基于Landsat TM遙感影像的揚(yáng)州市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量動(dòng)態(tài)分析

童桂鳳，陳志芳，范 瑩

（江蘇省揚(yáng)州市環(huán)境監(jiān)測中心站，江蘇 揚(yáng)州 225007）

1 引言

生態(tài)環(huán)境質(zhì)量是指生態(tài)環(huán)境的優(yōu)劣程度，它以生態(tài)學(xué)理論為基礎(chǔ)，在特定的時(shí)間和空間范圍內(nèi)，從生態(tài)系統(tǒng)層次上，反映生態(tài)環(huán)境對人類生存及社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的適宜程度，通過生態(tài)環(huán)境監(jiān)測了解掌握生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況及其變化趨勢對生態(tài)環(huán)境保護(hù)與建設(shè)具有重要意義［1，2］。遙感技術(shù)是當(dāng)今生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中最為重要的技術(shù)之一［3］，具有時(shí)效性強(qiáng)、分辨率高、資料獲取快捷和費(fèi)用低廉的特點(diǎn)［4］，在生態(tài)環(huán)境、土地利用形態(tài)與環(huán)境變化研究等方面具有廣泛應(yīng)用，尤其從景觀學(xué)入手，開展以省、流域以及城市等為研究對象的生態(tài)環(huán)境狀況監(jiān)測與評價(jià)［5］，獲得了非常好的分析結(jié)果，客觀、及時(shí)地反映了研究區(qū)域內(nèi)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。本文采用Landsat TM遙感影像數(shù)據(jù)，通過室內(nèi)解譯和野外核查相結(jié)合，提取揚(yáng)州市土地利用／植被覆蓋信息，動(dòng)態(tài)研究揚(yáng)州市近5年生態(tài)環(huán)境狀況及其變化趨勢。

收集近5年揚(yáng)州市遙感影像和其他專題資料，對遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行幾何糾正、鑲嵌，以土地利用／覆蓋分類為基礎(chǔ)，應(yīng)用Arcgis9.2和Erdas9.1軟件進(jìn)行影像解譯，提取土地利用／覆蓋信息，計(jì)算生物豐度指數(shù)、植被覆蓋指數(shù)、水網(wǎng)密度指數(shù)和土地退化指數(shù)，結(jié)合環(huán)境質(zhì)量指數(shù)，計(jì)算揚(yáng)州市生態(tài)環(huán)境狀況指數(shù)。

2 技術(shù)方法

2.1 數(shù)據(jù)源

選取2006年、2008年和2010年Landsat TM美國陸地資源衛(wèi)星影像為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，空間分辨率為30m×30m，選取4、3、2波段組合，時(shí)相選擇基本在4～10月間。

2.2 影像處理

揚(yáng)州市地理空間范圍跨了2景Landsat TM影像圖幅，采用符合要求的標(biāo)準(zhǔn)投影Albers Conical Equal Area，波段組合為RGB 4、3、2的統(tǒng)一控制影像對遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行幾何糾正。糾正后的影像景內(nèi)空間坐標(biāo)誤差（與控制影像對比）x坐標(biāo)和y坐標(biāo)均小于15m，景與景之間接邊小于30m。

2.3 影像解譯與地面核查

以土地利用分類為基礎(chǔ)，解譯的指標(biāo)體系采用全國生態(tài)遙感監(jiān)測土地利用／覆蓋分類體系，采用二級分類系統(tǒng)：一級分為6類，主要根據(jù)土地的自然生態(tài)和利用屬性；二級分為26個(gè)類型，主要根據(jù)土地經(jīng)營特點(diǎn)、利用方式和覆蓋特征。判讀提取目標(biāo)地物的最小單元：一般規(guī)定變化的面狀地類應(yīng)大于120m×120m，線狀地物圖斑短邊寬度最小為60m，長邊最小為180m，屏幕解譯線劃描跡精度為2個(gè)像元點(diǎn)，并且保持圓潤。林地432合成影像上顏色呈鮮紅色，水田432合成影像上呈棕紅色和青灰色，建設(shè)用地432合成影像上灰白色、天藍(lán)色和墨綠色。

地面核查是根據(jù)自然分異、人類活動(dòng)的特征以及遙感信息提取過程中遇到的問題，選擇有代表性的路線來修正判讀過程中出現(xiàn)的誤判，檢驗(yàn)遙感判讀的正確率，并對判讀數(shù)據(jù)進(jìn)行室內(nèi)修正。主要選取有代表性的林地、湖泊、河流、水田等典型地物開展野外核查（圖1）。

2.4 生態(tài)環(huán)境狀況指數(shù)計(jì)算

生態(tài)環(huán)境狀況指數(shù)綜合反映生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況，本文參考我國環(huán)境保護(hù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《生態(tài)環(huán)境狀況評價(jià)技術(shù)規(guī)范（試行）》（HJ／T192－2006），結(jié)合揚(yáng)州市生態(tài)環(huán)境的具體情況，選擇反映生態(tài)環(huán)境生物豐度、植被覆蓋、水網(wǎng)密度、土地退化和環(huán)境質(zhì)量5個(gè)方面的指標(biāo)計(jì)算生態(tài)環(huán)境狀況指數(shù)。其中生物豐度指數(shù)權(quán)重0.25，植被覆蓋指數(shù)權(quán)重0.20，水網(wǎng)密度指數(shù)和土地退化指數(shù)權(quán)重分別為0.20，環(huán)境質(zhì)量指數(shù)權(quán)重0.15。

圖1 2006、2008、2010年遙感解譯結(jié)果

3 結(jié)果與分析

2006年至2010年揚(yáng)州市生態(tài)環(huán)境狀況指數(shù)均在55～75之間，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量均為良（55《EI〈75，生態(tài)環(huán)境狀況為良），生態(tài)環(huán)境狀況指數(shù)逐年上升，2010年EI比2006年提高了7.09，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量大幅好轉(zhuǎn)，并有不斷創(chuàng)出新高的趨勢。衛(wèi)星遙感解譯所得土地利用／覆蓋情況見表1。

表1 揚(yáng)州市近5年土地利用／覆蓋情況

揚(yáng)州市生態(tài)環(huán)境狀況指數(shù)持續(xù)刷新，源于各級政府高度重視生態(tài)環(huán)境，大力植樹造林，節(jié)能減排，改善水環(huán)境，不斷提高生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。各地按照“政府導(dǎo)向投入、企業(yè)主體投入、社會(huì)廣泛投入”的原則，5年內(nèi)共營造以意楊為主的用材林1萬hm2；重點(diǎn)對3大湖泊3km范圍內(nèi)全面實(shí)施“三退三還”，建設(shè)環(huán)湖200m的生態(tài)、景觀、防護(hù)林帶；結(jié)合古城歷史文化特色，在建成區(qū)大力開展綠化美化建設(shè)，營造城市出入口綠化廣場、街頭園林小品、城市中心綠化廣場等，形成以文昌閣為中心，向四周輻射、縱橫交錯(cuò)的景觀綠色廊道。2010年市區(qū)新增森林面積，建成區(qū)新增綠地154萬m2，揚(yáng)州盡顯“十里栽花算種田”的生態(tài)宜居城。

“十二五”期間，揚(yáng)州將以“打造綠楊城郭，建設(shè)生態(tài)揚(yáng)州”為基本理念，全力營建功能完備的城市森林生態(tài)體系、高度發(fā)達(dá)的城市森林產(chǎn)業(yè)體系和內(nèi)涵深厚的城市森林文化體系，增強(qiáng)林業(yè)碳匯功能，唱響揚(yáng)州生態(tài)品牌，揚(yáng)州市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量將更上一層。

4 結(jié)語

利用遙感影像數(shù)據(jù)監(jiān)測生態(tài)環(huán)境狀況，具有信息量大，速度快、成本低等優(yōu)勢，可以實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的開展相應(yīng)研究。從5年趨勢看，揚(yáng)州市林地、草地面積增加了114.47km2，植被覆蓋指數(shù)提高了12.06，生物豐度指數(shù)提高了9.41，揚(yáng)州市生態(tài)環(huán)境狀況指數(shù)提高了7.09，揚(yáng)州市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量呈現(xiàn)逐年好轉(zhuǎn)、總體上升趨勢。

［1］秦保平，曹吉吉，丁立強(qiáng).天津市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與評價(jià)［J］.天津科技，2005（3）：5～17.

［2］田貴全，曹惠明.山東省生態(tài)環(huán)境質(zhì)量動(dòng)態(tài)變化研究［J］.環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2007（5）：44～45.

［3］Boffat A S，Resurgent forest can be greenhouse gas sponges［J］.Science，1997（277）：315～316.

［4］金 焰，張 詠，牛志春，等.環(huán)境一號衛(wèi)星CCD數(shù)據(jù)在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與評價(jià)工作中的應(yīng)用價(jià)值研究［J］.環(huán)境監(jiān)控與預(yù)警，2010，2（4）：17～20.

［5］張樹譽(yù)，李登科，景毅剛.“3S”技術(shù)在關(guān)中地區(qū)秸稈焚燒遙感監(jiān)測中的應(yīng)用［J］.環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù)，2005，17（2）：17～20.