基于遙感數(shù)據(jù)的云南怒江流域水土流失監(jiān)測與分析

王艷芳 張永清 宋紅梅

摘要使用多源遙感數(shù)據(jù),并結(jié)合先進(jìn)的遙感圖像處理技術(shù),通過人機(jī)交互判讀的分析方法,對云南怒江流域進(jìn)行水土流失遙感調(diào)查及動態(tài)監(jiān)測。結(jié)果表明,云南怒江流域水土流失面積占總面積的55.75%,且以輕度、中度和強(qiáng)度為主,極強(qiáng)度和劇烈很少,不到總面積的5%。從20世紀(jì)80年代至20世紀(jì)初,云南怒江流域水土流失強(qiáng)度減輕面積大于加重面積,流域水土流失狀況出現(xiàn)好轉(zhuǎn)。

關(guān)鍵詞遙感數(shù)據(jù);水土流失;動態(tài)監(jiān)測;云南怒江流域

中圖分類號P962;TP79文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號 1007-5739(2009)21-0215-02

水土流失問題是水土保持學(xué)科的重要研究內(nèi)容,是全球環(huán)境變化研究的一個(gè)方面[1]。遙感技術(shù)在獲取土地植被覆蓋信息方面具有快速、大面積、多時(shí)相、多波段、低成本的優(yōu)勢,在區(qū)域水土流失研究中得到了廣泛的應(yīng)用[2-4]。應(yīng)用遙感多源數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)域水土流失變化的監(jiān)測研究是當(dāng)前掌握水土流失變化趨勢的有效途徑[5]。遙感技術(shù)與地理信息系統(tǒng)相結(jié)合,起著越來越重要的作用。云南怒江流域是全球生物多樣性和生態(tài)景觀保護(hù)的重要地域,其土地覆被的變化既改變著本區(qū)域的生態(tài)環(huán)境狀態(tài),也深刻地影響著相鄰國家的生態(tài)環(huán)境。長期以來,由于水土流失基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不足,制約了國家制訂該流域防治水土流失和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略規(guī)劃[6]。為了較準(zhǔn)確地掌握云南怒江流域詳盡的水土流失狀況,筆者利用云南怒江流域多源遙感數(shù)據(jù)資料,結(jié)合先進(jìn)的遙感圖像處理技術(shù),對該區(qū)開展了水土流失遙感調(diào)查與監(jiān)測,闡明了該區(qū)水土流失的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢,為制定水土流失的防治規(guī)劃提供依據(jù)。

1研究區(qū)概況

云南怒江流域地處我國西南邊陲,位于東經(jīng)98°07′~100°02′,北緯24°07′~28°03′,流域面積2.4萬平方千米。怒江流域?qū)偾嗖馗咴蛟瀑F高原過渡的狹長地帶,行政區(qū)劃上主要包括怒江州的貢山、福貢、瀘水和保山地區(qū)的保山、施甸、龍陵和昌寧等縣市。其區(qū)域自然地理特征復(fù)雜,地形破碎而陡峻,形成以山地為主,高中山峽谷與低山丘陵、盆地、壩子相間排列的景觀格局[7]。流域內(nèi)除少數(shù)山間盆地、壩子、階地、沖洪積扇土壤耕作層較厚外,其他地方耕作層較薄,水土流失危害嚴(yán)重,不利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。怒江流域降水豐沛,福貢、貢山、龍陵等縣多年平均降水量均在1 350mm以上,而且主要集中在5~9月,加之山高坡陡,種植業(yè)規(guī)模大,導(dǎo)致了嚴(yán)重的水土流失。

2技術(shù)路線與方法

2.1技術(shù)路線

云南怒江流域的水土流失遙感監(jiān)測全面依托遙感與地理信息技術(shù),以20世紀(jì)80年代TM影像和21世紀(jì)初ETM影像為主要信息源,結(jié)合地形圖、土地利用圖、地質(zhì)圖、區(qū)域性水土流失調(diào)查及其治理成果,通過人機(jī)交互判讀分析,獲取水土流失專題信息;以地理信息專業(yè)軟件作為數(shù)據(jù)信息處理、管理、分析的主要技術(shù)手段,結(jié)合以往研究成果,根據(jù)水土流失程度的遙感解譯標(biāo)志,解譯水土流失強(qiáng)度變化,進(jìn)行水土流失變化強(qiáng)度分析(見圖1)。

2.2水土流失類型和強(qiáng)度等級劃分方法

結(jié)合研究區(qū)的地理?xiàng)l件和TM、ETM遙感圖像的空間分辨率,參照《土壤侵蝕分類分級標(biāo)準(zhǔn)SL190-96》[8],將水土流失劃分為水力侵蝕、風(fēng)力侵蝕和混合侵蝕。依照《水土保持技術(shù)規(guī)范》的分級參考指標(biāo),結(jié)合遙感調(diào)查與監(jiān)測的實(shí)際可分程度,將水土流失強(qiáng)度劃分為劇烈、極強(qiáng)度、強(qiáng)度、中度、輕度、微度6類。

2.3水土流失遙感解譯方法

2.3.1遙感影像判讀標(biāo)志的建立。通過對已有資料和影像的分析,結(jié)合研究區(qū)自然地理狀況,水土流失選用TM、ETM的742波段制作假彩色合成圖像進(jìn)行解譯,其中植被覆蓋度、坡度和土地利用狀況是解譯的主要依據(jù)。通過野外踏勘調(diào)查,對遙感影像特征,包括影像的色調(diào)、紋理和形狀等,與實(shí)地水土流失特征通過比較、分析、判斷,建立各種侵蝕類型不同強(qiáng)度等級水土流失的遙感影像判讀解譯標(biāo)志,作為室內(nèi)判讀的依據(jù)。

2.3.2水土流失圖斑的圈定和定性。水土流失圖由圈定圖斑和給圖斑定性2步工序完成。解譯時(shí)采用地形條件、植被條件、土地利用和地表組成物質(zhì)一致的原則,來圈定水土流失圖斑,設(shè)定其流失強(qiáng)度相同。根據(jù)這一原則,研究區(qū)被圈成大小不同、形狀各異的斑塊,對圈定的斑塊主要依據(jù)水土流失強(qiáng)度分級,考慮地形、植被、土地利用和地表組成物質(zhì)等,確定為不同的水土流失類型和流失強(qiáng)度。對圖斑圈定和定性后,為了解決解譯過程中出現(xiàn)的一些難點(diǎn),進(jìn)一步修正圖像的解譯標(biāo)志和最終獲得水土流失解譯圖,并評價(jià)解譯圖斑的正確性,進(jìn)行野外調(diào)查和檢驗(yàn)驗(yàn)證。這樣便得到了能全面反映各侵蝕因子綜合作用的水土流失強(qiáng)度分級及演變的遙感解譯圖。

3結(jié)果與分析

根據(jù)水土流失強(qiáng)度的分級規(guī)則,結(jié)合制作的坡度圖、植被蓋度圖,采用地形條件、植被條件、土地利用和地表組成物質(zhì)一致的原則,對遙感影像進(jìn)行解譯,獲取2期水土流失強(qiáng)度分布圖。在此基礎(chǔ)上通過對解譯成果進(jìn)行疊加、分析、歸納,得到水土流失變遷圖,變化類型主要分為水土流失程度加重、減輕和不變。監(jiān)測結(jié)果表明,云南怒江流域發(fā)生水土流失面積14 244.7km2,占流域總面積的55.75%。其中,輕度水土流失面積占到總面積的10.14%,中度水土流失面積占到總面積的24.28%,強(qiáng)度水土流失面積占到總面積的16.74%,極強(qiáng)度水土流失面積占到總面積的4.58%,劇烈水土流失面積占到總面積的0.01%(見圖2),數(shù)據(jù)表明研究區(qū)水土流失嚴(yán)重,且以輕度、中度和極強(qiáng)為主,極強(qiáng)度和劇烈很少,不到總面積的5%。燒山毀林、陡坡墾植成為造成該區(qū)水土流失的主要原因。另外,怒江流域的主要耕地類型為坡耕地,大面積的坡耕地成為怒江流域水土流失特別是強(qiáng)度以上水土流失的主要策源地。1988~2002年,水土流失程度減輕的面積為261.72km2,占總面積的1.02%,水土流失程度加重的面積為189.27km2,占總面積的0.74%(見表1)。這表明云南怒江流域水土流失減輕面積大于加重面積,流域水土流失狀況出現(xiàn)好轉(zhuǎn)。這是因?yàn)榻┠陙韺?shí)施了一系列的怒江流域生態(tài)環(huán)境的保護(hù)措施,人為水土流失得到一定的控制。

4討論

該項(xiàng)研究以遙感數(shù)據(jù)為主體信息源,利用遙感技術(shù)對流域進(jìn)行水土流失動態(tài)監(jiān)測,取得的定性研究結(jié)果可靠,基本反映了云南怒江流域水土流失狀況及發(fā)展趨勢。從而為制定該流域水土流失的防治規(guī)劃提供依據(jù)。

5參考文獻(xiàn)

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