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