羅金明，諶宏偉，鄒勝章，高云鵬，謝平英

（1.長沙理工大學 水利學院，湖南 長沙 410004；2.中國地質(zhì)科學院 巖溶地質(zhì)研究所，廣西 桂林 541000）

水是一切生命活動的物質(zhì)基礎，是人類社會賴以存在發(fā)展的寶貴自然資源.人類社會發(fā)展至今日，水資源的數(shù)量及其質(zhì)量的好壞越來越成為社會發(fā)展的瓶頸.水資源數(shù)量及其時空演化的信息是水資源合理開發(fā)利用的重要依據(jù)，快速準確地獲取這些信息已成為水資源管理的關鍵.遙感和地理信息系統(tǒng)［1］等現(xiàn)代信息技術具有快捷方便的特點，在水資源時空演化研究中得到越來越廣泛的應用.作者擬利用遙感解譯技術，對比分析南寧市1990年與2010年的水資源變化趨勢，并初步分析其變化原因，可為南寧市水資源合理開發(fā)利用提供基礎數(shù)據(jù).

1 信息源及遙感圖像處理

1.1 信息源

本次工作采用2010年SPOT衛(wèi)星掃描的Spot 5全色和多光譜數(shù)據(jù)及1990年美國Landsat衛(wèi)星的TM影像.Spot 5數(shù)據(jù)地面精度全色影像為2.5m，多光譜影像為10m.具體參數(shù)見表1.

表1 遙感影像基本信息Table 1 The basic information of remote sensing image

1.2 遙感圖像處理

遙感圖像處理分別應用ENVI，ERDAS和Photoshop等軟件，其處理過程包括圖像波段合成、圖像調(diào)色、幾何校正、圖像融合、圖像鑲嵌、圖像裁剪和圖像增強等.

多光譜數(shù)據(jù)為4個波段，缺乏藍光波段［2］，在合成過程中對現(xiàn)有波段進行多次組合，最終選定3，4和2波段為最優(yōu)組合，以合成彩色影像.TM數(shù)據(jù)有7個波段，選定7，4和3波段為最佳組合，以合成彩色影像.以地形圖進行校正，同時將合成好的2010年Spot5多光譜數(shù)據(jù)與2010年Spot5全色數(shù)據(jù)融合得到高精度的彩色影像［3］.圖像處理之后得到的影像如圖1，2所示，在此基礎之上進行遙感解譯.

圖1 研究區(qū)1990年遙感解譯底圖Fig.1 1990’s Base remote sensing interpretation image of research area

圖2 研究區(qū)2010年遙感解譯底圖Fig.2 2010’s Base remote sensing interpretation image of research area

2 遙感解譯

遙感解譯，即在基礎圖像上重現(xiàn)野外實際環(huán)境景觀，基于地學原理進行地物識別及定性和定量時間和空間的分析，獲取地質(zhì)及環(huán)境等信息.遙感解譯在PHOTOSHOP，ERDAS，ENVI和 MAPGIS等軟件平臺上以人機交互方式進行［4－7］.

2.1 建立遙感解譯標志

遙感解譯標志［8］可根據(jù)各類地物的影像標志直接進行地物解譯，并確定其類別.水體的光譜特征在遙感影像上色調(diào)均勻，水體四周的淺水區(qū)常常色調(diào)逐漸變淺；其形態(tài)結構河流呈蜿蜒的曲線水渠呈直線或折線，湖泊和水庫等邊界呈光滑的曲線.河流有支流匯入或流出，常呈樹枝狀.水體在地理位置常位于山谷.水體周圍常常有植被分布［9］.Spot5合成影像中的河流和湖泊分別如圖3，4所示.

圖3 Spot5合成影像中的河流Fig.3 The river in the Spot5resultant image

圖4 Spot5合成影像中的湖泊Fig.4 The lake in the Spot5resultant image

2.2 室內(nèi)解譯

室內(nèi)解譯［10］以遙感影像為依據(jù)，主要采用人機交互解譯與目視解譯相結合、初步解譯與詳細解譯相結合及室內(nèi)解譯與野外調(diào)查驗證相結合的工作方法.本次采用SPOT5與TM衛(wèi)星數(shù)據(jù)源相結合、多時相及多源影像標志互相對照進行對比解譯.

2.3 遙感解譯方法

遙感解譯方法［11］視解譯目標的特點，根據(jù)遙感影像類型和工作需要而定.解譯方法主要有直判法、對比法、動態(tài)對比法、鄰比延伸法、證據(jù)匯聚法、水系分析法、影紋分類法、綜合景觀分析法及邏輯推理法，結合采用計算機數(shù)字圖像處理和遙感資料綜合處理等定量—半定量地進行綜合分析.

3 成果分析

1990年研究區(qū)內(nèi)的河流有7條，總長度為79.51km；湖泊有75個，水面面積為10.21km2；水庫有7座，蓄水面積為1.73km2，如圖5所示.2010年研究區(qū)內(nèi)的河流有4條，總長度為71.04 km；湖泊有176個，水面面積為5.50km2，水庫有7座，蓄水面積為1.32km2，如圖6所示.

圖5 研究區(qū)1990年水系分布Fig.5 1990’s Water distribution of research area

圖6 研究區(qū)2010年水系分布Fig.6 2010’s Water distribution of research area

20年來，研究區(qū)內(nèi)水系變化較大，分別表現(xiàn)為：

1）河流

由于斷流，研究區(qū)內(nèi)河流由1990年的7條變成了2010年的4條.河流總長度相應由108.99 km縮短為71.04km，縮減長度約37.95km.相思河（如圖7所示）斷流成為相思湖和可利江（實際為湖泊，如圖8所示）；西明江演變成了眾多湖泊心圩江消失.

圖7 1990年相思河遙感圖像Fig.7 Xiangsi River remote sensing image in 1990

圖8 2010年斷流后相思河遙感圖像Fig.8 Xiangsi River remote sensing image in 2010after cutout

2）水庫

研究區(qū)內(nèi)水庫有7座，1990年總面積為1.73 km2，2010年減少至1.32km2，減少總面積0.41 km2.全部水庫面積均呈現(xiàn)萎縮的趨勢，其中，羅村水庫、天雹水庫和那廖水庫減少面積最大，2010年相比1990年水面面積分別減少了56.30%，27.51%和26.83%.

表2 1990年和2010年研究區(qū)內(nèi)水系對比統(tǒng)計Table 2 The contrast of water system of the study area between 1990and 2010

3）湖泊

1990年，研究區(qū)內(nèi)湖泊有75個，總面積為9.26km2；2010年，湖泊增加到176個，面積減少到5.05km2，總面積縮減了45.51%.其中，馬王塘縮減較為厲害，面積由0.21km2減至0.13 km2，縮減了40.50%.

湖泊個數(shù)增加的原因有：①由于湖泊萎縮，由一變多；②部分河流斷流，演化成串珠狀湖泊群如：原來的相思河斷流后，變成了現(xiàn)在的可利江和相思湖.地表水的變化情況見表2.

4 結論

遙感解譯結果表明，過去20年來南寧市地表水體面積縮減，河流長度變短，部分河流斷流甚至消失，湖泊數(shù)量增加.河流由7條變化為4條，總長度由79.51km縮短為71.04km，湖泊總面積由9.26km2減小至5.05km2，縮小了4.21km2水庫總面積由1.73km2減少至1.32km2，減少總面積0.41km2.

分析其主要原因可能為隨著城市發(fā)展建設填湖造地，以及氣候變化，部分河流斷流，演變成為湖泊；湖泊萎縮，之前的大湖演變成為多個小湖泊.

（References）：

［1］劉佳，于福亮，李傳哲，等.GIS在水文水資源領域中的應用進展［J］.水電能源科學，2007，25（2）：20—24（LIU Jia，YU Fu－liang，LI Chuan－zhe，et al.Application development of GIS in hydrology and water resources［J］.Water Resources and Power，200725（2）：20—24.（in Chinese））

［2］車濤，李新.1993－2002年中國積雪水資源時空分布與變化特 征 ［J］.冰 川 凍 土，2005，27（1）：64—67（CHE Tao，LI Xin.Spatial distribution and tempora variation of snow water resources in China during 1993—2002［J］.Journal of Glaciology and Geocryology，2005，27（1）：64—67.（in Chinese））

［3］肖芊，肖猛龍，盧鐵，等.遙感技術在水資源勘察中的應用［J］.中國煤田地質(zhì)，2001，13（4）：35—37，40（XIAO Qian，XIAO Meng－long，LU Tie，et al.Application of remote sensing technology in the prospecting of water resources［J］.Coal Geology of China 2001，13（4）：35—37，40.（in Chinese））

［4］鄧斌.ENVI遙感圖像處理方法［M］.北京：科學出版社，2010.（DENG Bin.Remote sensing image processing methods with ENVI［M］.Beijing：Science Press，2010.（in Chinese））

［5］梅安新，彭望，秦其明，等.遙感導論［M］.北京：高等教育出版社，2002.（MEI An－xin，PENG Wang，QIN Qiming，et al.An introduction to remote sensing［M］.Beijing：Higher Education Press，2002.（in Chinese））

［6］常慶瑞.遙感技術導論［M］.北京：科學出版社，2004.（CHANG Qing－rui.An introduction to remote sensing technology［M］.Beijing：Science Press，2004.（in Chinese））

［7］湯國安.遙感數(shù)字影像處理［M］.北京：科學出版社，2004.（TANG Guo－an.Remote sensing digital image processing［M］.Beijing：Science Press，2004.（in Chinese））

［8］吳露露，汪波.基于高分辨率影像的城市園林綠地遙感解譯研［J］.測繪工程，2006，15（5）：38—41，46.（WU Lu－lu，WANG Bo.The study of remote sensing interpretation on gardens greenland based on high resolution［J］.Engineering of Surveying and Mapping，2006，15（5）：38—41，46.（in Chinese））

［9］張玉書，陳鵬獅，馮銳.遼寧省河流水系及流域的遙感解 譯 ［J］.生態(tài)學雜，2003，22（3）：65—69（ZHANG Yu－shu，CHEN Peng－shi，F(xiàn)ENG Rui.Remote sensing interpretation of drainage system and catchments of Liaoning Province［J］.Chinese Journa of Ecology，2003，22（3）：65—69.（in Chinese））

［10］Viktorov A S，Tsirinskaya S Yu.Mathematical models of landscape patterns as one of the foundations of remote sensing interpretation［J］.Issledovanie Zemli iz Kosmosa，2003，5：94—103.

［11］楊毅檸，宋微.國土調(diào)查中的遙感目視解譯與矢量化方法研究［J］.環(huán)境保護與循環(huán)經(jīng)濟，2009（10）20—23.（YANG Yi－ning，SONG Wei.The visual interpretation of remote sensing and vector quantization method in the investigation of research［J］.Environmental Protection and Circular Economy 2009（10）：20—23.（in Chinese））