(整理)城市生态遥感监测体系综述.

1、精品文档城市生态遥感监测体系综述概述：随着城市化进程加剧,城市生态系统变化十分剧烈,开展城市生态的监测, 有利于合理开发土地资源，保证生态系统完整性.本文总结出一些城市生态遥感监测技术方法,并以从南到北不同类型城市为实例,进行城市生态遥感监测验证。 城市生态监测是指通过各种技术手段系统的对自然资源信息进行收集，收集的数据涉及水体、土地、大气、生物等具有生命支持能力的信息1 。在城市生态监测的过程中以遥感手段的监测最为突出，它的基础是利用ERDAS 和ARCGIS9.0 等地理信息系统软件，对 TM 遥感影像进行矢量化解译，根据解译结果从遥感数据上分析城市各生态系统的变化趋势，其目的和意义旨在保

2、护生态环境，制定合理的发展规划，进行产业结构调整，促进城市可持续发展2 。正文：由于生态监测的因素多，范围广而庞杂，如用人工收集资料、分析数据、不仅工作难度大，而且影响分析结果的科学性。引入计算机信息技术是增强规划科学性，提高工作效率的有效途径。从生态环境保护来看，遥感技术是当今生态环境领域最为活跃的技术之一， 提高了人们对生态环境研究的视野与深度。遥感技术的发展，特别是多类型、多尺度、多光谱遥感技术的发展，也为生态监测提供了强有力的工具。3 在生态监测中，可充分利用遥感技术获取的信息进行多方面工作，包括：对水环境、大气环境、绿地建设、土地资源进行分析，生态环境特征及生态脆弱性分析，景观格局分

3、析及生态廊道建设，生态系统健康评价，生态系统服务功能价值评估，生态区划规划，城市绿地规划，流域面源污染遥感监测分析，城市热岛效应遥感监测与分析等。1、 城市景观生态遥感监测技术体系1）遥感监测的信息源获取城市生态系统监测目的是了解城市生态要素多样性,以及生态系统结构差异 ,变速度变化的实际情况,并为城市生态环境质量景观生态学评价服务.因此,遥感数据应选取具备最丰富的生物质量信息和最多样的生物类型信息的季相,以便在提取直接信息的基础上,通过景观生态学相关分析,提取尽可能多的景观信息和环境信息等间接信息.一般选择植被生长最旺盛而又植被类型物候差异最大的时段.信息源选择上,对于几百km 到几千 km

4、 中尺度范围的区域,可以选用 SPOT(20m)、 Land2sat/ TM(30m)、CBERS21 (20m)等遥感数据作为调查监测信息源.对于几十km2 到几百 km2 的中小尺度范围的区域,最好用航空相片和IKONOS(1m)、SPIN22 (2m)、SPOT (20m浒遥感数据彳为信息源.具体情况依据调查详细程度决定选择遥感信息源.42)遥感监测的信息源预处理遥感数据预处理程序包括大气辐射校正、几何校正、图象增强处理和不同数据源的融合等内容.利用计算机将采集的信息源分别对应红、绿、 蓝通道进行模拟天然色彩合成，同时保持同前基础影像的波段一致性，从而减少波段合成不一带来的对影像色调的影

5、像。针对重点区域，采用高分辩率的波段进行影像融合，提高影像的地面分辩率，以保证重点地区的大比例尺对影像的精度要求。影像合成的效果尽可能接近地面目标，增强影像的可读性。取动态程度高的NOAA 气象卫星可见光、红外通道的AV HRR 资料 , 经定标、定位以及太阳高度角、临边变暗订正后进行反射率与亮温物理量计算。并将地面分辨率较高的资源卫星图像(30 m 分辨率)作为本底, 采用二次多项式方法进行气象卫星、资源卫星图像与上海行政边界专题图件间的配准和重采样, 得到几何精纠正后的城市反射率、亮温分布图。52、 城市景观生态单元遥感监测分类体系1) 城市生态质量评价单元分类原则要求生态环境质量评价指标

6、的计算与数据统计是以景观生态单元为基本单位根据不同研究目的,景观的分级与分类体系差异很大.城市景观生态以人类干扰作用为主导因子,辅之自然区域分异规律,以满足生态环境质量评价的要求.景观生态单元的划分必须有确定的科学含义和指标,体现它们之间的差异;不同单元之间又应具有有序的级序关系,组成一个统一的分类系统.同时也要体现主导因素和综合分析相结合的原则:景观生态单元的划分首先突出人类活动对景观演变的主导性干扰作用,同时也考虑其它景观生态要素对生态单元形成的综合作用,以及生态单元对人类生活所具有的功能.最后我们也要意识到遥感信息的可识别性和可表达性相统一的原则:保证遥感影象能够清晰反映,并不小于最小制

7、图单元图斑确定为景观生态单元.我在阅读文献的过程中对比了，京津唐地区，上海地区，镇江地区的城市生态质量评价单元分类的区别，就不难得出以上的结论，要使得生态质量评价单元分类有实际的意义就必须要符合城市所在地区的特点和特性，比如京津唐地区主要关注的城市生态单元就是城市的风沙源区域的生态状况，城市的绿化带和防风固沙带的生态质量单元的划分和评价，而对于像镇江和上海这样的中部和南部地区城市的生态质量评价单元的划分主要是依据城市的绿化面积、城市热岛效应的解决方式而划分的评价单元。2) 城市生态质量评价单元分类根据各景观生态类型的生态功能及人类的干扰作用强度,景观生态单元划分的主要指标为人类干扰强度、景观生

8、态功能、土地利用/土地覆盖特征等.按三级景观生态单元划分,一级景观单元划分按景观类型的人类干扰强度,划分为自然景观、人工管理景观、人工建筑景观和其它景观4 大类.其中,一级景观中的自然景观为自然因素作用而形成的景观类型,人类干扰较少;人工管理景观为经人类改造而形成的景观类型,自然因子与人类因子共同作用而成;人工建筑景观为人工构建而成的景观类型,主要为人类干扰作用而形成的.二级景观单元划分按景观生态功能,划分为农田景观、森林景观、水域景观、城镇建筑景观、 未利用地景观和特殊用地景观等;三级景观单元划分按土地利用/土地覆盖特性 , 共划分为19 类 .精品文档精品文档表1生态环境质量评价单元划分体

9、系Table I Division system for emironment quality assessment一级景观二级景观三谈景猊编码有林地11灌木林12林草景观疏林地13经济林园地14自然景观,城市绿地15河流21湖泊-I水域景观水库23滩涂滩地24近岸海域25人工管理景观农山景观水田31旱地32城镇建设用地41人工建筑景观城镇建筑景观工交建设用比42农村居民点43未利用地景观开发待建设土地51其它景观.废弃未利用土地52国防用地特殊用地景观61科研用地62三、城市景观生态单元识别与验证地物的光谱特征既是传感器波段选择和设计的依据，又是遥感数据分 析解译的基础.不同的物质，它们的波

10、谱特性是不同的 ，即它们的辐射和反射特 性是各不相同的.遥感图像中每个象元的亮度值代表每一象元中地物的平衡辐射 值，它随地物的成分、 纹理、状态、表面特征及所有电磁波段的不同而变化 景观生态单元遥感识别过程中，最为重要的是认识各种不同景观要素的光谱特征及其地物在不同传感器上的表征，并通过采集大量具代表性的样本进行对比分析，从而准确地进行景观生态要素遥感信息识别与提取 .以南方的绿地为例，为了达到客观分析和综合评估目的，采用分类误差较小的最大似然分类方法对资源卫星图像进行训练分类和绿地特征信息提取 , 形成城市绿地分布图。为了达到客观估算绿地降温、降尘的影响距离目的, 根据城市绿化规划提出的50

11、0 m 绿地服务半径要求（即走出家门的500 m 内就可看到一定面积的绿地），将分析缓冲区半径拟订为绿地外围500 m。对照上城市绿化地图判读出遥感图像中市区范围内的绿地名称, 再对这些绿地做外缓冲,如果缓冲范围重叠则合并为一个区域。选择不同面积、 不同分布区域的绿地, 而且尽量选取缓冲区域不与相邻绿地重叠或者重叠区域较小的绿地来分析。由于属不重叠缓冲区的绿地很少, 为了提高分析的客观性 , 对相邻绿地缓冲区域重叠或与黄埔江重叠等情况进行处理。如对与绿地缓冲区域相交的河流重叠、相邻绿地重叠、细小离散绿地重叠等情况采用并集、交集、删除等方法剔除相交因子影响, 经处理后的缓冲区域便是最终分析的绿地

12、地块影响区域。总结：过去传统的城市生态指标调查方法一般采用人工普查结合数学统计分析的方法 ,不仅投资的人力、物力大,而且调查的数据准确性低,也不便于综合分析评价。 通过对申报城市统一组织遥感测试测算城市指标指标，指标的量算会更为准确、客观和迅速，为国家园林城市的评审提供了有力的技术支持。随着遥感技术的发展， 其在全球城市生态园林绿化行业中的应用已由城市绿地信息展示、基本指标测算发展到生态三维量估测、生态质量监测、景观格局及其动态分析、适宜度评价和城市景观生态规划等多个方面5。为应对全球气候变暖，贯彻国务院节能减排战略，最大程度地发挥城市的生态效益，应进一步扩大遥感技术在我国城市绿地规划、建设和

13、管理中运用的领域，充分利用其多时效和三维空间的优势 , 从关注反映城市绿地、林地数量的基本指标向关注反映城市生态布局、结构、 功能的效益指标转变，完善城市生态监测体系，全面促进城市园林绿化建设，引导城市经济、社会、环境的可持续协调发展，构建和谐、安全、健康、舒适的城市生态环境和人居环境。主要参考文献：1 中国生态系统研究网络生态系统监测和系统管理2002:232 赵艳锋 生态遥感影像矢量化解译与图像制作输出系统中国高新技术企：2010 年第 28 期3 张 坤 民 , 温 宗 国 等 . 生 态 城 市 评 估 与 指 标 体 系 . 北 京 : 化 学 工 业 出 版 社 ,2003:2222594