扬州市土地利用与覆盖的遥感监测

赵小健，马万泉，张景明

(1.扬州市环境监测中心站，江苏 扬州 225007;2.江苏省环境监测中心，江苏 南京 210036)

随着全球环境问题日益突出，生态破坏与环境灾害频发，卫星遥感技术因其独特的宏观、综合、快速、动态和准确优势在环境监测与管理中得到广泛应用。1999—2002年我国首次利用多国卫星遥感数据对西部地区进行了土地生态分类，水土流失监测，以景观生态学的方法进行了生态系统健康评估［1］。2007年太湖蓝藻污染事件后，江苏省环境遥感监测快速发展，与地面常规监测优势互补，在太湖流域建立起天地一体化的监测体系［2－4］。2005年扬州市开展生态环境遥感监测试点。

现应用遥感及GIS技术，对2009、2012年卫星遥感数据进行解译，分析扬州市土地利用/覆盖状况及变化，测算本地区生态环境质量指数，评价生态环境总体质量。

1 研究方法

1.1 遥感影像数据源

2009年采用Landsat 5 TM影像作为生态监测的数据源，2012年采用资源一号02C卫星数据;影像时相取地表植被覆盖最为丰富的5—10月;单景影像平均云量＜10%，受人为干扰影响较大的区域没有云覆盖。控制影像为2000年Landsat 5 TM数据。

1.2 遥感影像处理

1.2.1 原始影像准备

卫星影像数据利用Erdas软件合成为标准假彩色影像，经处理得到解译特征比较明显的遥感影像。

1.2.2 控制影像准备

利用Erdas软件将其转换为标准投影。投影类型采用Albers Conical Equal Area，参考椭球体为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。

1.2.3 影像几何纠正

以控制影像为基础，采用 Polynomial模型对TM遥感影像进行几何精纠正。大地控制点一般选择不易变化的地理标志物，如道路交叉口，分布均匀。

1.2.4 影像拼接与裁剪

将纠正后本地区影像按景拼接，再利用扬州行政区划边界矢量图对拼接后的影像进行裁剪，得到扬州市的遥感影像。

1.2.5 影像质检

纠正后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＜15 m，即＜Landsat TM半个像元，景与景之间接边＜30 m。

1.3 影像解译

通过不同波段合成RGB影像，结合各土地类型的解译特征判读土地利用/覆盖类别。土地类型采用《全国生态遥感监测土地利用/覆盖分类体系》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类，主要根据土地经营特点、利用方式和覆盖特征，本地区实有类型数量按解译结果确定。各图斑要素的判读精度一级分类＞90%，二级分类＞85%。

2 结果分析

2.1 土地利用/覆盖

扬州市2009、2012年土地利用/覆盖遥感监测结果见表1。

表1 扬州市土地利用/覆盖遥感监测结果

续表1

由表1可见，土地利用/覆盖类型以耕地、城乡工矿居民用地及水域为主。2012年耕地3 119.14 km2，与《扬州市土地利用总体规划(2006—2020 年)》确定的 2020 年保有314 391.1 hm2耕地目标尚有差距;占总人口约40%的农村居民占用了全市72.7%的建设用地，农村居民点建设占地节约集约化水平偏低;水域以湖泊、水库坑塘为主，占53.88%，湿地资源丰富;林地以郁闭度0.1～0.3的疏林地为主，占57.08%，森林资源有限;草地面积很少，主要是人工种植的割草地，基本无未利用土地。

2009—2012年，全市林地面积增长6.27%，特别是郁闭度＞0.3的有林地增速明显，从一个侧面印证了扬州推进“国家生态型园林城市”建设的成效［5］;耕地面积略有减少，须严格控制耕地流失，加强农用地整理和土地复垦;城镇建成区不断扩张，农村居民点占地逐步减少，这显然是推进新农村建设、实施连片整治，加快人口城镇化所致;年际间湖泊水库面积与滩地面积的此消彼长，主要为不同监测期水位变化的原因。

不同区域土地利用/覆盖特征呈现一定的分异性。扬州市水域主要分布在沿江及中北部，高宝邵伯湖是江苏第3大湖，高邮市水域占国土面积31.3%;东部河道纵横，东北局部属里下河地区，水网密布，水资源量充沛;林地集中在西北部丘陵地带，间有零星旱地分布，林地占仪征市国土面积16.6%;南部沿江地区是扬州市规划发展的“一体两翼”经济带，城镇用地增长最快。

2.2 生态环境质量

EI是生物丰度指数、植被覆盖指数、水网密度指数、土地退化指数和环境质量指数5个百分值的计权平均［6］。其中生物丰度指数、植被覆盖指数、水网密度指数根据遥感监测的土地利用/覆盖状况确定，土地退化指数和环境质量指数则依据统计及地面观测资料。为保证数据的可比性，各指数的归一化系数参考环保部《全国生态环境质量报告(2012年)》中省域尺度取值。2009、2012年扬州市生态环境质量指数见表2。

表2 扬州市生态环境质量指数

由表2可见，扬州市EI在55～75的“良”区间内，生态环境状况总体良好，植被覆盖度较高，生物多样性较为丰富，人居环境佳。2012年EI比2009年增加了3.16，生态环境质量略有改善，但与“优”(EI≥75)的差距还较大。从各项分指数看，近年来扬州持续开展的污染减排、河网整治和绿化造林工程对改善生态环境质量的效果已经显现。

《江苏省生态红线区域保护规划》划定的扬州市生态红线区，包括风景名胜区、洪水调蓄区、清水通道维护区、森林公园、重要湿地、自然保护区、饮用水源保护区等11类64个区域，总面积为1 325.2 km2，占国土面积20%。对其中面积超过50 km2的宝应运西自然保护区、高邮湖湿地自然保护区、邵伯湖重要湿地、仪征西部丘岗水源涵养区、渌洋湖湿地公园5个红线区遥感监测表明，2009年以来，红线区土地覆盖类型未发生人为改变，红线区主导生态功能稳定。

3 结论与建议

(1)扬州市土地利用/覆盖以耕地、城乡工矿居民用地及水域为主。耕地流失现象尚未有效控制，林地以疏林地为主，郁闭度高的有林地逐年增加。水域主要分布在沿江及中北部，林地集中在西北部丘陵地带，沿江地区城镇建设用地增长最快;

(2)扬州市生态环境状况总体良好，2009年以来呈略有改善的态势。区域生态环境变化是一个渐进的过程，持续开展污染治理和生态建设的环境综合效应将逐步释放。实行生态红线区域保护是优化国土空间开发格局的关键，遥感监测表明扬州市主要生态红线区土地覆盖类型未发生人为改变，红线区主导生态功能稳定;

(3)随着城镇化发展，城镇建设用地规模势必进一步扩大。农民居住用地较为粗放，土地的综合效益远低于城镇建设用地，应创立新农村集体土地流转制度，在严格限制侵占耕地和水域的前提下，构建城乡统一的建设用地市场，为城镇建设开辟地源。

［1］王桥，王文杰，郑丙辉，等.中国西部地区生态环境现状遥感调查［J］.遥感学报，2003，7(6):490 －497.

［2］牛志春，李旭文，张咏，等.太湖流域水环境天地一体化监测体系构建与应用［J］.环境监控与预警，2012，4(1):1 －5.

［3］李旭文，牛志春，姜晟.Landsat 5 TM遥感影像上太湖蓝藻水华反射光谱特征研究［J］.环境监测管理与技术，2010，22(6):54－57.

［4］李旭文，牛志春，姜晟，等.基于卫星影像的太湖蓝藻水华遥感强度指数和等级划分算法设计［J］.环境监测管理与技术，2011，23(5):23 －30.

［5］高艳波，赵御龙，何小弟.扬州“国家生态型园林城市”创建与可持续发展［J］.中国城市林业，2009，7(5):27 －29.

［6］国家环境保护局.HJ/T192－2006 生态环境状况评价技术规范(试行)［S］.北京:中国环境科学出版社，2006.