我国20年地表变化一目了然,我国科学家成功绘制

作者: 科学科技  发布:2019-07-27

“通过遥感监测某一时刻地表土地覆被信息,可以记录自然过程和人类活动改变地球表面特征的空间格局。”地图集主编、中国科学院遥感与数字地球研究所研究员吴炳方说。

经过111356个全国土地覆被地面实测样点数据的校验,13轮大规模交叉自检,数据集得到了全国31个省环保主管部门用户的确认,是目前世界上分类级别最完备的土地覆被产品中,监测范围最大、精度最高、序列最长的数据集,是唯一的土地覆被量与质一体化的数据集,填补了我国土地覆被类型与参数一体化数据集的空白,完整记录了我国经济发展最快20年地表覆被量与质的演变过程。

中国科学院院士徐冠华介绍,“土地覆被”是一种地理特征,是陆地表面可被观察到的自然营造物和人工建筑物的综合体,是自然过程与人类活动共同作用的结果,既具有特定的时间和空间属性,也具有自然与社会属性。通过遥感监测某一时刻地表土地覆被信息,实际上就是识别此刻地表土地覆被的类型信息,了解其空间分布状况,记录自然过程和人类活动改变地球表面特征的空间格局。对某一时段地表土地覆被信息的获取,可再现地球表面的时空变化过程。精细刻画土地覆被空间格局,准确掌握土地覆被类型及其时间和空间变化规律,既是区域环境过程基础研究的需要,也是国家生态建设策略制定的重大需求。

吴炳方特别介绍了2010年土地覆被数据,基于国产环境卫星数据自动化大规模处理超算平台,一级类系统平均精度达到94%,二级类系统平均精度达到86%,“这是中国自主遥感数据综合应用的重要实践”。

据介绍,通过近20年的项目研究积累,我国建立起既符合国际土地覆被分类标准,又切合中国土地覆被特征的6个一级类和40个二级类的分类系统。基于该分类系统完成的1990、2000和2010年全国土地覆被数据集,采用了共计12691景30米分辨率光学数据,其中国产环境星数据8703景;63796景中低分辨率遥感数据,其中国产风云卫星数据43800景;827景微波数据用于水体和人工表面的提取,处理总图斑单期达3000多万个。

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专家认为这部地图集至少有两方面重要作用。其一,随着中国经济与城镇化快速发展,人类活动给生态环境带来前所未有的冲击,地图集有助于人们掌握土地覆被类型与参数的时空变化规律,制定相应的生态建设策略;其二,地图集为后续中国“全球变化与应对”、“区域可持续发展”研究提供多个时间节点的基础信息支撑,展示了全球最大发展中国家在应对气候变化中的积极态度。

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该地图集通过遥感技术,历时六年编制而成,先后有来自中国科学院9个研究所和9所高校的240余名科技人员参与其中。地图集所采用的2010年、2000年和1990年三个时期中国土地覆被数据集,经过了11万余个土地覆被地面实测样点数据的校验,13轮大规模交叉自检,3万余个独立地面样点的精度验证。

土地覆被是指陆地某一空间地点上所存在的植被及其他特质,如森林、草地、作物、水体、土壤等。从原始的刀耕火种开始,人类就启动了改变地球表面的进程,土地覆被成为人类改变自然的缩影。

图为《中华人民共和国土地覆被地图集》 中科院供图

地图显示,北京不同区的土地覆被与其地形地貌及生态经济功能定位密切相关,比如定位为生态涵养发展区的怀柔、平谷、门头沟、密云、延庆,林地面积比例均超过67%,其中门头沟更是高达90.92%。作为首都功能核心区的东城区、西城区,人工表面占90%左右。海淀区、朝阳区、丰台区及石景山区人工表面所占比例也超过50%。据统计,北京的人工表面以建设用地为主,其次是交通用地。

“这是世界上监测范围最大、精度最高、序列最长的数据集。”吴炳方说,数据集采用了12691景30米分辨率光学数据,63796景中低分辨率遥感数据,827景微波数据。数据集经过11万余个全国土地覆被地面实测样点数据的校验,3万余个独立地面样点的精度验证,并得到全国31个省市区环保部门的确认。

同时,地图集主编、中国科学院遥感与数字地球研究所吴炳方研究员告诉记者,该地图集也是我国自主遥感数据综合应用的一次重要实践。据介绍,30米空间分辨率的环境与灾害监测预报小卫星CCD数据具有成像幅宽大、时间分辨率高的特点,在土地覆被识别和制图方面具有很大应用潜力。“ChinaCover2010以该数据为主要信息源,基于自动化大规模处理超算平台,对8703景数据进行了并行化、标准化处理。经过31658个全国独立地面样点的精度验证,得到2010年土地覆被数据的平均精度达到一级类94%,二级类86%。”

澳门金莎娱乐网站,目前,地图集所用的数据集已在中国科学院、国家环境保护部、国家林业局和省级国土、环保、水利、林业、科教等部门与行业的100多家单位得到广泛应用,共享数据超过750GB,“这将提升我国生态学、地理学、遥感等领域研究成果在国际上的影响力,促进区域生态环境问题的解决。”吴炳方说。

徐冠华说,这部以中、英双语出版的地图集历时6年完成,240余名科研人员共同参与编制。这是全球首部土地覆被地图集,完整地记录了近20年中国地表覆被量与质的演变过程。

在数据共享方面,记者了解到,地图集所依托的数据集已在中国科学院、环保部、国家林业局和省级国土、环保、水利、林业、科教等部门与行业的100多家单位等广泛应用,共享数据超过750GB,避免了数据的重复生产,节约了大量重复投入,打破了行业壁垒,推动了国内数据共享的进程。

地图显示,北京作为首都,其土地资源经过长期的自然与人文因素综合作用,形成了较为独特的土地覆被特征。2010年土地覆被以林地为主,占土地面积的56.5%,其次是人工表面和耕地,分别占17.91%、17.20%,草地占6.43%,湿地占1.75%,其他类型仅为0.21%。

早期观测能力不足,人们难以记录地球表面剧变。中国科学家通过近20年项目研究积累,建立了既符合国际土地覆被分类标准,又切合中国土地覆被特征的6个一级类和40个二级类的分类系统。他们基于这个分类系统完成了1990年、2000年和2010年三个时期的中国土地覆被数据集。

一直以来,精细刻画土地覆被空间格局,准确掌握土地覆被类型及其时间和空间变化规律,既是区域环境过程基础研究的需要,也是国家生态建设策略制定的重大需求。在这一过程中,凭借强大精确的监测能力,遥感发挥了不可替代的作用,成为获取一致、连续、可对比的土地覆被信息的强有力手段。

该地图第一部分包括中国行政区划图1:16000000、中国2010年土地覆被1:9000000、中国2010年植被覆盖度1:16000000、中国2010年植被地上生物量1:16000000、中国2010年环境灾害星影像图1:9000000和中国土地覆被分幅索引1:16000000;第二部分包括61幅国家标准分幅2010年(1:1000000)、2000年(1:2000000)和1990年(1:2000000)的中国土地覆被地图与中英文文字说明,以及一幅2010年南海诸岛土地覆被地图(1:6000000);第三部分为总图例及地图集编制说明。

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