第24卷 第4期2005年 8月地域研究与开发
AREAL RESEARCH AND DEV ELOPMEN T Vol. 24 No. 4Aug. 2005
环北京地区资源与生态环境遥感监测
李 爽1,2, 姚 静1
(1. 河南大学环境与规划学院, 河南开封475001; 2. 中国科学院地理科学与资源研究所, 北京100101)
摘要:文章以环北京地区资源与生态环境遥感监测项目为依托, 讨论了资源与生态环境遥感监测业务化工作中数据预处理、信息提取、动态监测分析、外业调查、数据质量控制等技术关键环节, 遥感监测工作中亟需解决的若干问题及思路, 。
关 键 词:资源; 生态环境; 遥感监测; 环北京地区
中图分类号:X87 文献标识码:A () 04Ο1 引言
测体系, 、园地、林地、草地、建设用地、水域、盐碱地、沼泽地及未利用土地之间的动态变化信息。近年来, 根据国家生态环境建设的需要, 迫切要求能够在已开展的土地利用监测体系基础上, 开展资源与生态环境遥感监测工作, 并逐步建立面向全国重点生态环境建设区的国家资源与生态环境遥感监测体系, 为国家资源与生态环境建设提供基础性、战略性信息支持。
利用遥感手段参与资源或生态环境方面监测与治理已在诸多方面展开, 并且取得了较为成熟的理论和技术经验
[1～5]
2其目的和意义包括以下2个方面的内容:(1) 全面、及时、准确地掌握北京地区资源与生态环境变化状况, 为农、林、水、环保等部门提供公共性、基础性、综合性信息。(2) 形成实用化技术方法与流程, 为在全国全面开展资源与生态环境综合监测奠定技术基础。
2. 2 监测任务
其任务包括以下3个方面:(1) 土地利用状况监测。以县级土地详查和变更调查为基础, 利用2002年或2001年遥感影像, 按照新《土地分类(试行) 》, 编制监测区域的土地利用现状图, 进行土地利用分类统计; 利用1992或1991,2002或2001年两期遥感影像, 重点监测环北京地区近10年来与生态环境密切相关的土地利用变化情况。(2) 土地退化状况调查。利用两期遥感影像, 监测近10年来耕地、林地、牧草地退化为沙地、盐碱地, 以及目前沙化、盐碱化、水蚀的耕地、林地、牧草地状况和湿地变化等。(3) 生态环境建设状况监测。监测国家投资的重大生态环境建设工程进展情况, 以及土地退化的改善等。
该次监测所涉及的“环北京地区”, 指北京周边的重点风沙源、传输区和屏障区, 包括陕西、河北、山西和内蒙等地区的61个县(市、区、旗) 。为了便于监测实施与成果分析, 将监测区域划分为8个一级区和19个二级区(图1) 。
。全国资源与生态环境监测系统建设是
在土地利用现状调查的基础上, 应用遥感技术结合地面调查及时监测全国重点地区土地资源与生态环境的变化状况, 为国土资源规划、管理、保护、利用和国家制定相关政策提供支持和服务, 为农、林、水、环保等部门提供了必要的综合性、公共性、基础性信息。2002年, 国土资源部首先启动环北京地区土地资源与生态环境遥感监测, 其目的主要是通过对环北京地区61个县级辖区的资源与生态环境遥感监测, 对比分析近10年来北京及周边的重点风沙源、传输区和屏障区等地区的生态环境现状及变化状况。
2 资源与生态环境监测
收稿日期:2004-06-02; 修回日期:2005-05-16基金项目:科技部基础性工作专项资金资助项目(2001DEA30027) 作者简介:李爽(1974-) , 男, 山西闻喜人, 讲师, 在读博士, 主要从事遥感与地理信息系统的应用研究, (E -mail ) lis @igsnrr.ac.
3 资源与生态环境监测技术关键
3. 1 数据预处理
环北京地区遥感监测的数据源主要包括以下几类:(1) 遥感数据。其中, 农区和农牧区采用TM (或
ETM +) 和SPO T 数据, 牧区采用TM (或ETM +) 遥感
cn 。
数据, 时相掌握在1990或1991,2001或2002年2个时
第4期李 爽等:环北京地区资源与生态环境遥感监测
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选取要求能够表现其影像特征的最大差异和最清晰的特征, 对各类地物尽可能考虑到建立多种标志, 包括直接或间接判读标志, 为下一步信息提取和野外实地调查奠定基础。
3. 2 信息提取与分析
环北京地区资源与生态环境遥感监测主要涉及4类信息的提取:分别是土地利用信息, 土地利用变化信息, 土地退化信息提取及国家投资生态环境建设工程实施状况信息[6,7]。
、图1 环北京地区资源与生态环境监测范围
Fig. 1 Bound ary of resources and environment remote sensing monitor in B eijing ; ; DEM 确定坡度、, 提取土地退化信将已实施的重大生态环境建设工程数据与土地利用现状图、土地利用动态遥感监测图和土地退化现状图进行叠加分析, 统计该工程实施范围内的各类土地利用变化状况。
基于前期数据预处理, 沙化土地、盐渍化土地和水蚀土地信息的提取都在Arc GIS 和ERDAS 环境下完成, 由于2个系统良好的兼容性, 使得不必进行复杂的数据格式转换。具体过程是, 首先, 在ERDAS 环境下对遥感影像进行监督分类和植被指数计算; 其次, 在
Arc GIS 环境下调入分类后数据和植被指数数据; 第
段。(2) 5标系统采用, 高程基准采用1985年国家高程基准地图投影采用6度分带的高斯克吕格投影, 坐标单位为m ; 监测区土壤分布图、土地利用图、土壤侵蚀图、京津风沙源治理工程图及退耕还林还草工程图。(3) 辅助图件和统计资料。包括:土地详查、土地变更调查等图件、数据和文字资料(国土资源部门) ; 土壤类型图、土壤质地图等因条件限制及方案资料(农业部门) ; 农业区划方面图件和文字资料(计划部门) ; 社会经济统计资料(统计部门) ; 生态环境建设工程规划以及工程实施等方面图件及文字资料。另外, 还包括一些在遥感监测过程中收集到的土地利用总体规划、基本农田规划、土地资源评价、土壤有机质分布、盐碱地状况及分布、土地资源综合治理、草地资源、草地退化、森林资源、水文、气象数据等图件和文字资料。
对以上来源不同、介质各异、比例尺不一的数据需要花费大量的时间进行数据的预处理工作。要依据资源与环境遥感监测规程的数据成果要求制定数据预处理流程与标准, 其中包括所有数据转换到规定的投影坐标系下, 采用统一的数据格式以及遥感影像数据的配准和几何精校正。具体要求如下:(1) 地形起伏较大地区利用DEM 进行图像纠正, 制作正射影像图DOM 。
(2) 遥感影像纠正中误差不大于10m 。(3) 图像配准中
三, 对监督分类数据进行目视判读分析, 修正自动分类过程中的错误分类图斑和不正确属性信息; 第四, 根据操作规程定义的3类土地退化类型, 将修正后的土地利用数据、植被指数计算出的植被覆盖度数据、DEM 计算出的坡度坡向数据在Arc GIS 中建模分析, 直接输出土地退化数据。由于Arc GIS 空间分析建模工具依据工作流(Workfolw ) 来定义, 因此, 只要将建模文件存储就可以在原始数据修正后随时计算土地退化数据, 十分有利于监测后期数据检查和修改。
3. 3 外业调查与后处理
通过对以TM 为主的遥感信息源判读、分析, 全面获取1990年和2000年度的土地利用空间数据。为了验证数据定性与定位的准确程度, 在目前条件下, 通过外业调查的方式, 将室内分析结果与地面实况进行比较是可行和有效的方法之一, 这也是自遥感技术应用于资源与环境研究以来, 常采用的精度分析方法。
外业调查一般以县为单位, 结合当地的地貌类型、植被、土地利用类型、土地退化情况确定外业调查路线。该路线应涵盖该县所有地貌类型、土地利用类型、土地退化类型和国家投资重大生态环境建设工程。调查与土地利用现状图不一致的图斑以及未确定分类图
误差一般地区不大于0. 5个像元, 平原地区严格控制在0. 5个像元以内。(4) 融合影像上建设用地、农用地的边界, 使之清晰。(5) 采用高斯克吕格投影6度分带坐标系统。
对遥感影像进行非监督分类, 并根据非监督分类的分析结果, 初步建立分类特征图斑体系; 特征图斑的
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斑的位置、范围和土地利用类型, 特征图斑位置、土地利用类型和土地退化类型, 土地利用变化图斑变化前后地类及变化范围, 土地退化类型、位置和范围, 生态环境建设工程名称、实施范围和土地利用状况。
实施外业以前, 针对不同区域的季节特点、土地利用特点等, 预先制定比较详尽的调查与验证计划, 应充分考虑调查路线布局、长度、验证土地类型等方面内容, 以获得较好的外业成果。同时, 外业调查要做到“四到”, 即走到、看到、问到、画到。调查路线可沿主要公路设计调查, 以便于实现。在调查区内尽可能平均分布调查路线, 以便于掌握比较全面的情况。在开展土地利用类型验证的同时, 利用GPS 对山地地区, 特别是林地、灌木、地区, 林区、调, 可适当放宽调查点间距离。
外业期间的GPS 定点调查应在调查路途中选择通视条件较好、地类交错的地点停车, 并将GPS 确定的验证点位置及其编号标于地形图或土地利用图上。通过在土地利用图上填图, 标明并修正室内分析时的图斑定性或定位错误。同时, 每一个验证点拍摄不少于2个方向的景观实况照片, 并标明摄影方向角和注记必要的拍摄内容。
外业调查结束后, 根据实际考察路线将采集到的数据与先期建立的分区域遥感图像判读标志进行比对, 同时参照野外景观照片与外业记录簿等成果增加土地利用判读正确率。上述工作为资源与生态环境遥感监测进行本底数据库修改、提高数据成果质量奠定了扎实的基础。
3. 4 成果提交
图2 资源与生态环境遥感监测技术流程图
Fig. 2 T echnical flow chart of
resources and environment remote sensing monitor
在充分应用空间对地观测的技术资源和数据资源, 结
合地面考察资料和已有的研究成果, 快速查明生态环境中的沙漠化、水土流失、林草、冰雪、绿洲系统、土地利用等问题的现状, 摸清影响地区生态环境变迁的因素及其演变规律, 在此基础上提出遏制生态环境持续恶化的评价预警指标系统, 并依托国土资源部大型内部数据库系统和GIS 分析系统进行相关主题的分析与评价, 从而为各级政府进行生态环境综合治理提供基础数据和科学依据, 为区域可持续发展提供有效指导。因此, 通过此次环北京地区资源与生态环境监测, 应在目前监测的土地利用、土地利用变化、土地退化信息提取及国家实施的重大生态环境工程评价的基础上, 建立健全资源与生态环境监测项目的生态环境特征分析与关键生态参数的选取系统, 以完整的资源与生态环境监测指标体系来指导今后监测项目的执行。同时, 通过完善监测指标体系为进一步的生态评价、区域模型分析和生态环境状况预测奠定坚实的基础。
4. 2 监测成果分析评价模型
通过2002年启动的环北京地区61个县级辖区资源与生态环境遥感监测项目, 共获得以下成果:(1) 环北京地区土地利用现状图。(2) 土地利用动态遥感监测图。(3) 土地退化遥感监测图。(4) 生态环境建设工程实施状况遥感监测图。(5) 环北京地区资源与生态环境遥感监测遥感影像地图。(6) 统计报表、文字报告。(7) 资源与生态环境遥感监测实用技术流程(图
2) 。
资源与生态环境监测的成果不是监测的目的, 但如何充分应用监测成果, 对监测区域内资源与生态环境现状给予正确分析、评价, 利用地理信息系统(GIS ) 平台的优势抽取、挖掘监测信息并通过相关模型运算将信息流转化为知识流, 从而对生态环境综合治理提供正确指导, 是环北京地区乃至全国资源与生态环境遥感监测亟待解决的问题。因此, 资源与生态环境遥感监测分析应当包括以下内容。
4 亟待解决的问题
4. 1 生态环境特征分析与关键生态参数选取
目前, 资源与生态环境监测还仅侧重于土地资源利用状况监测。事实上, 资源与生态环境监测应该是
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4. 2. 1 现状分析。主要有土地利用/土地覆盖变化分响评价等。
4. 3 监测数据自动化检查入库
析, 土地利用构成分析, 土地退化与水土流失分析, 植被及绿化状况分析, 水资源及流域治理环境效果分析, 城市大气环境状况分析, 区域生态环境指标遥感监测分析等。
4. 2. 2 趋势预测。通过对遥感监测现状数据的评价
目前, 仅环北京地区61个县级辖区的资源与生态遥感监测就生产了大约3G B 的矢量图形数据和数以
TB 的遥感影像数据。随着遥感监测项目的进一步深
入, 高分辨遥感影像, 如SPO T5,QuickBird , IKONOS 等的应用以及大量统计报表数据质量检查与整合处理入库问题日益突出。因此, 必须开发数据检查工具软件, 以便满足目前及今后一个时期内资源与生态环境遥感, 庄大方, 刘明亮. 近10年中国耕地资源时空变
与分析及历史资源调查数据的整合, 进行区域性资源与生态环境、不同时相的资源与生态环境以及区域资源与生态环境趋势的对比分析等。
4. 2. 3 决策支持。决策支持系统是利用现代人工智
能技术, 对自然过程和社会现象进行分析、评价、预报的计算机系统, 即从数据仓库中及时抽取、挖掘信息, 运用各种数学方法和现代计算技术, 系的各种数量关系, ; , 确定最优解(或满意解) , 恢复对策、开发方略等, 为国家资源与生态环境决策提供依据; 可以根据不同预测情景的设计分析, 获得各种可能的决策方案。
4. 2. 4 综合评价。综合评价国家重大生态环境工程
化特征[J].地球科学进展,2003,18(1) :30-36.
[2] 翁永玲, 田庆久. 遥感数据融合方法分析与评价综述
[J].遥感信息,2003(3) :49-53.
[3] 乔伟峰, 孙在宏, 后斌. 利用SPO T5数据制作正射影像
图并辅助更新土地利用现状图的方法[J].南京师范大学学报,2003,26(3) :112-116.
[4] 江洪, 张艳丽,James R. 干扰与生态系统演替的空间分
项目实施后生态环境的改善状况, 对项目的规划目标做出明确的评价结论, 为以后的资源与生态环境保护监测计划及实施方案提供科学依据; 并在此基础上建立资源与生态环境遥感监测综合评价指标体系, 采用多种数学模型和方法对生态环境状况进行综合评价, 针对不同生态环境问题和重点区域开展专项研究, 其中包括:流域治理的生态环境效益评估, 重大生态环境工程和建设项目的区域生态环境影响评估, 沙尘暴等灾害性天气的下垫面状况变化及其对灾害性天气的影
析[J].生态学报,2003,23(9) :1861-1876.
[5] 谢高地, 鲁春霞, 冷允法, 等. 青藏高原生态资源的价值
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[6] 胡伟平, 何建邦. GIS 支持下珠江三角洲城镇建筑覆盖
变化遥感监测分析[J].遥感学报,2003,7(3) :201-206.
[7] 鲍桂叶. 不同变化信息提取方法在土地利用动态遥感
监测中的应用[J].测绘通报,2003(8) :38-40.
R esource and Environment R emote
Sensing Monitor in Beijing Surrounding Areas
L I Shuang 1,2, YAO Jing 1
(1. College of Envi ronment and Planni ng , Henan U niversity , Kaif eng 475001, Chi na ;
2. Instit ute of Geographic Science and N at ural Resource Research , CA S , Beiji ng 100101, Chi na ) Abstract :Based on the project of resource and environment remote sensing monitor surrounding Beijing , some key technology such as data preprocessing , information abstraction , dynamic monitor analysis and data quality control have been discussed in this study. There are several resource and environment remote sensing problems which must be solved instantly , and this research put forward some settlements for the future work.
K ey w ords :resource ; eco-environment ; remote sensing monitor ; surrounding Beijing areas
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环北京地区资源与生态环境遥感监测
李 爽1,2, 姚 静1
(1. 河南大学环境与规划学院, 河南开封475001; 2. 中国科学院地理科学与资源研究所, 北京100101)
摘要:文章以环北京地区资源与生态环境遥感监测项目为依托, 讨论了资源与生态环境遥感监测业务化工作中数据预处理、信息提取、动态监测分析、外业调查、数据质量控制等技术关键环节, 遥感监测工作中亟需解决的若干问题及思路, 。
关 键 词:资源; 生态环境; 遥感监测; 环北京地区
中图分类号:X87 文献标识码:A () 04Ο1 引言
测体系, 、园地、林地、草地、建设用地、水域、盐碱地、沼泽地及未利用土地之间的动态变化信息。近年来, 根据国家生态环境建设的需要, 迫切要求能够在已开展的土地利用监测体系基础上, 开展资源与生态环境遥感监测工作, 并逐步建立面向全国重点生态环境建设区的国家资源与生态环境遥感监测体系, 为国家资源与生态环境建设提供基础性、战略性信息支持。
利用遥感手段参与资源或生态环境方面监测与治理已在诸多方面展开, 并且取得了较为成熟的理论和技术经验
[1～5]
2其目的和意义包括以下2个方面的内容:(1) 全面、及时、准确地掌握北京地区资源与生态环境变化状况, 为农、林、水、环保等部门提供公共性、基础性、综合性信息。(2) 形成实用化技术方法与流程, 为在全国全面开展资源与生态环境综合监测奠定技术基础。
2. 2 监测任务
其任务包括以下3个方面:(1) 土地利用状况监测。以县级土地详查和变更调查为基础, 利用2002年或2001年遥感影像, 按照新《土地分类(试行) 》, 编制监测区域的土地利用现状图, 进行土地利用分类统计; 利用1992或1991,2002或2001年两期遥感影像, 重点监测环北京地区近10年来与生态环境密切相关的土地利用变化情况。(2) 土地退化状况调查。利用两期遥感影像, 监测近10年来耕地、林地、牧草地退化为沙地、盐碱地, 以及目前沙化、盐碱化、水蚀的耕地、林地、牧草地状况和湿地变化等。(3) 生态环境建设状况监测。监测国家投资的重大生态环境建设工程进展情况, 以及土地退化的改善等。
该次监测所涉及的“环北京地区”, 指北京周边的重点风沙源、传输区和屏障区, 包括陕西、河北、山西和内蒙等地区的61个县(市、区、旗) 。为了便于监测实施与成果分析, 将监测区域划分为8个一级区和19个二级区(图1) 。
。全国资源与生态环境监测系统建设是
在土地利用现状调查的基础上, 应用遥感技术结合地面调查及时监测全国重点地区土地资源与生态环境的变化状况, 为国土资源规划、管理、保护、利用和国家制定相关政策提供支持和服务, 为农、林、水、环保等部门提供了必要的综合性、公共性、基础性信息。2002年, 国土资源部首先启动环北京地区土地资源与生态环境遥感监测, 其目的主要是通过对环北京地区61个县级辖区的资源与生态环境遥感监测, 对比分析近10年来北京及周边的重点风沙源、传输区和屏障区等地区的生态环境现状及变化状况。
2 资源与生态环境监测
收稿日期:2004-06-02; 修回日期:2005-05-16基金项目:科技部基础性工作专项资金资助项目(2001DEA30027) 作者简介:李爽(1974-) , 男, 山西闻喜人, 讲师, 在读博士, 主要从事遥感与地理信息系统的应用研究, (E -mail ) lis @igsnrr.ac.
3 资源与生态环境监测技术关键
3. 1 数据预处理
环北京地区遥感监测的数据源主要包括以下几类:(1) 遥感数据。其中, 农区和农牧区采用TM (或
ETM +) 和SPO T 数据, 牧区采用TM (或ETM +) 遥感
cn 。
数据, 时相掌握在1990或1991,2001或2002年2个时
第4期李 爽等:环北京地区资源与生态环境遥感监测
・121・
选取要求能够表现其影像特征的最大差异和最清晰的特征, 对各类地物尽可能考虑到建立多种标志, 包括直接或间接判读标志, 为下一步信息提取和野外实地调查奠定基础。
3. 2 信息提取与分析
环北京地区资源与生态环境遥感监测主要涉及4类信息的提取:分别是土地利用信息, 土地利用变化信息, 土地退化信息提取及国家投资生态环境建设工程实施状况信息[6,7]。
、图1 环北京地区资源与生态环境监测范围
Fig. 1 Bound ary of resources and environment remote sensing monitor in B eijing ; ; DEM 确定坡度、, 提取土地退化信将已实施的重大生态环境建设工程数据与土地利用现状图、土地利用动态遥感监测图和土地退化现状图进行叠加分析, 统计该工程实施范围内的各类土地利用变化状况。
基于前期数据预处理, 沙化土地、盐渍化土地和水蚀土地信息的提取都在Arc GIS 和ERDAS 环境下完成, 由于2个系统良好的兼容性, 使得不必进行复杂的数据格式转换。具体过程是, 首先, 在ERDAS 环境下对遥感影像进行监督分类和植被指数计算; 其次, 在
Arc GIS 环境下调入分类后数据和植被指数数据; 第
段。(2) 5标系统采用, 高程基准采用1985年国家高程基准地图投影采用6度分带的高斯克吕格投影, 坐标单位为m ; 监测区土壤分布图、土地利用图、土壤侵蚀图、京津风沙源治理工程图及退耕还林还草工程图。(3) 辅助图件和统计资料。包括:土地详查、土地变更调查等图件、数据和文字资料(国土资源部门) ; 土壤类型图、土壤质地图等因条件限制及方案资料(农业部门) ; 农业区划方面图件和文字资料(计划部门) ; 社会经济统计资料(统计部门) ; 生态环境建设工程规划以及工程实施等方面图件及文字资料。另外, 还包括一些在遥感监测过程中收集到的土地利用总体规划、基本农田规划、土地资源评价、土壤有机质分布、盐碱地状况及分布、土地资源综合治理、草地资源、草地退化、森林资源、水文、气象数据等图件和文字资料。
对以上来源不同、介质各异、比例尺不一的数据需要花费大量的时间进行数据的预处理工作。要依据资源与环境遥感监测规程的数据成果要求制定数据预处理流程与标准, 其中包括所有数据转换到规定的投影坐标系下, 采用统一的数据格式以及遥感影像数据的配准和几何精校正。具体要求如下:(1) 地形起伏较大地区利用DEM 进行图像纠正, 制作正射影像图DOM 。
(2) 遥感影像纠正中误差不大于10m 。(3) 图像配准中
三, 对监督分类数据进行目视判读分析, 修正自动分类过程中的错误分类图斑和不正确属性信息; 第四, 根据操作规程定义的3类土地退化类型, 将修正后的土地利用数据、植被指数计算出的植被覆盖度数据、DEM 计算出的坡度坡向数据在Arc GIS 中建模分析, 直接输出土地退化数据。由于Arc GIS 空间分析建模工具依据工作流(Workfolw ) 来定义, 因此, 只要将建模文件存储就可以在原始数据修正后随时计算土地退化数据, 十分有利于监测后期数据检查和修改。
3. 3 外业调查与后处理
通过对以TM 为主的遥感信息源判读、分析, 全面获取1990年和2000年度的土地利用空间数据。为了验证数据定性与定位的准确程度, 在目前条件下, 通过外业调查的方式, 将室内分析结果与地面实况进行比较是可行和有效的方法之一, 这也是自遥感技术应用于资源与环境研究以来, 常采用的精度分析方法。
外业调查一般以县为单位, 结合当地的地貌类型、植被、土地利用类型、土地退化情况确定外业调查路线。该路线应涵盖该县所有地貌类型、土地利用类型、土地退化类型和国家投资重大生态环境建设工程。调查与土地利用现状图不一致的图斑以及未确定分类图
误差一般地区不大于0. 5个像元, 平原地区严格控制在0. 5个像元以内。(4) 融合影像上建设用地、农用地的边界, 使之清晰。(5) 采用高斯克吕格投影6度分带坐标系统。
对遥感影像进行非监督分类, 并根据非监督分类的分析结果, 初步建立分类特征图斑体系; 特征图斑的
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斑的位置、范围和土地利用类型, 特征图斑位置、土地利用类型和土地退化类型, 土地利用变化图斑变化前后地类及变化范围, 土地退化类型、位置和范围, 生态环境建设工程名称、实施范围和土地利用状况。
实施外业以前, 针对不同区域的季节特点、土地利用特点等, 预先制定比较详尽的调查与验证计划, 应充分考虑调查路线布局、长度、验证土地类型等方面内容, 以获得较好的外业成果。同时, 外业调查要做到“四到”, 即走到、看到、问到、画到。调查路线可沿主要公路设计调查, 以便于实现。在调查区内尽可能平均分布调查路线, 以便于掌握比较全面的情况。在开展土地利用类型验证的同时, 利用GPS 对山地地区, 特别是林地、灌木、地区, 林区、调, 可适当放宽调查点间距离。
外业期间的GPS 定点调查应在调查路途中选择通视条件较好、地类交错的地点停车, 并将GPS 确定的验证点位置及其编号标于地形图或土地利用图上。通过在土地利用图上填图, 标明并修正室内分析时的图斑定性或定位错误。同时, 每一个验证点拍摄不少于2个方向的景观实况照片, 并标明摄影方向角和注记必要的拍摄内容。
外业调查结束后, 根据实际考察路线将采集到的数据与先期建立的分区域遥感图像判读标志进行比对, 同时参照野外景观照片与外业记录簿等成果增加土地利用判读正确率。上述工作为资源与生态环境遥感监测进行本底数据库修改、提高数据成果质量奠定了扎实的基础。
3. 4 成果提交
图2 资源与生态环境遥感监测技术流程图
Fig. 2 T echnical flow chart of
resources and environment remote sensing monitor
在充分应用空间对地观测的技术资源和数据资源, 结
合地面考察资料和已有的研究成果, 快速查明生态环境中的沙漠化、水土流失、林草、冰雪、绿洲系统、土地利用等问题的现状, 摸清影响地区生态环境变迁的因素及其演变规律, 在此基础上提出遏制生态环境持续恶化的评价预警指标系统, 并依托国土资源部大型内部数据库系统和GIS 分析系统进行相关主题的分析与评价, 从而为各级政府进行生态环境综合治理提供基础数据和科学依据, 为区域可持续发展提供有效指导。因此, 通过此次环北京地区资源与生态环境监测, 应在目前监测的土地利用、土地利用变化、土地退化信息提取及国家实施的重大生态环境工程评价的基础上, 建立健全资源与生态环境监测项目的生态环境特征分析与关键生态参数的选取系统, 以完整的资源与生态环境监测指标体系来指导今后监测项目的执行。同时, 通过完善监测指标体系为进一步的生态评价、区域模型分析和生态环境状况预测奠定坚实的基础。
4. 2 监测成果分析评价模型
通过2002年启动的环北京地区61个县级辖区资源与生态环境遥感监测项目, 共获得以下成果:(1) 环北京地区土地利用现状图。(2) 土地利用动态遥感监测图。(3) 土地退化遥感监测图。(4) 生态环境建设工程实施状况遥感监测图。(5) 环北京地区资源与生态环境遥感监测遥感影像地图。(6) 统计报表、文字报告。(7) 资源与生态环境遥感监测实用技术流程(图
2) 。
资源与生态环境监测的成果不是监测的目的, 但如何充分应用监测成果, 对监测区域内资源与生态环境现状给予正确分析、评价, 利用地理信息系统(GIS ) 平台的优势抽取、挖掘监测信息并通过相关模型运算将信息流转化为知识流, 从而对生态环境综合治理提供正确指导, 是环北京地区乃至全国资源与生态环境遥感监测亟待解决的问题。因此, 资源与生态环境遥感监测分析应当包括以下内容。
4 亟待解决的问题
4. 1 生态环境特征分析与关键生态参数选取
目前, 资源与生态环境监测还仅侧重于土地资源利用状况监测。事实上, 资源与生态环境监测应该是
第4期李 爽等:环北京地区资源与生态环境遥感监测
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4. 2. 1 现状分析。主要有土地利用/土地覆盖变化分响评价等。
4. 3 监测数据自动化检查入库
析, 土地利用构成分析, 土地退化与水土流失分析, 植被及绿化状况分析, 水资源及流域治理环境效果分析, 城市大气环境状况分析, 区域生态环境指标遥感监测分析等。
4. 2. 2 趋势预测。通过对遥感监测现状数据的评价
目前, 仅环北京地区61个县级辖区的资源与生态遥感监测就生产了大约3G B 的矢量图形数据和数以
TB 的遥感影像数据。随着遥感监测项目的进一步深
入, 高分辨遥感影像, 如SPO T5,QuickBird , IKONOS 等的应用以及大量统计报表数据质量检查与整合处理入库问题日益突出。因此, 必须开发数据检查工具软件, 以便满足目前及今后一个时期内资源与生态环境遥感, 庄大方, 刘明亮. 近10年中国耕地资源时空变
与分析及历史资源调查数据的整合, 进行区域性资源与生态环境、不同时相的资源与生态环境以及区域资源与生态环境趋势的对比分析等。
4. 2. 3 决策支持。决策支持系统是利用现代人工智
能技术, 对自然过程和社会现象进行分析、评价、预报的计算机系统, 即从数据仓库中及时抽取、挖掘信息, 运用各种数学方法和现代计算技术, 系的各种数量关系, ; , 确定最优解(或满意解) , 恢复对策、开发方略等, 为国家资源与生态环境决策提供依据; 可以根据不同预测情景的设计分析, 获得各种可能的决策方案。
4. 2. 4 综合评价。综合评价国家重大生态环境工程
化特征[J].地球科学进展,2003,18(1) :30-36.
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项目实施后生态环境的改善状况, 对项目的规划目标做出明确的评价结论, 为以后的资源与生态环境保护监测计划及实施方案提供科学依据; 并在此基础上建立资源与生态环境遥感监测综合评价指标体系, 采用多种数学模型和方法对生态环境状况进行综合评价, 针对不同生态环境问题和重点区域开展专项研究, 其中包括:流域治理的生态环境效益评估, 重大生态环境工程和建设项目的区域生态环境影响评估, 沙尘暴等灾害性天气的下垫面状况变化及其对灾害性天气的影
析[J].生态学报,2003,23(9) :1861-1876.
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R esource and Environment R emote
Sensing Monitor in Beijing Surrounding Areas
L I Shuang 1,2, YAO Jing 1
(1. College of Envi ronment and Planni ng , Henan U niversity , Kaif eng 475001, Chi na ;
2. Instit ute of Geographic Science and N at ural Resource Research , CA S , Beiji ng 100101, Chi na ) Abstract :Based on the project of resource and environment remote sensing monitor surrounding Beijing , some key technology such as data preprocessing , information abstraction , dynamic monitor analysis and data quality control have been discussed in this study. There are several resource and environment remote sensing problems which must be solved instantly , and this research put forward some settlements for the future work.
K ey w ords :resource ; eco-environment ; remote sensing monitor ; surrounding Beijing areas