应用遥感监测技术分析扬州市五年植被覆盖状况

童桂凤，陈志芳，范 莹，王 炎

(扬州市环境监测中心站，江苏 扬州 225007)

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应用遥感监测技术分析扬州市五年植被覆盖状况

童桂凤，陈志芳，范 莹，王 炎

(扬州市环境监测中心站，江苏 扬州 225007)

利用扬州市2006—2010年间卫星遥感数据，对扬州市植被覆盖状况进行了研究。首先对遥感影像进行几何校正，其次对遥感影像进行解译，提取植被覆盖信息，计算扬州市植被覆盖指数，同时对扬州市近5年植被覆盖进行了动态变化分析。研究表明，扬州市近5年林地面积大幅度提高，植被覆盖指数逐年增加，生态环境状况逐年好转。

遥感;几何纠正;解译;植被覆盖;扬州

植被是覆盖地表的植物群落的总称，是生态系统最基本的组成部分和最重要的生产者。原国家环保总局颁布的《生态环境状况评价技术规范(试行)》(HJ/T 192-2006)中，植被覆盖指数是反映植被覆盖及其生长状况，进而反映区域生态环境状况的重要指标之一，多年植被覆盖变化还可以直观地反映区域生态环境状况随时间的变化。植被具有非常独特的光谱反射特性，形成具有特色的光谱反射曲线，无论是高大的乔木、矮小的灌木或草本植被，只要生长正常，其光谱反射曲线都具有类似的形态特征［1］。卫星遥感应用探测仪器把植被的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出地面植被覆盖状况以及空间变化。利用遥感影像数据的红光和近红外波段的不同组合研究植被的效果较好，能够包含90%以上的植被信息［2］。

目前，遥感技术是当今生态环境监测中最为重要的技术之一［3］，卫星遥感技术具有时效性强、分辨率高、资料获取快捷和费用低廉的特点［4－6］，在生态环境、土地利用形态与环境变化研究等方面得到广泛应用［7］。笔者通过解译2006—2010年不同时相的遥感数据，提取扬州市土地利用/植被覆盖信息，动态研究扬州市这5年间植被覆盖状况，以反映其生态环境状况的变化趋势。

1 监测区域概况

扬州市地处江苏省中部、长江北岸、江淮平原南端，现辖区域在东经 119°01'—119°54'、北纬 32°15'—33°25'之间。全市辖境南北长143 km，东西宽80 km，总面积 6 647.80km2，户籍人口 2010 年末为459.12万人。扬州属亚热带湿润气候区，冬冷夏热较为突出。2010年扬州市年平均降水量1 051.22 mm，夏季约占45%，冬季约占9.5%，春秋季降水量相近。常年梅雨期约23 d，一般在6月中旬到7月中旬，平均雨量231 mm。

2 遥感监测数据源

选取2006—2010年美国陆地卫星Landsat TM影像为基础数据源，空间分辨率为30 m×30 m，选取5，4，3波段组合，为便于比较，时相选择基本在6—10月间。

3 遥感监测方法与步骤

以土地利用/覆盖分类为基础，应用ArcGIS 9.2和Erdas 9.1软件进行影像解译，提取监测区域植被覆盖信息。

3.1 遥感影像几何纠正

扬州市地理空间范围跨了2景Landsat TM影像图幅，影像的Path、Row编号分别为120/37和120/38。为了纠正原始图像的几何变形，便于进行多时相遥感影像间的动态比较以及动态变化面积大小的量算，需要对每景遥感影像进行几何纠正，从而使影像之间有精密的配准，此外还要完成影像的镶嵌。采用符合要求的标准投影Albers Conical Equal Area，波段组合为RGB 5，4，3的统一控制影像对遥感数据进行几何纠正。数据处理流程见图1。

每景影像选取20～25个大地控制点，控制点选择明显地物点，如道路、河流交叉处等，控制点均匀分布。几何纠正时像元DN值重采样采用双线内插法，像元的大小为30 m×30 m。纠正后的影像景内空间坐标误差(与控制影像对比)x坐标和y坐标均小于15 m，即小于Landsat TM半个像元，景与景之间接边小于30 m，如质检不合格，则重新选点。图2为扬州市2006年、2008年和2010年TM 5，4，3波段彩色合成影像图。

3.2 遥感影像解译植被覆盖信息

遥感影像解译植被覆盖信息的指标体系采用全国生态遥感监测土地利用/覆盖分类体系，采用二级分类系统:一级分为6类，主要根据土地的自然生态和利用属性;二级分为26个类型，主要根据土地经营特点、利用方式和覆盖特征。判读提取目标地物的最小单元:一般规定变化的面状地类应大于120 m×120 m，线状地物图斑短边宽度最小为60 m，长边最小为180 m，屏幕解译线划描迹精度为2个像元点，并且保持圆润。林地543合成影像上颜色呈绿色、黄绿色或灰黄色;草地543合成影像上颜色呈黄褐色、粉红色或暗绿色;水田耕地543合成影像上呈紫色、灰黄色或绿色;建设用地543合成影像上呈红色、紫色或灰白色。图3分别为扬州市2006、2008和2010年遥感影像解译结果。

3.3 野外核查植被覆盖状况

为了保证遥感影像解译植被覆盖状况的正确性，笔者在研究区域选取20个典型地物核查点，主要选取有代表性的林地、草地、农田等典型地物开展野外核查。野外核查时用GPS接收机跟踪到的卫星不少于4颗，且在强信号时进行定位和采集数据，核查记录地理位置、地物类型、环境特征，同时拍摄点位景观相片。核查结果显示遥感判读的准确率在95%以上，图4为核查点位图和野外核查相片。

3.4 植被覆盖指数计算

参考《生态环境状况评价技术规范(试行)》(HJ/T 192—2006)，计算扬州市植被覆盖指数，同时结合扬州市植被覆盖的具体情况，评价植被覆盖状况。

植被覆盖指数是指被评价区域内林地、草地、农田、建设用地和未利用地5种类型的面积占被评价区域面积的比重，主要反映被评价区域植被覆盖的程度。计算模型为植被覆盖指数 =植被覆盖指数归一化系数×(0.38×林地面积+0.34×草地面积 +0.19×耕地面积+0.07 ×建设用地+0.02 ×未利用地)/区域面积。

4 结果与分析

卫星遥感解译结果显示，扬州市2010年林地面积为914.46 km2，比2006 年增加了 94.99 km2，草地面积增加了19.48 km2，耕地面积减少了117.38 km2，建设用地增加了200.5 km2(图5)。根据植被覆盖指数公式计算得出扬州市2006—2010年植被覆盖指数分别为 44.69，45.87，46.10，50.57 和 51.07，5年间植被覆盖指数共提高了6.38(表1)。

表1 扬州市近5年土地利用/覆盖情况 km2

由植被覆盖指数计算公式可知，对植被覆盖指数贡献最大的是林地和草地，权重分别为0.38和0.34，林地和草地权重共占指数权重的72%。扬州市植被覆盖状况每年的提高，主要由于扬州市高度重视生态环境，不断增加林地、草地面积，尤其是2007年扬州市被列为全国首批“国家生态园林城市试点城市”之后，大力植树造林，以提高林木覆盖率和改善生态环境为目标，实施“两带、两片、三网、多点”的生态林业体系建设工程。以现有中心集镇为重点，加快绿色城镇建设，建成一批绿化达标乡镇;以自然村组为依托，加大围庄林建设力度，建成一批生态良好的小康村;建成区结合古城街巷改造，建设小游园、园林庭院，扩大老城区绿地面积，分两批将蜀冈西峰生态公园、明月湖中央水景公园等20块大型公园绿地划为永久性绿地加以保护，总面积约218.7万m2，在全国率先建立了永久性绿地保护制度。“十一五”期间新建和改造了廖家沟风景林、润扬大桥北接线及北绕城公路风景林、沿江大堤扬州段风光带、京杭运河扬州段风景林、古运河风光带、泰安凤凰岛风景区、润扬森林公园、夹江自然保护区等城市生态林。将城市森林建设与名城保护、人文历史结合，形成“城林相互交融，城市有机生长”具有扬州特色的城市森林生态网络系统，使扬州成为集生态氧平衡、绿化、美化、净化和观光一体化的绿色城市。

5 结论与建议

遥感监测具有动态速度快、尺度大等优势。利用遥感影像开展植被覆盖研究，既经济又高效。

从2006—2010年的变化趋势来看，扬州市林地、草地面积增加了114.47 km2，植被覆盖指数提高了6.38，表明生态环境状况呈现逐年好转、总体上升的趋势。各辖区植被覆盖指数呈现由南向北逐渐增加，说明南部区域生态环境状况略低于北部，南部区域有待进一步提高以林地为主的植被绿化面积。

另一方面，扬州市耕地面积有所减少，建议地方政府部门严格执行国家的耕地保护政策，科学合理地保护耕地资源，调整土地利用结构，保证土地资源环境存量不再降低，提高土地利用的环境效益，为“生态园林城市”的功能定位服务。

［1］戴昌达，姜小光，唐伶俐.遥感图像应用处理与分析［M］.北京:清华大学出版社，2004.

［2］BOFFAT A S.Resurgent Forest Can Be Greenhouse Gas Sponges［J］.Science，1997，277:315-316.

［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与评价工作中的应用价值研究［J］.环境监控与预警，2010，2(4):17-20.

［4］张树誉，李登科，景毅刚.“3S”技术在关中地区秸秆焚烧遥感监测中的应用［J］.环境监测管理与技术，2005，17(2):17-20.

［5］周旭，张斌，刘刚才.元谋干热河谷近30年植被变化遥感监测［J］.长江流域资源与环境，2010，19(11):1310-1313.

［6］高清竹，段敏杰，李玉娥，等.1981-2006年藏西北地区草地植被盖度动态变化分析［J］.中国农业气象，2010，31(4):582-585.

［7］林信辉，张俊斌，周跃.台湾南部泥岩土地利用形态与环境劣化趋势分析［J］.云南地理环境研究，2003，15(3):41.

Analysis of the Vegetation Coverage Condition in Nearly Five Years in Yangzhou Using Remote Sensing Monitoring Technology

TONG Gui-feng，CHEN Zhi-fang，FAN Ying，WANG Yan
(Yangzhou Environmental Monitoring Central Station，Yangzhou，Jiangsu 225007，China)

Using the remote sensing data of Yangzhou in recent 5 years，study on the condition of vegetation coverage have been carried out.First of all，geometrical correction of the remote sensing image;then，interpret these remote sensing images，extract the information of vegetation coverage and calculate the index of vegetation coverage.At the same time，the dynamic variation analysis for the condition of vegetation coverage for nearly five years has been studied.Research shows that forestry area is greatly improved in five years，and vegetation coverage index is increasing year by year.So the ecological environment situation of Yangzhou is getting better gradually.

remote sensing;geometric correction;interpret;vegetation coverage;Yangzhou

X87

B

1674-6732(2012)-02-0030-04

10.3969/j.issn.1674-6732.2012.02.008

2011-12-07

童桂凤(1971—)，女，高级工程师，本科，从事环境监测工作。

(本栏目编辑 黄珊)