“北京市生态环境监测项目-全市植被生物量监测”荣获2024地理信息产业优秀工程金奖,揭秘激光雷达技术运用

近日,北京市生态环境监测中心携手北京数字绿土科技股份有限公司共同完成的《北京市生态环境监测项目-全市植被生物量监测》荣获“2024 地理信息产业优秀工程获奖”金奖,标志着北京市在生态环境监测领域取得了又一里程碑式的成就。

项目背景

随着《生态环境质量评价技术规范》(DB11/T1877-2021)的发布,北京市构建了独具特色的生态环境质量评价体系,其中生物量成为衡量生态环境质量的关键指标。为了科学评估与保护首都的生态环境,该项目自2021年起正式启动,至今已连续高效运行四年(2021-2024),为北京市的生态保护与可持续发展提供了坚实的数据支撑。

项目内容

(1) 首次开展全市生物量样地网格化布点,实现北京市生态系统类型全覆盖:在北京市范围内,每年网格化设置不少于500个样地,涵盖森林、灌丛、草地和农田生态系统;累计完成1850个样地,4000个样方。

(2) 激光雷达技术与人工调查相结合,首次实现植被生物量因子本地化,开展植被生物量地面调查及重点生态区域监测:

①采用背包和手持激光雷达调查森林、灌丛、草地和农田生态系统样地生物量;

②利用车载激光雷达扫描监测城区植被;选择北京市代表性道路开展行道树走航监测,每年走航距离不低于100km,监测行道树植被生物量、绿视率及三维绿量;累计完成北京市400km主干行道树数据。③开展重点生态空间生态质量监测监测;累计完成两期河流数据、四个公园全背包激光雷达数据。

④开展典型矿山生态修复工程成效监测;累计完成两期矿山数据采集。(3) 搭建首个北京市生物量数据管理及展示平台:有效管理地面调查数据、点云数据、多光谱数据及辅助数据,并对生物量监测成果进行展示,实现北京市植被地表生物量精准数字档案。平台已获得软件著作权。

项目关键技术

(1) 创新性融合多源遥感技术辅助生态质量评价。采用无人机激光雷达、地基激光雷达和车载激光雷达用于森林资源调查,融合LiDAR数据和影像数据辅助生态质量评价。

(2) 高效融合地基激光雷达样地调查技术。采用LiDAR360/MLS软件对乔木样地进行单木分割,提取单木参数、样地参数,提升样地调查的精度。

(3) 融合先进算法自定义可视化分析。基于无序集深度学习算法,结合注意机制及读写网络对点云数据中的地物特征进行精确识读,实现单木点云的结构分类。

项目当前已荣获三项专利,完成北京市植被地表生物量数字档案建设,为生态环境质量的科学评价提供了坚实的数据基础。同时,项目成果为深入了解生态系统状况与变化趋势、制定科学合理的生态保护与可持续发展策略提供了重要参考。