lucc定量遙感測量技術(shù)與方法

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1、LUCC定量遙感測量技術(shù)與方法（10-16小時）土地覆蓋是地表要素的合成及特征，是最為關(guān)鍵的環(huán)境信息。土地覆蓋對于資源的科學管理、政策效用以及一系列人類活動都是重要的，它決定了土地的使用以及土地對于社會的價值。土地覆蓋變化的空間尺度范圍從局部一直到全球，而在時間上的變化頻率從幾天一直到幾千年。由于對環(huán)境規(guī)劃和管理的重視，與此伴隨對土地覆蓋信息的需求也就同時增多了，這就促使人們提高、改進對土地利用/覆蓋變化的測量技術(shù)與方法。土地覆蓋制圖是遙感技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，它最初是通過航空攝影學來進行的（Colwell，19

2、60）。這是因為為了獲得與土地覆蓋有關(guān)的信息必須對很大的區(qū)域進行反復的觀察。土地覆蓋制圖也許是應(yīng)用衛(wèi)星數(shù)據(jù)進行研究的最為廣泛的領(lǐng)域。大多數(shù)研究本質(zhì)上的方法是使用高精度數(shù)據(jù)（即空間分辨率≤20-100m）去探尋各種信息提取技術(shù)并把它們應(yīng)用到有限的區(qū)域上。當把這些研究及其方法應(yīng)用于較大區(qū)域時就受到了阻礙，其重要原因是缺乏相配的技術(shù)，缺乏對此信息有強烈需求的用戶群，缺乏適當?shù)姆治龇椒?，以及昂貴的數(shù)據(jù)費用等。因此，從全世界范圍來看，在地面測繪地圖和各國原始資料基礎(chǔ)上編制的土地覆蓋數(shù)據(jù)集（Mathews，1983；O

3、lson，etal.，1983）是今后許多年從事全球范圍土地利用/覆蓋測量最主要的數(shù)據(jù)源。20世紀80年代以來，人們越來越關(guān)注低精度對地觀測數(shù)據(jù)，其最主要代表是NOAA/AVHRR影像。最初得到的NOAA/AVHRR影像空間分辨率是8km，后來在“地球和生物圈計劃”（IGBP）（Townshend，etal.，1994）以及包括建立很多AVHRR接收站的計劃（Eidenshink，etal.，1994）的推動下，人們能得到全球各地區(qū)的名義上分辨率為1km的影像。正是在這些努力下，第一張基于衛(wèi)星的全球土地覆蓋

4、圖終于誕生了（DeFries，etal.，1994；DeFriesetal.，1998；Hansen，etal.，2000；Loveland，etal.，2000）。無論是低分辨率數(shù)據(jù)還是高分辨率數(shù)據(jù)，上面所描述的限制因素目前正在發(fā)生改變?！暗厍蚝蜕锶τ媱潯保?990）、氣候變化的框架協(xié)議、京都議定書、生物多樣性協(xié)議、全球觀測系統(tǒng)（GCOS，1997）以及其他國際性的政策機構(gòu)都闡述過全球環(huán)境問題的出現(xiàn)，這也就對土地覆蓋信息從景觀到全球許多尺度上提出新的、決定性的要求。大量數(shù)據(jù)的處理在計算機速度上已經(jīng)不再有

5、障礙。數(shù)據(jù)的費用也在逐漸下降，尤其是用于研究目的的數(shù)據(jù)，這一點在Landsat7發(fā)射后得到完全的改變。Landsat7、SPOT4VEGETATION（VGT）（Saint，1992）、MODIS（ModerateResolutionImagineSpectroradiometer）、MERIS（MediumResolutionImagingSpectrometer）和GLI（GlobalImage）等新的衛(wèi)星傳感器以及系統(tǒng)的全球追監(jiān)測戰(zhàn)略將為土地覆蓋測量開辟一個新的時代。在這個時期，應(yīng)用于土地覆蓋制圖的全

6、球范圍的高精度數(shù)據(jù)集將能夠獲取，同時遙感研究界將有望為土地覆蓋信息結(jié)果提供完善的方法論。綜上所述，二十世紀是土地利用/覆蓋變化制圖的一個里程碑，未來將完全不同于過去。因此，在未來幾年內(nèi)，對關(guān)系到有重大資源與生態(tài)環(huán)境問題的區(qū)域進行更為可靠的土地利用/覆蓋變化監(jiān)測是合適的，也是可能的。本章將通過若干典型地區(qū)的研究實例，較為全面地闡述植被蓋度、地表反照率、地表蒸散量、缺水指數(shù)、植被動態(tài)變化和城市化燈光指數(shù)等地表覆蓋特征參數(shù)遙感測量和土地利用/覆蓋變化遙感測量的技術(shù)和方法的新進展?！?.1典型地區(qū)地表覆蓋特征參數(shù)的

7、遙感測量地表覆蓋特征參數(shù)通常是表達地表覆蓋物理、化學、生物與人文特征的一系列參數(shù)，是地表地理過程綜合景觀的直接或間接的客觀記錄。在當前LUCC與生態(tài)安全響應(yīng)機制研究中，這些特征參數(shù)往往是建立各種模型的基礎(chǔ)，也是評價LUCC生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的基礎(chǔ)。利用遙感技術(shù)，結(jié)合地理信息系統(tǒng)（GIS）和全球定位系統(tǒng)（GPS）開展對地表覆蓋特征參數(shù)（植被覆蓋度、地表反照率、地表蒸散量、缺水指數(shù)、植被動態(tài)變化和城市化燈光指數(shù)等）的測量，已經(jīng)取得了許多進展，本節(jié)重點介紹我們近年來開展的一些相關(guān)研究案例結(jié)果。2.1.1北京海淀地區(qū)植被

8、覆蓋度植被覆蓋度（單位面積內(nèi)植被的垂直投影面積所占百分比）是一個十分重要的生態(tài)氣候參數(shù)。依靠地面樣方實測植被覆蓋度是一項花費巨大人力、財力且精度不高的工作，在大面積區(qū)域上尤為如此。因此，如何利用遙感資料估算植被覆蓋度已成為建立全球及區(qū)域氣候、生態(tài)模型的基礎(chǔ)工作之一。1.模型及方法1）植被覆蓋度估算模型植被指數(shù)NDVI是單位象元內(nèi)的植被類型、覆蓋形態(tài)、生長狀況等的綜合反映，其大小取決于植被的葉面指數(shù)LAI（垂直密度