遥感技术在狮泉河地区多门类自然资源调查中的应用

张灿，李志军，高一鸣，韩泽伟

(1.成都理工大学地球与科学学院， 四川成都610059； 2.中国地质科学院矿产资源研究所， 北京100037)

1 研究区概况

研究区地处西藏阿里地区狮泉河镇的东北部，藏北高原腹地的南羌塘高原湖盆区，班公错-怒江结合带与雅鲁藏布江结合带之间，海拔一般为4800m～5200m。工作区属山地宽谷湖盆地貌，测区内有冈底斯山脉呈北西-南东向展布。地形切割较强烈，相对高差大，雪线高度约6000m，沿这些山峰长年积雪，发育典型的山岳冰川，具有各种类型的冰川地貌。区内出露的地层主要有下二叠统昂杰组、中二叠统下拉组、侏罗统捷尔触岩组、下侏罗统巴秋岩组、中-上侏罗统拉贡塘组、上侏罗统则弄群、多尼组、下白垩统郎山组、上白垩统竞柱山组和第四系。发育的构造以北西-南东向的断层为主，并发育有南北向的次级断裂，局部小型的断裂和褶皱发育［1］。在区域成矿背景上分属冈底斯多金属成矿带和雅鲁藏布江多金属成矿带，故区内矿产资源丰富。区内环境自然条件十分恶劣，借助遥感技术可大大提高工作效率。

2 研究区多门类资源概况

调查结果显示狮泉河的上源为印度河，是阿里地区主要大河之一。发源于冈仁波齐峰以北的冰川湖，最终流入克什米尔地区。狮泉河流域地处荒漠和半荒漠地带，常年干旱少雨，河水整体呈现出无污1染、清晰度高等特点，深水区能见度可达3m。研究区雨季主要集中在8月份，区内水资源主要为狮泉河水系及其支流，河水除来自雨水和高山冰川融水以外，还来自地下水补给。其中狮泉河水库为研究区内主要的水资源蓄积点，储蓄量大发电稳定，狮泉河水电站为本镇的主要电力来源。

由于近年来蒸发量远远大于大气降水、放牧活动、等因子的影响，植被系统遭到严重破坏，主要表现为草场斑秃化、石漠化和沙漠化，出现大量裸地，导致草原植被质量下降、草场负担能力降低。尽管处于高原恶劣的生存环境中，野生动物仍很多，其中不少为国家一、二级保护动物，主要出现的动物有藏羚羊、黄羊、野驴等。阿里地区的气候条件特殊，日照时间较长，太阳能资源及其丰富，自1990年以来，阿里地区相继建成多个太阳能发电站，曾成功实施了“科光工程”“阿里广电工程”等系列太阳能专项计划［2］。本地区利用太阳能资源的主要方式表现为：太阳能发电、太阳能灶、太阳能暖房、太阳能热水器、太阳能建筑一体化、太阳能辐射地板等。

3 多门类遥感信息提取

3.1 数据预处理

图1 自然资源分布图

数据处理的数据源是Landsat-8 OLI遥感数据、资源一号卫星数据。在选择数据时优先选用云量和积雪最少的影像，提高图像处理的准确度。在遥感图像使用前先要进行预处理工作，对图像进行定标、辐射校正，消除由于传感器飞行状态所造成的影响，进而进行大气校正，消除大气气分子和气溶胶以及水蒸气、氧气、二氧化碳、甲烷和臭氧等对地物的散射和反射影响，还原地表实际亮度值。最后进行几何校正，确定影像实际位置，消除由于地形起伏所造成的像点位移。在波段选择上用741波段进行显示，在不同波段对比之后发现这种波段组合可减少各个地层间的相关性，进而使得处理效果更加明显。提取之前所进行的预处理主要目的是提高结果的可靠度，文次处理工作在ENVI遥感图像处理软件上完成。

3.2 信息提取

在调查过程中分别提取出了研究区的植被、水体、和风成沙，利用归一化NDVI指数(B4-B3)/(B4+B3)，提取了植被覆盖区域，NDVI的计算结果在(-1,1)之间，(-1,0)范围内表示地面物体对可见光具有高反射，主要有云、雪等。0值代表地面物体为岩石和裸露地，NDVI＞0表示为植被，此值越大表明植被覆盖浓度越高。进而使用中值滤波使提取结果更加准确，最后增强显示。植被在水体发育的区域植被覆盖度高。利用Landsat8热红外波段数据，采用地表温度反演的方法提取了研究区风尘沙的分布范围，在NDVI的计算结果的基础上进行了地表比辐射率计算，结合热红外波段辐射亮度图像再进行同温度下黑体辐射亮度计算，最终提取出研究区出现的沙漠地。关于水体的提取，采用短波红外波段B5代替近红外波段B4，组成归一化差异水体指数(MNDWI)，公式为MNDWI=(B2-B5)/(B2+B5)最后结合密度分割的方法提取了研究区水体的分布范围［3］，具体结果见图1。

4 多门类资源分布特征

研究区内的植被主要分布在研究区的北部，面积约152.2 km2。以低矮灌木为主，在水体发育的区域植被覆盖度高，呈带状和团块状区域分布，水库下游部分区域出现少量乔木，水库上游为大面积河滩地，雨水冲刷严重，大量碎石分布，磨圆度较高，推测经历了长距离搬运，植被分布情况从整体上看，存在退化趋势，其主要原因为过度放牧和自然沙漠化。风成沙主要分布在研究区的西南部图幅的左下幅，主要集中在山坡下部以及河谷两侧，分布面积约为57.6km2。推断出研究区的风向主要为北西向，沟谷位置内的风成沙有逐年增厚的趋势，沙漠化现象日趋严重。区内出现的水体主要为狮泉河水库，水体能见度较高，位于狮泉河镇的北东向，水库的终端建设有水电站，总库容量为1.85亿m3。整个研究区的资源环境承载能力存在退化趋势，草地资源在区域荒漠化过程中逐渐减少，荒漠化和草资源的相互影响最终导致环境承载能力下降。本次野外验证路线总长度为114km，覆盖范围较广，基本覆盖研究区大部分区域，途径狮泉河水库，和多个植被和风成沙控制点，验证结果与提取结果一致。

5 结论

在本次多门类自然资源调查中，遥感技术发挥了很大作用，节省了大量人力物力，提高了地质工作者的效率。区内草资源退化和荒漠化加剧，二者相互影响，最终导致该地区的自然环境承载能力降低。遥感技术在多门类自然资源的调查中具有很大的优势，尤其是在西藏这种环境条件特殊的地方能很好的辅助进行资源调查，可为多门类自然资源调查提供技术支撑。