应用线性光谱分离技术研究喀斯特地区土地覆被变化——以贵州省关岭县为例

喀斯特地区土地覆被主要类型除了和非喀斯特地区一样的植被和裸露土壤外 ,还存在一个广泛分布的裸露基岩 ,一般遥感处理方法不具备直接定量提取这三类土地覆被参数的能力。基于地物光谱线性混合模型的线性光谱分离技术 ,可以在亚象元的尺度上直接获取植被覆盖、裸露土壤和裸露基岩等在各象元区域内的比例 ,非常适合用于喀斯特地区的土地覆被变化的研究。本文利用 1 987年 2月 1 7日和 1 999年 1 2月 2 7日LandsatTM各 6波段遥感影像 ,使用ENVI软件 ,分离出植被、裸露土壤、裸露岩石和阴影等土地覆被丰度和RMS的空间分布。对比结果表明 ,研究区 1 987～ 1 999年 ,植被覆盖率上升 5 93 % ,裸露土壤面积下降1 2 1 5 % ,裸露基岩面积上升 4 0 8%。表明研究区尽管植被在恢复、水土流失总量在减少 ,但石漠化面积在明显上升 ,生态形势依旧严峻。

基于改进线性光谱分离模型的植被覆盖度反演

线性光谱分离技术可以有效地提取像元水平上植被或其他端元(影像中的地物)的相对百分比,但是目前该技术在多光谱宽波段影像数据应用中,由于波段数量、波段宽度等的限制,估算精度离定量研究的水平仍有一定差距。鉴于此,本文提出了一种改进的线性光谱分离方法,该方法在对影像进行土地覆盖分类基础上进行分离,一方面同类土地覆盖类型内同种地物的光谱变异相对较小,更有利于端元选取;另一方面,分影像的地物种类数量明显少于整幅影像,更容易满足模型的适用条件,从而突破了波段数量限制,同时使地物光谱分离更具针对性,经过验证,该方法较传统分离方法相比植被覆盖度的反演精度可提高6.4%,用该方法实现了研究区的植被覆盖度的定量反演并对研究区植被覆盖度的空间结构进行了分析。

基于线性光谱分离技术的西藏乃东县土地覆被变化监测

青藏高原是全球气候变化研究关注的热点地区,也是中国生态保护的重点区域,其土地覆被变化研究对优化土地利用结构、改善土地覆被状况和生态环境具有重要意义。线性光谱分离技术是利用遥感手段监测土地覆被变化的有效方法。本文选取西藏乃东县为研究区,利用1988、2000和2010年三期Landsat TM、ETM遥感影像,采用线性光谱分离技术,定量提取了研究区三期影像中单个像元的植被、裸土、裸岩覆被率比例,同时将植被分量与NDVI结果进行对比分析。结果表明:1研究区山峦重叠,沟谷纵横,地表破碎,混合像元比例高,线性光谱分离技术可以很好地处理复杂地物的土地覆被变化;21988-2010年间,研究区裸土面积下降幅度较大,植被覆盖率及裸岩覆盖率有所上升,说明本区植被得到一定的恢复,但同时石漠化也在进一步加剧;3通过对线性光谱分离的植被分量与NDVI结果比较,发现线性光谱分离技术对青藏高原土地覆被识别具有较好的适用性。

贵州省关岭县土地利用/土地覆被变化及土壤侵蚀效应研究

以贵州省关岭县为例,利用1987和1999年两个时段TM影象和相关资料,分析研究区12年间的土地利用/土地覆被变化及其土壤侵蚀风险。发现:(1)研究区土地利用动态变化较大,年均土地利用综合动态指数为1.36%;(2)旱地和草地互相转化比例高,草地开垦为旱地和旱地弃耕为草地的动态变化幅度远远超过旱地和草地最终面积变化的幅度;(3)山区土地利用的空间变化主要体现在垂直方向;(4)研究区裸土面积下降,一部分被植被覆盖,另一部分由于土壤流失殆尽,形成裸露基岩,故植被覆盖率和基岩出露率上升;(5)石漠化程度加剧,其中旱地石漠化发展速度最快;(6)土壤侵蚀形势严峻。

喀斯特地区土壤侵蚀风险评价——以贵州省关岭布依族苗族自治县为例

我国西南喀斯特地区土壤侵蚀的严重后果除了土壤肥力损失、质地恶化、淤塞河渠水道等外 ,还有一个特殊的石漠化问题 ,因此喀斯特地区的土壤侵蚀风险评价研究必须综合考虑石漠化问题。土壤侵蚀风险评价首先需要确定土壤侵蚀级别 ,按照年均土壤侵蚀模数确定土壤侵蚀级别的方法在喀斯特地区存在很大的争议。提出一种新方法 ,通过求取石漠化扩展速度 ,也就是土壤面积损失速度 ,从而得到土壤抗蚀年限 ,对土壤侵蚀风险进行评价。具体过程以贵州省关岭县为例 ,在对两期 TM影像 (1987～ 1999年 )进行线性光谱分离的基础上 ,得出研究区两个时段植被、裸土和裸岩的比例 ,根据裸岩比例变化求取研究区 13年间石漠化发展速度 ,通过裸土、植被比例和石漠化速度计算研究区裸露土壤和全部土壤的抗蚀年限 ,从而对研究区土壤侵蚀风险有一个比较可信的把握。计算结果是研究区 13年间石漠化扩展速度是每年增长 0 .37% ,裸露土壤抗蚀年限为 4 9.3年 ,全部土壤抗蚀年限为 93.7年 ,土壤侵蚀危险级别都属于“危险型”。

基于不透水表面指数的城市地表覆被格局特征--以深圳市为例

以遥感数据进行土地利用/覆被分类为基础,利用景观格局指数研究快速城市化地区地表覆被格局变化时,面临两大难题,即①混合像元影响分类的精度存在不确定性,直接影响格局分析结论的可靠性;②景观格局指数,难以有效分析城市内部局部地区景观格局演变过程的变化特征。针对上述关键问题,本文以不透水表面组分表征城市的主体景观,运用地统计学及剖面线方法分析深圳市地表覆被格局的空间分异及其演变特征。结果表明:①1990-2005年,深圳地表覆被空间格局经历了分散—单中心聚集—多中心分散—多中心聚集的演变过程,在经历了东西—西北东南—东北西南—南北方向的发展过程后,景观整体的自相关程度高,空间梯度差异小。1990年的不透水表面组分比2005年低20%～40%,并且早期局地变化波动较大,后期变化波动明显减小。在局地空间演变上,老城区变化小,新城区及工业区变化大,城市不透水表面的局地空间差异性显著缩小。②城市不透水表面具有显著的梯度特征,在空间上主要呈现连续渐变的特点,因而在格局分析方法上,地统计学与剖面线方法可以同时从整体和局地两个层次对空间格局演变进行有效刻画。