重点论述了全国区域地质环境遥感监测技术体系建立的总体目标、体系结构、研究内容和研究方法。
土壤盐分及其光谱特征是土壤盐渍化高光谱遥感定量监测的基础研究内容。茶卡-共和盆地位于柴达木盆地东部边缘,是土壤盐渍化
比较典型的区域之一。在研究区盐渍土野外调查采样的基础上,依据土壤理化分析和实验室光谱测量数据,对土壤盐分及其光谱特征进行了
分析,总结了茶卡-共和盆地盐渍土光谱特征随土壤盐分含量的变化规律。研究表明: 该区域盐渍土为氯化物盐土,以NaCl和MgCl2为主,有
少量的硫酸盐; 不同含盐量的盐渍土具有明显的光谱特征差异。
西南三江地区活动构造发育,地质灾害与地震频发,区域地质环境稳定性成为影响该区人居环境最为重要和突出的问题。为快速有效
评价区内地质环境的稳定性状况,采用遥感与地理信息技术,结合地质成因进行稳定性相关因子分析,以区域地质环境遥感调查因子,如地
震、地质灾害、活动断裂、岩性及地貌等,作为基础地质环境要素,利用证据权重法开展了云南省金沙江流域稳定性定量评价研究,对区域
地质环境稳定性进行了分区。结果表明,基于权重的区域地质环境遥感定量评价方法具有较好的可行性,其结果可为区域国土资源规划提供
有效的信息基础及决策支持服务。
根据河流具有明显河道信息的特点,采用基于改进的Canny 算子边缘提取方法从ETM+图像中提取河流湿地信息。试验表明,该方法综
合利用了河流湿地的光谱特征和结构特征,取得较好效果。
为了查明长江流域荒漠化现状,探讨研究区域内荒漠化土地自动分类的有效途径,克服异物同谱和同物异谱现象。以湘西地区为例,利
用ETM+卫星数据,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。
以TM影像获取的地质环境信息为基础,采用多因子赋值定量评价法对西南三江流域地质环境稳定性进行分析评价,将其划分为稳定区
、较稳定区、较不稳定区和不稳定区4个级别,为区域性地质环境遥感综合评价提出了新的思路和方法。
对于中巴地球资源卫星二级数据产品而言,几何精纠正数学模型一般为多项式,这在平原区是比较适用的; 但在丘陵区或山区,则
有理多项式能提供更高的精度。本文以甘肃省西北部山区为例,对两种几何精纠正方法的试验结果进行对比,并给出精度评价。结果表明:
对于海拔高差4 000 m及以上的地区,一阶有理多项式模型比二次多项式模型提高精度200 %~300 %。
以青藏高原生态地质环境评价为例,选用层叠计算、层次分析和模糊灰度复合法等3种综合评价模型,以模型运行平台、模型空间数
据库和模型属性数据库的相互配套为特色,设计开发了区域生态地质环境遥感综合评价系统。该系统不但解决了评价模型的可选问题和多种
评价方法的对比问题,也解决了不同来源数据的格式转换问题、多种应用软件之间的交互替应使用问题以及评价结果图制作不便的问题。系
统采用层叠法和模糊灰度复合法,以青藏高原地质灾害、荒漠化、湿地、冰川和断层等5个评价指标的应用示范结果表明,评价结果与实际调
查结果具有较好的一致性。
首先介绍了青藏高原生态地质环境遥感监测数据库系统的课题背景,对于ArcEngine 的开发技术进行了重点介绍; 然后在分析数据
背景的基础之上,对青藏高原生态地质环境遥感监测数据库的设计思路进行了详细描述,对系统的主体功能模块展开了全面剖析,列举分析
了系统实现上的各个关键技术; 最后,对Arc Engine的空间数据库开发进行了总结并提出了一些建议。
详细论述了青藏高原东部地区大陆冰盖的遥感影像特征、地质特征、空间分布范围以及形成期次和环境,探讨了大陆冰盖形成的地质
环境效应。
以1960~1970年间1∶10万比例尺地形图、1975年MSS数据和2000年前后ETM数据为信息源,采用现代遥感技术,按自然山系对青藏高
原现代冰川面积进行调查,基本查明了各山系内现有冰川的面积以及近30 a来冰川面积减少的数量: 青藏高原现有冰川面积46 887.23 km 2
,减少了3 941.68 km 2,年均减少131.4 km 2。
青藏高原现代冰川总的演化特征是面积在不断缩小,厚度在不断减薄,冰储量在不断降低。冰川演化具有阶段性、地域性不同的特点
。从20世纪60年代末期至80年代末期,青藏高原现代冰川的面积稍有增加,因为增加的冰川很少。从20世纪80年代末期开始,青藏高原现代
冰川面积明显减少,减少的速度也在加快,尤其是毗邻塔里木盆地的冰川分布区及喜马拉雅山地区。青藏高原不同山系现代冰川的演化也不
同——帕米尔高原现代冰川面积的减少最为明显,其次是喜马拉雅山和祁连山等地; 羌塘高原和昆仑山地区现代冰川的面积减少较小; 其
他山系现代冰川面积的减少介于二者之间。
在青藏高原现代冰川雪线遥感调查与监测结果基础上,对青藏高原30 a以来因现代冰川雪线变化而引发的地质灾害类型及分布区域进
行了论述,并对冰川地质灾害的形成机理进行了初步探讨,对灾害的发展趋势进行了预测。
通过对青藏高原现代冰川分布区ETM遥感图像的分析研究,提出了利用遥感图像确定现代雪线高度的方法; 基本查明了青藏高原各山系的现代雪线高度,以及近30 a来现代雪线高度的变化状况。调查结果显示: 青藏高原现代雪线高度在4 000~6 000 m,并呈现自东向西逐渐升高的分布规律; 青藏高原现代雪线有上升、下降和基本不变3种变化方式,以上升为主,且与现代冰川的演变关系密切。
介绍了自2003年以来,利用遥感技术结合实地验证工作在青藏高原第四纪地质调查研究中取得的成果。我国现今内、外流流域分水岭
在青藏高原中南部的位置形成于全新世初,即发生于晚更新世末(约0.01 Ma)的“那曲运动”是致使其形成的一次非常重要的地壳运动。那
曲运动前,内、外流流域分水岭位于当惹雍错一带,该次新构造运动使分水岭向东迁移约500 km,造成原属于怒江源区的色林错、纳木错等
广大区域转化为内陆盆地。基于青藏高原中南部第四纪地质,特别是晚更新世以来古河道空间展布特征的遥感调查结果,结合上更新统与全
新统之间的高角度不整合面所显示出的那曲运动基本特征,对上述规律进行了较为系统的论述。
通过对卡拉库勒湖地理、地质现状的野外调查,结合其周边现代冰川和古冰川遗迹的遥感解译分析,提出了该湖泊是由不同期次、不
同条冰川共同作用形成的结论。卡拉库勒湖原湖泊面积至少为20.05 km2,现在已经被分割成大小不等的3个湖泊,其中主体仍是卡拉库勒湖
,面积为4.73 km2,比最初形成时至少缩小了13.24 km2。根据该湖泊的演化特征,提出了湖泊生态环境保护的建设性意见,为帕米尔高原上
这颗璀璨旅游明珠的可持续发展提供了依据。
利用1975年MSS、2000年ETM+和2007年CBERS-02B共3期影像数据开展三江源地区土地沙化遥感调查监测,在此基础上重点分析了32 a
来三江源地区土地沙化时空变化特征及其驱动力因素。三江源土地沙化总体表现为先增加后减少的过程,沙化土地主要分布于海拔相对较高
的平缓高原面上的盆地内,且具有沿河、沿交通线分布的特点。2000年以前,气候暖干化和人为活动加剧造成了土地沙化日益严重,表现为
总量在增加、程度在加重、空间分布变化频繁; 2000年以后,气候暖湿化是土地沙化趋于改善的最主要因素。
青海湖在地质历史时期曾作为黄河水系的一个“过境湖”,由于日月山的隆起而成为内陆湖泊。这一推测性结论自提出后被相关研究
广泛引用。基于ETM、ASTER等卫星遥感数据对该地区的古河道、湖相沉积物空间分布特征进行了详细的遥感调查,对沉积特征进行了统计分
析和年代学研究。结果显示,约在0.10 Ma以前,黄河的主流为布哈河流经青海湖连接现今贵德盆地内的黄河主河道,随着日月山隆起,青海
湖成为内陆湖并发生快速萎缩,同时迫使黄河切穿龙羊峡向共和盆地发展。
近几十年来,随着对长江河道的整治及崩岸的治理,长江安徽段河势趋于稳定,岸崩有所遏制,但与之相伴的河道淤积却有扩展之势
。为了解长江安徽段泥沙淤积现状,利用1987~2001年秋季(9~11月)ETM数据,结合该地区1980年以来TM图像与航片资料,对长江河道、沙洲
及其湖泊湿地围垦现状进行解译分析,为长江水患防治及环境地质问题的治理提供基础资料。
利用1955~1998年获取的航空照片和1973~2001年获取的MSS、TM、ETM多时相卫星遥感资料,调查分析巢湖泥沙淤积情况及其对环境
的影响。应用不同时期遥感图像的解译结果,阐述了巢湖淤积现状、泥沙淤积来源及巢湖泥沙淤积厚度分区。利用不同时期成像的遥感资料
对比,分析巢湖演变趋势并提出巢湖恢复治理建议。
利用多时相遥感资料、特别是2000年以后获取的遥感图像,调查分析了长江安徽段岸带变迁形式和崩岸特征,并按12个不同河型段进
行了具体分析和研究。
利用陆地卫星TM/ETM遥感图像,调查了长江流域主要地貌类型,对流域地貌结构、分布及成因作了较系统的分析,结合地貌遥感形迹
对地貌过程进行了分析探讨。
利用Landsat(TM/ETM)遥感图像,对安徽省土地利用状况进行调查,基本掌握了安徽省各类土地面积与分布特征,对土地资源做出
相应评价,对今后的土地利用提出了建议。
长江流域基础地质遥感调查与监测,以2000年左右ETM图像为主,20世纪70年代MSS图像和2007年左右CBERS图像为辅,进行地貌、第
四纪地质及新构造断裂遥感解译。通过长江流域遥感解译实践,归纳总结了新构造遥感解译标志。
长江流域基础地质遥感调查与监测,采用2000年左右获取的1∶25万Landsat ETM图像进行地貌、第四纪地质和新构造遥感调查与研究
。针对洞庭湖重点区,采用航片、ALOS、SPOT等高分辨率数据进行 1∶5万详细遥感调查。通过调查与综合分析认为: 江汉—洞庭盆地为一燕
山晚期至新生代形成的断陷盆地,总体处于沉降状态,盆地内部因差异抬升作用形成华容次级隆起,从而在山区广泛沉积了河湖相、冲洪积
相及山麓相的第四纪沉积物,盆地内部第四系基本为连续沉积。江汉—洞庭盆地周围隆起区则呈间歇性抬升。新构造运动主要表现为隆起与
拗陷、掀斜和断裂等几种形式,其构造沉降与周边山体隆升主要受盆地边缘和盆地内部断裂的控制。
20世纪70年代、2000年和2007年3期地质环境遥感调查与监测结果表明: 洞庭湖地区存在新构造活动,断陷盆地仍处于构造沉降期。
三峡水库蓄水以前,泥沙淤积严重,湖泊快速变小,自然湿地变少,人工湿地增多; 三峡水库蓄水以后,湖泊岸带变化小,自然湿地和人工
湿地变化不大,洲滩发育出现分化; 周边及上游水土流失、荒漠化状况不断好转。三峡水库运行后,由于入湖泥沙、水量减少,东洞庭湖将
延续淤积变小趋势,但速度有所放 缓; 南洞庭湖将冲刷加深但面积不会变小; 目平湖将延续原有冲淤状况,淤积继续增高,但速度有所放缓。洞庭湖的环境问题将不再是洪
水和泥沙淤积,而是枯水期水位降低和地下水水位降低,以及由此引起的干旱、农业鼠害、排污能力降低等其他环境问题。
以1975年MSS、2000年TM/ETM和2007年SPOT 5共3个时相卫星遥感数据为主要数据源,利用遥感图像处理和信息提取技术,结合土地利
用和地形图等资料,提取张家界市水土流失状况信息,分析近32 a水土流失动态变化特征和规律,并提出治理水土流失措施的建议。
利用2000年前后获取的TM/ETM遥感影像,结合其他资料,提取长江流域水土流失状况信息(包括水土流失的类型、面积和强度),总结
该流域内水土流失分布规律,从地质环境角度研究水土流失的现状和变化原因,从地学角度提出水土流失治理建议。
以“长江流域水土流失遥感调查与监测”项目部分研究成果为依据,选择经济活力较强、经济发展较快的长江中下游地区,分析了该
区水土流失的分布特征,研究了诱发水土流失的人类不合理活动,探讨了相关地质因子与水土流失的成因关系,总结了水土流失的主要类型
及其变化趋势,并提出了合理防治的建议。
基于1975年MSS、2000年ETM+以及2006年CBERS-2卫星遥感数据,对黄淮海流域1975~2006年31 a来的湿地面积变化进行了研究。调查
结果表明,黄淮海流域湿地总面积在1975~2000年间呈稳步下降趋势,总面积净减了1 388.50 km2; 2000~2006年间,湿地面积从80
762.13 km2增加到了81 825.15 km2。针对黄河流域湿地表现出的逐年萎缩变化趋势分析得出: 工作区内的地质背景和气候因素决定了湿地
的总体分布和变化态势,而人类因素在湿地变迁的过程同样起到了至关重要的作用。
利用1975年MSS、2000年ETM和2006年CBERS-2遥感数据提取黄淮海流域城镇面积变化信息。调查结果表明,黄淮海流域城镇面积变化
具有明显的特点,东部沿海地区城镇面积扩展迅速。城镇面积变化总体呈增加趋势,从1975~2006年增加了46 631.13 km2,平均每年增加1
504.23 km2。黄淮海流域的自然地理、人文条件等决定了全流域城镇面积扩展的变化趋势,经济的快速发展加速了城镇扩展的进程。
基于卫星遥感技术的调查成果,结合已有的地质资料,从第四纪地质演化角度,系统阐述了松辽平原新构造运动特征、第四纪地质历
史和古环境的演化过程,提出了松辽平原第四纪地质历史的8大演化阶段,分析了各个阶段新构造运动对生态地质环境的作用。
基于河北省曹妃甸地区1993、2007年获取的Landsat-5 TM和ALOS卫星遥感数据,提取该区地表主要地质环境要素信息,分析其时空变
化特征。结果表明: ①湿地、非湿地农用地和居民及工矿用地的面积在1993年分别为32.3×104 hm2、20.6×104 hm2和 4.21×104 hm2,在
2007年分别为27.7×104 hm2、21.8×104 hm2和6.8×104 hm2。14 a间,湿地面积呈减少趋势,减幅为14.3%,其中稻田面积减少的绝对值居
首位,为2.34×104 hm2; 三角洲湿地面积减少的幅度最大,为77.3%; 非湿地农用地和居民及工矿用地均呈增加趋势,增幅分别为5.6%和
61.6%。②1993~2007年,海岸线发生较大变化,以大清河口的捞鱼尖为界,东部岸线表现为向陆侵进,最大侵进长度为500 m; 西部岸线表
现为向海退缩,最大退缩长度为1 000 m。
利用多时相遥感数据对中国东部重要经济区带近140万km2的湿地资源进行了调查与监测。结果表明: 我国中东部地区湿地类型多,
面积大,但分布不均; 近30~40 a间湿地总面积逐年减少,表现在潮间淤泥海滩(泥滩)、红树林和沼泽湿地大幅度缩减; 人工围垦和水利
工程建设等人类活动加速了中国东部重要经济区带湿地的破坏程度; 调查区湿地面积的缩小和湿地景观破碎化的加重,导致湿地功能不断下
降,生态环境进一步恶化。
广西壮族自治区是我国经济相对欠发达的地区之一,随着人口的增长和区域开发进度的加快,水蚀型荒漠化问题也日益严重。本文研
究发现,广西的地形地貌、岩土性质、构造等因素对水蚀荒漠化有直接重要影响。基于GIS分析发现广西地区的水蚀型荒漠化主要分布在碳酸
盐岩地区、花岗岩地区、泥岩地区、砂砾岩及砂页岩地区,其中以碳酸盐岩地区为主,占总体荒漠化面积的46%以上。对荒漠化地区的地质岩
性、地质构造、地形地貌等地质因素进行了分析,并提出了合理的治理措施。
采用Landsat MSS、TM、ETM和CBERS-02星CCD遥感数据,并结合地形图、潮汐表等非遥感数据,对我国海岸线进行了遥感调查与监测
。调查结果表明,我国海岸类型具有一定的规律性,各经济区淤泥质海岸、沙砾质海岸、基岩海岸和人工海岸4种海岸类型均有分布,从福建
与浙江交界部位开始有生物海岸(主要是红树林)出现,并且越往南红树林的种类越多,分布面积逐渐增大,这主要与红树林的生长习性密
切相关。海岸线的总长度有逐年缩短趋势,部分海岸线类型发生了转变,如淤泥质海岸转变成人工海岸等。人工海岸的比例呈逐年上升走势
。绝大多数岸线段在向海推进,只有局部岸段呈减退状态。
对珠江口地区4个时期的遥感影像和地理地形资料进行综合分析。研究表明,该区海岸线和红树林湿地的时空分布发生了很大的变化
,总体上看,全区海岸线大多处于向海推进状态,但不同岸段呈现不同的特点: 深圳岸段和澳门岸段有两个快速推进期,珠海岸段只有一个
快速推进期,香港地区(新界和大屿山)海岸线变动不大。红树林湿地总面积趋于减少,截至2006年,除淇澳岛、深圳河口、镇海湾、黄茅海
地区还有大片的红树林外, 其他地区的红树林已基本消失。
利用CBERS、ETM、TM及MSS遥感数据,结合非遥感资料,提取了江苏盐城湿地资源信息,并采用景观类型转移矩阵、动态变化率、景
观破碎化分析等方法和马尔可夫预测模型对江苏盐城湿地景观进行了分析。调查表明,近30 a研究区域总湿地面积变化不大,但天然湿地在
减少,人工湿地在逐年增加,湿地人工化程度不断加重; 整个研究区域生态环境遭到破坏,目前仍有待改善; 造成研究区域景观格局变化
的主要因素是人为因素。
由于人为活动或自然因素干扰,荒山作为我国一种典型的退化生态系统正在不断增加。在东部基础地质环境遥感调查中发现,长三角
经济区存在着许多荒山,主要分布在浙江省大部及江苏省北部及西南部。根据地貌资料统计,浙江省低山丘陵为4.38万km2,根据野外森林利
用情况的调查分析,浙江省至少有1/3即1.46万km2低山丘陵植被遭到严重破坏,后期无人管理,处于自然恢复状态。若要进行经济林建设,
既可使生态环境得到恢复,又可以取得巨大的经济效益。
西南三江地区是我国活动断裂构造最发育的地区之一。遥感技术在断裂构造的展布、发育及活动性等方面的研究具有一定的优势。对
西南三江地区活动断裂构造的形成、发展及其对区域地质环境稳定性的影响进行了研究,以促进遥感技术在该领域研究和应用的更加广泛和
深入。
以Landsat-7ETM+数据为信息源,通过“人机交互式”解译方法,对丽江盆地水系、植被、地貌及断裂构造等生态环境要素进行遥感
解译和分析,提出了丽江盆地生态环境改善的措施。
在完成四川省盐源盆地第四纪地质遥感调查的基础上,通过对第四纪残坡积层的遥感调查成果分析研究,建立了第四纪残坡积层遥感
识别的影像特征,掌握了第四纪残坡积层的分布特点。结合区内第四纪残坡积层的土壤结构、基岩性质和基础地质背景特征,认为在当前我
国用地少且不断减少的环境下,开展第四纪残坡积层遥感调查,对寻找和开拓新的土地资源潜力地区具有重大意义。
选择汶川地震重灾区之一且有代表性的青川县西部山区为研究区,分析了特殊构造部位与次生地质灾害的关系,建立了次生地质灾害
遥感解译标志,总结了该区次生地质灾害的主要类型,评价了该区的灾情现状,并提出了合理防治的建议。
以1975年MSS、2000年ETM和2007年CBERS-2共3期遥感影像为数据源,在1∶5万尺度上对新疆博斯腾湖地区的湖泊湿地、沼泽湿地、河
流湿地及耕地进行了遥感解译,并编制了动态变化图。调查结果表明,32 a间,该区湖泊湿地、沼泽湿地与河流湿地严重退化,而耕地呈持
续性扩张的发展趋势。其中,1975~2000年,除湖泊湿地与湿地总面积呈小幅度增长外,沼泽湿地与河流湿地分别减少了23.71 km2和18.44
km2,耕地增加面积达454.52 km2; 2000~2007年,除耕地面积继续增加526.55 km2外,湿地资源遭到严重破坏,主要表现在湖泊湿地的萎缩
、河流湿地与沼泽湿地的严重退化,7 a间沼泽湿地与河流湿地退化速率分别是1975~2000年的37.13倍和5.24倍; 人类活动与气候因素是导
致湿地严重退化的两个重要方面,主要表现为“湿地的农业化”和“湿地的荒漠化”两个过程。
应用“3S”技术,通过选取景观的多样性、优势度、破碎度和斑块形状等空间格局指数对车尔臣河下游绿色走廊1975~2007年近32 a
间湿地景观格局变化进行研究,并对景观格局变化产生的生态效应进行了分析。结果表明: 1975~2000年,湿地面积与斑块数量小幅度增大
; 2000~2007年,湿地面积与斑块数量大幅度减小,斑块平均面积与斑块密度持续减小,斑块形状趋于复杂,景观格局的多样性减小,优势
度与破碎化程度增大。在各湿地类型中,河流湿地面积变化幅度较小,湖泊湿地面积大幅度增大,沼泽湿地面积大幅度减小。