重庆市巫山县水蚀荒漠化遥感信息提取研究.doc

重庆市巫山县水蚀荒漠化遥感信息提取研究摘要：为了查明巫山县荒漠化现状，探讨研究区域内荒漠化土地自动分类的有效途径。利用2009年遥感影像数据，探讨了水蚀荒漠化土地覆盖信息的提取方法。在对不同土地覆被类型光谱特征进行系统分析的基础上，根据归一化指数(NDWI、NDVI、NDBI)及3、5、7波段的光谱值，提出了分层信息提取方案。结果表明，该方法简单、实用，准确率高，是一种地物遥感信息提取的有效方法。关键词：巫山县；TM数据；遥感信息提取；光谱曲线；水蚀荒漠化荒漠化(desertification)是全球性的严重的环境问题之一。全世界67%的国家和地区，33%的陆地受到荒漠化的威胁，而且每年以5-7万hm2的速度扩展；中国是世界荒漠化面积最大、受害人口最多、危害程度最严重的国家之一1。最新公布的荒漠化面积为263.62万km2，占陆地面积的27.46%，其中水蚀荒漠化面积为65万km2,占荒漠化土地的24.65%2。土地荒漠化遥感专题信息提取是研究较多的课题之一，目前人们多采用GIS信息分类方法、专家知识和决策树的分类方法以及利用各种神经网络技术的分类方法3-5和模糊分类技术等进行荒漠化专题信息提取6。这些研究方法代表了当今遥感专题信息提取的前沿技术，但难以在生产中推广应用。本研究以巫山县为例,通过分析TM影像的波谱特征，构造波段运算指数，研究分层地表覆被信息提取方法，分层剔除水体、植被、城市和土壤等不同地物覆盖，以期为三峡库区水蚀荒漠化的研究提供参考依据。1 研究区概况1.1 地理位置巫山位于重庆最东端，地处三峡库区腹心，东邻湖北巴东，南连湖北建始，西与巫溪县及神农架林区接壤，北依巫溪，幅员面积2958平方公里，辖25个乡镇、308个村、30个居委会，总人口62.4万。县境东西最大距离61.2公里，最低海拔156米，最高海拔2680米（太平山）。境内山地占96%，丘陵平坝占4%，耕地面积40274公顷。因大巴山、巫山、七曜山三大山脉交汇县境，形成典型的喀斯特地貌，立体气候特征明显。巫山更是三峡工程重庆库区首淹首迁县，按三峡工程正常蓄水位175米方案，全县将淹没陆地面积49.3平方公里，涉及14个乡镇、60个村，淹没县城1座、建制镇1座、乡级镇6座、场镇2个、工矿企业48家，需动迁人口9.1万人，占全县总人数的15%，农村移民生产安置4.9万人。 1.2 人口状况巫山县有贫困人口6.6万人，其中绝对贫困人口21555人，是新一轮国家扶贫工作重点县。土地瘠薄，人均耕地占有量不足1亩，主要经济指标低于全市14个贫困区县的平均水平。2009年,实现GDP41.9亿元，居全市第36位。1.3 自然资源巫山矿产资源丰富，黑色金属、有色金属、化工原料、非金属矿四大类，其中以煤、铁、硫铁矿、石灰岩、硫储量最多，分别为1.7亿吨、1.53亿吨、1亿吨、0.5亿吨。境内雨量充沛，溪河众多且比较大，易于集中落差，理论水能蕴藏量27423万吨。可开发量达352万千瓦。珍稀动物有金丝猴、鬣羚、牛羚、白唇鹿、鸳鸯、大鲵、红腹角雉、白尾椎红雉、绿尾红雉、猕猴、穿山甲、水獭、大灵猫、小灵猫、猞猁、獐、马鹿、斑羚、白冠长毛雉、金鸡，有各种野鸟100余种，有豺、狼、熊、野猪、鹿等走兽50余种。珍稀植物有猕猴桃、野生大豆、三叶、金桔、桑、辛荑、香樟、重阳木、银杏、红豆、珙桐、三尖杉、杜仲。1.4 工业资源巫山县拥有卷烟厂、火电厂、水泥厂、化工总厂等重点企业。烟厂为巫山支柱产业，随着三峡工程移民迁建，建工建材将成为巫山的又一支柱产业。1998年，巫山县全部工业总产值32447万元（现价）。 县区骨干企业有：巫山卷烟厂，创建于1977年，1983年正式纳入国家计划，固定资产总额为8000万元，年生产嘴烟综合能力达12万大箱，年制丝线生产能力达15万大箱，年创利税3800万元，特制的“小三峡”牌、“神女峰”牌香烟分别荣获四川省95年工业产品博览会金奖、银奖。巫山县水泥厂是广东省对口支援联办厂，已有三年历史，年产量达17万吨，水泥质量属工程指定产品之一。2 数据源选择巫山县2009年TM影像数据，影像遥感数据波谱分辨率较高,对水体以及植被有很好的反映。经过辐射校正和几何纠正等预处理后，全县卫星影像镶嵌图采用1954北京坐标系，中央经线107。3 不同土地覆被类型的光谱特征分析3.1 典型样点的光谱特征曲线分析根据不同土地覆被类型的特点及其在TM影像上的反映，将研究区的土地覆被分为水体、植被、城镇和公路、旱地，轻度荒漠化地和严重荒漠化地6种类型，每种类型各选取5个样点，测定不同波段的光谱值(DN)，绘制的光谱特征曲线如图1所示。参考文献1 周晓蔚,王丽萍,李安强,等.水蚀荒漠化的最大熵模糊优化评价模型J.水土保持研究,2008,15(1):145-147.2 张坤,洪伟,吴承祯,等. 改进的投影寻踪等级评价模型在水蚀荒漠化评价中的应用J.自然灾害学报,2010,19(3):100-104.3李强,王正志.遥感图像分类与后处理综合技术研究基于约束满足神经网络方法J.遥感学报,1999,3(3):193-198.4熊桢,郑兰芬,童庆禧.分层神经网络分类算法 J.测绘学报, 2000, 29(3):