[发明专利]一种基于3S技术的退耕还林方法

说明书

技术领域

本发明属于林业防护技术领域，具体涉及一种基于3S技术的退耕还林方法。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

本发明采用如下技术方案：

本发明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。