生物多样性（陆域生态系统）遥感调查技术指南
一、技术流程与工作程序
多样性遥感调查工作，以摸清生物多样性本底、完善生物多样性观测网络、服务保护状况评估 为目标，以遥感技术为主要手段，以生态系统和重要物种及生境为主要对象，开展本底和周期性调查，结合地面数据，开展深入分析，形成定期报告，服务于生物多样性保护工作。生物多样性遥感调查技术流程和工作程序见下图。
图 生物多样性遥感调查技术流程和工作程序
二、工作方案编制要求
生物多样性遥感调查工作应根据工作要求和区域特点，制定科学合理、可操作性强的工作方案，具 体应包括区域概况、数据来源、技术路线、调查内容与指标、质控方法、参加人员、时间进度等方面。
三、数据获取和预处理
（一）基础资料收集及空间化处理
1、资料内容
基础资料包括区域内的重要物种资源、关键生态系统、生物多样性保护方面的最新资料，以及气象、水文、地形等相关自然状况和人口分布、开发建设等相关社会经济状况数据资料。
2、空间化处理
将可空间化的基础资料进行空间化处理，包括坐标转换、投影转换和数据序列化处理等，统一为一 致的坐标和投影。
（二）地面调查数据获取及处理
1、调查内容
地面调查为开展遥感指标提取提供所需要的模型参数，以及为检验和提高遥感指标测量精度提供地 面验证数据。主要内容包括植被遥感参数地面测量、生态系统类型、干扰类型的地面核查等。
2、固定样地/核查样点设置
固定样地用于进行植被遥感参数的地面测量，布设应遵循以下原则：
（1）在不同海拔、不同地形地貌区设置；
（2）能够反映当地的主要生物多样性特征；
（3）不易被自然灾害或人为破坏；
（4）尽可能与巡护线路、重点调查物种、调查样带（线、点）结合，并根据所在区域生态系统类型， 设置合适的样方大小。
核查样点根据生态系统类型和干扰类型的地面核查要求确定，适当考虑陆域生态系统不同特征，差别化设定核查样点设置规则，尽量覆盖所有类型。
3、地面调查数据处理
地面调查数据处理包括以下流程：
（1）进行数据筛选，剔除异常数据，对缺失数据进行插补，确保数据完整和连续；
（2）对数据结构进行标准化、规范化处理，统一数据格式并进行规范化存储，注明数据来源和数据 格式；
（3）对调查数据或采样数据进行加工处理，生成遥感指标提取和验证所需要的数据。
（三）遥感数据获取及预处理
生物多样性遥感调查所采用的遥感数据源包括卫星遥感、无人机和有人机等航空遥感数据。
1、卫星遥感数据
根据调查区域的特点，搜集历史卫星遥感数据，并定期获取不同分辨率的卫星数据。低分辨率卫星 数据以 250 m～1000 m 空间分辨率的卫星数据源为主，中分辨率卫星数据以 15 m～30 m 空间分辨率的 卫星数据源为主，高分辨率卫星数据以优于 10 m 空间分辨率的卫星数据源为主，可根据工作目标进行 调整。
2、航空遥感数据
航空遥感平台获取的数据能够连接地面调查和卫星遥感，包括无人机和有人机航空平台，可搭载多种类型传感器。
四、遥感指标提取
结合遥感数据特点和优势，生物多样性遥感调查的重点为生态系统层次和物种层次，具体包括生态 系统空间分布、干扰状况、结构功能和重要物种及生境状况 4 个方面，为开展区域内生物多样性保护及 威胁状况评估提供科学一致、长时间序列的空间化信息。同一区域相同指标应采用统一的分辨率，为保 证数据质量，每个指标均应进行质量控制，达到相应精度要求。
（一）生态系统类型空间分布
1、指标与方法
（1）生态系统类型
生态系统类型划分为两级，一级类型包括森林生态系统、灌丛生态系统、 草地生态系统、湿地生态系统、农田生态系统、城镇生态系统、荒漠生态系统和其他，以及二级生态系统类型，可在此框架下，根据区域特点自行定义三级类型。
生态系统类型遥感调查可采用机器分类和人工判读相结合的方法。对生态系统类型的空间分布，可通过空间专题图、定性或定量描述的方式进行展示和表达。
（2）生态系统面积和比例
对各类生态系统，通过计算该类型所有斑块面积之和，统计得到该类型生态系统面积。通过计算该 类型生态系统面积与区域总面积的比例，得到该类型生态系统比例。
（3）自然生态系统比例
自然生态系统比例为区域内除农田和城镇之外的所有生态系统类型面积占区域总面积的比例。
2、遥感数据源
生态系统一级类型所采用的卫星遥感数据源空间分辨率优于 30 m ，二级类型所采用的卫星数据源 空间分辨率优于 10 m ，对于植被类型复杂区域采用的影像空间分辨率优于 2 m 。所采用卫星数据源的 时相以植被生长季为宜，针对具体类型可采用多时相的卫星数据，也可结合高光谱或合成孔径雷达等载荷数据。
3、调查时间和频次
生态系统类型信息提取频次可每年 1 次，尽量选取不同年份同一时间段的数据，涉及不同调查目标 和任务的特殊类型调查可适当增加调查频次。
4、数据精度
生态系统类型遥感调查结果需根据实地调查数据或更高分辨率更高精度影像开展质量控制和精度 评估，要求一级类型总精度高于 90% ，二级类型总精度高于 80%。
（二）生态系统干扰状况
1、指标与方法
（1）干扰类型：生态系统干扰包括自然干扰和人为干扰，干扰类型一般通过人工解译、 计算机分类或地面监测的方法获得。
（2）干扰面积和分布：干扰面积指一次干扰中生态系统所受到直接影响的面积大小。干扰分布指不同干扰类型的空间分布，可通过空间专题图、定性或定量描述的方式进行展示和表达。
（3）干扰起止时间：干扰起止时间指一次干扰从开始到结束的时间，干扰持续时间表现为生境发生变化开始至生境变化 稳定之间持续的时间。
（4）干扰强度：干扰强度是指一定面积的区域受某种外界影响而产生的扰动程度，可通过单位面积受干扰生境面积、 干扰持续时间等相关指标来评估干扰强度。
2、遥感数据源
生态系统干扰所采用的遥感数据源应为优于 5 m 空间分辨率的可见光遥感数据，时相无固定要求， 可采用多时相数据。激光雷达、合成孔径雷达数据可作为光学遥感数据的补充。
3、调查时间和频次
对于人类活动干扰，调查频次应保证每年 1 次；对于自然干扰和重点关注的人类活动干扰，需要在 干扰发生后的最短应急时间内进行调查。
4、数据精度
干扰类型的遥感识别结果需根据实地调查数据开展精度评估和质量控制，要求二级类型总精度高于 90% ，三级类型总精度高于 80% ，最小上图图斑为 6×6 个像元。
（三）生态系统结构和功能遥感参数
1、指标与计算方法
（1）植被覆盖度：植被覆盖度主要反映了植被的覆盖比例。
（2）地上生物量：地上生物量是林分、林龄、密度、演替阶段以及生产力的一个间接反映指标，是影响生物生境选择 和生物多样性的重要指标。
（3）净初级生产力：净初级生产力是生产者能用于生长、发育和繁殖的能量值，也是生态系统中其他生物成员生存和繁衍的物质基础。
（4）植被聚集指数：植被聚集指数描述叶片在空间上的分布特征, 比如是随机分布、有规律的分布还是聚集分布，是反 映冠层结构的重要参数。
（5）冠层高度：冠层高度是指树木冠层顶端相对于地面的高度，用来反映生境范围内植被在垂直维度的总体情况。冠层高度模型（CHM）基于数字表面模型（DSM）和数字高程模型（DEM）二者的差值得到。数字表面模型（DSM）表示地表及地表以上所有物体的高度信息，一般通过激光雷 达、立体摄影测量等技术获取点云数据生成。数字高程模型（DEM）表示地表的高程信息，是不考虑 地表以上物体的高程数据模型，主要通过激光雷达、雷达干涉测量、遥感数据解译、地面测量等手段得 到。
（6）冠层高度剖面：冠层高度剖面是指冠层在垂直方向的分布情况，反映了林分垂直结构的复杂性，也是预测鸟类、昆 虫及其他生物的生境和生物多样性的重要指标。冠层高度剖面的计算是基于激光雷达数据，用一定高度 间隔内（如 0.5 m ）点云数量/能量占总点云数量/总能量的比值表示，即分层覆盖度随高度变化的分布。
2、遥感数据源
植被覆盖度、地上生物量、净初级生产力调查需采用低分辨率遥感数据源，重点区域采用中高分辨 率的遥感数据源。
冠层高度和冠层高度剖面的数据源为卫星或航空平台的激光雷达遥感数据。当有经济可行的数据源 时可全陆域开展此项工作，否则可考虑使用无人机平台针对局部重点区域开展监测。
3、调查时间和频次
生态系统结构和功能参数的遥感调查时间需覆盖调查区域内的植被生长季节。
植被覆盖度调查频次为每月 1 次；草地和湿地地上生物量调查频次为每年 1 次，森林地上生物量调 查频次最低为每 5 年 1 次；净初级生产力的调查频次为每年 1 次；冠层高度和冠层高度剖面调查频次为每 2～3 年 1 次。以上频次在极端事件等特殊情况下按实际需求进行加密。
4、数据精度
植被覆盖度、地上生物量、净初级生产力和冠层高度的遥感调查结果需通过地面采样点所获取的值 进行精度评估和质量控制，地面采样点应在不同生境类型进行分层布设，样点个数根据研究区范围大小 和复杂程度设定，植被覆盖度、净初级生产力和冠层高度总体反演精度不低于 80% ，地上生物量总体 反演精度不低于 60%。
冠层高度剖面获取精度受激光雷达点密度、穿透性和光斑大小等影响，需根据调查范围大小和冠层 覆盖状况选取合适的卫星或航空平台和传感器确保数据获取精度，总体反演精度不低于 70%。
（四）重要物种及生境状况
重要物种的选取根据区域实际情况而定，物种的适宜性生境具有一定空间范围和规律，可通过模型 进行表达。物种及生境状况的主要遥感调查指标为：种群数量和分布面积、适宜性生境空间分布、生境 干扰类型及分布、生境破碎化状况。
1、调查指标与计算方法
（1）种群数量和分布：针对部分可通过卫星或航空遥感数据的光谱、纹理等信息识别的动植物物种，可以结合地面调查数 据，通过人工或计算机分类的方法获取其种群数量和空间分布，植被分类可参照《1：100 万中华人民 共和国植被图》的分类体系或更高精度的植被分类制图。
（2）适宜性生境空间分布：物种的适宜性生境可能包括一种或多种生态系统类型。可通过以下两种方式获取：
（a）适宜性生境为特定生态系统或多种生态系统，可从区域生态系统类型调查数据获取，对于特殊 的生境类型也可以直接通过遥感数据分类获取，一般可采用计算机分类或人工解译的方法获取。地面调查作为提取该类生境遥感影像特征的重要补充方式；
（b）通过建立物种分布模型获取物种的适宜性生境空间分布。
（3）生境干扰类型及分布：针对区域内的生境干扰类型，获取各类型面积及空间分布，可参考 8.2 生态系统干扰状况部分。
（4）生境破碎化状况：生境破碎化也称生境片段化，是指由于人为或自然原因使得原来大面积连续分布的生境分离为片段 化的生境，不仅使得原生境的面积减少，同时使得各个小生境之间产生一定空间距离隔离、中心与边界 的距离变小。生境破碎化状况可用生境破碎度表征。
2、遥感数据源
重要物种生境信息提取所采用的遥感数据源依其分布范围确定，根据实际情况选取中、高分辨率遥 感数据源，其中光学数据为主要数据源，高光谱、激光雷达可作为信息提取的补充数据源。
3、调查频次
4、数据精度
适宜性生境空间分布、生境干扰类型及分布需利用地面数据开展精度评估，并形成指标精度评价报告。
五、遥感指标分析与应用
对于生态系统的结构和功能参数，遥感可作为主要技术手段，而对于气候变化、生物入侵、环境污染等扰动，可结合更多的地面调查技术和方法配合开展。开展遥感指标分析时，为保证不同分辨率指标 的匹配性，需科学设定统计单元或子单元。
对于生态系统分布、生态系统干扰状况、生态系统结构和功能遥感参数，均为调查区域全覆盖，可以用于分析生态系统多样性、健康或退化状况以及威胁情况，表征生态系统层次的生物多样性状况，同时也可以用于指示物种种群的生境状况。
重要物种及生境状况围绕物种分布及适宜生境区域开展调查，结合地面物种调查，可以了解物种种群状况、适宜生境分布、威胁因素和生境质量，为物种保护规划和监管提供有效数据支撑。
六、成果及归档
数据归档与存储是遥感影像处理和应用的重要环节，生物多样性遥感调查工作的成果包括：调查数 据集、空间专题图集以及报告等。其中：
调查数据集应包括各项指标采集的原始数据和经规范化处理后的数据，遥感数据集的要求需符合 GB/T 34514；
空间专题图的制作需符合 GB/T 13989 、GB/T 15968 的规定；
报告编制需包括调查区域概况、调查内容、指标与方法、数据来源、技术路线、成果内容等部分。
内容解读
目的与意义
该标准的制定是为了贯彻《中华人民共和国环境保护法》，推动生态文明建设，统一规范生物多样性（陆域生态系统）遥感调查的技术、方法和指标体系，加强生物多样性观测网络建设，提高区域生物多样性观测和预警能力。
适用范围
标准规定了生物多样性遥感调查的对象、技术流程与工作程序、工作方案编制、遥感数据获取、指标提取、指标分析以及成果归档等方面的要求。它适用于全国范围内的生物多样性遥感调查工作。
技术流程
该标准明确了遥感调查的技术流程，包括遥感数据的获取、处理、分析和应用等环节，为生物多样性的监测和评估提供了科学的技术指导。
实施时间
该标准自2024年4月1日起正式实施，为各地开展生物多样性遥感调查工作提供了规范和依据。
地方标准制定
标准鼓励各地结合实际情况，参考该国家标准制定本地的生物多样性遥感调查标准，以适应不同地区的具体需求和条件。
首次发布
该标准为首次发布，标志着我国在生物多样性保护领域迈出了重要的一步，体现了国家对生物多样性保护工作的重视和支持。
政策背景
该标准的制定背景是响应国家对生物多样性保护的总体要求，落实相关法律法规，体现了国家对生态环境保护和生物多样性维护的坚定决心。
征求意见过程
在正式发布前，生态环境部曾广泛征求公众和相关单位的意见，以确保标准的科学性、合理性和可操作性。
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