贵州生态环境的遥感调查及动态监测
摘要
贵州位于云贵高原东部,地处长江、珠江两大流域分水岭,受云贵准静止锋影响,多连阴雨天气,天空常年被云雾覆盖,境内地势起伏较大,地表形态多变,岩性组合复杂,土壤种类繁多,喀斯特地貌典型。“天无三日晴,地无三里平”,特殊的地理位置、奇异的地形地貌、不同寻常的立体气候特征造成了在贵州利用卫星遥感进行生态环境调查的困难和复杂。在国家西部大开发工程中,西部生态环境保护和建设十分重要,贵州作为长江、珠江流域的上游天然屏障决定了其生态环境的敏感性和重要性,迫切需要短时期内迅速查清其生态环境现状。要实现对这样一个地域系统全面、迅速、准确、客观地进行现状调查和动态监测,遥感是行之有效的方法之一。贵州省气象局于2003年12月、2004年9月先后建成了EOS卫星资料接收处理系统和极轨气象卫星接收处理系统以及数字视频广播系统(DVBS),我们首先依靠ADO数据库编程和地理信息系统技术,采用地理信息系统控件集Map Objects为开发工具,以贵州省1:25万基础地理信息数据为基础,建立了ARC/INFO地理信息系统环境下的贵州生态环境地理空间数据库,开发了WINDOWS环境下贵州省生态环境监测处理系统,使遥感资料与地面信息得以精确配准,借助地面资料对遥感信息进行验证与校准,可以随时获取遥感图任意象元的地面信息,针对各地不同的地理特点,开展专业性的定量遥感监测、服务工作。其次,从2004年7月中旬开始,我们将这两套系统每天接收的极轨气象卫星NOAA/AVHRR和地球观测卫星EOS/MODIS的每条轨道头记录和图象属性录入数据库,并根据接收效果、图象覆盖范围和天气情况等选择刻录备份,建立了贵州上空逐日不间断的卫星遥感图象资料库。其三,我们利用遥感实时业务化以来接收的美国TERRA、AQUA两颗地球观测卫星资料和NOAA系列(NO.15~18)、中国风云1系列气象卫星资料,以及其它途径获取的1988年以来每年7月1km的NOAA卫星AVHRR遥感历史图象和1990年至2001年的美国8km卫星数据产品等近20年资料,对贵州全境的典型生态区域(原生林区、天然灌木草场、重点敏感水体、强烈石漠化区、坝区作物主产地)进行了遥感调查及动态监测,根据被遥感对象的光谱特点,选取不同的通道组合,依靠改进的适合贵州特点的遥感图象资料拼接技术、多时次滤云技术、不同时相卫星数据合成等技术,对这些关注区的长时间序列遥感图象处理和分析,生成相应遥感监测图集、数值分析图集,分别得到了这些代表区域的生态指标因子的日/旬/月/年的动态变化时序图,内容包括2004年9月上旬至2005年8月下旬贵州全境植被逐旬生长状况图;1988~2005年7月贵州全省植被逐年变化及空间分布图;9个地州9个代表大坝1988~2005年7月作物生长年际变化图,并运用小波分析方法寻求植被指数值的周期变化;5个强烈石漠化区1988~2005年7月植被生长年际变化曲线;4个典型森林植被下垫面1988~2005年7月多年植被覆盖特征;4个灌木草坡1988~2005年7月植被生长年际变化图;4个重点敏感水体2005年10月至2006年9月1年期内水表面积月际变化图;8个万亩坝区1990年~2001年5月上旬至8月下旬逐旬NDVI单值、最大值、最小值、平均值指标图集,并与对应年水稻单产进行了相关分析。此外,我们还对特殊气象条件中的环境反应(洪涝、干旱、火灾、积雪、强降温等现象)进行了遥感监测分析,总结出其相应的图象响应特征,得到了一些专题分析产品图集。