南通市生态环境遥感监测及其动态变化研究

王 平

(南通市环境监测中心站，江苏 南通 226006)

由于人类活动导致且仍在不断加剧的地球环境恶化已成为全球社会、经济进一步发展所面临的重要问题。自20世纪90年代以来，空间信息技术(其中主要是卫星遥感技术)以宏观、综合、快速、动态、准确的优势为地球资源调查、区域环境变化监测乃至全球变化研究提供了先进的探测与研究手段。从土地植被覆被变化、城市环境变化动态监测评价、城市及周边地区生态系统服务功能评估、流域水环境安全监测评价以及土壤侵蚀、生物多样性保护、甚至全球范围的气候环境变化等评价，到海洋生态环境变迁分析、赤潮的发现和监测，再到大气环境遥感中的大气污染监测、重大自然环境灾害评估等，应用范围几乎涵盖了环境保护领域的各个方面。经过多年的实践，遥感技术现已成为自然资源调查、环境动态监测中不可缺少的地理空间信息获取、更新与分析的手段和数据源［1－8］。

为全面系统地了解南通市生态环境总体状况，现应用遥感技术对南通市生态环境进行监测，同时利用GIS技术对遥感监测结果进行解译与分析，在此基础上对南通市生态环境的时空动态变化进行了分析与评价。

1 遥感监测技术方法

1.1 遥感影像数据源

采用2009年Landsat5 TM遥感影像数据。空间分辨率为30 m，TM波段432 RGB彩色合成;时相为2009年10月—2010年1月;单景影像平均云量小于10%，同时受人为干扰影响比较大的区域要求尽量没有云覆盖。2006年采用南通市Landsat 4 3 2波段彩色合成图像，地面分辨率为30 m。

1.2 遥感影像处理

(1)原始影像准备：2009年原始影像数据利用Erdas Imagine软件，将影像合成为432 RGB波段遥感影像，经处理得到解译特征比较明显的遥感影像［9］。

(2)控制影像准备：利用Erdas Imagine软件将其投影转换为标准投影。标准投影采用Albers Conical Equal Area投影，椭球体为Krasovsky，中央经线为 110°E，双标准纬线为25°N 和 47°N，投影起始纬度12°N，中央经线偏差和起始点偏差都为0。

(3)影像几何精纠正：以控制影像为基础，利用Erdas Imagine软件对2009年TM遥感影像进行几何精纠正。

(4)影像质检：2009年TM遥感影像经精纠正后，对纠正影像和控制影像的配准情况进行质量检查，纠正影像与控制影像相对误差应小于30 m。

1.3 土地利用/覆盖数据解译

根据江苏省环保厅《关于印发2010年全省环境监测工作实施方案的通知》中土地资源人机交互判读分析标志，结合南通市2009年遥感影像季相、地貌类型等特征，利用GIS软件系统对影像进行解译。

2 南通市生态环境遥感监测结果

2.1 生态环境类型结构特征

南通市2009年生态环境遥感监测结果见表1。

表1 南通市2009年生态环境类型遥感监测结果

续表1

由表1可见南通市生态环境具有以下特征：

(1)全市生态环境类型以耕地、水域和城乡、工矿、居民用地为主，未利用土地面积极小。

(2)不同类型生态环境的主要特点为：农业生态环境水田多，旱地少;林地以有林地为主，草地以高覆盖草地为主;水域以河流等天然水域为主，占77%左右;城乡、工矿、居民用地中城镇建设用地约占40%;未利用土地主要为裸土地。

2.2 区域分布特征

遥感监测结果表明，南通市生态环境类型的区域分布具有以下特点：

(1)耕地分布极为广泛。水田主要分布于如东、如皋和通州区，占全市水田总面积的56.9%。

(2)林地、草地分布相对集中。林地主要分布于如皋、如东和南通市区，林地面积共占全市林地总面积的78.8%。草地主要分布于海门、如皋、通州，占全市草地总面积的84.4%。

(3)水域区域差异较为显著。水域主要集中在启东、南通市区、如东、海门，占全市水域总面积76.5%。城乡、工矿、居民用地面积最大的为南通市区，占全市城乡、工矿、居民用地总面积的21.0%;其他县市所占比例在11.4% ～15.1%。

(4)未利用土地分布高度集中。以如东市未利用土地面积最大，占全市未利用土地总面积的62.0%;其次是如皋市，未利用土地面积占38.0%。

3 南通市生态环境动态变化分析

3.1 生态环境类型动态变化

2006—2009年南通生态环境类型动态变化状况遥感监测结果见表2。

表2 2006—2009年南通生态环境类型动态变化状况

从表2可见南通市生态环境类型动态变化具有以下特点：

(1)耕地面积略有下降。与2006年相比，南通市耕地面积共减少了9.5%;其中主要是旱地面积的减少，水田面积则有所增加。造成耕地面积减少的主要原因是建设用地面积的增加。

(2)林地面积无明显变化。与2006年相比，南通林地面积增加了6.4%，以有林地面积增加为主。

(3)草地、水域面积和城乡、工矿、居民用地有所增加。草地面积增加54.5%，以高覆盖草地为主;水域面积增加75.3%，其中河流水域面积明显增加;城乡、工矿、居民用地以城镇建设用地面积增长为主。与2006年相比，全市城乡、工矿、居民用地面积增加97.8%，其中城镇建设用地的增加面积占全市城乡、工矿、居民用地增加面积的45.7%。

(4)未利用土地面积有所减少。未利用土地减少98.8%，以盐碱地面积减少为主;减少的面积主要用于耕地和建设用地。

3.2 区域动态变化

2006—2009年南通生态环境类型区域动态变化状况遥感监测结果见表3。

表3 2006—2009年南通市生态环境类型区域动态变化状况

从表3可以看出，南通市生态环境类型区域动态变化具有以下特点：2006—2009年南通市耕地面积普遍减少，全市耕地面积减少约739.43平方公里，其中市区耕地面积变化明显;全市林地总面积无明显变化，其中海安林地面积增加明显;全市草地面积稳中有升，增加区域主要集中在启东市;水域和城乡、工矿、居民用地普遍增加，水域面积增加以市区为主;城乡、工矿、居民用地增加主要集中在海安县和南通市区;未利用土地面积减少明显，其中主要是通州市未利用土地面积的减少。

4 结论

(1)南通市生态环境类型以耕地、水域和城乡、工矿、居民用地为主，未利用土地面积极小。

(2)不同类型的生态环境特点是：农业生态环境具有典型的南方特色，水田多，旱地少;林地以有林地为主，草地以高覆盖草地为主;水域中以河流等天然水域面积为主;城乡、工矿、居民用地中城镇建设用地占40%左右;未利用土地以裸土地为主。

(3)2006—2009年南通市生态环境动态变化主要特点是：耕地面积普遍有小幅度减少，以城镇建设用地为主的城乡、工矿、居民用地增加较多;林地面积无明显变化;未利用土地面积有所减少，以盐碱地面积减少为主，减少的面积主要用于耕地和建设用地。

［1］王桥，杨一鹏，黄家柱.环境遥感［M］.北京：科学出版社，2005.

［2］张宁红.太湖流域生态安全监测体系的构建［J］.环境监测管理与技术，2008，20(3)：1- 5.

［3］金焰，张咏，牛志春，等.环境一号卫星CCD数据在生态环境监测和评价工作中的应用价值研究［J］.环境监控与预警，2010，2(4)：29- 35.

［4］李晶，孟祥亮，张玉梅.山东省生态环境遥感监测及其动态变化研究［J］.环境监测管理与技术，2009，21(3)，71- 74.

［5］何立明，王文杰，王桥.中国秸秆焚烧的遥感监测与分析［J］.中国环境监测，2007，23(1)：42- 49.

［6］邢诒，郑丙辉.城市景观生态遥感监测技术研究［J］.环境科学，2002，23：99- 102.

［7］赵庚星，林戈.黄河口哥白尼耕地遥感动态监测及其生态环境安全分析［J］.水土保持学报，2004，18(2)：37- 40.

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