遥感影像的遥感在生态环境中的应用

遥感在水土保持中的应用~

摘　要　利用遥感技术对流域或区域进行水土保持生态环境监测，是实现流域水土流失及水土保持效益全面准确的实时、动态监测和预报的重要手段。可以帮助决策部门掌握主要监测区内水土流失分布、面积与流失量的逐年变化情况、植被结构变化情况等，水土保持生物、耕作、工程措施的总体效益的演变情况及生态环境的动态变化过程。通过监测最终对流域水土流失面积、分布状况和流失强度，水土流失造成危害及发展趋势，水土流失防治情况及其效益有一个全面的掌握，并定期向社会进行公告。
关键词　水土保持监测 水土流失 遥感技术
　　随着遥感影像资源的丰富和处理技术的日益提高，遥感影像覆盖面广、周期快、分辨率高和信息量丰富等特点使得遥感技术在水土保持监测领域发挥越来越大的作用。　　一、遥感应用于水土流失监测与评估　　近年来，随着遥感技术的发展，特别是高空间分辨率的遥感卫星影像进入实用化阶段，使得它在水土保持工作的规划、治理、监督等方面的应用越来越得到重视，其宏观、快速和客观的优势得到充分的发挥，已经成为一个重要的水土流失监测手段。　　1．遥感资料的选取　　水土流失的发生与发展是一个时空变化的过程，它的监测与评估需要根据不同的目的而采用不同的尺度。气象卫星影像具有时间分辨率高、监测范围大和数据处理费用低等特点，但它的空间分辨率低，像元所反映的信息具有较大的地域混合，适用于大范围，植被盖度、坡度、地表组成物质较均一的区域；资源卫星具有多波段、多时相特性，空间分辨率相对高，可有效地获取更精确的地表信息，为水土流失信息提取、模型分析提供数据支持。但它对一个地区的重复观测周期长，往往在关键时期得不到所需的资料。为了满足水保监测在时间分辨率、空间分辨率等方面的要求，通常将不同来源的信息(包括遥感的和非遥感的)进行复合，从不同的角度提高了水保监测的数据源精度(见图1)。　　2．土壤侵蚀信息提取　　利用遥感技术进行土壤侵蚀信息提取是以卫星影像为主要信息源，以1:10万地形图和1:25万数字化地图为基本工作底图，样区调查以1:1万和1:5万地形图为工作底图，并与各种专业图件(如地质图、地貌图、植被图、土壤图、土地利用图等)及水文气象资料和其他统计资料相结合，以专业化遥感图像处理、计算机辅助人机交互解译、GIS空间分析等为技术手段，结合野外路线调查、典型样方调查，在建立解译标志的基础上，充分发挥多光谱、多源图像处理技术和专家经验，实现侵蚀类型、侵蚀等级、地表组成物质、水土保持分区、植被覆盖度、坡度等土壤侵蚀信息提取(见图2)。

　　3．结论　　通过航空、航天手段获取遥感影像资料，实时监测水土流失的发展势态，并在地理信息系统的支持下，对水土流失趋势进行分析，其结果以直观的图形、图像、图表的形式传递给决策部门，是制定水土流失、水土保持对策的重要依据。 图1　多源遥感数据预处理及数据复合工作流程　　二、遥感动态水保监测分析　　遥感动态水保监测是利用遥感的多传感器、多时相的特点，通过不同时相相对同一地区的遥感数据进行变化信息的提取。遥感信息的周期性和连续性为动态水保监测提供了可能。利用实时的遥感图像对土壤侵蚀强度的年度动态变化进行监测；分析土壤侵蚀总量以及年度变化趋势、植被资源动态变化趋势、工程措施治理效益、林草种植措施效益；对水土流失严重、生态环境恶化地区提出警示；通过对资料分析与评价，定期发布水土保持状况公告。　　1．遥感动态水保监测的特点　　一是采用的方法多样，以目视判读、计算机图像处理以及两者相结合的方法进行；二是监测的空间尺度广泛，从某典型小流域至整个流域乃至全国范围；三是监测的时间跨度大，从几年的变化到几十年的变化。　　2．遥感动态水保监测的流程　　遥感影像应用在水保监测中的目的主要是监测水土流失的变化情况，水土保持调查数据的真实程度和准确性，监督水土保持规划的执行情况和进展情况，为国民经济建设和发展提供科学依据。水土保持监测功能主要包括以下6个方面：面蚀监视，沟蚀监视，水文要素监视，其他监视，水土流失成因分析，水土流失危害预测。　　(1)数据资料的获取
　　综合分析影响水土保持的因素，包括土地分类、土壤侵蚀类型、侵蚀强度、地貌类型、母岩类型、植被盖度、坡度属性等，结合遥感技术的应用特点，着重从三个方面收集数据资料：①遥感影像资料(TM、SPOT)；②1:5万地形图、土地利用分类图、行政区划图、土壤侵蚀图等；③基于文字和数据表格的监测区详查资料。　　(2)监测工作流程
　　遥感动态水保监测技术主要是对不同时相的遥感数据进行组合、融合以提取出土地利用的变化信息，并结合实地调查与变更详查数据对监测变化信息进行核查，采用重点地区逐个图斑对照，一般地区统计比较的检查方法，对信息提取结果反复核查修改，直至满足精度要求。最后，生成各种格式的水土流失专题报表，通过各种统计分析预测未来水土流失变化，提取水土流失专题信息生成各种统计图表。包括以下3个方面：一是专题报表生成，二是统计分析，三是统计图表生成。
图2　土壤侵蚀信息提取流程图
图3　土壤侵蚀信息提取流程图　　动态监测流程如图3所示。　　3．水保监测精度评定　　监测精度是水保监测的重要技术指标之一，监测方法和信息源是影响精度监测的主要因素。依据最新的土地利用现状图及使用GPS接收机进行野外实测，对于小范围的试验区，针对5个像元以上的变化信息图斑逐个检查，进行精确定位；对于大范围的监控区进行抽样核查，最后统计动态变化图斑的属性、面积及精度比较等数据。　　4．结论　　采用高新技术对土地利用现状进行动态监测，利用已有的土地利用、水保监测数据、图件以及最新的卫星遥感信息，在GPS和GIS的支持下，对水土保持进行动态监测，及时掌握水保的最新动态变化；将空间遥感数据和其他专业数据进行综合分析，提高了遥感技术在水利信息化应用中的深度，为国家水土保持生态环境政策制定、水土保持信息定期发布、各级领导宏观决策、水土保持监督执法、科学规划、治理措施实施等提供科学依据，并且是实现由传统水保向现代水保转变的有效措施和技术支撑。同时，它用最少的人力、物力完成全国的水土流失调查，它的费用是常规方法的千分之一或万分之一。遥感水土流失调查的成果对于水土保持治理规划、国土资源整治都将产生重要的应用价值和社会效益。

用作监测生态因子变化过程，例如植被、湿地等的面积、群落结构变动等，及时作出相应保护措施。

土地覆盖监测：土地覆盖是人地相互作用过程的最终体现，也是地球表层系统最明显的景观标志，土地覆盖变化又会引发一系列环境的改变。遥感技术因其能提供动态、丰富和廉价的数据源已成为获取土地覆盖信息最为行之有效的手段。
森林覆盖监测：森林是陆地生态系统的主体，是人类赖以生存的基础资源。传统五年一次的一类调查和十年一次的二类调查存在更新周期长、历经时间长、样地易被特殊对待、数据可比性差等缺陷，难以科学、准确评估森林资源和生态状况变化。
遥感具有宏观性、客观性、周期性、便捷性等特点，已经在森林资源清查(一类调查)和规划设计调查(二类调查)中大显身手。
草地覆盖监测：草地是仅次于森林资源的陆地植物资源。遥感技术在草地资源调查、分类和制图中得到应用，大大地提高了草地资源调查与制图的精度，促使草地分类由定性逐渐走向定量化，可以完成草地退化监测与评估，节省了人力、物力和财力。
湿地资源监测：湿地是地球上水陆相互作用形成的独特的生态系统，是自然界最富生态多样性的景观和人类最重要的生存环境之一。
实时监测湿地种类及其数量，为湿地的保护提供第一手材料显得尤为重要。遥感技术具有观测范围广，信息量大，获取信息快，更新周期短，节省人力物力和人为干扰因素少等诸多优势，已经成为湿地研究的有力手段。可以提取湿地边界、进行湿地分类、湿地动态变化监测等 。

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广平县15594608662： 遥感影像的遥感在生态环境中的应用 - ？
孙鸿白奇： 土地覆盖监测:土地覆盖是人地相互作用过程的最终体现,也是地球表层系统最明显的景观标志,土地覆盖变化又会引发一系列环境的改变.遥感技术因其能提供动态、丰富和廉价的数据源已成为获取土地覆盖信息最为行之有效的手段. 森林覆...

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孙鸿白奇： 随着遥感影像资源的丰富和处理技术的日益提高,遥感影像覆盖面广、周期快、分辨率高和信息量丰富等特点使得遥感技术在水土保持监测领域发挥越来越大的作用. 一、遥感应用于水土流失监测与评估 近年来,随着遥感技术的发展,特别...

广平县15594608662： 遥感技术是如何应用到解决地理问题中去的? - ？
孙鸿白奇： 遥感技术的应用范围很广,下面简要介绍其在农业、林业、地质、矿产、水文和水资源、海洋、环境监测等方面的应用. 1.农业、林业方面的应用在农业方面,利用遥感技术可以识别各类农作物,计算其种植面积,并根据作物生长情况估计产量...

广平县15594608662： 如何利用遥感技术进行环境监测?(原理和步骤) - ？
孙鸿白奇： 遥感在环境监测中的应用 1 水环境污染监测 水体的遥感监测主要是以污染水与清洁水的反射光谱特征研究作为基础的.总的看来,清洁水体反射率比较低,水体对光有较强的吸收性能,而较强的分子散射性仅存在于光谱区较短的谱段上.故在...

广平县15594608662： 遥感技术的具体应用？
孙鸿白奇： 你不如说 在地质找矿中的应用 生态环境评价中的应用 森林火灾中的应用 河流的生态分析 很多应用中遥感只是一种工具 主要的分析并不是遥感 而是地学分析如地理信息系统中的空间分析.....

广平县15594608662： 遥感在农业方面有哪些应用? - ？
孙鸿白奇： 遥感技术在农业上可以进行:农业资源调查,土地利用现状分析,农业病虫害监测,农作物估产等农业应用,可通过遥感集市云平台获取农作物影像数据,包括其农作物生长情况、预报预测农作物病虫害.

广平县15594608662： 遥感技术有什么应用事例 - ？
孙鸿白奇： 遥感技术应用事例: 一、影像地图 影像地图是指一种带有地面遥感影像的地图,是利用航空像片或卫星遥感影像,通过几何纠正、投影变换和比例尺归化,运用一定的地图符号、注记,直接反映制图对象地理特征及空间分布的地图. 影像地图...

广平县15594608662： 遥感研究急需解决的问题. - ？
孙鸿白奇： 一、遥感的发展 遥感是20世纪60年代发展起来的对地观测综合技术,是应用某种探测仪器,不直接接触探测目标,从远处感测并记录目标的特征信息,经过传输、处理、提取人们感兴趣的信息并分析、揭示出物体的特征性质及其变化的综合性...

广平县15594608662： 应用遥感技术在生态学,城市规划或园林中的应用 - ？
孙鸿白奇： 基于遥感技术的城市绿地指标探讨 孙晓春 龚威平 林俞先 汪波 【摘要】:为进一步扩大遥感技术在我国城市绿地规划、建设和管理中的应用,完善城市绿地指标统计方法,充实城市绿地指标体系内容,从关注反映城市绿地数量的基本指标向关注...

广平县15594608662： 遥感在水资源方面的应用主要包括哪些内容 - ？
孙鸿白奇： 遥感在水资源方面的应用包括水资源调查、流域规划、水域面积分布及变化、径流估算、水深、水温、冰雪覆盖、土壤水分监测、冰凌监测、河口海岸带及浅海地形调查等方面.特别是在人类足迹难以到达的荒凉地区,遥感技术可成为水文、水...