《基于对地观测的生物多样性监测》主要介绍遥感在爱知生物多样性目标中机遇、国家经验、限制和挑战。包括3大部分：第1部分主要介绍目前可使用的遥感产品及其应用情况和限制，采用信号灯系统对遥感数据在爱知目标中的可用性进行了评估；第2部分对已经应用遥感数据的国家案例进行了介绍和讨论；第3部分描述了遥感指标的限制因素和主要挑战，并对未来应用前景进行了展望。
生物多样性是人类赖以生存的条件，是经济发展的基础，生物多样性保护是当今国际社会最为瞩目的重大环境问题之一。我国是生物多样性最丰富的国家之一，生物多样性保护越来越受到重视。我国先后建立了400多个国家自然保护区，不同类型。不同级别自然保护区面积达到了国土面积的14%，制定并发布了《中国生物多样性保护战略与行动计划（2011-2030）》，划定了32个陆地生物多样性保护优先区和3个海洋生物多样性保护优先区，生物多样性保护己成为全社会共识。
遥感对地观测技术因其宏观性、快速性和可重复性，在生物多样性监测评价中发挥着越来越重要的作用。在1997年发布的《中国生物多样性国情研究》中，遥感技术的应用就得到倡导，提出“要扩展遥感在土、水、植被资源、野生动物资源方面的调查、监测、分析、决策支持等领域的应用研究”。在实践中，环境保护部卫星环境应用中心充分应用国内外卫星数据资源，以秦岭、大巴山、西双版纳、大兴安岭、鄱阳湖等生物多样性保护优先区域为试点，初步建立了生态系统、重要物种生境及人类活动干扰状况的遥感监测评价指标和方法体系，为生物多样性保护管理提供了有力支撑。
目前，遥感对地观测技术在我国生物多样性保护中的应用刚刚起步，与欧美等发达国家相比，还有较大差距。生物多样性公约秘书处在2014年出版了报告，可在网站上公开获取，下载地址为：http：//www.cbd.inUdoc/publications/cbd-ts-72-en.pdf。该技术报告详细论述了生物多样性遥感观测指标以及在爱知生物多样性目标（2010年在日本爱知县召开的第10次缔约方会议上通过的多样性目标）中的应用情况，强调生物多样性遥感工作需要生物多样性学者和遥感学者的密切合作，对我国生物多样性遥感应用工作具有非常好的借鉴作用。
本报告主要介绍遥感在爱知生物多样性目标中机遇、国家经验、限制和挑战。包括3大部分：第1部分主要介绍目前可使用的遥感产品及其应用情况和限制，采用信号灯系统对遥感数据在爱知目标中的可用性进行了评估；第2部分对已经应用遥感数据的国家案例进行了介绍和讨论；第3部分描述了遥感指标的限制因素和主要挑战，并对未来应用前景进行了展望。
本书经秘书处公约出版社同意和授权，由环境保护部卫星环境应用中心组织翻译和出版，中国科学院大学徐超昊、刘春蕾、华中农业大学郝弘睿参与了翻译工作。本书的出版得到了环境保护部自然生态保护司、生物多样性公约秘书处的大力支持，感谢Kata Koppel女士、孟菡博士、张文国处长、刘玉平处长、蔡蕾处长、蔡立杰先生、常江博士、徐宪立研究员、李俊生研究员、宋金玲副教授等领导和专家给予的帮助。
执行摘要
1．背景资料
2．报告的目标与结构
3．报告结论
4．重要信息
1 介绍
1．1 背景和目的
1．2 范围与定义
1．3 方法
1．4 本书结构
2 遥感技术在爱知目标监测中的机遇
2．1 综述
2．2 评价目标
3 国家经验教训
3．1 遥感监测工具：澳大利亚火灾监测
3．2 免费开放获取数据的效益：巴西案例
3．3 遥感在加拿大保护区域的应用
3．4 遥感数据在南非生物多样性指标体系创建中的应用
3．4．1 局限性
3．4．2 时空分辨率
3．4．3 建立指标的补充信息
3．4．4 未来优先级
3．5 集成遥感和野外观测的日本生物多样性观测网络(J-BON)
4 限制与挑战
4．1 什么限制了遥感在发展指标中的使用
4．1．1 数据采集成本与数据访问策略
4．1．2 数据访问：互联网搜索系统
4．1．3 处理需求
4．1．4 产品研发水平：需要更多“派生”产品
4．1．5 在发展指标中使用E0数据的能力
4．1．6 有效的数据验证策略
4．1．7 空间分辨率及空间尺度不足
4．1．8 长时间重访周期与短时间序列的趋势分析
4．1．9 国家与国际尺度的协调方法与数据收集
4．1．10 云覆盖
4．1．11 遥感在陆生生态系统的特殊局限性
4．1．12 遥感在水生生态系统的特殊限制
4．1．13 遥感在潮间带地区的特殊限制
4．2 构建遥感指标的关键性挑战
4．2．1 知识传播与能力构建
4．2．2 产品精度
4．2．3 长期连续性观测的不确定性
4．2．4 Eo团体、生物多样性研究者与决策者之间的对话
5 结论
6 参考文献
首字母缩写列表
附录1 生物多样性监测的遥感基础
1．1 什么是遥感
1．2 关于遥感监测生物多样性的方式及其适用性综述
1．2．1 被动遥感
1．2．2 主动遥感
1．3 如何使用遥感监测生物多样性
1．3．1 直接测量个体和种群
1．3．2 间接测量生物多样性
1．4 从遥感数据发展生物多样性指标
1．5 为什么使用遥感监测生物多样性
1．5．1 传统原位方法
1．5．2 遥感
附录2 遥感／对地观测产品综述
2．1 对地观测产品用于监测生物多样性
2．1．1 基于地面的业务化E0产品
2．1．2 业务化的海洋EO产品
2．1．3 EO产品用于污染监测
附录3 公约背景下新兴的遥感应用
3．1 近实时遥感监视
3．2 污染及其对生物多样性的影响
3．3 入侵植物物种入侵范围的监测
3．4 管理效果和建立有效生态保护区网络的评估
3．5 利用陆地和海洋哺乳动物作为传感器搭载平台
3．6 生态系统服务：碳储量和气候变化
3．7 无人机进行生态系统监测(uAVS)
附录4 数据库、遥感传感器、目标和指标的详细描述
附录5 遥感用于生物多样性监测的相对成本
5．1 数据产品
5．2 数据分析
5．3 数据验证
5．4 其他花费
5．4．1 硬件与软件花费
5．4．2 培训与支持花费
5．4．3 EO数据产品所需时间与数量
《基于对地观测的生物多样性监测》：
4.1.3处理需求
假设已经找到合适的数据集，在使用该数据之前常需要对其进行预处理，如影像配准、地形校正、正射校正和大气校正。这些预处理工作最好均能被系统自动地完成，从而产生可以使用的EO产品。更多标准化的方法如全球环境与安全监测（GMES）的快速追踪服务，使得以EO为基础的分析可提高终端用户团体的成本效益和效率（Infoterra，2007）。联合研究中心（JRC）数字化自然保护区观测站（DOPA）的网络服务自动收集并预处理遥感影像以提供保护区内生物多样性信息（Duboiseta1.，2011）。GFW监测系统2.0也包含了一系列预处理步骤并通过Landsat影像产生一致的森林砍伐信息，尽管在编制本报告的时候该系统还未被发表，它仍处于开发阶段。总之，数字影像收集处理系统的需求正在被得到满足。
4.1.4产品研发水平：需要更多“派生”
产品
对原始卫星影像的研发水平也是一个重要问题。对非专业人员来说派生的地理学参数，如植被指数，常比原始遥感数据更有用（Leidnereta1.，2012），但是许多系统只提供诸如反射率和辐射产品的微加工数据集。NASA使用的哥白尼全球土地服务及类似系统，如分布式数据中心群（DAACs），通过由卫星影像生产的可用且免费的地球物理及生物物理产品以增强终端用户的使用能力。然而，发展中国家的带宽和网速的限制将阻碍数据访问及EO数据的使用（Royeta1.，2010）。
4.1.5在发展指标中使用EO数据的能力
普遍认为，生物多样性专家缺乏对遥感技术的认知，限制了使用遥感数据构建生物多样性监测和计算指标（Leidnereta1.，2012）。越来越多的人认为使用遥感信息就是寻求更高运算能力和先进的EO产品，但是遥感数据集通常有其特殊的格式，这使得数据无法被立即使用，需要经过技术培训的专门工具才能进行分析处理（有时还需要非常专业的培训，如为LiDAR及高光谱数据）。同时，这些工具非常昂贵，因此对开源软件的呼吁越来越高（Leidneretal.，2012）。
通常，原始遥感数据计算指标需要有使用遥感数据、数据分析和统计分析的专业知识与能力。这是发达国家和发展中国家的共同挑战。更多分析数据和加工成本详见附录5。针对用户在区域或国家尺度上的需求提供专家意见是很有益的，例如与加拿大遥感中心（CCRS）的合作。
应该指出的是，并不是所有的遥感数据都难以获取与使用，而且目前增加数据获取的便捷性己成为一种趋势。其中一个例子是TerraLook2，免费提供地理配准后带有地理位置信息的jpeg影像，并提供一个简单、直观地进行各种处理的工具集。如果不是复杂的数值处理，Terra Lookimages与USGS提供的Landsat Look产品一样将易于发现和适用于许多应用。另一个例子是RapidLandCoverMapper3，它是一个可以提供非常简单的测绘、量化土地覆盖和土地利用的工具。
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