1、,遥感 应用 -土壤,遥感技术在土壤侵蚀动态监测中的应用,应用遥感技术进行土壤侵蚀动态监测关键是： 提取降雨量、植被盖度、地形、成土母岩、土地利用类型以及人为活动等因子信息。 分析了各因子信息在动态监测中的作用, 介绍了动态监测中变化信息遥感监测的几种方法。,我国土壤侵蚀调查方法随着科学技术的发展经历了 野外填图、航测填图、航(卫) 片目视判读三个阶段, 已进入数字遥感影像调查的新阶段。 与其他方法相比,数字遥感影像调查不仅节省人力物力、效率高、调查标准与精度统一, 而且可以与地理信息系统配合使用,建立区域土壤侵蚀信息系统, 从而实现土壤侵蚀动态监测。,土壤侵蚀遥感监测的特点及思路（一） 土壤
2、侵蚀遥感监测的特点 第一,影像的时相对土壤侵蚀信息的获取影响较大。 植被具有明显的物候变化,不同季节植被覆盖度会明显不同。 因此,影像时相对以植被覆盖度作为判别土壤侵蚀强度最重要指标的土壤侵蚀调查来说,其影响是不可忽视的 （二）土壤侵蚀遥感监测思路 在遥感图像上提取影响土壤侵蚀的环境因素信息和土壤侵蚀现状信息,在对前者进行科学量化的基础上,通过一定的评判模式对土壤侵蚀现状进行相对侵蚀等级的判别,再参照该地区侵蚀模数的经验值等其他指标,评价该区土壤侵蚀强度,3 变化信息遥感监测方法 利用同一地区多时相的遥感影像进行变化分析,已是遥感数据应用的一个重要领域。目前,应用遥感影像进行变化监测的方法有很
3、多,较常用的有分类后对比法、逐像元比较法、影像与GIS 数据叠加分析法,以及结合逐像元比较与分类后比较的中国水土保持SWCC 2004年第1 期33 混合动态监测方法等。,（一） 分类后对比法 分类后对比法是用统一的分类标准对不同时相的遥感图像进行单独分类后,对分类结果进行对比,得出变化类型、位置及数量的方法。这是最直接的动态监测方法,这种方法不仅有利于获得变化区域内部的子区域信息,而且可以减少不同时相影像的大气和传感器差异产生的误差,可以回避对影像系列时相一致的要求,以及影像间辐射校正、匹配等问题 。应用 这种方法不但能获得变化的数量和地点,而且能获得变化的类型。此外,分类后比较法不受时相数
4、的限制,可以进行两个以上时相的遥感影像的变化探测分析。但是这种方法对每次单元分类的精度要求很高,而且两时相的遥感影像必须经过高度配准,否则会夸大变化信息。,（二） 逐像元比较法逐像元比较法又叫分类前变化探测法或增强法。该方法是对同一区域不同年份同一时相影像系列的光谱特征差异直接进行比较分析,从而确定发生变化的位置和数量。该方法对变化比较敏感,可以避免分类过程所导致的误差。但运用该方法需要进行严格的辐射标准化,排除大气状况、太阳高度角、土壤湿度、物候等因素对图像光谱的影响。目前对各种干扰(尤其是物候) 导致的辐射差异的校正方法仍不成熟,只能通过选择同一传感器、同一季相的数据来尽可能减少影响。这种
5、对数据和预处理的过高要求极大地限制了该方法的广泛使用。 而且逐像元比较法只注重变化像元的提取,而不能提供各时期变化的具体信息 。,（三） 逐像元比较与分类后比较的混合动态监测方法由于逐像元比较法与分类后比较法各自存在的缺点,使得两种方法单独应用时总有许多不尽如人意之处。而结合两种方法的混合动态监测方法可以克服许多不足,因此在目前的变化遥感监测研究中,这种混合动态监测方法应用越来越多。该方法就是先利用逐像元比较探测变化区,再进行图像分类确定变化类型。由于先确定了变化的位置,缩小了分类范围,就提高了监测速度,同时也避免了分类过程中引入虚假的变化类型。混合法的优点在于能准确合理地提取变化像元,而变化
6、像元的确定直接决定了最终的动态监测精度。但混合法不能完全克服两种单一方法具有的缺点,例如,由于以单波段的差值或比值的结果划分变化和非变化像元,会忽略不同地物在不同波段敏感性存在差异的情况。此外,在划分变化和非变化像元时,多使用经验判定的方法,缺乏一套成熟有效的变化阈值确定方法。,（四）影像与GIS 数据叠加分析法地理信息系统具有强大的空间信息处理能力,能够综合多因素进行分析处理。 遥感影像与GIS 数据叠加不仅可用于土壤侵蚀定量评价,而且可应用于土壤侵蚀动态监测,获得土壤侵蚀的变化信息。该方法是将已有的相应年份的土壤侵蚀详查图在地理信息系统中转成矢量数据,将其作为本底数据与经配准后的遥感影像进
7、行叠加分析,用人机交互的判读方式找出本底数据中的图斑界限与影像图斑界限不一致的地方,从而确定土壤侵蚀发生变化的区域与变化类型。,（五） 三个时相的归一化植被指数(NDVI) 图叠加分析法NDVI 是较为常用的植被指数。该指数为近红外波段与可见光波段的亮度值之差与其之和的比值。NDVI 与植被分布密度呈线性相关,是植被空间分布密度的最佳指示因子。 NDVI的优点在于能大大消除地形和群落结构的阴影影响及减弱大气的干扰, 因而提高了植被盖度的检测灵敏度 。 利用3 个时相的NDVI 图作为不同颜色分量进行彩色合成, 可以从颜色上直观地反映研究区域地面植被的变化情况, 再经过对彩色合成图的色彩转换得到色度、饱和度、亮度分量图,可以定量反映NDVI 变化类型及变化强度等。 由于这些分量图的综合分类结果具有明显的物理意义,便于进一步解释和分析。 但此方法仅能基于3 个时相的卫星影像进行变化分析,不能用于长时间序列数据的分析处理。,
