遥感技术在洞庭湖湿地环境监测中的应用3

遥感技术在洞庭湖湿地环境监测中的应用姓名：陈淑芳学号：20130211310352湿地环境及特征概述33S技术的应用4561引言研究方法和技术路线存在的问题及展望参考文献概述该文应用GIS技术对洞庭湖湿地进行生态资源调查和湿地制图,初步研究建立洞庭湖湿地生态信息系统数据库具体方法,高效率、准确掌握和研究湿地资源现状及动态变化,建立完善湖区湿地生态监测体系,对湿地合理开发、利用及保护、制定长远发展规划等方面提供重要的科学依据。1.引言中国湿地面积约占全球湿地面积的10%,但近年来湿地面积逐渐萎缩,已造成了极为严重的生态恶果。目前国内湿地研究工作开展的时间不长,研究的重点和难点是将高新技术应用于湿地研究中,主要研究集中在我国的沼泽和海岸带滩涂资源的调查和开发利用保护上。现代空间信息技术的发展,特别是遥感技术和地理信息系统技术的发展,也为湿地的宏观监测提供了新的技术手段和方法。总结以往湿地研究成果,确立包括遥感在内的各种湿地信息提取方法,形成包含各种湿地信息的湿地数据子库和管理操作这些数据的湿地信息系统,并确立湿地信息的共享与发布机制,加快湿地科研步伐,成为湿地与遥感科技工作者共同关注的问题。由于遥感技术具有监测范围广、信息更新速度快、周期短、获取的信息量大、并节省人力、物力和减少人为因素的干扰等特点,所以，遥感在湿地监测中具有重要的作用。随着人类对湿地遥感认识的深入,建立湿地遥感专家分类决策模型库,实现湿地信息自动分类提取,将是湿地遥感应用的发展趋势。目前在洞庭湖湿地生态系统定位监测网络尚未建立的情况下,利用卫星遥感对洞庭湖湿地环境演变规律、资源的合理开发和保护尤为重要。2.洞庭湖湿地环境及分布特征的概述洞庭湖长期受自然和人类活动的影响,整个洞庭湖分化为东洞庭湖、西洞庭湖、南洞庭湖三个湖区,西洞庭湖是整个洞庭湖不可分割的重要组成部分,区内江湖交错,水系发达,洲滩众多,泥沙淤积最严重的地区;南洞庭湖在赤山岛以东,东至乔口,并以湘江为界的长带状水域,湖中主要被废弃的旧垸和洲滩占据;东洞庭湖位于洞庭湖的下游,地势低下,占洞庭湖总面积的50%,地貌呈沟港纵横的湿地景观,土壤为湖沼土和河沼土,周围为广阔的冲积平原,东洞庭湖湿地分布较多,有丰富的沉水、浮水和挺水植物,是各种水禽的重要迁徙地。由于洞庭湖区总体地势较平坦,长期的泥沙淤积和严重的人为开垦活动,形成了复杂的湿地类型,根据拉姆萨尔公约(国际重要的湿地公约)中湿地的定义和洞庭湖湿地的实际情况,将洞庭湖湿地类型划分为4个主要的湿地类型组,15个湿地类型,32个湿地类,85个湿地型。湿地类型组主要为河相冲积湿地、河湖相冲积沉积湿地,湖相冲积湿地、湿地堆积坡积湿地。3.3S技术的应用遥感技术(RS)的发展以及地理信息系统(GIS)对遥感信息处理、分析的强有力支持,使遥感技术成为宏观监测最重要的手段,目前RS、GIS以及全球定位系统(GPS)(简称3S技术)逐渐成为资源与生态环境监测中的重要技术手段和发展方向,国内外学者也将研究重心转移到利用3S技术监测湿地生态资源及生物多样性的研究上来。国外研究进展国内研究进展美国在90年代中期运用遥感技术建立了路易斯安娜湿地恢复空间决策支持系统(SDSS);加拿大利用TM遥感资料,对全国湿地面积进行了普查。我国张树清等用3S技术对三江平原湿地进行了研究,并提出湿地遥感分类模式;1995年中科院沈阳应用生态所对辽宁双抬河口自然保护区水禽的生境研究及景观设计中应用了遥感技术;黄蕙萍(1999年)利用RS和GIS技术建立了广东海岸带湿地资源与环境信息系统,对湿地资源与环境的现状分析、评价预测、环境保护规划和开发利用等方面做了详细的介绍。遥感在湿地监测中的具体应用：1、利用多谱段数据比较容易判别土地覆盖及植被类型,即可对湿地周边土地利用情况及湿地主要类型进行分类。2、从短波红外波段的数据可获取地面的表面湿度,这就可以确定湿地的边界范围及面积变化情况。3、从红外及近红外波段如TM3、TM4,可提取有关植被覆盖以及生长状态的信息,并可制成植被指数图。这有利于确定湿地及周边的生物多样性、生长状况及其变化,并可对湿地植被类型进行进一步的分类。通过地理信息系统把地理数据如地貌、地质图等与卫星遥感结合可获取更多的信息。4、通过矢量叠加,可以把已有的图片数据覆盖到卫片上,如土壤类型、道路、湖泊、植被的分布图等。5、GPS的应用可以使遥感判读和野外调查中的定位变得方便快捷。4.研究方法和技术路线•4.1研究方法湿地是介于陆地和水体之间,兼有水、陆生态位,因而具有很强的过渡性和波动性,从而导致了湿地边界的多变性、湿地生物的多样性、湿地景观结构的不稳定性和对外界的敏感性。目前,在湿地生物多样性、湿地景观格局、湿地的环境效应以及如何准确的确定湿地边界等方面的研究比较少。同时洞庭湖区湿地类型多样,湖区地理环境较复杂,湖泊受人为的干扰日益加剧,这也是研究中的一个难点。在分析研究洞庭湖湿地区域现状的基础上,根据国际湿地的分类原则和实际考察的情况,根据遥感的应用可操作性,设计出研究区域的湿地遥感分类系统,选取适当的波段组合,进行TM图像处理,对湿地类型进行判读;在进行实地考察的过程中,采用GPS进行辅助定位;在对TM影像图中不同颜色斑块进行目视判读后,对斑块进行勾绘,然后对湿地的斑块以及已知信息数字化,输入GIS软件,将遥感及其它数据进行处理、分析和成图。•4.2技术路线根据前人对湿地遥感监测方法的研究,进行归类,制定出了洞庭湖湿地遥感监测研究的路线图,图1所示。在进行洞庭湖湿地的识别与分类时,需进行湿地光谱特征的研究,遥感影像上集中反映了地物或现象光谱特征,并表现出其光谱特征的空间和时间特性的变化。因此在遥感图像上识别湿地的研究及其变化时,有必要研究湿地的光谱特征。二在湿地分类中选用多时相遥感信息复合的湿地分类法,该方法主要利用湿地光谱特征的时间效应。根据湿地植被生境和季象的差异,复合不同时相的遥感图像,将洞庭湖湿地分为芦苇、苔草洲滩等湿地类型。不同类型湿地植被不仅有光谱特征的区别,同时还存在着物候景观及其地域生态环境等因素的差异,不同湿地信息的差异一般是通过复合不同时相、不同通道的遥感影像加以提取,这是湿地遥感分类的基础,因此,洞庭湖湿地遥感分类系统也是建立在这个基础之上。图1洞庭湖湿地监测的技术路线图区域现状分析洞庭湖湿地遥感分类系统已有的数据资料遥感资料的选择图像文字现有的湿地分类系统GPS应用遥感样本区的选择遥感判读点面信息标记和勾绘数字化输入处理地理信息系统数据分析评价咨询分析系统背景资料输入5.存在的问题及展望遥感和地理信息系统在湿地的研究中已被广泛应用,并解决了许多的现实问题,但与社会发展和湿地可持续发展目标的要求相比,这还是个开始,还有许多方面需要进一步的发展和完善。1、一般湿地的光谱与其它地物的光谱在遥感影像上有明显的差异,因而可以分类出来,但是不同类型的湿地的光谱特征相近或相似,很难从在遥感影像上直接区别,所以在结合湿地光谱特征的同时,还要考虑不同湿地类型的环境等特点进行地学分析。2、在洞庭湖区不同季节的水位变化较大,对湿地的动态监测也会产生影响,采用丰水期和枯水期的影像,处理得出的结果也不尽相同,因此我们在选用遥感资料时考虑季节、时相的变化,尽量保证湿地变化的时空的连续性。3、注重RS和GIS技术与GPS(全球定位系统)、ES(专家系统)等技术充分的集成,建立空间智能决策支持系统,实现人-机-资源利用和管理一体化,空间化、实时化、智能化和可视化,把洞庭湖湿地资源信息的分析和处理提升到湿地空间上的决策和规划,为合理利用湿地资源提供参考。4、建立各类基于Web的湿地信息系统,这样一方面可以实现湿地信息的共享,为大量的湿地科研工作者提供湿地数据,另一方面又可进行湿地科普教育,提高全民族的湿地保护意识。6.参考文献:•[1]殷康前,倪晋仁.湿地研究综述[J].生态学报,1998,18(5):539～546.•[2]孙广友.中国湿地科学的进展与展望[J].地球科学进展,2000,15(6):666～672.•[3]张树清,陈春,万恩璞.三江平原湿地遥感分类研究[J].遥感技术与应用,1999,14(1):54～58.•[4]窦鸿身,姜加虎.洞庭湖[M].合肥:中国科学技术大学出版社,2000,29pp.•[5]袁正科.洞庭湖本底资料及资源数据库,2001,7.•[6]LyonJG,CartbyJM..WetlandandEnvironmentalApplicationsofGIS,LewisPublishers,NY,1995.•[7]黄蕙萍.应用GIS技术研究广东省海岸带湿地资源与环境[J].热带地理,1999,19(2):178～183.•[8]汪爱华,张树清,张柏.遥感和地理信息系统技术在湿地研究中的应用[J].遥感技术与应用,2001,16(3):200～204.•[9]张柏.遥感技术在中国湿地研究中的应用[J].遥感技术与应用,1996,11(1):67～71.•[10]黄进良.洞庭湖湿地面积的变化和演替[J].地理研究,1999,18(3):297～304.