漁農自然護理署委託香港中文大學進行一項名為「利用遙感技術和地理信息系統分析全港性陸地生境分佈」的研究,探討利用高解像度衛星圖像,辨認香港各種主要陸地生境的可行性。

本次研究根據「陸地生境分類系統」把全港分為21個生境類別,包括樹林、灌木林、草地、郊野植林、沼澤/蘆葦床、紅樹林、海草床、軟灘、天然岩岸、禿土、天然水道、人工水道、水塘、人工海堤、魚塘、農地、市區綠化地、城市用地、混合灌木林、灌木草地和混合荒地。本次製作主要基於數張由「世景二號」和「世景三號」衛星於2019年9至12月拍攝的圖像。經過電腦處理和合成,衛星圖像能提供覆蓋全港範圍的高解像度數據。

整個編製地圖的工作分為三個階段,結合衛星圖像的分類技術和各種地理空間數據,有效地得出所有生境類別的分佈。在第一個階段,我們測試了兩種基於機器學習的電腦演算法,把衛星圖像分類成11個生境類別。在生態專家陪同下,進行了為期15天的實地調查,收集數據以提升演算法的準確度。在第二個階段,利用建立的一套決策規則,清除和修正在分類結果中被錯誤辨認的地方,並隨機抽樣來評估不同分類方法的準確度。結果顯示最佳的分類方法能得出84.0% 的準確度,而個別生境類別的準確度也達到70% 以上。基於以上的結果,在第三個階段,再運用第二套規則,透過融合不同地理空間數據,把分類地圖擴展至全部21個類別。其後,研究團隊再進行了為期30天的實地調查,在比對實地觀測數據後,得出生境地圖的整體準確度約為82.9%,而個別生境類別的準確度為66.2%至100%之間。最後,在加以修正被錯誤分類的地方後,一幅覆蓋全港的高解像度陸地生境地圖成功地製作出來,從中並能計算出各個生境類別在香港的面積和比例。

製作成果反映了高解像度衛星圖像的應用和優點,能在短時間內取得大範圍的數據,配合地理信息技術,能有效地提取陸地生境的資訊。編製過程中結合不同特徵的地理空間數據,能與衛星圖像互補不足,並為部分生境類別提供更可靠的資料來源。本次研究測試了不同分類方法的成效,加上實地調查中的觀察,也有助了解本地生境多樣性對製圖結果的影響。然而,受限於衛星的觀測狀況、本地生境的複雜性,以及有限的實地參考資料,本次編製的地圖旨在顯示香港各類生境的概括分佈情況。此外,由於部分生境分類的定義和方法不時更新,數字也未必能與其他地圖作直接比較。

研究團隊期望本次編製的生境地圖,能有助整理和評估香港自然生境的狀況,以支援本港的可持續發展規劃。透過定期更新生境地圖,本港生境的變化和趨勢也能得到持續監測。

香港陸地生境地圖2021

下載生境地圖(GeoTiff, 3.79MB)
下載各生境覆蓋面積的統計數據(Excel, 12.5KB)

如欲使用此生境圖,請引用以下科學論文:

Kwong, I. H. Y., Wong, F. K. K., Fung, T., Liu, E. K. Y., Lee, R. H., & Ng, T. P. T. (2022). A Multi-Stage Approach Combining Very High-Resolution Satellite Image, GIS Database and Post-Classification Modification Rules for Habitat Mapping in Hong Kong. Remote Sensing, 14(1), 67. https://doi.org/10.3390/rs14010067.

本次生境地圖編製工作的概覽製圖結果反映本港陸地生境的多樣性
項目總監 馮通教授
所屬機構 香港中文大學
合作研究者 王君傑博士、朱利民教授、劉大偉博士、蕭天欣小姐、鄺灝然先生
時期 2019–2021
資助來源 漁農自然護理署

資料來源:馮通教授

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