基于AI的森林资源动态变化遥感监测服务

一、监测现状

    1、森林监管任务重

毁林开荒、随意改变林地用途、盗伐滥伐林木等行为时有发生。由于基层林业工作人员少，监管任务十分繁重。

    2、发现难、取证难、查处难

长期依赖人力地面巡查，监测手段较为单一，难以全面、及时发现破坏森林资源的事件。对于郁闭较快的树种，更加大了发现和取证难度。

    3、高分卫星观测频次低

对同一地区重复观测时间间隔长，加之多云雾天气影响，目前在轨的高分卫星影像每年覆盖能力有限，只能实现一年一次森林资源变化图斑的监测。

    4、人工解译周期较长

现有的基于高分卫星的森林资源变化监测多以人工解译为主，变化图斑识别提取周期较长，加大了高分卫星监测技术与森林资源“过程监管”需求之间的差距。      

    5、商业高分影像价格高

通常按平方公里收费，每平方公里几十元、甚至上百元，无法实现大范围、长时间序列业务化应用。

二、技术简介

        中分卫星数据是指对地观测空间分辨率在10~30米之间的卫星数据。与高分卫星相比，中分卫星成像幅宽由十几公里提升到一百几十至二百多公里，空间覆盖能力显著增强。中分卫星森林资源变化监测技术是一项集成卫星定量化遥感、模式识别、大数据挖掘和并行计算等的综合技术体系，以空间（分辨率）换时间（频次），弥补高分卫星数据空间覆盖能力的不足。

三、技术优势

    1、高频覆盖

多颗中分卫星组网，重访周期仅为5天，数据源稳定。

    2、准确率高

通过本地优化或经验建模，准确率在90%以上，能较好适应森林类型和地形环境的变化，客观反映真实的变化情况。

    3、灵敏度强

突破同类方法的探测下限，可对1.5亩左右的变化图斑实现稳定探测，随着卫星载荷分辨率的提升，对小型变化图斑的探测能力将进一步增强。

    4、定位精确

所选卫星数据源几何定位技术先进，水平定位偏差不足10m，与民用GPS定位精度相当，满足外业要求。

    5、面积可靠

获取变化图斑的卫星估算面积与实际面积有良好一致性，针对典型森林样区进行相关建模，可进一步提高卫星估算面积可靠性。

    6、自动判识

数据获取、预处理、精校正、变化信息提取、图斑分发全过程自动化关键技术自主研发，可灵活引入并行计算提升处理效率。

    7、运行高效

单景中分卫星数据处理与变化图斑提取少于10分钟。逐渐形成批量处理能力，县级范围两期变化信息提取耗时少于2天。

四、成果提交

    1、中分辨率遥感影像匀色处理本底影像

对中低分辨率遥感影像数据进行纠正、融合、镶嵌等处理，并进行坐标系转换、分幅等工作，以月/季度为单位提交中低分辨率遥感影像匀色处理产品数据。

    2、遥感影像镶线矢量数据

基于中分卫星数据源获取区域月/季度覆盖数据，明确每期全覆盖镶嵌数据的属性信息，生成每期遥感影像镶嵌线矢量数据，附每个多边形成像时间等属性信息。

    3、各时间段变化检查矢量数据

 提交矢量格式变化图斑成果，根据数据覆盖情况定期提供，并按县（区）分别提供变化图斑成果。

    4、数据成果质量检验报告

选取高分影像数据，对所有变化图斑进行抽样质检，抽样比例不低于10%，并形成数据成果质量检验报告。