基于多時(shí)相多源影像的丹江口市土壤侵蝕監(jiān)測(cè)研究.pdf

1、土壤侵蝕是當(dāng)前我國(guó)發(fā)生范圍最廣，危害最嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題之一，它不僅使土壤侵蝕的局部區(qū)域生態(tài)環(huán)境惡化、而且其危害性往往波及更大的范圍。丹江口水庫(kù)位于鄂、豫、陜3省交界處，目前它承擔(dān)著南水北調(diào)中線工程向包括首都北京在內(nèi)的我國(guó)北方供水任務(wù)，引起了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。隨著工程的實(shí)施，庫(kù)區(qū)的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，尤其是土壤侵蝕，成為影響水庫(kù)水質(zhì)和調(diào)水工程成敗的重要因素。所以調(diào)查和評(píng)價(jià)丹江口水庫(kù)水源區(qū)土壤侵蝕現(xiàn)狀與動(dòng)態(tài)變化的研究十分必要。與其它調(diào)查和評(píng)價(jià)

2、土壤侵蝕的方法相比，遙感技術(shù)具有多種類、多平臺(tái)、多時(shí)段、多波段的特色和信息豐富、信息周期短，現(xiàn)時(shí)性和宏觀動(dòng)態(tài)性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，無(wú)疑是最快速、有效的先進(jìn)手段之一。 本文在綜述土壤侵蝕研究、土壤侵蝕遙感監(jiān)測(cè)研究進(jìn)展和遙感監(jiān)測(cè)方法的基礎(chǔ)上，選擇南水北調(diào)水源區(qū)的丹江口市為研究對(duì)象，運(yùn)用RS與GIS、GPS技術(shù)以及水土保持理論，對(duì)不同時(shí)相、不同來(lái)源的遙感數(shù)據(jù)的信息提取作了較為詳細(xì)的研究，使用了小波融合方法和支持向量機(jī)的的分類方法。選擇Erdas

3、專家分類器的方法，依據(jù)土壤侵蝕強(qiáng)度分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，得到土壤侵蝕強(qiáng)度分級(jí)結(jié)果圖，并對(duì)1991年、2000年、2005年三個(gè)時(shí)期土地利用、植被覆蓋和土壤侵蝕狀況進(jìn)行對(duì)比分析，分析其變化規(guī)律，主要結(jié)論如下： 第一，選用1991年TM、2000年ETM+、2005年IRS-P6三期衛(wèi)星影像，并對(duì)這些不同時(shí)相、不同來(lái)源的影像進(jìn)行了幾何校正、數(shù)字鑲嵌以及波段間統(tǒng)計(jì)特性分析及組合選擇。在對(duì)影像融合技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，采用雙正交小波變換與IHS變換

4、結(jié)合的方法，并與db4小波變換、IHS變換方法進(jìn)行了對(duì)比分析。研究證明，利用本文的融合方法，ETM+融合后的影像既保留了多光譜影像的豐富光譜信息，又不同程度提高了空間分辨率，很大程度上改善了目視解譯效果和自動(dòng)分類效果。 第二，在對(duì)三期影像進(jìn)行監(jiān)督分類的基礎(chǔ)上，選用優(yōu)于傳統(tǒng)監(jiān)督分類器的支持向量機(jī)(SVM)的分類方法，提高了分類精度。以IRS-P6影像為例，SVM分類的kappa系數(shù)、總體分類精度分別為0.797、82.37％，而最

5、常用的最大似然法的kappa系數(shù)、總體分類精度分別0.759、78.43％。ETM+融合后影像的分類精度比融合前也有提高。 第三，針對(duì)植被覆蓋因子的提取，TM與ETM+采用修正的NDVI模型，而IRS-P6采用的是通用NDVI模型并以分類方式提取植被覆蓋度。三期影像均采用的是分類后對(duì)比法，在GIS中對(duì)土地利用變化進(jìn)行了對(duì)比分析。1991年～2000年和2000年～2005年，有林地、居民地在兩個(gè)時(shí)段都呈正增長(zhǎng)趨勢(shì)，未利用地、灌.

6、7}啉總體呈下降趨勢(shì)。旱地、草地2005年都比1991年有一定程度減少，水域有增加，水田變化不大。第四，研究結(jié)果表明，從1991年～2005年，侵蝕面積總體趨減，侵蝕狀況逐步改善。1991年侵蝕面積為1736.29 km<'2>，占土地總面積的55.63％；2000年為1408.96km<'2>，占土地總面積的45.14％；2005為1258.37 km<'2>，占土地總面積的40.32％。在侵蝕強(qiáng)度分級(jí)中，三個(gè)時(shí)期產(chǎn)生明顯土壤侵蝕的級(jí)