐下，快速、客觀、大面積地獲取森林、草原資源數量與空間分布情況、草地資源類別、生態質量和利用狀況等，開展林草資源數據銜接分析研究，為落實嚴格依法治林治草和全面深化林草生態文明體制改革提供數據支撐。同時，為科學編制國土空間規劃，逐步實現山水林田湖草的整體保護、系統修復和綜合治理，保障國家生態安全提供基礎支撐。

一、林草資源分布數據庫建設

基于遙感、地面采樣樣本和深度學習分類技術，提取研究區域內的森林、草原分布范圍，確定調查區域內的草原類別分布和面積，厘清森林、草原界限，建立研究區林草資源分布數據庫。同時將標本采集與存檔信息、地面調查照片統一匯總集成，按要求統一裝載入研究區林草資源數據庫。在此基礎上，結合三調成果數據進行比對銜接，解決林草重疊問題，探究林草資源調查監測數據更新機制。

野外樣地樣方調查與數據

二、草原植被蓋度監測

基于遙感定量反演技術與地面實測數據，結合草地類別分布成果數據，通過高分辨率影像結合地面監測數據構建草原植被蓋度反演模型，計算研究區草原植被蓋度，形成草原植被蓋度分布圖并分析其分布情況。在此基礎上，結合草地類別面積權重，計算研究區的草原綜合植被蓋度指標。

草原植被覆蓋分布專題圖

三、草原生產力監測

基于遙感定量反演技術與地面實測數據，分析光譜指數與地上生物量間的相關性，篩選出適合于研究區的光譜指數，運用統計分析方法建立研究區草地資源分類型（荒漠類、草原類、草甸類）生物量最佳模型，測算草原生產力。

四、草原植被蓋度、地上生物量模型構建

綜合考慮研究區的草原綜合植被蓋度、草原生物量的監測結果，收集具有代表性的其他區域相關數據，運用統計分析、遙感反演等技術手段，建立研究區的草原植被蓋度、地上生物量監測模型，并評估精度。

比如，對于草原地上生物量監測，可根據不同類別草地地上生物量統計特征，將其分為荒漠類、草原類、草甸類等草地。然后使用Pearson相關系數，對歸一化植被指數NDVI、增強型植被指數EVI2進行相關性分析。再選取相關性最好的植被指數，結合野外實測生物量數據，按荒漠類、草原類、草甸類等分組建立模型并評價精度。