一种基于3S技术的退耕还林方法技术

本发明专利技术公开了一种基于3S技术的退耕还林方法，包括以下步骤，通过遥感和GIS监测确定退耕还林方案；通过数字化等高线生成DEM，然后将高程、坡度、坡向、土地利用图以及已退耕耕地图进行叠加分析得到土地利用与坡度、坡向数据库；利用USLE方程进行土壤侵蚀度分级；对土壤肥力和土地生产力分级；对土地利用与坡度、坡向数据库、土壤侵蚀分级数据以及土地生产力分级数据进行叠加分析得到退耕还林的分级分布图；最后综合分析得到退耕还林的规划图；将收集到的资料进行数字化处理，构建退耕还林数据库。该方法因地制宜，适地适树，而且减少了人力、财力的投入，适应了快速退耕还林和可持续发展的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于林业防护
，具体涉及一种基于3S技术的退耕还林方法。
技术介绍
退耕还林是以改善生态环境，防止水土流失和耕地沙化为目标的推动林业可持续发展的一项社会生态系统工程。实行退耕还林，不仅是治理水土流失、加强生态环境建设的必然选择，而且是推进农业结构调整、促进传统农业生产方式转变的有效切入点，更是促进农村二、三产业发展、加快脱贫致富奔小康步伐的重要措施。退耕还林是一项面向基层山区的工程，地理信息系统在退耕还林决策的实际工程应用中并不多见，往往是用地形图、土地利用现状图及土地详查资料，对大于25°坡耕地进行了勾绘定位、面积量算。利用“3S”技术进行退耕还林方面的研究，目前刚刚起步，处于科学研究阶段。杨存建等人运用RS和GIS技术对云南省的退耕还林情况进行了研究；孙希华应用GIS研究济南市山丘区退耕还林还草决策；马超飞等人对岷江流域退耕还林还草进行了初步探讨。这些研究的共同特点是:研究的区域大，制图比例尺小，具有宏观性。而且这些研究多局限于用GIS生成DEM，并与土地利用图叠加，用大于25度的坡耕地原则或不同土壤侵蚀级别进行退耕还林决策，这些研究简单的回答了何地退耕还林，仅仅部分静态的分析了退耕还林的空间位置。而退耕还林是一个长期的、复杂的、逐步实施的过程，必须综合各种原则和因素、分清楚轻重缓急，一步步实施。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于3S技术的退耕还林方法，该方法因地制宜，适地适树，而且减少了人力、财力的投入，又实时快速地反映了耕地大范围变化，有助于林业部门的整体规划和决策分析，适应了快速退耕还林和可持续发展的要求。本专利技术采用如下技术方案：本专利技术提出了这样一种基于3S技术的退耕还林方法，所述方法包括以下步骤：步骤1，采用遥感和GIS方法，结合利用GPS定点调查建立的解译标志，利用不同时相的遥感影像的对比解译，研究在复杂的自然条件下，通过遥感和GIS监测退耕还林成效的方案；步骤2，通过数字化等高线生成DEM，进而得到退耕还林区域的高程、坡度、坡向，并将坡耕地分为坡度在25度以上的耕地、坡度在20-25度的耕地、坡度在15-20度的耕地这三个级别，然后将高程、坡度、坡向、土地利用图以及已退耕耕地图进行叠加分析得到土地利用与坡度、坡向数据库；步骤3，用USLE方程，根据土壤数据库和气候数据进行土壤侵蚀度分级；步骤4，根据土壤数据库和气候数据对土壤肥力和土地生产力分级，并根据第二次土壤普查数据进行土地生产力评价；步骤5，对土地利用与坡度、坡向数据库、土壤侵蚀分级数据以及土地生产力分级数据进行叠加分析得到退耕还林的分级分布图；步骤6，对水系图、退耕还林的分级分布图、居民点分布图、退耕还林时序图以及还林经济林分布图进行综合分析得到退耕还林的规划图；步骤7，将收集到的资料进行数字化处理，构建退耕还林数据库。进一步，所述步骤7具体包括以下步骤：步骤71，搜集退耕还林区域的地形图、勘查图、土壤图、水系图、退耕还林规划图；步骤72，对步骤71搜集到的图形进行数字化处理，包括扫描、对比度调整、图形配准、跟踪矢量化、拓扑关系生成，地形图进一步做DEM生成、坡度坡向的生成、矢量属性数据的输入和数据库的建立；步骤73，遥感影像的几何纠正和配准、正射遥感影像地图制作、ASTER影像的数字测量自动提取DEM、灰度拉伸、归一化处理、波段的选择、波谱融合、植被指数计算、多时相数据的差值比值运算、PCA、TCA、监督分类、非监督分类、分类后处理和分类评价、矢量数据与遥感影像之间的精确配准、专家分类模型的建立；步骤74，植被生态环境本底遥感信息提取、土壤、耕地与林(草)数据库的建立、植被生态环境本底遥感信息数据库的构建；步骤75，专家知识模型库的建立。进一步，所述步骤73中ASTER影像的数字测量自动提取DEM具体为：用ASTER卫星影像的立体像对的数字测量进行DEM的提取，并分析地面控制点对DEM提取精度的影响，得到最佳的地面控制点数量。上述技术路线主要是根据立地类型的概念和立地类型划分的依据，结合气候图、土壤图和地形图等进行还林区立地类型的划分(根据1983年的全国土地立地类型调查规程进行)。对天然林林分调查数据进行统计分析，采用植被因子立地分类法，修正某些模糊的立地类型划分。根据立地类型分类图和天然林林分勘察结果分析还林区的混交林分的搭配，确定先锋树种、乡土树种及其适生的灌丛树种。根据森林群落演替的原理，确定退耕林后期的更新树种的种类，人工促进群落演替。本专利技术的有益效果：(1)遥感技术能在人工所达不到的环境下大量、及时、快速地提供最新动态信息，可以对大部分的耕地进行大规模的监测，得到大量数据，并且不受地理、气候因素的限制，要得到所需信息花费时间周期较短，可以对研究区作出实时评价和决策；(2)应用遥感监测节省了人力，加快了工作进度，省去了很多艰苦的外业工作，减少了经费开支，而且能达到要求精度；(3)遥感数据来源丰富，精度高，依此数据源进行分析决策得到的结果更具有客观性和科学性，利用遥感监测还能发现一些过去人工未能发现的信息，帮助我们对问题的认识更加深入和全面。(4)本研究在用地理信息综合天然林调查数据、地形、土壤等因素的基础上进行还林树种的确定，更接近实际林业生长环境，更容易确定先锋树种和混交林分；(5)将退耕还林决策作为系统工程来考虑，认为退耕还林是一个长期的复杂的逐步实施的过程，突破了以往仅仅用大于25度的坡耕地原则或不同的土壤侵蚀级别进行退耕还林静态决策的局限，提出退耕还林是一个动态过程，应分清轻重缓急，根据农业土地利用区划、土地生产力评价、生态作用、土壤侵蚀程度等方面的计量指标来定量分析经济林和生态林的比例、分布以及退耕还林的先后等问题；(6)用新型ASTER卫星影像的立体像对的数字测量进行了DEM的提取，分析了地面控制点对DEM提取精度的影响，得到最佳的地面控制点数量，为退耕还林决策中DEM生产的自动化和偏远山区地形图精度过低提供了解决方案；(7)本研究首次提出退耕树种的选择及退耕过程是一个时序过程，应分步进行，从林学专业和生态学的角度出发，探索3S技术支持下的生态重建在退耕还林中的应用，应用3S技术进行森林立地类型的划分和不同生态环境下退耕还林树种的选择、还林模式的确定，认为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于3S技术的退耕还林方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤1，采用遥感和GIS方法，结合利用GPS定点调查建立的解译标志，利用不同时相的遥感影像的对比解译，研究在复杂的自然条件下，通过遥感和GIS监测退耕还林成效的方案；步骤2，通过数字化等高线生成DEM，进而得到退耕还林区域的高程、坡度、坡向，并将坡耕地分为坡度在25度以上的耕地、坡度在20‑25度的耕地、坡度在15‑20度的耕地这三个级别，然后将高程、坡度、坡向、土地利用图以及已退耕耕地图进行叠加分析得到土地利用与坡度、坡向数据库；步骤3，用USLE方程，根据土壤数据库和气候数据进行土壤侵蚀度分级；步骤4，根据土壤数据库和气候数据对土壤肥力和土地生产力分级，并根据第二次土壤普查数据进行土地生产力评价；步骤5，对土地利用与坡度、坡向数据库、土壤侵蚀分级数据以及土地生产力分级数据进行叠加分析得到退耕还林的分级分布图；步骤6，对水系图、退耕还林的分级分布图、居民点分布图、退耕还林时序图以及还林经济林分布图进行综合分析得到退耕还林的规划图；步骤7，将收集到的资料进行数字化处理，构建退耕还林数据库。

【技术特征摘要】
1.一种基于3S技术的退耕还林方法，其特征在于：所述方法包
括以下步骤：
步骤1，采用遥感和GIS方法，结合利用GPS定点调查建立的
解译标志，利用不同时相的遥感影像的对比解译，研究在复杂的自然
条件下，通过遥感和GIS监测退耕还林成效的方案；
步骤2，通过数字化等高线生成DEM，进而得到退耕还林区域
的高程、坡度、坡向，并将坡耕地分为坡度在25度以上的耕地、坡
度在20-25度的耕地、坡度在15-20度的耕地这三个级别，然后将高
程、坡度、坡向、土地利用图以及已退耕耕地图进行叠加分析得到土
地利用与坡度、坡向数据库；
步骤3，用USLE方程，根据土壤数据库和气候数据进行土壤侵
蚀度分级；
步骤4，根据土壤数据库和气候数据对土壤肥力和土地生产力分
级，并根据第二次土壤普查数据进行土地生产力评价；
步骤5，对土地利用与坡度、坡向数据库、土壤侵蚀分级数据以
及土地生产力分级数据进行叠加分析得到退耕还林的分级分布图；
步骤6，对水系图、退耕还林的分级分布图、居民点分布图、退
耕还林时序图以及还林经济林分布图进行综合分析得到退耕还林的
规划图；
步骤7，将收集到的资料进行数字化处理，构建退耕还林数据库。
2.根据权利要求1所述的一种基于3S技术...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋宇星，蒋云志，
申请(专利权)人：四川省宇行规划设计有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51