淺談遙感石漠化信息的提取

戴柔毅

（國(guó)家林業(yè)局昆明勘察設(shè)計(jì)院，云南 昆明650200）

1 引言

根據(jù)我國(guó)相關(guān)部門(mén)的統(tǒng)計(jì)，我國(guó)存在很大一部分面積的土地正在面臨石漠化的危險(xiǎn)。我國(guó)西南部地區(qū)是石漠化較為嚴(yán)重的地區(qū)，該區(qū)域流經(jīng)多條河流，是我國(guó)的生態(tài)命脈，也是我國(guó)生態(tài)環(huán)境重要的屏障。石漠化是近年來(lái)人們才逐步認(rèn)識(shí)到的一種地質(zhì)災(zāi)害，其對(duì)我國(guó)城市發(fā)展中的經(jīng)濟(jì)以及生態(tài)造成了巨大的影響。遙感技術(shù)作為對(duì)地質(zhì)的觀測(cè)手段，通過(guò)一定的算法可以快速準(zhǔn)確的獲取到我國(guó)石漠化的面積以及分布信息。這些石漠化的數(shù)據(jù)可以為我國(guó)石漠化的研究以及防止石漠化的措施制定提供一定的決策依據(jù)。但是石漠化的概念以及石漠化的分級(jí)歷來(lái)存在著一定的爭(zhēng)議。關(guān)于其概念以及分級(jí)，不同的學(xué)者有著不同的看法。但是總體來(lái)看普遍認(rèn)為石漠化實(shí)際上是荒漠化的前提，其主要的表現(xiàn)有植被遭到破壞，水土流失，巖石嚴(yán)重裸露等。石漠化的形成過(guò)程中非常復(fù)雜，石漠化的形成取決于多種自然因素，在一定程度上會(huì)受到人們活動(dòng)的影響。

2 影響石漠化信息提取關(guān)鍵因素分析

影響石漠化信息提取的因素有很多，找出影響石漠化信息提取的因素是保證石漠化信息提取的關(guān)鍵。所以本文對(duì)于影響石漠化信息提取的因素進(jìn)行了研究。石漠化信息總是和其他的地理特征相關(guān)?？梢酝ㄟ^(guò)這種相關(guān)性來(lái)對(duì)石漠化信息進(jìn)行提取。這種相關(guān)性的地理特征也就是石漠化信息提取所采用的方法，主要有以下兩種。

2.1 地質(zhì)水文分析

石漠化的前身喀斯特地貌是一種自然特征，其形成是伴隨著水對(duì)于碳酸鹽石的溶解造成的。而水文地質(zhì)圖則是綜合了地貌特征、巖石特征、地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地下水形成的觀測(cè)圖。在水文地質(zhì)圖上可以觀測(cè)到喀斯特地貌的分布以及特征，所以利用水文地質(zhì)圖可以非常簡(jiǎn)單的提取出石漠化的范圍分布。就目前的喀斯特石漠化信息提取的方法多采用的就是該方法。但是采用該方法一般要受到所采集的水文地質(zhì)資料的制約。在獲取水文地質(zhì)圖的過(guò)程中很難能夠精確的獲得非常準(zhǔn)確的水文地質(zhì)圖，這些水文地質(zhì)圖所存在的誤差會(huì)在很大程度上影響喀斯特石漠化信息的提取，進(jìn)而影響石漠化信息提取的精度。

圖1 石漠化地貌

2.2 地貌特征分析

在我國(guó)的西南部地區(qū)，自然生態(tài)系統(tǒng)包括以下的組成成分，植被、地質(zhì)、地貌以及水文等特征，這些形成喀斯特石漠化的基礎(chǔ)，所以其和喀斯特石漠化存在一定的相關(guān)性，可以利用這些特征的組合來(lái)對(duì)喀斯特石漠化信息進(jìn)行提取。但是目前利用喀斯特地貌特征來(lái)對(duì)喀斯特石漠化信息提取的方法較為少見(jiàn)。相關(guān)領(lǐng)域的研究人員在利用TM影響來(lái)對(duì)喀斯特石漠化地貌進(jìn)行分析的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)TM影像三個(gè)波段所合成的偽彩色圖像和非喀斯特石漠化地區(qū)存在很大的差異，可以將此差異用于石漠化信息的提取。基于顏色和紋理信息來(lái)對(duì)石漠化信息進(jìn)行提取的方法有很多，主要介紹一下兩種方法。

2.2.1 顏色直方圖法

通過(guò)顏色特征可以對(duì)地表的特征進(jìn)行整體的統(tǒng)計(jì)，可以用來(lái)描述石漠化區(qū)域的在不同波段的直方圖，通過(guò)獲取石漠化區(qū)域的多維分布來(lái)對(duì)石漠化區(qū)域進(jìn)行提取。

2.2.2 Tamura紋理特征提取算法

可以通過(guò)Tamura文理特征算法來(lái)對(duì)石漠化信息進(jìn)行提取這些紋理信息包括粗糙度信息、對(duì)比度信息以及方向規(guī)整度等來(lái)對(duì)石漠化區(qū)域進(jìn)行提取。本文在綜合上述兩種方法的基礎(chǔ)上提取了石漠化信息提取的算法。

3 石漠化信息提取

3.1 石漠化提取算法

本文所采取的算法是植被指數(shù)法，一般的植被比值指數(shù)法如下：

在上述公式中分子和分母分別近紅外以及紅外波段的反射率，由此可以得到歸一化的差異植被指數(shù)法如下：

3.2 土地利用圖斑在石漠化信息提取中的應(yīng)用

通過(guò)不同土地類型作為研究方法來(lái)對(duì)石漠化信息進(jìn)行提取方法認(rèn)為，土地利用的類型不同那么其所導(dǎo)致的石漠化的等級(jí)也會(huì)有所不同。而土地利用類型正體現(xiàn)著人類的活動(dòng)是否加于了該區(qū)域上，不同的土地利用方式對(duì)于石漠化的等級(jí)有著非常顯著的影響。所以結(jié)合土地利用圖斑可以更加準(zhǔn)確的提取石漠化信息。

4 結(jié)語(yǔ)

本文利用遙感影像的方法對(duì)于喀斯特石漠化區(qū)域提取的方法進(jìn)行了研究，本文首先介紹了喀斯特石漠化的形成的機(jī)理以及特點(diǎn)，然后介紹了針對(duì)這些特點(diǎn)對(duì)于喀斯特石漠化進(jìn)行信息提取的方法，結(jié)合這些方法本文提出了喀斯特石漠化信息提取的綜合指標(biāo)方法，通過(guò)而且通過(guò)利用土地利用圖斑可以有效的增加石漠化信息提取的精度。

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