土壤侵蚀调查中的遥感应用综述

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1、土壤侵蚀调查中的遥感应用综述第2O卷第5期2005年10月遥感技术与应用REMOTESENSINGTECHNOIOGYANDAPPIICATION.2OⅣO.5OCt.2005土壤侵蚀调查中的遥感应用综述周为峰,吴炳方(1.中国科学院遥感应用研究所,北京100101;2.中国科学院研究生院,北京100039)摘要:土壤侵蚀引起土壤肥力下降,土地退化及荒漠化和生态环境恶化等一系列区域性和世界性的重大环境问题.中国是土壤侵蚀最严重的国家之一.遥感是进行环境和灾害动态监测的有效技术手段.自从20世纪70年代以来.人们就开始应用遥感技术进行土壤侵蚀的调查.对遥感技术在土壤侵蚀调查中的应用方法进行概括

2、和汇总,分别是影像判读法,指数提取法,图像分类法,光谱分解和正射影像DEM提法等方法,分析不同方法之间的优缺点以及它们各自的适用范围,并结合当前研究的热点问题,指出未来研究的重点及趋势.关键词:土壤侵蚀调查;遥感应用中图分类号:TP79文献标识码:A文章编号:1004—0323(2005)05—0537—061引言当前,土壤侵蚀已成为全球性的公害,严重威胁着人类的生存与发展.我国是世界上土壤侵蚀最严重的国家之一.,土壤侵蚀导致土地资源遭受破坏,粮食减产,灾害发生,土壤肥力下降,水资源环境污染,库塘湖泊淤积,城市安全受到威胁等一系列危害.遥感是进行环境和灾害动态监测的先进有效的技术手段,可以深

3、刻地了解地表的特征及其变化.由于水土流失是发生在地表的过程,受到多种自然因素和人类活动的综合影响,除了与降雨径流相关以外,还与土壤,岩性,地质,地貌,植被,地形,土地利用,水系分布等因素有密切关系,侵蚀退化标志如地表裸露程度,地形地貌,植被覆盖度和土地利用方式的改变等是能够被遥感技术所记录和获取的,因此自20世纪70年代以来,人们就开始应用遥感技术进行土壤侵蚀调查.在我国,以航天,航空等多层次遥感资料为信息源,以大,中,小不同尺度对全国,大江大河,重点水土流失区和小流域进行遥感调查与监测,编制了大量的遥感图件.土壤侵蚀,也可以叫做水土流失.在我国这两个名词经常互相替代使用.土壤侵蚀是水土流失

4、的本质,二者是同一事物,同一事件的不同表述,可视为同义语.对于土壤侵蚀调查和风险评价,可以采用许多不同的方法,可以将这些方法区分为基于专家的方法和基于模型的方法.遥感信息虽然都是信息源,但在不同的水土流失监测和调查中的具体应用是不同的.2影像判读法影像判读法也可以称作遥感影像的目视解译.遥感影像判读法(目视解译)主要是通过对影像的判读,对一些主要的侵蚀控制因素进行目视解译后,根据经验对其进行综合,进而在叠加的遥感图像上直接勾绘图斑(侵蚀范围),标识图斑相对应的属性(侵蚀等级和类型)来实现的.目视解译是土壤侵蚀调查中基于专家的方法中最典型的应用.这一方法利用对区域情况了解和对水土流失规律有深刻

5、认识的专家,使用遥感影像资料,结合其它专题信息,对区域土壤侵蚀状况进行判定或判别,从而制作相应的土壤侵蚀类型图或强度等级图.这种方法一直是我国水土保持部门进行水土流失遥感调查采取的主要手段.我国于1985年,1999年,2001年后先后开展了全国第一,二,三次土壤侵蚀遥感调查";在欧洲,1989年由许多专家通过他们的判断来描绘哪些地区土壤侵蚀是严重,制作相应的西欧地区土壤侵蚀风险图.;在印度,使用美国收稿日期:2005一O1一l7;修订日期:2005—06—06基金项目:官厅密云水库上游水土保持监测系统(HW—STBC2002一O1).作者简介:周为峰(1978一).女,博士生,主要从事遥感

6、Ij地理信息系统应用及生态环境监测等领域的研究工作.538遥感技术与应用第20卷陆地资源卫星MSS和TM以及印度遥感卫星(IRS一1A)的LISSⅡ数据进行土壤侵蚀和耕地变化的解译调查.HassanM.Fadul.等人1999年在Sudan的Atbara流域采用目视解译方法利用多期TM影像进行了沟道侵蚀的调查研究.土壤侵蚀是发生在特定时空条件下的土体迁移过程,遥感只能记录影响土壤侵蚀的部分因素的信息,人机交互式解译的实质是对计算机储存的遥感信息和人所掌握的关于土壤侵蚀的其它知识,经验,通过人脑和电脑的结合进行推理,判断的过程n".由于遥感影像获取的瞬时性,植被的季相变化将不可避免在影像上体现

7、出不同的特征,影响到土壤侵蚀的判定;地形起伏和遥感平台获取与太阳辐射之间的角度问题会使影像存在地形阴影的影响.利用遥感目视解译法的优点在于可以将人的经验和知识与遥感技术结合起来,充分利用专家的先验知识和对土壤侵蚀影响因素的综合理解以及利用人脑对影像纹理结构的理解优势,避免了单纯的光谱分析可能带来的误差.但此种方法也存在明显的问题.首先判定者对那些被勾绘出的区域不能给出一个轮廓鲜明的定义标准nu.影响土壤侵蚀的