熊淑雅

(青海省基礎(chǔ)地理信息中心，青海 西寧 810000)

三江源區(qū)以山地地貌為主，地形復(fù)雜，平均海拔4 400 m左右，其受青藏高原形成過程的影響，在地貌上呈現(xiàn)東低西高的特征，大部分山脈均為西北—東南走向，這種山體格局深刻影響三江源的植被發(fā)育及水熱條件。地理信息系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用為三江源區(qū)的“黑土灘”退化草地的判讀提供了有效的科學(xué)分析手段。目前，已收集到三江源綜合試驗(yàn)區(qū)內(nèi)青海省第1次全國地理國情普查數(shù)據(jù)，主要用于輔助三江源綜合試驗(yàn)區(qū)草地、濕地解譯[1]。收集2015年7月底～9月初三江源綜合試驗(yàn)區(qū)Landsat8影像數(shù)據(jù)。若收集不到Landsat8影像數(shù)據(jù)或影像數(shù)據(jù)不能滿足生產(chǎn)需要，則考慮收集2015年7月底～9月初三江源綜合試驗(yàn)區(qū)環(huán)境衛(wèi)星數(shù)據(jù)。地理信息系統(tǒng)對三江源綜合試驗(yàn)區(qū)黑土灘型退化草地變化監(jiān)測，為三江源區(qū)的“黑土灘”退化草地的生態(tài)恢復(fù)治理及其動(dòng)態(tài)監(jiān)測提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和有效的技術(shù)支持。

1 三江源綜合試驗(yàn)區(qū)地理信息監(jiān)測設(shè)計(jì)方案

青海三江源綜合試驗(yàn)區(qū)黑土灘型退化草地變化監(jiān)測，通過收集項(xiàng)目區(qū)域影像資料，經(jīng)過影像糾正處理，進(jìn)行目視解譯工作，并通過外業(yè)驗(yàn)證后，進(jìn)行數(shù)據(jù)修改與整理，同時(shí)經(jīng)過兩級(jí)檢查一級(jí)驗(yàn)收，形成最終成果數(shù)據(jù)；植被覆蓋度數(shù)據(jù)，對收集的影像資料經(jīng)過輻射糾正等處理后，計(jì)算植被指數(shù)及樣點(diǎn)內(nèi)插計(jì)算，最終形成植被覆蓋度成果。具體技術(shù)路線如圖1所示。

2 地理信息監(jiān)測數(shù)據(jù)

成果主要技術(shù)指標(biāo)和規(guī)格：采用2000國家大地坐標(biāo)系，投影坐標(biāo)，投影采用高斯—克呂格，按6(°)分帶投影坐標(biāo)；投影采用亞爾勃斯投影，第1標(biāo)準(zhǔn)緯線為34(°)，第2標(biāo)準(zhǔn)緯線為37(°)，中央經(jīng)線為96.5(°)，1985國家高程基準(zhǔn)，高程系統(tǒng)為正常高，高程坐標(biāo)單位為米。

三江源綜合試驗(yàn)區(qū)草地最小圖斑控制在0.016 km2，即按15 m分辨率影像控制在70個(gè)像素內(nèi)，為保證草地解譯的準(zhǔn)確性和一致性，本項(xiàng)目規(guī)定草地解譯中，波段組合采用近紅外(紅)、紅(綠)、綠(藍(lán))的組合。如數(shù)據(jù)源為Landsat8，則波段組合采用543組合。

三江源綜合試驗(yàn)區(qū)草地分類指標(biāo)沿用前期草地退化分類指標(biāo)，該指標(biāo)在草地退化的分級(jí)分類方面參照了青海地方標(biāo)準(zhǔn)DB63/T603-2006，分級(jí)指標(biāo)方面主要采用了可直接利用遙感技術(shù)監(jiān)測的原生植被覆蓋度，并經(jīng)過青海大學(xué)牧科院草原學(xué)專家修正，最終形成如表1的草地退化類別及定義。其中黑土型退化草地是青藏高原高寒草甸類草地嚴(yán)重退化的特有類型[2-3]。

圖1 地理信息監(jiān)測設(shè)計(jì)技術(shù)路線

本項(xiàng)目中三江源綜合試驗(yàn)區(qū)主要濕地類型分類見表2。

3 黑土灘型退化草地變化監(jiān)測要求

對于影像上清晰可見的湖泊、旱地等按實(shí)際大小解譯。河流解譯時(shí)，寬度大于2個(gè)像素、水系痕跡較明顯且連續(xù)的河流需解譯。選取影像上清晰可見、有一定寬度的河流作為矢量要素，常年河需要矢量(河流構(gòu)面)。道路解譯時(shí)，解譯高等級(jí)的道路，高速公路、國道、省道；牧道合并到相鄰的地類中(道路解譯時(shí)先矢量中心線，再做平行線構(gòu)面)[4]。解譯過程中的不確定圖斑，例如：居民地、采礦用地、風(fēng)景名勝及特殊用地等參照青海湖流域“青海省第1次全國地理國情普查”項(xiàng)目成果數(shù)據(jù)確定。

表1 三江源綜合試驗(yàn)區(qū)草地退化類別及定義

表2 本項(xiàng)目中三江源綜合試驗(yàn)區(qū)濕地類型

三江源綜合試驗(yàn)區(qū)黑土灘型退化草地及濕地解譯，影像采用經(jīng)過融合后的15 m分辨率的影像，對三江源綜合試驗(yàn)區(qū)黑土灘型退化草地進(jìn)行目視解譯。

4 植被覆蓋度狀況變化監(jiān)測

植被覆蓋度狀況變化監(jiān)測通過輻射定標(biāo)及FLAASH大氣糾正進(jìn)行影像輻射糾正，最后進(jìn)行植被覆蓋度估算，植被蓋度估算主要是依托OSAVI指數(shù)結(jié)果，結(jié)合樣點(diǎn)內(nèi)插參數(shù)，從而估算植被覆蓋度。

采用像元二分模型估算是假定通過遙感傳感器所觀測到的信息可以表達(dá)為由綠色植被部分所貢獻(xiàn)的信息和由無植被覆蓋(裸土)部分所貢獻(xiàn)的信息兩部分組成。像元二分模型估算植被覆蓋度時(shí)采用OSAVI數(shù)據(jù)，此時(shí)植被覆蓋度Fc的估算公式為：

Fc=(OSAVI-OSAVIsoil)/(OSAVIveg-OSAVIsoil)

(1)

式中，OSAVI為影像中各像元的OSAVI值；OSAVIsoil為全裸土覆蓋區(qū)域的OSAVI值；OSAVIveg為純植被覆蓋像元的OSAVI值。

內(nèi)業(yè)樣點(diǎn)數(shù)據(jù)主要包括植被蓋度接近100%的植被樣點(diǎn)和植被蓋度低于5%的裸地樣點(diǎn)。植被蓋度計(jì)算依托公式一，在ENVI軟件中，利用band math工具進(jìn)行。

5 數(shù)據(jù)建庫

建立三江源綜合試驗(yàn)區(qū)黑土灘型退化草地變化監(jiān)測數(shù)據(jù)庫及影像數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫采用文件數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)格式為*.gdb。

1)矢量數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)庫包括三江源綜合試驗(yàn)區(qū)黑土灘型退化草地變化監(jiān)測數(shù)據(jù)和三江源綜合試驗(yàn)區(qū)濕地變化監(jiān)測數(shù)據(jù)，對經(jīng)過兩級(jí)檢查一級(jí)驗(yàn)收后的數(shù)據(jù)，進(jìn)行入庫處理。

2)影像數(shù)據(jù)庫

影像數(shù)據(jù)庫，對經(jīng)過質(zhì)檢的該項(xiàng)目影像數(shù)據(jù)進(jìn)行入庫處理。

6 結(jié) 語

三江源區(qū)是長江、黃河、瀾滄江三江的發(fā)源地，素有“中華水塔”之稱，黃河總流量的49.2%、長江總流量的25%和瀾滄江總流量的15%都來自這一地區(qū)。在三江源綜合試驗(yàn)區(qū)黑土灘型退化草地變化監(jiān)測中地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用，提高了該區(qū)域資源管理的水平，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了信息化的資源管理。對三江源綜合試驗(yàn)區(qū)黑土灘型退化草地變化的基本情況做出詳細(xì)、全面的調(diào)查，為下一步的區(qū)域生態(tài)治理，提供有效科學(xué)數(shù)據(jù)。