摘 要:水土流失是由于有一定的動能的水流將風(fēng)化的地表產(chǎn)物剝離原地,并將其沖到下游低洼地區(qū)沉積下來的自然現(xiàn)象。本研究以贛州市區(qū)作為研究對象,對贛州市地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行辨識和模擬,進(jìn)行水土流失情況的劃分,獲得贛州市水土流失情況,采用RS和GIS及空間分析方法和技術(shù),對贛州市遙感影像進(jìn)行分析處理,并對其水土流失分析統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行評價(jià)的過程。
關(guān)鍵詞:水土流失;贛州市;遙感
引言
人為因素對自然生態(tài)系統(tǒng)影響的發(fā)生率和強(qiáng)度都在增加,人類福利和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響越來越大,這是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的本質(zhì)被破壞和削弱。如何對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和建設(shè)規(guī)劃,實(shí)行科學(xué)管理,遏制生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的趨勢,維護(hù)區(qū)域生態(tài)安全和人類福利不受影響是區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容。由于人們長時(shí)間對自然資源的不合理的開發(fā)利用,從而造成該地區(qū)水土流失異常嚴(yán)重,已導(dǎo)致該地區(qū)土地生產(chǎn)力和土地質(zhì)量下降。水旱災(zāi)害不斷加劇,生態(tài)穩(wěn)定性的降低,自然環(huán)境的惡化。
1 贛南紅壤區(qū)水土流失概況
贛州市位于江西省的南部,雨季表現(xiàn)明顯,降雨量大,雨量比較集中,春夏季降雨最多且多為暴雨。同時(shí)受上游洪水沖刷、下游受淤積的堆積和地區(qū)的降雨量比較集中、量大等三個(gè)重要因素的影響,每年高洪水位頻頻發(fā)生。由于受氣候的影響,近年呈現(xiàn)降雨量明顯增多。贛州地區(qū)是江西省水土流失面積最大的地區(qū),在流域方面,以贛江流域?yàn)橹鳎趲r性方面,主要表現(xiàn)為贛南花崗巖侵蝕區(qū),在這一地區(qū),土壤侵蝕量最大,危害最為嚴(yán)重,贛州地區(qū)水土流失面積達(dá)38.2萬公頃,約占全省水土流失面積的1/3。由于該地區(qū)的農(nóng)民的耕作方式習(xí)慣的根本性原因,從而造成水土流失嚴(yán)重,并且治理困難,恢復(fù)難度相當(dāng)大。
2 贛南紅壤區(qū)水土流失研究操作方法與步驟
2.1 數(shù)據(jù)來源和預(yù)處理
本論文研究選用的贛州市遙感影像,空間分辨率為30米,GCS_WGS_1984坐標(biāo)系。
通過對獲取的遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行波段進(jìn)行波段合成和影像裁剪,得到所需的研究區(qū)域。然后對所得到的研究區(qū)域的遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行輻射校正和幾何校正。
2.2 影像分類
利用ENVI對贛州市遙感影像進(jìn)行監(jiān)督分類,通過建立感興趣區(qū),把贛州市的地物劃分為,建筑物、裸露土地、水域、植被四個(gè)種類,然后執(zhí)行監(jiān)督分類,得到分類圖像,對贛州市裸露土地進(jìn)行提取,然后導(dǎo)出其矢量圖。
2.3 坡度分析
利用arcgis軟件的空間分析模塊功能模塊,先加載DEM柵格表,再由slope函數(shù)提取出坡度,對坡度進(jìn)行重分類,然后對該數(shù)據(jù)層的屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。
操作流程如下:(1)加載DEM柵格表。(2)圖形裁剪。利用 Arctoolbox/Spatial analyst Tool/extraction/extract mask工具,對柵格圖像進(jìn)行裁剪,依據(jù)研究區(qū)輪廓圖將研究區(qū)的DEM圖裁剪出來。(3)提取坡度。運(yùn)行Spatial analyst/surface analysis/slope,生成研究區(qū)的坡度圖,柵格圖形中每一個(gè)點(diǎn)的像素單元值即為改點(diǎn)的坡度值。(4)坡度重分類。運(yùn)行Spatial analyst/reclassif,將坡度進(jìn)行分類。(5)坡度分類統(tǒng)計(jì)。將重分類后生成的柵格圖形屬性表導(dǎo)出為 .dbf文件,通過Excel軟件進(jìn)行匯總和統(tǒng)計(jì),計(jì)算出研究區(qū)坡度分級組成以及平均坡度。
3 基于TM影像和DEM疊加的水土流失調(diào)查分析
3.1 疊加分析
對贛州市裸露土地進(jìn)行坡度分析,得到贛州市裸露土地坡度分析圖,然后對贛州市裸露土地坡度分析圖進(jìn)行坡度重分類。結(jié)果見圖1、圖2。
3.2 贛南紅壤區(qū)水土流失結(jié)果統(tǒng)計(jì)
將上述重分類后生成的柵格圖形屬性表導(dǎo)出為.dbf文件,通過 Excel軟件進(jìn)行匯總和統(tǒng)計(jì),計(jì)算出研究區(qū)坡度組成以及平均坡度,見表1。
根據(jù)贛州市坡度情況和贛州市裸露土地不同坡度裸露土地占地情況,可得出贛州市區(qū)不同坡度裸地土地占的面積百分比,如表2。
3.3 贛南紅壤區(qū)水土流失情況分析評價(jià)
從相關(guān)表中可以得出贛州市的坡度分級情況,贛州市各級土地的面積在隨著坡度的增加而不斷減少,且贛州市大部分面積的坡度在14°以下。從表1可以得出,在隨著坡度的增加贛州市區(qū)裸露土地的面積不斷減少,大部分裸露土地集中在4°以下的坡度地面,從而可以得知贛州市區(qū)水土流失最嚴(yán)重的還是處于4°以下坡度的土壤。從表2可以得出,不同坡度的贛州裸露土地占地面積比例最多的集中在4°到9°,其次是在4°以下的那些坡度。而坡度越大裸露土地越少,主要原因是由于雨水的沖刷作用使坡度變小,雨水的沖刷量與坡度的大小成正比,故裸露土地最多的地方集中在坡度小的地區(qū),這也跟贛南地區(qū)地勢和植被的覆蓋程度有關(guān)。
4 結(jié)束語
文章中只對地形因素作為明顯的考慮因素,而地形因素中,由于坡度因素的影響較為明顯,坡度可以通過贛州市DEM進(jìn)行坡度分析得到,通過對贛州市區(qū)的DEM坡度情況進(jìn)行分析,可以得到贛州市區(qū)的坡度分布情況,通過對贛州的影像分類提取得到了贛州市區(qū)的裸露土地作為贛州市水土流失的范圍,再經(jīng)過矢量導(dǎo)出,與經(jīng)過坡度分析的贛州市DEM的坡度進(jìn)行疊加分析,得出贛州市區(qū)不同坡度情況下的裸露土地的面積情況,經(jīng)過分析得出贛州市區(qū)的水土流失分布情況。
參考文獻(xiàn)
[1]申洪源.我國水土流失現(xiàn)狀及生態(tài)環(huán)境建設(shè)研究[J].哈爾濱師范大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào),2001,17(2).
[2]李壁成.小流域水土流失與綜合治理遙感監(jiān)測[M].北京:科學(xué)出版社,1995.
[3]陳正江,湯國安,任曉東.地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)[M].北京:科學(xué)出版社,2005.
[4]孫家柄.遙感原理與應(yīng)用[M].武漢大學(xué)出版社,2009.
作者簡介:鄭上雄(1990-),男,漢,江西,廣豐,碩士研究生,現(xiàn)就讀于江西理工大學(xué)建筑與測繪工程學(xué)院,遙感與地理信息系統(tǒng)專業(yè)。