遥感技术在营口地区生态监测与评价方面的应用

【摘要】本文主要阐述了应用遥感技术对营口地区生态环境质量状况的监测与评价，过程主要包括Landsat TM卫星遥感影像的处理和解译、地理信息系统的图形处理和空间数据分析，并结合营口地区区域的典型地段野外实际核查，参考已有的各种图件和环境数据，对营口地区的生态环境质量状况进行说明和分析。

【关键词】遥感技术Landsat；TM卫星遥感影像；室内解译；野外实际核查

由于生态环境的监测与评价具有长期性、实时性、综合性和周期性等特点，大范围的、实时监测的生态环境数据是必不可少的，利用遥感技术实现生态环境质量的监测与评价，可以克服传统生态监测技术与方法的范围小、信息量不足等缺点，实现对生态环境质量评价各要素的综合、动态、实时监测，获取丰富全面的信息，实现生态环境的空间信息与属性信息一体化分析与综合处理的功能，提高生态环境质量监测与评价的精度。本文以营口市生态环境监测与评价工作过程为例，说明遥感技术在生态环境监测与评价中所起到的主要作用。

1.生态遥感监测技术

1.1生态遥感监测的主要内容

生态遥感监测的主要内容包括遥感信息定量化提取和自动分类或人机交互式信息提取、数理统计。遥感信息定量化提取地表物理部分包括地表温度、土壤含水量、地表蒸散量和地表反照率，生物物理部分包括归一化植被指数植被覆盖度、初级生产力；自动分类或人机交互式信息提取、数理统计包括土地利用覆盖，景观格局和土地退化相关信息的提取和数据统计。

2.Landsat TM卫星遥感影像的处理

2.1遥感影像准备工作

2.2.1影像的選取与购买

本次生态监测所选取的影像要求实相为5-10月间，云量小于10%的遥感影像；购买可向地面站提出申请，进行购买。

2.2.2遥感影像的导出

我们购买的原始遥感影像数据是dat格式的，无法直接判读，需将数据利用ERDAS IMAGINE遥感图像处理系统软件转化成img格式的，用来判读。

2.2.3波段的分离与合成

利用ERDAS IMAGINE软件导出的是七个波段的影像，在我们本次生态环境监测与评价中需要4、3、2三个波段的数据均可满足要求。为了减少数据储存空间和提高计算机的运行速度，再此进行波段的合成与分离。

2.2影像的几何校正

2.3.1影像纠正的定义

指以相机几何参数、卫星姿轨、地面控制点和地理高程等数据为基础，建立从相机到地球地图投影的转换模型，将图像数据投影到平面上，使其符合地图投影系统的过程。几何校正包括系统几何校正、几何精校正和高程校正，分别对应2、3、4级产品。

2.3.2影像纠正的目的

原始遥感图像通常包含严重的几何变形，几何校正的目的就是要纠正系统和非系统因素引起的图像变形；将精确的地图坐标赋予图像，用于精确的测量面积、方位和距离或作为进行严格的地球科学遥感研究的基础。

2.3.3影像纠正的流程

利用ERDAS IMAGINE软件进行图像校正，其流程包括显示图形、启动几何校正模块、采集地面控制点、计算转换模型、图像重采样、检验校正结果。

3.矢量图层解译和野外核查

3.1矢量图层解译

矢量图层解译工作是对经过处理的遥感影像通过地理信息系统（arcgis）软件进行数据化处理，从而将影像化的图像转化成数字化的图层，有利于对地面信息的提取和数理统计。本次营口地区生态监测与评价工作主要是利用数字化图层提取当年的土地利用现状和与较上一年的动态变化数据信息，用于反应营口地区的土地利用现状和变化情况说明，为下一步的生态环境评价工作提供数据信息。本次生态监测工作主要是通过对影像图进行数字化处理，提取了营口市区、大石桥市、盖州市的农用地、建设用地、林地、草地、水域、未利用地的面积和较上年的变化情况。

3.2野外核查

野外核查工作是对矢量图解译工作的一项补充调查，影像解译过程中难免的因为影像的质量，云层的遮挡，和解译人员的专业水平等造成的对部分解译信息的不确定性，就需要在地图上采取坐标信息，去野外实地调查，来确定解译信息，野外核查和室内解译相辅相成，同时进行。

野外核查工作内容包括典型地物准确性核查、地类边界核查及生态调查野外录相资料的收集。根据各市自然分异、人类活动的特征以及信息提取过程中遇到的问题，选择有代表性的路线，然后对照室内解译无法确定的坐标开展环境生态野外核查，在当地当时确定并记录，利用GPS定位系统记录下各地的典型地貌，典型边界的经纬度，并拍下照片（及时编号，为方便整理）本次营口市生态环境评价归纳出10个边界点位和38个典型地貌点位的信息。将野外核查点位录入数据库，将核查点位图层与各市、县遥感解译图层进行叠加分析，在Arcinfo下利用核查点位信息来修正遥感解译数据，提高遥感解译精度。

4.生态环境质量评价

生态环境质量评价是指根据特定的目的，选择具有代表性、可比性、可操作性的评价方法和指标，对生态环境质量的优劣程度进行定性或定量的分析和判别。

4.1评价方法 本次对营口市的生态环境质量评价工作采用的评价方法是国家环保部颁布的《生态环境状况评价技术规范（试行）》（HJ/T 192-2006）中规定的生态环境综合指数法。利用遥感影像解译得到的营口市土地利用数据库，结合其它数据资料，建立评价指标体系，分别计算生物丰度、植被覆盖、水网密度、土地退化和环境质量5项指标，最后得出营口市的生态环境综合指数。

4.2评价结果 经过指数计算所得营口市生态环境综合指数（EI）为68.5，其中生物丰度指数65.6、植被覆盖指数65.1、水网密度指数40.0、土地退化指数84.4、环境质量指数93.4。评价结果显示营口市生态环境质量状况良（指数55～75属于良的级别），表明营口市的植被覆盖度较高，生物多样性较丰富，基本适合人类生存。

5.结语

随着遥感技术的不断成熟，要求生态监测与评价工作要不断的发展更新，跟上国家高科技技术的发展步伐，今后我们要更好的将遥感、地理信息系统的前沿技术，应用到生态环境监测等工作中去，使监测工作变得更加的科学、准确、直观和形象。

参考文献

[1]中华人民共和国环境保护部《生态环境状况评价技术规范（试行）》（HJ/T 192 -2006）

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[5]马荣华，胡孟春.基于RS和GIS的自然生态环境评价—以海南岛为例[J].热带地理，2001.21（3）：198-201。

作者简介

刘晗（1970-）男，辽宁营口人，高级工程师。