南通市生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)及其動(dòng)態(tài)變化研究

王 平

(南通市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，江蘇 南通 226006)

由于人類(lèi)活動(dòng)導(dǎo)致且仍在不斷加劇的地球環(huán)境惡化已成為全球社會(huì)、經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展所面臨的重要問(wèn)題。自20世紀(jì)90年代以來(lái)，空間信息技術(shù)(其中主要是衛(wèi)星遙感技術(shù))以宏觀、綜合、快速、動(dòng)態(tài)、準(zhǔn)確的優(yōu)勢(shì)為地球資源調(diào)查、區(qū)域環(huán)境變化監(jiān)測(cè)乃至全球變化研究提供了先進(jìn)的探測(cè)與研究手段。從土地植被覆被變化、城市環(huán)境變化動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)、城市及周邊地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估、流域水環(huán)境安全監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)以及土壤侵蝕、生物多樣性保護(hù)、甚至全球范圍的氣候環(huán)境變化等評(píng)價(jià)，到海洋生態(tài)環(huán)境變遷分析、赤潮的發(fā)現(xiàn)和監(jiān)測(cè)，再到大氣環(huán)境遙感中的大氣污染監(jiān)測(cè)、重大自然環(huán)境災(zāi)害評(píng)估等，應(yīng)用范圍幾乎涵蓋了環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的各個(gè)方面。經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐，遙感技術(shù)現(xiàn)已成為自然資源調(diào)查、環(huán)境動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中不可缺少的地理空間信息獲取、更新與分析的手段和數(shù)據(jù)源［1－8］。

為全面系統(tǒng)地了解南通市生態(tài)環(huán)境總體狀況，現(xiàn)應(yīng)用遙感技術(shù)對(duì)南通市生態(tài)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，同時(shí)利用GIS技術(shù)對(duì)遙感監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行解譯與分析，在此基礎(chǔ)上對(duì)南通市生態(tài)環(huán)境的時(shí)空動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行了分析與評(píng)價(jià)。

1 遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)方法

1.1 遙感影像數(shù)據(jù)源

采用2009年Landsat5 TM遙感影像數(shù)據(jù)?？臻g分辨率為30 m，TM波段432 RGB彩色合成;時(shí)相為2009年10月—2010年1月;單景影像平均云量小于10%，同時(shí)受人為干擾影響比較大的區(qū)域要求盡量沒(méi)有云覆蓋。2006年采用南通市Landsat 4 3 2波段彩色合成圖像，地面分辨率為30 m。

1.2 遙感影像處理

(1)原始影像準(zhǔn)備：2009年原始影像數(shù)據(jù)利用Erdas Imagine軟件，將影像合成為432 RGB波段遙感影像，經(jīng)處理得到解譯特征比較明顯的遙感影像［9］。

(2)控制影像準(zhǔn)備：利用Erdas Imagine軟件將其投影轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)投影。標(biāo)準(zhǔn)投影采用Albers Conical Equal Area投影，橢球體為Krasovsky，中央經(jīng)線為 110°E，雙標(biāo)準(zhǔn)緯線為25°N 和 47°N，投影起始緯度12°N，中央經(jīng)線偏差和起始點(diǎn)偏差都為0。

(3)影像幾何精糾正：以控制影像為基礎(chǔ)，利用Erdas Imagine軟件對(duì)2009年TM遙感影像進(jìn)行幾何精糾正。

(4)影像質(zhì)檢：2009年TM遙感影像經(jīng)精糾正后，對(duì)糾正影像和控制影像的配準(zhǔn)情況進(jìn)行質(zhì)量檢查，糾正影像與控制影像相對(duì)誤差應(yīng)小于30 m。

1.3 土地利用/覆蓋數(shù)據(jù)解譯

根據(jù)江蘇省環(huán)保廳《關(guān)于印發(fā)2010年全省環(huán)境監(jiān)測(cè)工作實(shí)施方案的通知》中土地資源人機(jī)交互判讀分析標(biāo)志，結(jié)合南通市2009年遙感影像季相、地貌類(lèi)型等特征，利用GIS軟件系統(tǒng)對(duì)影像進(jìn)行解譯。

2 南通市生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)結(jié)果

2.1 生態(tài)環(huán)境類(lèi)型結(jié)構(gòu)特征

南通市2009年生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 南通市2009年生態(tài)環(huán)境類(lèi)型遙感監(jiān)測(cè)結(jié)果

續(xù)表1

由表1可見(jiàn)南通市生態(tài)環(huán)境具有以下特征：

(1)全市生態(tài)環(huán)境類(lèi)型以耕地、水域和城鄉(xiāng)、工礦、居民用地為主，未利用土地面積極小。

(2)不同類(lèi)型生態(tài)環(huán)境的主要特點(diǎn)為：農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境水田多，旱地少;林地以有林地為主，草地以高覆蓋草地為主;水域以河流等天然水域?yàn)橹鳎?7%左右;城鄉(xiāng)、工礦、居民用地中城鎮(zhèn)建設(shè)用地約占40%;未利用土地主要為裸土地。

2.2 區(qū)域分布特征

遙感監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，南通市生態(tài)環(huán)境類(lèi)型的區(qū)域分布具有以下特點(diǎn)：

(1)耕地分布極為廣泛。水田主要分布于如東、如皋和通州區(qū)，占全市水田總面積的56.9%。

(2)林地、草地分布相對(duì)集中。林地主要分布于如皋、如東和南通市區(qū)，林地面積共占全市林地總面積的78.8%。草地主要分布于海門(mén)、如皋、通州，占全市草地總面積的84.4%。

(3)水域區(qū)域差異較為顯著。水域主要集中在啟東、南通市區(qū)、如東、海門(mén)，占全市水域總面積76.5%。城鄉(xiāng)、工礦、居民用地面積最大的為南通市區(qū)，占全市城鄉(xiāng)、工礦、居民用地總面積的21.0%;其他縣市所占比例在11.4% ～15.1%。

(4)未利用土地分布高度集中。以如東市未利用土地面積最大，占全市未利用土地總面積的62.0%;其次是如皋市，未利用土地面積占38.0%。

3 南通市生態(tài)環(huán)境動(dòng)態(tài)變化分析

3.1 生態(tài)環(huán)境類(lèi)型動(dòng)態(tài)變化

2006—2009年南通生態(tài)環(huán)境類(lèi)型動(dòng)態(tài)變化狀況遙感監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 2006—2009年南通生態(tài)環(huán)境類(lèi)型動(dòng)態(tài)變化狀況

從表2可見(jiàn)南通市生態(tài)環(huán)境類(lèi)型動(dòng)態(tài)變化具有以下特點(diǎn)：

(1)耕地面積略有下降。與2006年相比，南通市耕地面積共減少了9.5%;其中主要是旱地面積的減少，水田面積則有所增加。造成耕地面積減少的主要原因是建設(shè)用地面積的增加。

(2)林地面積無(wú)明顯變化。與2006年相比，南通林地面積增加了6.4%，以有林地面積增加為主。

(3)草地、水域面積和城鄉(xiāng)、工礦、居民用地有所增加。草地面積增加54.5%，以高覆蓋草地為主;水域面積增加75.3%，其中河流水域面積明顯增加;城鄉(xiāng)、工礦、居民用地以城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積增長(zhǎng)為主。與2006年相比，全市城鄉(xiāng)、工礦、居民用地面積增加97.8%，其中城鎮(zhèn)建設(shè)用地的增加面積占全市城鄉(xiāng)、工礦、居民用地增加面積的45.7%。

(4)未利用土地面積有所減少。未利用土地減少98.8%，以鹽堿地面積減少為主;減少的面積主要用于耕地和建設(shè)用地。

3.2 區(qū)域動(dòng)態(tài)變化

2006—2009年南通生態(tài)環(huán)境類(lèi)型區(qū)域動(dòng)態(tài)變化狀況遙感監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 2006—2009年南通市生態(tài)環(huán)境類(lèi)型區(qū)域動(dòng)態(tài)變化狀況

從表3可以看出，南通市生態(tài)環(huán)境類(lèi)型區(qū)域動(dòng)態(tài)變化具有以下特點(diǎn)：2006—2009年南通市耕地面積普遍減少，全市耕地面積減少約739.43平方公里，其中市區(qū)耕地面積變化明顯;全市林地總面積無(wú)明顯變化，其中海安林地面積增加明顯;全市草地面積穩(wěn)中有升，增加區(qū)域主要集中在啟東市;水域和城鄉(xiāng)、工礦、居民用地普遍增加，水域面積增加以市區(qū)為主;城鄉(xiāng)、工礦、居民用地增加主要集中在海安縣和南通市區(qū);未利用土地面積減少明顯，其中主要是通州市未利用土地面積的減少。

4 結(jié)論

(1)南通市生態(tài)環(huán)境類(lèi)型以耕地、水域和城鄉(xiāng)、工礦、居民用地為主，未利用土地面積極小。

(2)不同類(lèi)型的生態(tài)環(huán)境特點(diǎn)是：農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境具有典型的南方特色，水田多，旱地少;林地以有林地為主，草地以高覆蓋草地為主;水域中以河流等天然水域面積為主;城鄉(xiāng)、工礦、居民用地中城鎮(zhèn)建設(shè)用地占40%左右;未利用土地以裸土地為主。

(3)2006—2009年南通市生態(tài)環(huán)境動(dòng)態(tài)變化主要特點(diǎn)是：耕地面積普遍有小幅度減少，以城鎮(zhèn)建設(shè)用地為主的城鄉(xiāng)、工礦、居民用地增加較多;林地面積無(wú)明顯變化;未利用土地面積有所減少，以鹽堿地面積減少為主，減少的面積主要用于耕地和建設(shè)用地。

［1］王橋，楊一鵬，黃家柱.環(huán)境遙感［M］.北京：科學(xué)出版社，2005.

［2］張寧紅.太湖流域生態(tài)安全監(jiān)測(cè)體系的構(gòu)建［J］.環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù)，2008，20(3)：1- 5.

［3］金焰，張?jiān)?，牛志春，?環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星CCD數(shù)據(jù)在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)和評(píng)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)：29- 35.

［4］李晶，孟祥亮，張玉梅.山東省生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)及其動(dòng)態(tài)變化研究［J］.環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù)，2009，21(3)，71- 74.

［5］何立明，王文杰，王橋.中國(guó)秸稈焚燒的遙感監(jiān)測(cè)與分析［J］.中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)，2007，23(1)：42- 49.

［6］邢詒，鄭丙輝.城市景觀生態(tài)遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)研究［J］.環(huán)境科學(xué)，2002，23：99- 102.

［7］趙庚星，林戈.黃河口哥白尼耕地遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)及其生態(tài)環(huán)境安全分析［J］.水土保持學(xué)報(bào)，2004，18(2)：37- 40.

［8］申衛(wèi)民，錢(qián)震.南通市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀綜合評(píng)價(jià)［J］.南通大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，4(2)：14- 17.

［9］黨安榮，王曉棟，陳曉峰，等.Erdas Imagine遙感圖像處理方法［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2003.