中国科学院遥感与数字地球研究所/遥感科学国家重点实验室

大兴安岭林区无人机野外调查“开放实验”意向征集

发布日期2018年4月2日

一、实验背景与目的

　　森林植被碳储量是地球系统碳循环过程的关键变量，是遥感监测的主要研究方向之一。虽然目前已有一系列区域森林结构参数产品发布，这些产品主要实现了“从无到有”，还存在较大的不确定性。实现高精度森林植被碳储量遥感监测所面临关键问题包括：遥感数据饱和问题、地形影响问题和尺度问题。这三大问题的突破需要基于地面调查数据加深对遥感探测机理的理解。传统的以样方或样圆为基础的野外森林调查，存在样点小，定位精度低，难以刻画地形影响和尺度效应等问题。

　　在973计划项目的支持下，经过几年的努力，遥感科学国家重点实验室森林遥感课题组发展了基于无人机立体影像的森林调查技术(http://www.cas.cn/ky/kyjz/201409/t20140912_4201400.shtml，http://www.radi.ac.cn/dtxw/kjyw/201608/t20160831_4657382.html)，可实现单木高度、冠幅、树种和林分株密度信息的提取，地面调查数据的可视化存档，可显著提高地面调查数据在反演算法发展中的严谨性和灵活性。无人机立体影像可以在地面调查样地与星载遥感数据之间建立“空间尺度”转换的桥梁，以无人机立体影像为底图的野外调查可以做到“所测即所见”，具备“永久样地”的特点；可降低传统野外测量人为因素引起的不确定性，彻底解决“所测非所见”造成的遥感尺度问题；可通过无人机立体影像与卫星影像的匹配，彻底解决调查数据与卫星影像相对位置偏差引起的不确定性；此外，无人机立体影像的小范围空间覆盖能力，为探索地形影响问题提供了可能。以无人机立体影像为基础的野外森林调查将为促进高精度遥感产品反演算法的发展和遥感产品真实性检验带来新的契机。此外，无人机立体影像可为以“大样地”或“固定样地”为基础的林业和生态学研究打开一扇新的大门。

二、实验方案

　　本次实验将包括两部分内容：(1)无人机立体影像获取；(2)地面样圆单木测量；

　　1. 无人机立体影像获取

　　以大兴安岭为研究区，利用近200个大小为1平方公里的样点实现对研究区的全覆盖。计划于4月下旬-5月上旬完成无叶季影像获取，6月下旬-7月上旬完成有叶季影像的获取。样点位置的选择主要考虑三点：(1) 尽量覆盖ICESate/GLAS采样点和GEDI轨道；(2) 尽量做到在整个区域内的均匀分布；(3) 尽量沿道路布设，道路的空间分布如附图1所示(46.5oN-53.5oN,120oE-125oE )。每个样点的大小约为1km*1km，无人机影像分辨率约为0.1m。

　　2. 地面样圆单木测量

　　野外样圆调查工作于7月下旬-8月下旬开展。每个样点设计2-3个样圆，按照统一的技术要求，以无人机影像为底图，在直径30米的圆形样地上，进行单木高度、胸径、冠幅的野外实测和鱼眼影像的获取。

三、实验开放模式

　　为最大程度发挥本次实验数据的社会效益，现面向各科研单位征集合作意向。欢迎大家以自筹本团队野外实验经费为基础，任选以下三种方式之一参与该实验：

　　(1)参与无人机影像获取和地面样圆调查的团队

　　权利：可共享整个实验所获取的全部野外样圆调查数据和全部无人机影像，并具有感兴趣样点位置的决定权, 所提出的样点位置纳入实验总体组统筹范围。

　　义务：根据实验总体组的统筹，负责在分配的样点上，按照给定的航线、重叠度、分辨率等参数获取无人机影像；能够组织出至少4-5人的野外调查队伍，负责在总体组分配的样点上，按照技术要求开展野外调查；所获取的全部无人机立体影像和野外样圆调查数据需汇交实验总体组。

　　责任：通过本实验共享的数据(非自己团队获取的数据)只允许用于本团队的研究工作，严禁私自与非参与团队共享，同时需要与总体组签订共享数据保密协议。

　　(2) 参与无人机立体影像获取的团队

　　权利：可共享整个实验所获取的全部无人机影像，并具有样点选择的建议权，实验总体组在统筹规划的基础上，优先满足所提出的样点位置需求。

　　义务：根据实验总体组的统筹，负责在分配的样点上，按照给定的航线、重叠度、分辨率等参数获取无人机影像，所获取的全部无人机影像需要汇交实验总体组。

　　责任：通过本实验共享的数据(非自己团队获取的数据)只允许用于本团队的研究工作，严禁私自与非参与团队共享，同时需要与总体组签订共享数据保密协议。

(3) 参与野外样圆调查的团队

　　权利：可共享整个实验的全部野外样圆调查数据、本团队所开展野外调查样点的无人机影像；并具有样点选择的建议权，实验总体组在统筹规划的基础上，尽量满足所提出的样点位置需求。

　　义务：能够组织出至少4-5人的野外调查队伍，负责在实验总体组分配的样点上，按照技术要求开展野外调查，所获取的全部调查数据汇交总体组；

　　责任：通过本实验共享的数据(非自己团队获取的数据)只允许用于本团队的研究工作，严禁私自与非参与团队共享，同时需要与总体组签订共享数据保密协议。

四、实验总体组联系方式

　　合作意向征集截止日期：2018年6月1日 (如有样点位置选择需求，请于2018年4月15日前提出)

　　联系人： 倪文俭

　　邮箱： niwj@radi.ac.cn

　　联系电话：010-64807818

图1 研究区内可通行道路的大致分布范围