熊淑雅

(青海省基礎地理信息中心，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)技術的應用為三江源區(qū)的“黑土灘”退化草地的判讀提供了有效的科學分析手段。目前，已收集到三江源綜合試驗區(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)恢復治理及其動態(tài)監(jiān)測提供基礎數(shù)據(jù)和有效的技術支持。

1 三江源綜合試驗區(qū)地理信息監(jiān)測設計方案

青海三江源綜合試驗區(qū)黑土灘型退化草地變化監(jiān)測，通過收集項目區(qū)域影像資料，經(jīng)過影像糾正處理，進行目視解譯工作，并通過外業(yè)驗證后，進行數(shù)據(jù)修改與整理，同時經(jīng)過兩級檢查一級驗收，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，計算植被指數(shù)及樣點內(nèi)插計算，最終形成植被覆蓋度成果。具體技術路線如圖1所示。

2 地理信息監(jiān)測數(shù)據(jù)

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

三江源綜合試驗區(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個像素內(nèi)，為保證草地解譯的準確性和一致性，本項目規(guī)定草地解譯中，波段組合采用近紅外(紅)、紅(綠)、綠(藍)的組合。如數(shù)據(jù)源為Landsat8，則波段組合采用543組合。

三江源綜合試驗區(qū)草地分類指標沿用前期草地退化分類指標，該指標在草地退化的分級分類方面參照了青海地方標準DB63/T603-2006，分級指標方面主要采用了可直接利用遙感技術監(jiān)測的原生植被覆蓋度，并經(jīng)過青海大學牧科院草原學專家修正，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重退化的特有類型[2-3]。

圖1 地理信息監(jiān)測設計技術路線

本項目中三江源綜合試驗區(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、旱地等按實際大小解譯。河流解譯時，寬度大于2個像素、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(河流構面)。道路解譯時，解譯高等級的道路，高速公路、國道、省道；牧道合并到相鄰的地類中(道路解譯時先矢量中心線，再做平行線構面)[4]。解譯過程中的不確定圖斑，例如：居民地、采礦用地、風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”項目成果數(shù)據(jù)確定。

表1 三江源綜合試驗區(qū)草地退化類別及定義

表2 本項目中三江源綜合試驗區(qū)濕地類型

三江源綜合試驗區(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，對三江源綜合試驗區(qū)黑土灘型退化草地進行目視解譯。

4 植被覆蓋度狀況變化監(jiān)測

植被覆蓋度狀況變化監(jiān)測通過輻射定標及FLAASH大氣糾正進行影像輻射糾正，最后進行植被覆蓋度估算，植被蓋度估算主要是依托OSAVI指數(shù)結果，結合樣點內(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為由綠色植被部分所貢獻的信息和由無植被覆蓋(裸土)部分所貢獻的信息兩部分組成。像元二分模型估算植被覆蓋度時采用OSAVI數(shù)據(jù)，此時植被覆蓋度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)樣點數(shù)據(jù)主要包括植被蓋度接近100%的植被樣點和植被蓋度低于5%的裸地樣點。植被蓋度計算依托公式一，在ENVI軟件中，利用band math工具進行。

5 數(shù)據(jù)建庫

建立三江源綜合試驗區(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)和三江源綜合試驗區(qū)濕地變化監(jiān)測數(shù)據(jù)，對經(jīng)過兩級檢查一級驗收后的數(shù)據(jù)，進行入庫處理。

2)影像數(shù)據(jù)庫

影像數(shù)據(jù)庫，對經(jīng)過質檢的該項目影像數(shù)據(jù)進行入庫處理。

6 結 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)的應用，提高了該區(qū)域資源管理的水平，進而實現(xiàn)了信息化的資源管理。對三江源綜合試驗區(qū)黑土灘型退化草地變化的基本情況做出詳細、全面的調(diào)查，為下一步的區(qū)域生態(tài)治理，提供有效科學數(shù)據(jù)。