DB36T 1666-2022森林植被生态质量遥感监测评价规范

ICS07.060

CCSB18

DB36

江西省地方标准

DB36/T1666—2022

森林植被生态质量遥感监测评价规范

Evaluationspecificationforremotesensingmonitoringofforestvegetationecological

quality

2022-10-25发布2023-05-01实施

江西省市场监督管理局发布

DB36/T1666-2022

目次

前言....................................................................................................................................................................II

1范围................................................................................................................................................................1

2规范性引用文件............................................................................................................................................1

3术语和定义....................................................................................................................................................1

4数据基础........................................................................................................................................................1

5卫星遥感数据预处理....................................................................................................................................2

6森林植被生态评价方法................................................................................................................................2

7评价流程及结果............................................................................................................................................4

附录A（资料性）常用中高空间分辨率星载仪器及其红光和近红外波段参数........................................6

附录B（规范性）森林植被净初级生产力估算方法....................................................................................7

参考文献............................................................................................................................................................8

I

DB36/T1666-2022

前言

本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》给出的规

定起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由江西省气象标准化技术委员会（JX/TC017）提出并归口。

本文件起草单位：江西省生态气象中心。

本文件主要起草人：陈兴鹃、聂志强、李柏贞、戴芳筠、秦晓晨、戴志健、王怀清、占明锦、许彬。

II

DB36/T1666-2022

森林植被生态质量遥感监测评价规范

1范围

本文件规定了森林植被生态质量遥感监测的数据预处理方法、评价流程和方法。

本文件适用于森林植被生态质量卫星遥感监测、评价与服务等。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

QX/T474-2019卫星遥感技术导则水稻长势

QX/T494-2019陆地植被气象与生态质量监测评价等级

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

归一化植被指数normalizeddifferencevegetationindex；NDVI

近红外、红外两个波段的反射率之差除以二者之和。

注：[来源：QX/T494-2019]

3.2

植被覆盖度vegetationcoverage；VC

植被的冠层垂直投影面积占对应地表面积的百分比。

注：[来源：QX/T494-2019]

3.3

植被净初级生产力netprimaryproductivityofvegetation；NPP

单位面积植被在某一时间内通过光合作用固定的有机物质减去自养呼吸消耗后剩余的有机物质总

量。

注：以碳（C）计，单位为克每平方米（g/m2）。[来源：QX/T494-2019]

4数据基础

4.1卫星数据源

1

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遥感影像数据源应选取载有可见光和近红外波段探测仪器的卫星，常用中高空间分辨率星载仪器及

其红光和近红外波段参数参考附录A。

4.2坐标系选取

坐标系统采用2000国家大地坐标系（CGCS2000），高程基准采用1985国家高程基准。

5卫星遥感数据预处理

5.1辐射定标

利用绝对定标系数（包括绝对定标系数增益和偏移量）将遥感影像像元亮度值转换为辐射亮度值，

实现辐射定标，转换公式见式（1）：

퐿=퐷푁×푎+퐿………………（1）

式中：

L—辐射亮度值；

DN—计数值；

a—绝对定标系数增益，从遥感数据元文件中获取；

L—偏移量，从遥感数据元文件中获取。

5.2大气校正

基于辐射亮度值L，通过输入影像的头文件、波谱响应函数等信息，利用大气辐射传输模型，剔除

大气信号干扰，获得地表反射率数据，完成大气校正。

5.3几何校正

应选择不变地物的控制点进行几何校正，且控制点在影像上均匀分布，校正后的影像地理位置误差

应小于0.5个像元。

卫星遥感数据辐射定标、大气校正和几何校正方法依据QX/T474-2019执行。

6森林植被生态评价方法

6.1植被覆盖度（VC）

以所选卫星估算的归一化植被指数（NDVI）为基础，估算VC。月VC估算方法见式（2）：

푉퐶=×100%………………（2）

式中：

VC—评价时段第k月VC；

NDVI—评价时段第k月的NDVI，由月内单时相NDVI通过最大值合成法获得；

NDVI—像元为纯土壤时的NDVI，推荐NDVI取值为0.05；

NDVI—像元为全植被覆盖下的NDVI，推荐NDVI取值为0.95。

评价时段平均VC计算方法见式（3）：

∑

푉퐶=………………（3）

2

DB36/T1666-2022

式中：

VC—评价时段平均VC；

C—评价时段第k月的VC；

K—评价时段包含的月数；

k—评价时段月序。

VC对比计算方法见式（4）：

∆푉퐶=푉퐶−푉퐶…（4）

式中：

∆VC—评价时段VC的平均值与常年（对森林植被，为10年或以上）同期VC平均值的差值；

VC—评价时段VC的平均值；

VC—常年（对森林植被，为10年或以上）同期VC的平均值。

6.2植被净初级生产力（NPP）

月度NPP的估算方法，见式（5，6）：

푁푃푃=퐺푃푃−푅……………（5）

퐺푃푃=ε×퐹푃퐴푅×푃퐴푅……………（6）

式中：

NPP—评价时段第k月NPP，单位为克碳每平方米（gC/m2）；

GPP—评价时段第k月总初级生产力（GPP），单位为克碳每平方米（gC/m2）；

R—评价时段第k月植被呼吸消耗量，单位为克碳每平方米（gC/m2）；

ε—评价时段第k月实际光能利用率，单位为克碳每兆焦（gC/MJ）；

FPAR—评价时段第k月植被吸收光合有效辐射的比例；

PAR—评价时段第k月植被所利用的光合有效辐射，单位为兆焦每平方米（MJ/m2）。

公式中第k月的GPP、R、ε、FPAR、PAR具体计算方法参考附录B。

评价时段NPP计算方法见式（7）：

푁푃푃=∑푁푃푃……………（7）

式中：

NPP—评价时段NPP，单位为克碳每平方米（gC/m2）；

NPP—评价时段第k月NPP，单位为克碳每平方米（gC/m2）；

K—评价时段包含的月数；

k—评价时段月序。

NPP对比计算方法见式（8）：

∆푁푃푃=(푁푃푃−푁푃푃)/푁푃푃×100%…（8）

式中：

∆NPP—评价时段NPP距平百分率；

NPP—评价时段NPP，单位为克碳每平方米（gC/m2）；

NPP—常年（对森林植被，为10年或以上）同期NPP的平均值，单位为克碳每平方米（gC/m2）。

3

DB36/T1666-2022

7评价流程及结果

7.1评价流程

按以下流程开展森林植被生态质量评价：

a）采用遥感图像分类方法，对经过预处理后的卫星遥感数据进行分类，结合最新土地利用分类现

状图，提取森林植被区；

b）基于森林植被区数据，计算VC和NPP；

c）根据第6章的评价方法，提取VC和NPP变化信息；

d）根据ΔVC和ΔNPP确定植被评价等级。

7.2评价结果

根据公式（2）、（3）对VC进行监测，得到监测结果，评价等级见表1。

表1VC监测评价分级

全年或生长季平均VC监测评价等级

VC≥80%高覆盖

60%≤VC＜80%较高覆盖

40%≤VC＜60%中覆盖

20%≤VC＜40%较低覆盖

5%≤VC＜20%低覆盖

VC＜5%极低覆盖

根据公式（4）对评价时段内的VC进行对比监测，得到监测结果，评价等级见表2。

表2VC对比监测评价分级

全年或生长季平均植被覆盖度与常年差值（ΔVC）监测评价等级

ΔVC≥10%明显增加

3%≤ΔVC＜10%较明显增加

0≤ΔVC＜3%持平略增

-3%≤ΔVC＜0持平略减

-10%≤ΔVC＜-3%较明显减少

ΔVC＜-10%明显减少

根据公式（5）、（6）、（7）对NPP进行监测，得到监测结果，评价等级见表3。

4

DB36/T1666-2022

表3NPP监测评价等级

全年或生长季平均NPP/（gC/m2）监测评价等级

NPP≥1000很高

800≤NPP＜1000高

600≤NPP＜800较高

400≤NPP＜600较低

100≤NPP＜400低

NPP＜100很低

根据公式（8）对评价时段内的VC进行对比监测，得到监测结果，评价等级见表4。

表4NPP对比监测评价等级

全年或生长季NPP距平百分率（ΔNPP）监测评价等级

ΔNPP≥10%明显增加

3%≤ΔNPP＜10%较明显增加

0≤ΔNPP＜3%持平略增

-3%≤ΔNPP＜0持平略减

-10%≤ΔNPP＜-3%较明显减少

ΔNPP＜-10%明显减少

表1-表4中的评价等级均依据QX/T494-2019执行。

5

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AA

附录A

（资料性）

常用中高空间分辨率星载仪器及其红光和近红外波段参数

星载仪器通道波段范围/µm波段描述星下点分辨率/m

30.625～0.675红光250

40.835～0.885近红外250

FY-3/MERSI

110.640～0.660红光1000

140.855～0.875近红外1000

10.58～0.68红光1100

FY-3/VIRR

20.84～0.89近红外1100

10.58～0.68红光1100

NOAA/AVHRR

20.7～1.1近红外1100

10.62～0.67红光250

EOS/MODIS

20.841～0.876近红外250

50.661～0.681红光430

NPP/VIIRS

70.84～0.88近红外370

40.630～0.680红光30

Landsat/OLI

50.854～0.885近红外30

30.63～0.69红光16

GF-1/WFV

40.77～0.89近红外16

30.63～0.69红光4

GF-2/PMS

40.77～0.89近红外4

6

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BB

附录B

（规范性）

森林植被净初级生产力(NPP)估算方法

利用NDVI和地面气象资料，估算NPP，计算方法如下：

푁푃푃=퐺푃푃−푅……………（B.1）

퐺푃푃=휀×퐹푃퐴푅×푃퐴푅……………（B.2）

푅=푅+푅……………（B.3）

푅=0.2×(퐺푃푃−푅)……………（B.4）

푅=퐺푃푃×(7.825+1.145×푇)/100……………（B.5）

∗

ε=ε×T×W……………（B.6）

T=[(T−T)(T−T)]/[(T−T)(T−T)−T−T]……………（B.7）

W=E/E……………（B.8）

FPAR=1.24×NDVI−0.168……………（B.9）

PAR=R×0.48……………（B.10）

∗

其中，R和R分别为植被生长呼吸消耗量和维持呼吸消耗量；T为月平均气温（℃）；ε为最大

光能利用率（gC/MJ），C3植物取1.8（gC/MJ），C4植物取2.76（gC/MJ）；T和W分别为温度胁迫系数

和水分胁迫系数，T、T、T分别为植物进行光合作用的最低、最高和最优温度，E和E分别为

实际蒸散和潜在蒸散；R为太阳总辐射（MJ/m2）。

7

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参考文献

[1]QX/T188-2013卫星遥感植被监测技术导则

[2]钱拴，延昊，吴门新，等.植被综合生态质量时空变化动态监测评价模型.生态学报，2020，40（18）：

6573-6583

[3]YanH，WangSQ，BillesbachD，etal.Improvedglobalsimulationsofgrossprimaryproductbasesona

newdefinitionofwaterstressfactorandaseparatetreatmentofC3andC4plants[J].EcologicalModelling，

2015，297：42-59

[4]YanH，WangSQ，WangJB，etal.Multimodelanalysisofclimateimpactsonplantphotosynthesisin

Chinaduring2000-2015[J].InternationalJournalofClimatology，2019，1-17

[5]SimsDA，RahmanAF，CordocaVD，etal.OntheuseofMODISEVItoassessgrossprimaryproductivity

ofNorthAmericanecosystems[J].JournalofGeophysicalResearch，2006，111，G04015

[6]McCreeKJ.Testofcurrentdefinitionsofphotosyntheticallyactiveradiationagainstleafphotosynthesis

data[J].AgriculturalMeteorology.1972，10：442-453

[7]ZhaoM，RunningSW.Drought-inducedreductioninglobalterrestrialnetprimaryproductionfrom2000

through2009[J].Science，2010，329：940-943

[8]GowardSN，DyeDG.EvaluatingNorth-Americannetprimaryproductivitywithsatelliteobservations[J].

AdvancedSpaceResearch，1987，7（11）：165-174

_________________________________

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目次

前言....................................................................................................................................................................II

1范围................................................................................................................................................................1

2规范性引用文件............................................................................................................................................1

3术语和定义....................................................................................................................................................1

4数据基础........................................................................................................................................................1

5卫星遥感数据预处理....................................................................................................................................2

6森林植被生态评价方法................................................................................................................................2

7评价流程及结果............................................................................................................................................4

附录A（资料性）常用中高空间分辨率星载仪器及其红光和近红外波段参数....................................