基于AI的森林資源動態變化遙感監測服務

一、監測現狀

    1、森林監管任務重

毀林開荒、隨意改變林地用途、盜伐濫伐林木等行為時有發生。由于基層林業工作人員少，監管任務十分繁重。

    2、發現難、取證難、查處難

長期依賴人力地面巡查，監測手段較為單一，難以全面、及時發現破壞森林資源的事件。對于郁閉較快的樹種，更加大了發現和取證難度。

    3、高分衛星觀測頻次低

對同一地區重復觀測時間間隔長，加之多云霧天氣影響，目前在軌的高分衛星影像每年覆蓋能力有限，只能實現一年一次森林資源變化圖斑的監測。

    4、人工解譯周期較長

現有的基于高分衛星的森林資源變化監測多以人工解譯為主，變化圖斑識別提取周期較長，加大了高分衛星監測技術與森林資源“過程監管”需求之間的差距。      

    5、商業高分影像價格高

通常按平方公里收費，每平方公里幾十元、甚至上百元，無法實現大范圍、長時間序列業務化應用。

二、技術簡介

        中分衛星數據是指對地觀測空間分辨率在10~30米之間的衛星數據。與高分衛星相比，中分衛星成像幅寬由十幾公里提升到一百幾十至二百多公里，空間覆蓋能力顯著增強。中分衛星森林資源變化監測技術是一項集成衛星定量化遙感、模式識別、大數據挖掘和并行計算等的綜合技術體系，以空間（分辨率）換時間（頻次），彌補高分衛星數據空間覆蓋能力的不足。

三、技術優勢

    1、高頻覆蓋

多顆中分衛星組網，重訪周期僅為5天，數據源穩定。

    2、準確率高

通過本地優化或經驗建模，準確率在90%以上，能較好適應森林類型和地形環境的變化，客觀反映真實的變化情況。

    3、靈敏度強

突破同類方法的探測下限，可對1.5畝左右的變化圖斑實現穩定探測，隨著衛星載荷分辨率的提升，對小型變化圖斑的探測能力將進一步增強。

    4、定位精確

所選衛星數據源幾何定位技術先進，水平定位偏差不足10m，與民用GPS定位精度相當，滿足外業要求。

    5、面積可靠

獲取變化圖斑的衛星估算面積與實際面積有良好一致性，針對典型森林樣區進行相關建模，可進一步提高衛星估算面積可靠性。

    6、自動判識

數據獲取、預處理、精校正、變化信息提取、圖斑分發全過程自動化關鍵技術自主研發，可靈活引入并行計算提升處理效率。

    7、運行高效

單景中分衛星數據處理與變化圖斑提取少于10分鐘。逐漸形成批量處理能力，縣級范圍兩期變化信息提取耗時少于2天。

四、成果提交

    1、中分辨率遙感影像勻色處理本底影像

對中低分辨率遙感影像數據進行糾正、融合、鑲嵌等處理，并進行坐標系轉換、分幅等工作，以月/季度為單位提交中低分辨率遙感影像勻色處理產品數據。

    2、遙感影像鑲線矢量數據

基于中分衛星數據源獲取區域月/季度覆蓋數據，明確每期全覆蓋鑲嵌數據的屬性信息，生成每期遙感影像鑲嵌線矢量數據，附每個多邊形成像時間等屬性信息。

    3、各時間段變化檢查矢量數據

 提交矢量格式變化圖斑成果，根據數據覆蓋情況定期提供，并按縣（區）分別提供變化圖斑成果。

    4、數據成果質量檢驗報告

選取高分影像數據，對所有變化圖斑進行抽樣質檢，抽樣比例不低于10%，并形成數據成果質量檢驗報告。