武威市2024年草原禁牧和草畜平衡无人机监测监管项目招标更正公告（技术要求）

技术要求

一、主要内容

禁牧区以无人机巡检为主，配合地面调查核实禁牧政策落实情况；草畜平衡区主要以地面调查监测为主，遥感和无人机为辅，监测草畜平衡区放牧管理状况，同时利用无人机在部分牧业县开展草畜平衡区放牧程度估算探索。为便于开展监测和监督管理工作，因地制宜，按照**市划定的禁牧和草畜平衡区域，划定巡测区域8个，巡测面积3.8万亩，其中：**区张义镇和西营镇设置禁牧巡测区域各1个，每个区域巡测面积4000亩，共8000亩；**县**镇设置禁牧巡测区域2个，每个区域巡测面积4000亩，共8000亩；**县**镇和干城乡设置禁牧巡测区域各1个，每个区域巡测面积4000亩，共8000亩；天祝县大红沟镇和旦马乡设置草畜平衡巡测区域各1个，每个区域巡测面积7000亩，共14000亩。并对禁牧和草畜平衡检测监管样地进行编号，开展禁牧和草畜平衡监测监管工作。（区域坐标见附表1）

采用“天、空、地”一体化监测技术方法，建立监测数据平台，实施市、县两级联动监测监管，实现“天上看”及时发现、“地上查”及时制止处理、“逐级管”有效监管，提升草原监测监管手段和方式，使草原监管工作落到实处。

依据《低空数字航空摄影规范》要求确定基准面高程，并按照规范要求进行航线设计。

1）摄区划分：因为本项目采用航测的方式进行数据采集，所以摄区划分按照各测区实际情况安排，尽量保证数据的完整性。

2）航线布设方向：航线布设按各测区实际情况安排。

3）航摄范围覆盖摄区边界覆盖：保证航向覆盖超出摄区边界线2倍基线。旁向覆盖超出摄区边界一般不少于像幅的50%，最少不少于像幅的35%。

4）像片重叠度因相机特点和制作影像图的要求，重叠度设置为航向重叠度为75%，旁向重叠度为50%。

5）摄影时间的选择既要保证具有充足的光照度，又要避免过大的阴影。

（一）禁牧区监测

禁牧区主要以无人机巡检为主，配合地面调查核实禁牧政策落实情况。

1.监测范围

在**区张义和西营镇，**县**镇，**县**镇和干城乡巡测区域，开展不少于两次草原禁牧区无人机巡查监管。

2.地面监测

样地样方布设：以县区最新划定的禁牧区为底图，结合2024年林草湿生态综合监测、国家级固定监测点监测等工作，均匀布设草原监测样地，每个样地内再布设3个监测样方，利用常规手段开展监测工作。

监测时间和指标：于牧草生长盛期开展植被生长状况监测，监测指标包括样方经纬度、植被盖度、产草量（鲜重、干重）、草群平均高度等，开展禁牧区草原植被盖度和产草量监测，评价草原植被长势状况。具体监测内容见附表2和附表4。

监测方法：

1）样地调查：调查监测内容包括立地条件、植被状况、地表状况等。

2）样地植被盖度、裸地（斑）比例调查：样地植被盖度和裸地（斑）比例采用针刺法进行调查。

3）灌木及高大草本样方调查：灌木设置100㎡大样方，大样方内若有草本，则还需设置三个草本样方，调查内容包括灌木的株高、丛径、盖度、鲜草产量等。

灌木及高大草本调查采用标准株的方式，分种选择标准株测量其丛径、株高。产草量按照取样比例（根据标准株丛大小选择取样比例，可为1/2、1/4、1/8或1/16等），取标准株当年嫩枝进行称重计算。根据标准株的数据结合草本样方计算整个大样方的产草量和盖度。

4）草本及小半灌木样方调查：调查内容包括样方总盖度、产草量（鲜重、干重）、草群平均高度、植物种数、可食牧草比例等。

样方总盖度：采用目测法测定样方内植物群落盖度。

草群平均高度：调查草群叶层综合平均自然高度，取至少测量10次的平均值。

产草量（鲜重、干重）：在样方内齐地分种剪下地上植株，并测定其鲜重，将样品带回至干燥通风处风干至恒重后测定其干重。

可食牧草比例：计算样方内可食牧草鲜草产量与样方鲜草总产量之比。

3.无人机监管

通过搭载高分辨率相机的无人机进行空中巡检，通过专业地面站进行实时数据处理，在禁牧区巡飞巡检的过程中实时监测是否存在放牧情况，对存在违禁放牧情况，应记录发现时间、地理位置坐标，并拍照取证。

监测巡查范围和频次：在全市禁牧区无人机巡查县区，按照设定的监测监管样地，设计合理的巡查路线，开展禁牧区巡查监管，另外，对以往有违反禁牧规定的区域进行重点巡查，加大巡查频次，同时将巡查结果及时上报至市林草局。

地面样线勘察：在无人机巡查抽检航线上随机选择一条500米长的地面勘察样线，开展徒步巡查，对禁牧区家畜放牧痕迹信息（家畜采食、家畜粪便、家畜踩踏和其他痕迹）进行勘察，有无放牧痕迹均应拍照并填写《禁牧区监测巡查样线勘察表》，见附表6。

地面勘察样线附近有放牧痕迹的，每处痕迹均采集证据，没有放牧痕迹的，每隔50米拍照取证一次。

拍照要求应顺地面勘察路线方向拍摄附近景观照3张（样线正前方、左侧、右侧各拍摄一张），照片上应有经纬度、日期、时间、天气等信息，照片要清晰，拍摄设备像素1000万以上。

（二）草畜平衡区监测

草畜平衡区主要以地面监测手段为主，无人机监测为辅，****，对草畜平衡区的草地植被利用状况及草畜平衡的程度开展科学评价。

1.监测范围

在天祝县大红沟镇和旦马乡，开展草畜平衡监测，对草畜平衡区布设的监测样地进行质量监测监管，开展草畜平衡区放牧程度评估探索，并作为草畜平衡评价依据。

2.地面监测

样地样方布设：以天祝县草畜平衡区分布图为基础，结合2024年林草湿生态综合监测、国家级固定监测点监测等工作，在草畜平衡区域内布设覆盖主要草原类的监测样地。每个样地内再均匀布设监测样方，其中，草本、半灌木及矮小灌木为主的样地，每个巡测区域样地应不少于3个样方，灌木及高大草本植物为主的样地，每个样地应至少设置1个灌木及高大草本植物样方和3个草本、半灌木及矮小灌木样方。

监测时间和指标：将草畜平衡区按****牧场、冬季牧场。四季牧场在牧草停止生长前1个月开展地面监测，冬季牧场在牧草返青后1个月开展地面监测。监测指标包括牧草现存量（鲜重、干重）、植被盖度、草层高度、可食牧草比例等。具体监测内容见附表2、附表3和附表4。

监测方法：

1）样地调查：调查监测内容包括立地条件、利用状况、植被状况、地表状况等。

2）样地植被盖度、裸地（斑）比例调查：样地植被盖度和裸地（斑）比例采用针刺法进行调查。

3）灌木及高大草本样方调查：灌木设置100㎡大样方，大样方内若有草本，则还需设置3个草本样方，调查内容包括灌木的层高、冠幅、盖度、鲜草产量等。

灌木及高大草本调查采用标准株的方式，分种选择标准株测量其丛径、株高。产草量按照取样比例（根据标准株丛大小选择取样比例，可为1/2、1/4、1/8或1/16等），取标准株当年嫩枝进行称重计算。根据标准株的数据结合草本样方计算整个大样方的产草量和盖度。

d.草本及小半灌木样方调查：调查内容包括草本及小（半）灌木的高度、盖度、牧草现存量（鲜重、干重）、物种数量、可食牧草比例等。

样方总盖度：测量群落的自然高度。

草原群落盖度：采用目测法测定样方内植物群落盖度。

牧草现存量（鲜重、干重）：在样方内齐地分种剪下地上植株，并测定其鲜重，将样品带回至干燥通风处风干至恒重后测定其干重。

可食牧草比例：计算样方内可食牧草鲜草产量与样方鲜草总产量之比。

4）数据电子化

地面监测采集的所有数据，当日及时分类、整理，并利用手持移动数据采集终端或调查表，按照监测内容及时电子化，作为存档数据。

5）数据标准化

a.数据标准化。按照先样地、后样方的次序，植物名称规范化，逐个把外业调查样地样方类型、草原类、草原型、植被结构、植被总盖度、牧草现存量（鲜重、干重）、可食牧草比例等指标数据按统一要求进行标准化。

b.指标测算。基于每个样方的植被总盖度、牧草现存量（鲜重、干重）、植物种数、可食牧草比例、毒害草比例、裸地（斑）面积比例等指标数据，计算出每个样地的相应数值。

3.无人机监测

通过无人机搭载多光谱影像仪，对巡测区域进行整体拍摄并采集相关影像数据。数据采集完成后，利用Envi软件对无人机航拍影像进行处理，获取该巡测区域的多光谱遥感图像。

多光谱遥感图像可以看作是由多个波段组成的图像，每个波段都能表示不同的信息。其中，绿、红、近红外波段被广泛应用于植被监测和计算。这是因为植物会吸收绿波段的光线，并反射较多的近红外波段的光线。因此，通过多光谱遥感图像可以获得植被的信息。

多光谱遥感图像可以用于计算植被指数，从而确定植被覆盖度。植被指数一般采用归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index，NDVI）进行计算。NDVI是由近红外波段和红波段计算而来的。

计算公式为：NDVI=（NIR-RED）/（NIR+RED）

其中：NIR和RED分别表示近红外波段和红波段的反射率。

通过计算NDVI可以获得植被的信息。NDVI值在-1到1之间，一般认为NDVI值越高，表示植被覆盖度越高。当NDVI值为0时，表示没有植物覆盖。当NDVI值为1时，表示光谱反射达到极限。由此，可以通过NDVI值对不同地区的植被覆盖情况进行比较和分析。

由上面的论述可知，在获得了巡测区域NDVI值后，可得到该区域植被覆盖度的信息，然后与地面监测的数据进行比较和相互印证，从而得出该巡测区域真实的草地植被状况，从而为开展科学评价提供依据。

4.评价标准

评价分级：评价草畜平衡的程度分为未超载、基本平衡、超载和严重超载4个等级。分级依据以植被指标和超载率指标达到不同的水平作为标准，见附表5。

植被指标：基于不同草原类型生长季草畜平衡植被指标基准值，将样地内实际调查的植被指标或基于遥感反演的指标与之对比，计算草地植被盖度相对百分数的减少率、草层高度相对百分数的减少率、可食牧草比例相对百分数的减少率和剩余牧草现存量相对百分数的减少率等植被指标，进行分级，进而确定草畜平衡状况评价结果。

表4-1 植被指标与草畜平衡评价分级

项目（T）	未超载	基本平衡	超载	严重超载	最高阈值（Tmax）
植被盖度相对百分数的减少率/%（T1）	≤10	11-20	21-30	＞30	30
草层高度相对百分数的减少率/%（T2）	≤10	11-20	21-50	＞50	50
可食牧草比例相对百分数的减少率/%（T3）	≤10	11-20	21-40	＞40	40
剩余牧草现存量相对百分数的减少率/%（T4）	≤10	11-20	21-50	＞50	50

如果单项指标不能确定草畜平衡状况，可利用下列公式获取分值，公式中植被盖度相对百分数的减少率（T1）的权重为30%，草层高度相对百分数的降低率（T2）的权重为15%，可食牧草比例相对百分数的减少率（T3）的权重为25%，剩余牧草现存量相对百分数的减少率（T4）的权重为30%，根据计算得到的分值进行草畜平衡状况评价，计算公式如下，具体植被指标加权后分值与草畜平衡状况的对应关系，详见附表5。

附件

式中：

AI—分值

Ti—项目减少百分率

Tmax—最高阈值

Λi—权重

N = 4。

表4-2 植被指标与草畜平衡评价分级

序号	未超载	基本平衡	超载	严重超载
分值AI	＜25	25-50	51-76	＞76

附表1 **市草原禁牧和草畜平衡无人机监测监管项目区域坐标表

附表2 禁牧和草畜平衡监测样地基本特征调查表

样地号： 调查日期： 年 月 日 调查人：

注：坡向、坡位在地貌为山地或丘陵时填。

附表3 禁牧和草畜平衡监测草本、半灌木及矮小灌木草原样方调查表

调查日期： 年 月 日 调查人：

样方编号示例：**天祝－001－03，代表**省天祝县1号样地的第3个样方。照片编号和样方编号要一致。

附表4 禁牧和草畜平衡监测具有灌木及高大草本植物草原样方调查表

调查日期： 年 月 日 调查人：

样方编号

照片编号

空间定位

经度： ° 纬度： ° 海拔： m

100平方米样方内草本及矮小灌木调查

1㎡草本及矮小灌木小样方

植物种数

主要植物种

平均高度（cm）

现存产草量（g）

平均现存产草量折算（kg/hm2）

可食产草量（g）

平均现存可食产草量折算（Kg/ hm2）

鲜重

风干重

鲜重

风干重

鲜重

风干重

鲜重

风干重

样方1

样方2

样方3

100平方米样方内灌木及高大草本调查

灌木及高大草本名称

大株丛（cm，g）

中株丛（cm，g）

小株丛（cm，g）

覆盖面积（m2）

现存产草量折算 （kg/hm2）

灌丛高度（cm）

丛径

鲜重

风干重

株丛数

丛径

鲜重

风干重

株丛数

丛径

鲜重

风干重

株丛数

鲜重

风干重

合计

植被总盖度（估算）

总现存产草量

鲜重： （kg/hm2） 风干重： （kg/hm2）

枯落物

（kg/hm2）

说明：1、样地样方编号****年林草湿生态综合监测的草原监测样地样方编号。

2、灌木及高大草本植物产草量鲜重、风干重只测可食部分。

3、灌木及高大草本植物覆盖面积（m2）=Σπ×（丛径/2）2/10000

4、灌木及高大草本产草量折算（kg/hm2）=Σ鲜重（干重）×株丛数/10

5、总产草量=草本及矮小灌木产草量折算×（100-灌木覆盖面积）/100+灌木及高大草本产草量折算合计，这个值在将其它信息输入后软件会自动计算出来。

附表5 不同地区草原类型生长季草畜平衡植被指标基准值

地区	草地类	合理草地利用率（%）	剩余牧草现存量（干重）（kg/ha）	植被盖度（%）	草层高度（cm）	可食牧草比例（%）
**	低地草甸类	55	210	20	8	90
	高寒草甸类	55	200	50	3	90
	高寒草原类	45	90	30	4	85
	高寒荒漠类	5	80	35	4	80
	高寒荒漠草原类	40	90	30	5	85
	山地草甸类	60	270	50	5	90
	温性草甸草原类	55	430	40	6	90
	温性草原类	50	290	45	6	90
	温性草原化荒漠类	35	250	30	10	85
	温性荒漠类	35	230	10	15	85
	温性荒漠草原类	45	200	35	8	85