基于RS和GIS的水土流失因子提取与分析：以攀枝花市为例1
成都理工大学
硕士学位论文
基于RS和GIS的水土流失因子提取与分析——以攀枝花市为例
姓名：贺奋琴
申请学位级别：硕士
专业：构造地质学
指导教师：何政伟
20040501
基于ＲＳ和ＧＩＳ的水土流失因子提取与分析
——以攀枝花市为例
摘要
水土流失造成一系列的危害，己成为中国的头号问题。及时准确地将水土流失类型、强度、分布地最新数据提供给各级政府和水土保持主管部门，是制定水土保持规划和决策的基本依据。
近年来，遥感（ＲＳ）和地理信息系统（ＧＩＳ）技术得到了迅速发展并趋向于一体化和实用化。遥感技术为大范围的环境调查和监测提供了时间和空间上连续覆盖的信息源，ＧＩＳ技术为空间数据的管理和分析提供了有力的工具。
本论文以１９８８年Ｌａｎｄｓａｔ．５ＴＭ、１９９９年Ｌａｎｄｓａｔ－７ＥＴＭ＋原始数据和ｌ：２５万地形图为主要信息源，通过遥感图像数字处理的方法，提取了对水土流失起主导作用的植被覆盖度、土地利用类型，沟谷密度及土壤成土母质等因子；在矢量化等高线数据的基础上、生成数字高程模型（ＤＥＭ），提取地形坡度；各因子经ＧＩＳ空间分析，依据《土壤侵蚀分类分级标准》，提出了适合研究区的水土流失分级指标，得出研究区水土流失强度等级。通过１９８８年与１９９９年对比分析，结果表明水土流失总面积增加１５７３．８７ｋｍ２，其中微度流失面积减少１５７３．８７ｋｍ２，轻度流失面积增加１０８０．１６ｋｍ２，中度流失面积增加２９８．３９ｋｍ２，强度流失面积增加１３３．０３ｋｍ２，极强度流失面积增加４３．８４ｋｍ２。剧烈流失面积增加了ｌ８．４５ｋｍ２，攀枝花市水土流失呈现恶化现象。
本论文研究表明，利用Ｒｓ和ＧＩＳ技术进行水土流失因子提取与分析是切实可行的。本论文在以下方面取得明显进展和认识：
（１）提出了在无法获取年平均侵蚀模数的情况下，可以利用遥感图像数字处理的方法，结合地形数据，提取影响水土流失的主导因子：植被覆盖度、地形坡度、沟谷密度、土地利用类型和土壤成土母质，参考降雨量资料进行水土流失的研究，在技术上是完全可行的。
（２）根据中华人民共和国行业标准《土壤侵蚀分类分级标准》（ＳＬ１９０—９６），参考《水土保持技术规范》的有关要求，结合水土流失各因子分级定标，提出了适合本研究区的植被覆盖度、坡度、沟谷密度和土地利用类型四因子水土流失面蚀分级指标，得出研究区水土流失强度等级。
（３）针对研究区地理地质环境，利用ＲＳ数据和地形图，形成了一套基于ＲＳ和ＧＩＳ的从数据采集一遥感图像的处理一水土流失因子信息提取一ＧＩＳ空间分析一水土流失强度分级定标及分析，较为完整的水土流失因子提取与分析的研究技术路线、方法体系和工作流程。这套方法体系和技术路线对中国山区水土流失的调查、动态监测，有一定的参考借鉴价值。
关键词：植被覆盖度，坡度，沟谷密度，因子，水土流失，遥感，地理信息系统，土地利用类型，土壤成土母质，降雨量攀枝花市
ＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＥｘｔｒａｃｔｉｏｎｏｆＳｏｉｌａｎｄＷａｔｅｒＬｏｓｓＦａｃｔｏｒｓＢａｓｅｄｏｎＲＳａｎｄＧＩＳ
——ＴｈｅＣａｓｅｏｆＰａｎｚｈｉｈｕａ
Ｃｉｔｙ
Ａｂｓｔｒａｃｔ
ＳｏｉｌａｎｄｗａｔｅｒＩＯＳＳｈａｓｒｅｓｕｌｔｅｄｉｕａｓｅｒｉｅｓｏｆｈａｚａｒｄｓ．ａｎｄｉｔｉｓｔｈｅｍｏｓｔｓｅｒｉｏｕｓｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｐｒｏｂｌｅｍｉｎＣｈｉｎａ．Ｔｏｐｒｅｃｉｓｅｌｙｓｕｐｐｌｙｔｈｅｔｙｐｅ，ｉｎｔｅｎｓｉｔｙａｎｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｓｏｉｌａｎｄｗａｔｅｒｌｏｓｓｉｎｔｉｍｅｉｓｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐａｌｂａｓｉｓｆｏｒｓｏｉｌａｎｄｗａｔｅｒｌｏｓｓｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ，ｐｌａｎｎｉｎｇａｎｄｄｅｃｉｓｉｏｎ—ｍａｋｉｎｇ．
Ｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ，ｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｏｆｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇ（ＲＳ）ａｎｄｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ（Ｇｌｓｌｈａｖｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄｒａｐｉｄｌｙａｎｄｔｒｅｎｄｅｄｔｏｂｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄａｎｄａｐｐｌｉｅｄｗｉｄｅｌｙ．Ｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｓｕｐｐｌｉｅｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｏｕｒｃｅｓｔｏｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓｕｒｖｅｙｉｎｇａｎｄｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｉｎａｌａｒｇｅｒｅｇｉｏｎ．ＧＩＳｉｓａｐｏｗｅｒｆｕｌｔｏｏｌｔｏｍａｎａｇｅｍｅｎｔａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｓｐａｔｉａｌｄａｔａ．
Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｂｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｄａｔａｏｆｌａｎｄｓａｔ－５ＴＭｉｎ１９８８，ｌａｎｄｓａｔ－７
ＥＴＭ＋ｉｎ１９９９ａｎｄ１：２５００００ｔｏｐｏｇｒａｐｈｉｃｍａｐａｓｔｈｅｍａｉｎｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ
ｓｏｕｒｃｅｓ，ｂｙｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｄｉｇｉｔａｌｉｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｔｈｅａｕｔｈｏｒｈａｓｅｘｔｒａｃｔｅｄｌｅａｄｉｎｇｆａｃｔｏｒｓｏｆｓｏｉｌａｎｄｗａｔｅｒｌｏｓｓ，ｓｕｃｈａｓｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｃｏｖｅｒ，ｌａｎｄ－ｕｓｅｔｙｐｅ，ｇｕｌｌｙｄｅｎｓｉｔｙ，ｐａｒｅｎｔｍａｔｅｒｉａｌｓｏｆｓｏｉｌ，ａｎｄｓｏｏｎ．Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｒａｓｔｅｒ－ｔｏ－ｖｅｃｔｏｒｃｏｎｔｏｕｒｌｉｎｅ，ｄｉｇｉｔａｌｅｌｅｖａｔｉｏｎｍｏｄｅｌ（ＤＥＭ）ｉｓｇｏｔ，ｔｈｅｎｓｌｏｐｅｉｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄｔｈｒｏｕｇｈＤＥＭ．Ｆｏｕｎｄｉｎｇｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｆｏｒｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｓｏｉｌｅｒｏｓｉｏｎ，ｂｙｔｈｅｓｐａｔｉａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆＧＩＳ，ｔｈｅａｕｔｈｏｒｈａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｇｒａｄａｔｉｏｎｉｎｄｅｘｏｆｓｏｉｌａｎｄｗａｔｅｒｌｏｓｓｏｆｔｈｅｓｔｕｄｙａｒｅａ，ｔｈｅｎｇｏｔｔｅｎｓｔｒｅｎｇｔｈｌｅｖｅｌｓｏｆｓｏｉｌａｎｄｗａｔｅｒｌｏｓｓｏｆＰａｎｚｈｉｈｕａｃｉｔｙ．Ｂｙｃｏｍｐａｒｉｎｇａｎａｌｙｓｅｓｂｅｔｗｅｅｎ１９８８ａｎｄ１９９９，ｔｈｅｒｅｓｕｌｔａｒｅｔｈｅｓｅ：ｔｈｅｗｈｏｌｅａｒｅａｏｆｓｏｉＩａｎｄｗａｔｅｒｌｏｓｓｈａｓｉｎｃｒｅａｓｅｄ１５７３．８７ｋｉｎ‘，ｖｅｒｙｓｌｉｇｈｔｌＯＳＳａｒｅａｈａｓｒｅｄｕｃｅｄ１５７３．８７ｋｍ。。ｓｌｉｇｈｔＩＯＳＳａｒｅａｈａｓｉｎｃｒｅａｓｅｄ１０８０．１６ｋｍ‘，ｍｏｄｅｒａｔｅｌｏｓｓａｒｅａｈａｓｉｎｃｒｅａｓｅｄ２９８．３９ｋｍ２，ｓｅｖｅｒｅｌｏｓｓａｒｅａｈａｓｉｎｃｒｅａｓｅｄ１３３．０３ｋｍ‘，ｓｔｒｏｎｇｌｙｓｅｖｅｒｅｌｏｓｓａｒｅａｈａｓｉｎｃｒｅａｓｅｄ４３．８４ｋｍ２．ｖｉｏｌｅｎｔｌｏｓｓａｒｅａｈａｓｉｎｃｒｅａｓｅｄ１８．４５ｋｍ‘，ｔｈｅｓｏｉｌａｎｄｗａｔｅｒｌＯＳＳｉｎＰａｎｚｈｉｈｕａｃｉｔｙｗａｓｓｈｏｗｉｎｇｉｎａｗｏｒｓｅｎｅｄｓｉｔｕａｔｉｏｎ．Ｉｔｉｓｆｅａｓｉｂｌｅｆｏｒａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｏｆｓｏｉｌａｎｄｗａｔｅｒｌｏｓｓｆａｃｔｏｒｓｂａｓｅｄｏｎ
ＲＳａｎｄＧＩＳ．Ｔｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇｉｓｔｈｅｉｎｎｏｖａｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ：（１）Ｕｎｄｅｒｂｅｉｎｇｕｎａｂｌｅｔｏｏｂｔａｉｎａｖｅｒａｇｅｅｒｏｓｉｏｎｍｏｄｕｌｕｓｓｉｔｕａｔｉｏｎ．ｂｙｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｄｉｇｉｔａｌｉｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｏｅｘｔｒａｃｔｌｅａｄｉｎｇｆａｃｔｏｒｓｏｆｓｏｉｌａｎｄｗａｔｅｒｌｏｓｓ，ｓｕｃｈａｓｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｃｏｖｅｒ，ｌａｎｄ－ｕｓｅｔｙｐｅ，ｇｕｌｌｙｄｅｎｓｉｔｙ，ｐａｒｅｎｔｍａｔｅｒｉａｌｓｏｆｓｏｉｌ，ａｎｄｅｘｔｒａｃｔｓｌｏｐｅｆａｃｔｏｒｂｙａｐｐｌｙｉｎｇｔｏｐｏｇｒａｐｈｉｃｄａｔａ，ｉｔｉｓｆｅａｓｉｂｌｅｉｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｔｏｒｅｓｅａｒｃｈｓｏｉｌａｎｄｗａｔｅｒｌｏｓｓ．
（２）ＦｏｕｎｄｉｎｇｔｈｅｓｅｃｔｏｒｓｔａｎｄａｒｄｏｆｔｈｅＰｅｏｐｌｅ’ＳＲｅｐｕｂｌｉｃｏｆＣｈｉｎａｓｔａｎｄａｒｄｆｏｒｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｓｏｉｌｅｒｏｓｉｏｎ（ＳＬ１９０—９６），ｒｅｆｅｒｒｉｎｇｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｓｏｉｌａｎｄｗａｔｅｒｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｃａｌｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｃｏｍｂｉｎｉｎｇｇｒａｄａｔｉｏｎｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｏｆｓｏｉｌａｎｄｗａｔｅｒｌｏｓｓｆａｅｔｏｒｓ，ｔｈｅａｕｔｈｏｒｈａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｓｕｒｆａｃｅｅｒｏｓｉｏｎｇｒａｄａｔｉｏｎｉｎｄｅｘｏｆｓｏｉｌａｎｄｗａｔｅｒｌｏｓｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｃｏｖｅｒ，ｓｌｏｐｅ，ｇｕｌｌｙｄｅｎｓｉｔｙａｎｄｌａｎｄ—ｕｓｅｔｙｐｅｆａｃｔｏｒｓ，ｔｈｅｎｇｏｔｔｅｎｓｔｒｅｎｇｔｈｌｅｖｅｌｓｏｆｓｏｉｌａｎｄｗａｔｅｒｌｏｓｓｏｆＰａｎｚｈｉｈｕａｃｉｔｙ．
（３）Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｇｅｏ－ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｏｆＰａｎｚｈｉｈｕａｃｉｔｙ，ｔｈｅａｕｔｈｏｒｈａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａＲＳａｎｄＧＩＳｓｙｓｔｅｍｆｒｏｍｄａｔａｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ－－－ｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｄｉｇｉｔａｌｉｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ—ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｏｆｓｏｉｌａｎｄｗａｔｅｒｌｏｓｓｆａｃｔｏｒｓ—ｓｐａｔｉａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆＧＩＳ—ｇｒａｄａｔｉｏｎｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｏｆｓｏｉｌａｎｄｗａｔｅｒｌｏｓｓｉｎｔｅｎｓｉｔｙ，ｓｈｏｗｎｏｕｔｔｈｅｓｔｕｄｙｔｅｃｈｎｉｑｕｅｒｏｕｔｅ，ｍｅｔｈｏｄｓｙｓｔｅｍａｎｄｗｏｒｋｆｌｏｗｏｆａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｏｆｓｏｉｌａｎｄｗａｔｅｒｌｏｓｓｆａｃｔｏｒｓ，ｗｈｉｃｈｈａｓｒｅｆｅｒｅｎｃｅｖａｌｕｅｆｏｒｓｕｒｖｅｙｉｎｇａｎｄｄｙｎａｍｉｃ
ａｒｅａｏｆＣｈｉｎａ．
ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｏｆｓｏｉｌａｎｄｗａｔｅｒｌｏｓｓｉｎｔｈｅｍｏｕｎｔａｉｎ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｃｏｖｅｒ，ｓｌｏｐｅ，ｇｕｌｌｙｄｅｎｓｉｔｙ，ｌａｎｄ?ｕｓｅｔｙｐｅ，ｐａｒｅｎｔｍａｔｅｒｉａｌｓｏｆｓｏｉｌ，ｒａｉｎｆａｌｌｄａｔａ，ｆａｃｔｏｒ，ｓｏｉｌａｎｄｗａｔｅｒｌｏｓｓ，ｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇ（ＲＳ），ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ（ＧＩＳ），Ｐａｎｚｈｉｈｕａｃｉｔｙ
成都理工大学硕Ｅ学位论文
１前言
中国是一个多山国家，国土面积的三分之二为山地丘陵，是世界上水土流失最为严重的国家之一。由于人类的不合理生产活动与脆弱的生态环境相互作用，会导致植被的破坏与耗竭、环境恶化、生态平衡失调。一旦暴雨季节，失去防护的山丘地表，会发生不同程度的水土流失，使原来多层植被下的土壤层遭到侵蚀，致使土地生产力下降、土地资源丧失，缩小了人类的生存空间，地表呈现类似沙漠景观的土地退化，危及当地人民的生存发展，加重了贫困程度：有时甚至泥沙俱下，填充并埋没沟谷中及平原里的农田，致使农作物减产甚至破坏耕地。重则致使河床抬高、航道缩短、水库淤积，加快地区洪涝灾害的频率。水土流失形成了一系列亟待合理解决的生产问题，是发展中国家发展持续性面临的一个重大问题。
然而水土流失类型繁多、影响因子复杂，再加上地形因素的影响，采用常规、传统的方法进行水土流失的分析研究极其困难。遥感作为新兴的技术手段，以其探测范围大，获得资料速度快、周期短、能反映动态的变化，受地面条件限制少，手段丰富、获得的信息量大且成本较低、收益大等优点，已被广泛应用于各个领域，成为获取地面信息的主要手段。利用遥感图像可以获得连续时间序列各类信息，因此，遥感技术是向数字地球提供了多维动态信息的先进手段。如今，可以获得低、中、高空间分辨率互补；多光谱、高光谱、超光谱的光谱遥感和多波段、多极化、多角度的雷达遥感互补；长、中、短时间分辨率互补的遥感数据，遥感已成为水土流失分析研究的首要信息源。然而，这些海量的信息如何能够被有效的利用起来，如何能够从遥感数据上提取有用的信息，实现将遥感信息转换成资源环境信息，转变成可持续发展的决策信息，最终转化为生产力是研究的关键之所在。
本论文采用Ｌａｎｄｓａｔ一５ＴＭ、Ｌａｎｄｓａｔ．７ＥＴＭ＋遥感数据，主要通过遥感图像数字处理的方法，结合地形数据来提取水土流失各因子。利用地理信息系统强大的空间分析功能，将获取的水土流失各因子进行统计分析，进而对研究区水土流失的强度等级以及动态变化进行分析评价，为研究区水土保持研究提供可靠的科学依据。
赞奋琴：基于ＲＳ和ＧＩＳ的水土流失因子提取与分析——以攀枝花市为例
１．１国内外研究现状
１．１．１国外研究现状
１．１．１．１水土流失调查、监测与预报模型的建立方面
应用遥感和地理信息系统进行水土流失调查和监测研究，在国外已经试验应用。采用的方法可概括为两大类：一是单因子提取，如美国Ｍｏｒｇａｎ等人试图从遥感资料中提取通用土壤侵蚀方程式中的Ｐ和Ｃ因子：另一类是综合法。如澳大利亚Ｐｉｃｋｕｐ等人提出的“土壤稳定性系数”，加拿大和新西兰专家提出的“侵蚀斑”等概念，用以图像处理和制图…。
二战以来各国均十分重视水土保持和自然资源的合理利用，水土保持监测和评价预报研究得到了迅速发展。比较成功的水土流失评价与预报研究主要是在微观尺度（坡度、小流域）上进行的，开发了大量的如ＵＳＬＥ、ＲＵＳＬＥ、ＷＥＰＰ、ＣＲＷＡＭＳ、ＡＮＳＷＥＲＳ、ＥＵＴＯＳＥＭ、ＬＩＳＥＭ等统计或物理模型【２Ｊ。
美国农业部（ＵＳＤＡ）下设自然资源保护局（ＮａｔｕｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓＣｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎＳｅｒｖｉｃｅ．ＮＲＣＳ：１９９４年以前称土壤保持局，ＳＣＳ），负责全美自然资源保护和管理。水土流失动态是ＮＲＣＳ监测的重要内容。ＮＲＣＳ将全美划分为６个工作区，各区派驻联络员（全国共有１００００余人）专门从事该工作，已建成了由８０力－个监测点组成的网络系统，对全国的水土流失进行长期定位监测。监测结果每５年汇总统计上报联邦政府～次，公布于全国，为自然资源的合理利用、水土保持规划提供决策依据。监测项目十分广泛，除土壤侵蚀与水土保持措施外，还有土地利用、土壤、防护林、作物及其轮作、灌溉、地下水等。监测工作采用实地观测和ＲＳ相结合的方法，对较大区域采用卫星遥感技术。近年来，ＧＩＳ技术已被广泛运用于水土流失监测和水土保持规划，监测结果大多已在Ｉｎｔｅｍｅｔ网上公布或制成光盘无偿提供给社会各界利用ｐ１。
日本利用洪涝灾害监测、预报的计算机辅助制图与设计（ＣＡＤＤ）遥感系统来建立土壤侵蚀模型，以改进流域的水土流失治理的管理。他们还开发了一个ＳＴＲＥＡＭＳ系统，以Ｔａｘａｓ为实验基地，将影响水土流失的诸因子，如土壤类型、地形、降雨强度、土地利用现状、植被等参数，均纳入水土流失模型中，以此计算出年土壤流失量，并进行了水土流失强度分类。为了查明地表信息和实时的土地利用类别的关系，他们通过对ＴＭ图像和ＳＰＯＴ图像的分析，从ＳＴＲＥＡＭＳ系统输出的土壤流失图是己经分类好的，并且在图上标出不同降雨条件下的水土流
成都理工人学硕士学位论文
失状况。
８０年代末期开始，荷兰学者开始了空间模型的开发研究，并于１９９６年提出了一个基于物理过程和栅格ＧＩＳ的荷兰土壤侵蚀和地表径流模型ＬＩＳＥＭ（ＬｉｍｂｕｒｇＳｏｉｌＥｒｏｓｉｏｎＭｏｄｅｌ），ＬＩＳＥＭ模型用ＰＣＲＡＳＴＥＲＧＩＳ地理信息系统编写，考虑了降雨、截留、填沣、渗透、土壤分散、水分运动等主要过程．将每一个过程都编写为一个ＰＣＲＡＳＴＥＲ的命令或者函数。ＬＩＳＥＭ在对土壤侵蚀过程的描述和模拟方面，不如ＷＥＰＰ那样深入和全面，但是第一个能与ＧＩＳ完全集成的物理模型，而且可以直接利用遥感数据，可更加清楚地反映土壤侵蚀的机理和时空动态，在一定程度上代表了土壤侵蚀模型开发的新思潮【３】。
欧洲土壤侵蚀模型ＥＵＲＯＳＥＭ（Ｅｕｒｏｐｅａｎｓｏｉｌｅｒｏｓｉｏｎｍｏｄｅｌ）是根据欧洲土壤侵蚀研究成果开发的，用于预报田间与流域的土壤流失，在欧洲取代了ＵＳＬＥ形式的统计方程。
此外，澳大利亚、加拿大、新西兰以及许多发展中国家也在水土流失调查和评价方面做了大量研究与试验，在应用方面取得了许多进展。
１．１．１．２运用ＧＩＳ和遥感技术提取水土流失因子
国外，运用ＧＩＳ和遥感技术提取水土流失因子研究，已得到广泛应用（表ｌ一１）。１．１．２国内研究现状
１．１．２．１运用遥感和ＧＩＳ技术进行水土流失调查、评价研究当前国内利用ＲＳ和ＧＩＳ监测水土流失也做过一部分工作。建国以来，中国对水土流失面积进行过４次调查。
１９５５年，由各地通过典型调查推断出水土流失（仅水力侵蚀部分）面积。这次调查没有统一的标准和规范，主要采用典型调查结合类推的方法，而且不含新疆、西藏、上海、天津、台湾等省份，是一次不全面的调查【”】。
自遥感技术２０世纪７０年代中期引进中国以来，这一在资源与环境调查、监测中具有强大生命力的高新技术手段，受到了各级政府及生产部门的高度重视，也引起了广大科技工作者和水土保持工作者的极大兴趣。遥感技术在资源与环境调查与监测中的应用研究，自２０世纪８０年代以来得到了迅猛的发展。
１９８９．１９９０年，水利部首次应用遥感技术对全国第一次水土流失开展了全面普查，采用１９８５．１９８６年时段美国陆地资源卫星ＭＳＳ４５７假彩色合成影像为信息源，制图比例尺１：５０万，缩编为１：２５０万图。在１：２５０万图上，图上最小图斑面
赞奇琴：基于ＲＳ和ＧＩＳ的水土流失凼予提取与分析——以攀枝花市为例
表１－１国外ＲＳ和ＧＩＳ在水十流失方面的研究
研究者ＧＩＳ和ＲＳ技术的应用
１９７９芷Ｓｅｕｂｅｒｔ［４】利用ＭＳＳ遥感数据，通过遥感图像数字处理分类的方法把受侵蚀的土壤从其他土壤类型中区分开来
１９８４年Ｐｉｃｋｕｐ和运用遥感光谱分析方法，通过ＭＳＳ中的波段比值运算建立土壤稳定系ＮｅＩｓｏｎ【４１数，在澳大利亚中部区分出了侵蚀、荒废和正在利用的十壤类型矩利用航空像片的立体像对生成ＤＥＭ，自动提取了通用土壤侵蚀方程式１９８５
Ｐ．Ｒ．ＳｔｅｐｈｅｎＳ㈣ＵＳＬＥ中的坡度、坡睦因子．并完成了和其他因子的集成
１９８６年Ｃｏｎｎｏｒｓ［４Ｉ采用ＳＰＯＴ多光谱数据，通过遥感图像数字处理方法进行信息增强、分类后划分出土壤侵蚀重度、中度和轻度类型
１９８８年Ｐｉｃｋｕｐ和利用遥感光谱分析方法，对地物辐射值中太阳高度角和地貌阴影指标分Ｃｈｅｗｉｎｇｓ【４１析了土壤水蚀情况
１９８９年Ｆｒａｚｊｅｒ和利用ＴＭ数据的波段比值运算，获得土壤表层有机碳和有机铁的信息，Ｃｈｅｎｇ【４ｌ从而绘制了华盛顿卅Ｉ东部的土壤侵蚀图
１９９１篮Ｄｕｂｕｃｑｌ４１利用遥感光谱分析方法，采用ＳＰＯＴ多光谱数据计算植被指数（ＮＤＶＩ）和亮度指数（ＢＩ）。从而区分了土壤侵蚀类型
１９９２年Ｊｏｈｎ基于栅格一等高线数字高程模型，对农业非点源模型（ＡＧＭＰＳ）中的Ｃ．Ｐａｎｕｓｋａ【６】平均坡度、坡形以及径流路径等地形参数进行了分析与提取
１９９３年Ｊｕｒｇｅｎｓ和通过ＤＥＭ产生Ｌ、ｓ因子，通过ＴＭ数据获得Ｃ因子，通过数字土壤Ｆａｎｄｅｒ【４１图获得Ｋ因子，最后用ＵＳＬＥ模型计算出土壤侵蚀强度图
１９９４生Ｊｏｌｌｙｌ４】将ＡＧＮＰＳ模型和Ａｒｃ／ｉｎｆｏ、ＥＲＤＡＳ结合在一起研究土壤侵蚀问题
１９９５笠Ｓａｖｉｂｉｔ４】通过ＧＲＡＳＳ提取土壤、气候和田间管理数据．利用ＷＥＰＰ模型进行土壤侵蚀研究
１９９６年加利福尼亚抓住ＴＭ４波段和ＴＭ３波段在各种植被中的不同发射率特性，从ＴＭ遥的ＬＡＲＲＹＡ．感图像上提取归一化植被指数（ＮＤＶＩ），同时利用ＴＭ５和ＴＭ４光谱反ＣＯＳＴＩＣＫｌ７１射系数的比值求出归一化土壤指数（ＮＤＳＩ），主要用来区别岩石和裸露的土壤
１９９７年尼泊尔的用ＳＰＯＴＨＲＶ和ｌａｎｄｓａｔＴＭ遥感数据．采用最大似然法监督分类处理ＫｒｉｓｈｎａＰａｈａｒｉ，遥感图像，分析土地利用变化，进行土地利用分类研究；从地形图上获ＳｈｕｎｊｉＭｕｒａｉｆ８）取数字地形模型（ＥＴＭ），派生坡度、坡向图，分析复杂的地形，依据ＵＳＬＥ方程修正地形因子．运用ＧＩＳ对水土流失数据进行时空分析
１９９９年西班牙的用摄影测量数据采集法建立数字高程模型（ＤＴＭ）．主要用数字图像处ＮａｄｅｅｍＨａｓｈｅｍ［９Ｉ理软件Ｅｒｄａｓ８．３的Ｏｒｔｈｏｍａｘ模块提取ＤＴＭ
２０００年斯里兰卡利用多光谱、多时相、多传感器遥感数据提取植被覆盖因子（Ｃ）和土的Ｍ．Ｈ．Ｍｏｈａｍｅｄ壤可蚀性因子（Ｋ）．修改通用土壤侵蚀模型（ＵＳＬＥ），利用ＧＩＳ的空Ｒｉｎｏｓ［１０】间分析功能分析获得的各因子，并将各单因子合并制成水土流失图
２００１年日本的从ＴＭ数据提取归一化植被指数（ＮＤＶＩ），进行植被覆盖度研究，结ＭａｎｚｌｌｌＫｕｍａｒ合运用ＧＩＳ数字化地形图，获取ＤＥＭ并派生坡度图，运用ＮＤＶＩ和坡Ｈａｚａｒｉｋａａｎｄ泰国度建立水土流失率模型，对泰国进行水土流失评价研究
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成都理工大学硕士学位论文
积要求≥３．５ｍｍ×３．５ｍｍ（相当于实地５０ｋｉｎ２），对全国的水土流失状况进行了调查，通过人工目视解译，编制了全国分省１：５０万及全国ｌ：２５０万水土流失现状图ｉｌ３１。但这次调查使用的遥感资料为纸质像片，分辨率低（分辨率为７９ｍ×７９ｍ），比例尺较小（１：５０万），受当时条件限制仍存在着信息源分辨率不高、时相不统一及调查程序繁琐、工作量大等不足。
１９９９—２０００年，按照《水土保持法》规定，全国开展以遥感技术为主要手段的第二次水土流失状况调查，这次调查以１９９５一１９９６年时段的陆地卫星ＴＭ影像为基本资料【Ｉ引，选择同一年度或相邻年度陆地卫星ＴＭ影像（１：１０万假彩色合成）为信息源，以遥感（ＲＳ）和地理信息系统（ＧＩＳ）为核心技术，按１：１０万比例尺，采用数字遥感影像技术，以Ｉ：１０万土地利用图作为主要参考信息，结合水文、泥沙及常规资料，应用遥感综合分析判读原理，在专家思想指导下，确定图斑属性，经野外ＧＰＳ定位验证，快速全面地查清了各类土壤侵蚀的面积、强度和地理分布，最终生成土壤侵蚀类型与强度图。依据中华人民共和国行业标准《土壤侵蚀分类分级标准》（ＳＬ１９０＿＿９６）的要求，进行土壤侵蚀类型及其强度判别。通过目视解译、计算机屏幕人机交互判读，并结合野外典型调查和样方量测等方法，取得了制图精度可靠、时效性较强的全国土壤侵蚀调查数据和图件，首次建立了全国空间型土壤侵蚀数据库．并利用数字高程模型和土地利用数据，取得了全国不同地形坡度等级下的耕地面积数据及其空间分布。
２００１年，水利部又组织了以２０００年的数字遥感影像为基础的第三次全国土壤侵蚀遥感调查【ｌ”。此次调查主要以１：ｌＯ万Ｌａｎｄｓａｔ－５ＴＭ假彩色合成影像为信息源，水利部组织各省（自治区、直辖市）通过野外调查建立解译标志来分析植被覆盖状况，利用同时期１：１０万数字土地利用图和地形图，土壤、地质、实测侵蚀和泥沙等资料，以遥感与地理信息系统综合运用技术为依托，进行了大范围水土流失调查监测。在这次土壤侵蚀遥感调查监测中，地理信息系统技术作为数据信息处理和空间分析的主要技术手段与遥感技术综合运用，极大地促进了监测研究工作的空间化和定量化。
国内遥感与ＧＩＳ技术应用于水土流失评价领域．主要是提取评价参数，如土地利用、植被、地形等因子进行综合判读制图与定量评价【Ｉ”。喻权刚等在地形破碎的黄土丘陵区，利用不同时期的航空遥感信息，进行侵蚀模数的定量求算：马蔼乃等利用遥感信息，建立了北京市土壤侵蚀遥感信息模型：潘剑君等利用遥感信息进行土壤侵蚀时空演变研究等。肖寒等在地理信息系统的支持下，采用通用土壤流失方程（ＵｓＬＥ）及其修改式估算了海南岛现实土壤侵蚀量和潜在土壤侵蚀量，分析了土壤侵蚀因子Ｒ、Ｋ、ＳＬ在海南岛的表现，得到了海南岛现实土壤侵
贺奋琴：基于ＲＳ和ＧＩＳ的水土流失因子提取与分析——以攀枝花市为例
蚀量和潜在土壤侵蚀量的空间分布特征【Ｉ”。
１．１．２．２运用遥感与ＧＩＳ技术提取水土流失因子
（１）植被因子的提取
植被具有截留降雨、减缓径流、保土固土等功能，对水土流失起着决定性的作用，植被覆盖度的大小直接影响着水土流失程度的强弱。对于植被因子的提取，国内已经有许多学者提出不同的方法：马超飞提出利用线性混合像元分解的方法对影像逐个像元中的植被盖度进行计算和提取¨６Ｊ；陈云浩提出了计算区域植被覆盖度的亚象元分解模型法１１７１；刘卫国运用植被分布知识定量化方法进行植被分类研究【Ｉ哪；杨吉龙提出利用叶面积指数（ＬＡＩ）和“红边”光学参数的计算，运用导数光谱技术消除植被环境背景的影响【”】：陈云浩提出了基于土地利用分类的植被覆盖度计算的亚象元模型，针对不同的植被覆盖类型，综合利用“等密度模型”和“变密度模型”计算植被覆盖度；使其能有效地从遥感数据中提取植被覆盖信息１２０Ｊ。师庆东将１９９２年ｌｋｍ×ｌｋｍ的ＦＶＣ指数与数字地面高程ＤＥＭ相结合的分类方案，应用于１９８２年．２０００年连续１９ａ的８ｋｍ×８ｋｍ分辨率的ＦＶＣ影像中，得到新疆南地区植被分布图［２ｑ；黄建文用归一化植被指数（ＮＤＶＩ）与原始的３、５波段复合，进行植被分类，获得了较高的分类精度【２孙。王任华应用人工神经网络模型对陆地卫星ＴＭ多光谱图像进行了森林植被分类研究【２３】；符宗斌利用ＮＯＡＡ－９、ＮＯＡＡ－１１卫星１９８８年１０月３１日至１９８９年１０月２９日逐日的ＮＤＶＩ，再用７ｄ最大值合成的方法进行数字图像合成，求得每周ＮＤＶｌ分布，以减小云、大气影响、非卫星天底角探测和非太阳天顶入射角等因素的干扰，由此得到了中国大陆四季植被的变化图【２”。
（２）地形坡度及沟壑密度提取
中国从７０年代末期，开始了利用ＲＳ技术与ＤＥＭ分析提取地形因子的研究，但工作主要集中在一般性的地貌描述上。如７０年代末期，中国利用格网数字高程模型ＤＥＭ派生出平均高度、粗造度、坡度、坡向、曲率、水系密度等１１个地貌因子，采用模式识别的监督分类算法对腾冲地区的地貌形态进行了自动分类的试验研究【２５１。
８０年代中期以来，中国资源与环境信息系统国家重点实验室对黄土丘陵区、黄河下游和三角洲、洞庭湖等地区的地貌描述中，均应用了格网数字高程模型和从它派生出的坡度、坡向等地形因子。１９８９年，刘振东等进行了利用ＤＥＭ编制小比例尺地势起伏度图的研究，并且应用于中国１：４００万比例尺的地貌制图【２“。１９９４年李锐在陕西黄土高原遥感应用研究中，曾利用Ｍｂｒａｉｎ图形处理系统对图像数据的“空间”特征进行了分析与提取，突出了地面上变化剧烈的性状，如山脊
６
成都理丁大学硕士学位论文
线、沟底线、谷缘线等，并对地形复杂区的地表形态进行了模拟，判断出了各种坡形【２７】。
在水土流失评价中地形因子的提取，国内也有一些初步的研究，如ｈ兆宏（１９９３）提出了适宜于土壤侵蚀定量监测的ＵＳＬＥ象元坡度新算法【２８］：傅伯杰（１９９４）在小流域土壤侵蚀危险评价、黄土丘陵沟壑区侵蚀类型和过程的研究中也利用ＤＥＭ的分析功能，从中提取了坡度、沟壑密度等地形指标【２９１；江忠善等（１９９６）在基于ＧＩＳ的黄土丘陵区小流域土壤侵蚀研究中，利用图像处理系统ＭｉｃｒｏＢＲＩＡＮ建立ＤＥＭ并提取了坡度的灰度信息，经过数学模型转换得到了实际的坡度信息【３０１。闾国年（１９９８）利用栅格数字高程模型进行了黄土地貌沟沿线、黄土丘陵沟壑区沟谷网格、及特征地貌的提取技术与流域地形的自动分割研究【３“。张兵在晋、陕、蒙黄土丘陵区遥感调查的研究中，利用ＴＭ图像的线性纹理提取技术和密度统计，获得了该研究区的沟壑密度图ｐ“。
（３）土地利用类型
２０世纪８０年代土地利用遥感工作主要是基于传统的统计聚类方法，着重于土地类型的分析解译以及相应的光谱特征的描述。近年来出现了不少研究土地遥感影像分类的新方法，主要代表方法有决策树法、多元数据挖掘分析法、多元数据专家系统和计算机识别法及人工智能神经元网络分类法等。如Ｆｒｉｅｎｄｌ等提出了土地覆盖分类的不同决策树法，并认为决策树法是一种非参数法，不受数据分布的严格限制，具有灵活、分类精度高等特点；邸凯昌等提出了一种归纳学习与传统分类法结合的基于空间数据挖掘的遥感影像分类法，能较好地解决遥感影像分类中同物异谱、同谱异物等问题。此外，杨存建等提出了一种基于知识的遥感影像土地利用分类法，该方法不仅可促进ＧＩＳ数据更新的自动化，还可以得到比常规最大似然法更高的分类精度：黎夏等利用多时相遥感影像叠置后的主成分分析法，提高了土地利用变化的遥感监测精度。
（４）地表组成物质（土壤成土母质和下垫面岩性）
聂洪峰在ｌ：５万比例尺地质草图和ｌ：２０万地质图的基础上．根据彩色红外航片解译攀枝花市地表组成物质各岩组分布信息口…。唐立松运用组合式训练区遥感图像分类方法对新疆阜康市境内的土壤进行了分类１３”。
１．２论文研究意义
综上所述，水土流失是世界上面临的一个重大环境问题。国内外在水土流失研究方面已做了许多工作，也取得了显著成效。主要是从两个方面进行的：一方
赞奋琴：基于ＲＳ和ＧＩＳ的水土流失因子提取与分析——以攀枝花市为例
面是运用ＲＳ和ＧＩＳ进行水土流失单因子的提取；另一方面是运用综合法提取水土流失因子。这两种方法最终均纳入水土流失模型中，通过侵蚀模数计算出年土壤流失量，并进行了水土流失强度分类。对于像中国这样一个多山的国家来说，大多数偏远山区特别是西部地区，气候环境恶劣，地势险峻，进行实测及调查侵蚀模数资料有一定的困难，难以运用侵蚀模数来进行水土流失的研究。如何应用ＲＳ和ＧＩＳ技术解决山区水土流失调查工作面临的实际难题，提高水土流失研究工作效率，降低工作者的劳动强度是当务之急，因此本论文研究意义主要表现在以下几个方面：
１．２．１解决水土流失环境问题的迫切性
水是生命之源，土是万物之本，水土流失是中国的头号环境问题，也是发展中国家发展持续性面临的一个重大问题。由于水土保持关系着人类的生存与发展，因此水土流失的研究在当今世界受到广泛的重视。世界各国都集中了大量的科学家，探索解决这些问题的途径与方法。联合国１９９２年在巴西首都里约热内卢召开了有世界２／３以上国家首脑参加的世界环发会议，目的是想通过各国政府的行为，协调人类发展与环境的关系：在影响人类社会所面临的主要问题中，环境问题是最根本的。而水土流失与环境又是联系在一起的。各国政府对环境问题高度重视，政府从多种渠道支持和鼓励科学家从事有关方面的科学研究，并投巨资对世界各国环境进行防治处理。
就中国而言，中国是一个以山地为主的国家，山地多为大江大河的源头，而低山丘陵为这些大江大河支流的发源地，这些区域的水土流失必然会带来环境问题。我们必须充分认识到其今后发展的严重性，认识到问题的将来，应通过加强科学研究和提高全民环保意识，来减轻水土流失对人类的威胁，提高环境质量。为人类充分利用自然与资源提供科学依据，从而保持人类文明的可持续发展。
亚太经社会（ＥｃｏｎｏｍｉｃａｎｄＳｏｃｉａｌＣｏｍｍｉｓｓｉｏｎｆｏｒＡｓｉａａｎｄＰａｃｉｆｉｃ）于１９９２年４月在北京召开的第４８次会议指出：“会议认为ＲＳ与ＧＩＳ技术已经成为环境监测、减轻自然灾害、管理自然资源和使其持续发展方面必不可少的工具，并成为跨学科的应用技术”。中国在联合国帮助下搞了个《中国２１世纪议程》，里面６３个优选领域，其中有４０个是要求建设信息系统和应用遥感技术的。可见，ＲＳ和ＧＩＳ技术已经成为与人类的生存、进步、发展密切关联的信息科学与技术了。
成都理＿［大学硕士学位论文
１．２．２ＲＳ和ＧＩＳ技术加快水土流失研究速度
遥感技术的发展，为水土流失快速调查提供了新的途径。遥感技术可以不受地形因素的限制进行大面积的同步观测地球资源，在短时问内对同一地区进行重复观测，以获得一个重访周期内的某些事物的动态变化的数据，为区域性、大范围的环境调查和监测提供了时间和空间上连续覆盖的信息源，大大提高了观测的时效性，缩短了水土流失调查周期，加快了水土流失研究速度。
１．２．３ＲＳ和ＧＩＳ技术大大降低水土流失研究的难度
遥感技术可以连续不断地提供具有４维（３维空间和时间）特征的数字图像，不仅通过遥感图像真实地记录了水土流失的景观特征，而且除气象因素外，影响水土流失的主要因子在遥感图像上部有不同程度的显示，可以准确、快速、连续地提取植被覆盖度、沟谷分布、地形起伏度、土地利用现状及土壤成土母质等因子，为水土流失快速、准确、动态调查提供了可靠的信息源保证。在少数缺少实测及调查侵蚀模数资料的地区，运用ＲＳ和ＧＩＳ技术提取水土流失有关因子，降低水土流失研究难度。
１．２．４研究区特殊的地理地质环境
研究区属于攀枝花市的一部分，地理位置为北纬２６００５’．２７０００’，东经１叭。ｌＯ’．１０２。００’，面积约４６１１．２６ｋｍ２，包括三区（仁和区、东区、西区的全部）及两县（盐边县和米易县的小部分），占攀枝花市总面积的６２．１％（图版Ｉ），其地理地质环境先天脆弱：
在地形地貌上，攀枝花市地处川西南山地的南缘，云贵高原北部，山脉纵横、谷深坡陡，属侵蚀堆积、溶蚀构造、侵蚀剥蚀构造地貌，具有高谷深、谷盆交错分布的特征。地形起伏较大，西北高、东南低，山脉走向近于南北，是大雪山的南沿部分，高差悬殊，最低海拔９３７ｍ，最高４１９５．５ｍ。一般多在１５００—３０００ｍ之间。河流纵横变错，金沙江由西流入，蜿蜒向东至倮果与雅砻江汇合后向南流去。河谷以峡谷为主，山脊尖峭或浑圆，沉积岩构成的褶皱山发育单面山脊，相对高差５００—８００ｍ。地形切割强烈，岩坡陡峭，多直形坡，地形坡度大多在２００．４００，主要以山地地貌为主，属深切割的中山、高山地形。
在地质构造上，攀枝花市位于川、滇南北向构造带中段的安宁河构造带，是
贺奋琴：基于Ｒｓ和ＧＩＳ的水土流失因子提取ｔ＿ｊ分析——以攀枝花市为例
这一构造带活动最剧烈的部分。大地构造上属扬子地台西缘、康滇地轴中段。区内褶皱发育，有大小断裂２５０多条（据ｌ：２０万地质图），且新构造运动十分活跃，岩层破碎，水土流失的潜在危险性大。
在气候上，攀枝花市属南亚热带为基带的岛状式立体气候类型，降雨高度集中，干、雨季分明，多年平均降雨量为８００—１１００ｍｍ，最多年达１６００ｍｍ，雨量其中在６—９月，占年降水量的８５．９６％，且多暴雨、夜雨、阵雨，降雨强度大，很容易发生滑坡、泥石流现象，水力侵蚀和重力侵蚀强烈。同时，热量充沛，日温差大，岩石风化作用强烈，使该区域成为长江上游水土流失较为严重的区域之一。
鉴于研究区特殊的地理地质环境，水土流失研究显得尤为重要，而研究区属于山区，数据获取又存在一定的困难，因此采用ＲＳ和ＧＩＳ等先进的手段提取水土流失因子，获取科学、精确的数据，对研究区水土流失动态变化进行分析研究，为攀枝花地区水土保持、生态建设、国土整治、江河治理、水利和农林、环境保护等提供可靠的资料，为宏观决策提供科学依据，更为西部大开发起促进作用。
１．３论文研究内容
针对国内外研究现状和中国的实际情况，本论文的主要目标是：以地理信息系统（ＧＩＳ）技术为支撑，以遥感（Ｒｓ）资料和地形数据为主要信息源，根据中华人民共和国行业标准《土壤侵蚀分类分级标准》（ＳＬ１９０．９６），建立水土流失强度分级指标体系，运用遥感图像数字处理的方法提取水土流失因子，探索一条应用ＧＩＳ和ＲＳ技术进行水土流失因子提取的技术路线和方法体系。论文内容主要包括：
（１）遥感图像数字处理；
（２）水土流失因子的提取和分级定标：
（３）ＧＩＳ空间分析及水土流失强度的分级：
（４）研究区水土流失结果分析：
１．４研究技术路线
研究方法和技术路线（图１．１）主要归纳为：
（１）资料收集
收集的资料主要有１９８８年的Ｌａｎｄｓａｔ．５ＴＭ、１９９９年的Ｌａｎｄｓａｔ．７ＥＴＭ＋（轨道号为１３０－４１／４２）的遥感数据、１：２５万地形图、ｌ：２０万地质图、攀枝花市行政区
０
成都理工大学硕士学位论文
图、土壤图、气象资料等
ＴＭ、ＥＴＭ＋遥感数据
１：２５万地形图上Ｊ
几何精校正
扫描分层矢量化ｎ士０
－
ｌ
ｌ图像增强处理ｆ
Ｉ等高线矢量图Ｉ０１ｌ水Ｉ镶嵌配准控制点文件
Ｈ插值运算系境’＋ｌ生成ＤＥＭ模型界
（ＴＩＮ或Ｇｒｉｄ格式）
ｆ
ｒ１ｒ、ｒ１，上
沟
植士遥圈
降行雨政量等区地
谷被壤感１．．．．．．．一值划利分覆
成土用布盖忸维
类图度质影线图型图图像
图图土因子叠加ＧＩＳ空间分析
图１－１基于ＲＳ和ＧＩＮ的水土流失因子提取与分析技术路线
（２）遥感图像数字处理
采用遥感图像处理软件Ｅ耻）Ａｓ／ＩＭＡＧＩＮＥ８．５、ＭＡＰＧＩＳ６．６对遥感数据进行预处理（主要包括原始数据的转换，去噪音、斑点、条带等）、几何精校正、图像增强、图像镶嵌配准及图幅裁剪等处理；
贺奋琴：基于ＲＳ和ＧＩＳ的水土流失凼子提取与分析——以攀枝花市为例
（３）水土流失因子提取与分级定标
在遥感图像中识别地物，不是孤立地由个别影像特征进行分析和判断，而是根据影像上不同类型地物的不同影像特征，影像色调的差异、光谱效应及空间分布率等物理特性，以色调、色彩、纹理、几何图形为标志，通过遥感图像数字处理方法结合地形数据提取影响水土流失的植被覆盖度、地形坡度、沟谷密度、土地利用类型、土壤成土母质等因子，运用ＧＩＳ空间分析功能分析已获取得数据，根据中华人民共和国行业标准《土壤侵蚀分类分级标准》（ＳＬ１９０—９６），建立攀枝花市水土流失强度分级指标体系，从而判别不同类型区的水土流失强度级别。
１．５论文主要创新
（１）严格的讲，水土流失强度分级，必须以年平均侵蚀模数为判别指标，但在缺少实测及调查侵蚀模数资料时，可以在经过分析后，运用有关侵蚀因子的指标进行分级。本论文主要运用遥感图像数字处理的方法，从遥感图像上提取影响水土流失的植被覆盖度、土地利用类型、沟谷分布图、土壤成土母质等因子；利用地形数据生成ＤＥＭ模型，进而派生出坡度分级图，这些因子通过ＧＩＳ空间分析功能得出研究区水土流失强度等级；
（２）根据中华人民共和国行业标准《土壤侵蚀分类分级标准》（ＳＬ１９０．９６），参考《水土保持技术规范》的有关要求，结合水土流失各因子分级定标，提出了适合本研究区的沟谷密度、坡度、土地利用类型和植被覆盖度四因子水土流失面蚀分级指标，得出研究区水土流失强度分级综合指标。
２
成都理Ｔ大学硕士学位论文
２遥感图像数字处理
从信息论的角度，遥感图像包括两个方面的地物信息：一是地物的反射光谱和发射光谱特征信息，构成了影像的色调和色彩；二是地物的几何形态特征和地物的影像纹理图案。这两个方面信息是图像处理和信息提取的主要研究目标。如何更有效的从遥感图像上获取地物信息，需要对遥感数据进行处理，图像处理结果的好坏会直接影响后期图像解译的效果及各种专题制图的精度。因此，在进行遥感图像解译之前必须选择适当的图像处理方法，对原始的遥感图像进行增强处理，制作出高质量的遥感图像。
２０世纪６０年代，一些研究者使用遥感图像的数字处理方法对机载的多光谱扫描数据和数字化后的航空图像数据进行了分析。到１９７２年后，随着陆地卫星１的发射，数字图像数据广泛应用于陆地遥感应用之中。在那时，数字图像处理的理论和实践都还处于萌芽状态，而且当时的数字计算机的成本很高，与现在的计算机的处理能力相比，当时的计算机的效率也相当低。如今，只需要少量的投资就可以使用高效的计算机硬件和软件，而且可供使用的数字图像数据的资源种类和数量也较以前有了很大的增加。数字图像处理是指使用计算机对数字图像进行的处理和解译，包括从接收卫星数据到用户提取有用信息的全部作业。其核心就是在数字处理时每次将一个像元输入计算机，然后计算机程序把这个像元值放在一个方程或一个方程组中进行处理，最后存储处理后的像元。这些处理后的像元最后形成一幅新的数字图像，这幅新的数字图像也许以图形格式显示出来，或者以数字形式记录下来供其它的程序作进一步的处理。
本论文运用遥感图像数字处理方法对遥感图像进行几何校正和投影变换、图像增强、图像镶嵌等处理，最终制作出统一规格标准的高质量遥感图像，提高图像识别率，获取影响水土流失各因子的准确信息。
２．１遥感图像资料来源及特征分析
本论文研究是对比分析１９８８．１９９９年攀枝花市水土流失变化趋势，选用的原始遥感数据有：美国陆地卫星１９８８年的Ｌａｎｄｓａｔ一５ＴＭ和１９９９年的Ｌａｎｄｓａｔ－７ＥＴＭ＋（轨道号１３０／４１和１３０／４２）数据，数据情况如表２一ｌ。
研究区由两景遥感数据覆盖，所选用的遥感数据整体效果比较好，基本上无云覆盖。其中Ｌａｎｄｓａｔ．７ＥＴＭ＋已经含有分辨率为１５米的全色波段，易于专题信息的提取，通过两期数据对比分析研究区水土流失强度。
贺奋琴：基于ＲＳ和ＧＩＳ的水土流失因子提取与分析——以攀枝花市为例
表７．－１研究区原始图像数据列表
像元分辨
轨道号日期波段数列数行数传感器
塞
Ｌａｎｄｓａｔ一５Ｂａｎｄｌ．５，７７１６８５９６５３０
１９８８．４．６ＴＭ１３０／４１Ｂａｎｄ６１２０
Ｌａｎｄｓａｔ．５Ｂａｎｄｌ．５，７６９６７５９６５３０
１９８８．４．６ＴＭ１３０，４２Ｂａｎｄ６１２０
Ｂａｎｄｌ一５，７７３８１６５１１３０
Ｌａｎｄｓａｔ一７
１９９９．１１．２３Ｂａｎｄ６６０ＥＴＭ＋１３０／４ｌ
Ｂａｎｄ８１４７６ｌ１３０２１１５
Ｂａｎｄｌ．５，７７３８１６５１１３０
Ｌａｎｄｓａｔ－７
１９９９．１１．２３Ｂａｎｄ６
６０ＥＴＭ十
１３０，４２
Ｂａｎｄ８１４７８ｌ１３０４ｌ１５
２．２遥感图像波段优选
２．２．１遥感图像光谱特征分析
随着现代科技的不断发展，遥感技术水平的不断提高，其遥感图像的波谱分辨率和空间分辨率有了很大提高，Ｌａｎｄｓａｔ一５ＴＭ图像有７个波段（ＴＭｌ．ＴＭ７），ＴＭｌ．５，７的空间分辨率为３０米，ＴＭ６的空间分辨率为１２０米。其中ＴＭ２和ＴＭ３的光谱通道集中地反映植被叶绿素在绿光谱段的次反射峰和红光谱段的强吸收谷。ＴＭｌ用于与ＴＭ２和ＴＭ３合成真彩色图像（即ＴＭ３２１），反映地物的真实色彩：ＴＭ４集中地反映地物，尤其是植被的近红外强反射【３５Ｊ：ＴＭ５、ＴＭ６、ＴＭ７波段，对区分岩石、地层和热异常探测等提供了大量的有用信息。ＴＭ各波段的主要信息特征及用途如表２．２。
Ｌａｎｄｓａｔ一７ＥＴＭ＋卫星（美国陆地卫星７号）接收的数据除了Ｌａｎｄｓａｔ一５具有的各波段数据特性之外，增加了一个全色波段（ＰＡＮ波段），ＥＴＭ．ＰＡＮ的空间分辨率为１５ｍ，这给图像之间融合提供了很好的数据源，其光谱特征如表２．３。
２．２．２遥感图像波段优选
对于具体景物的图像来说，选取波段主要依据各波段之间辐射量的方差应尽可能大，因为方差的大小体现了所含信息内容的多少。但是由于景物各波段的辐射特性之间的相关性，用三个方差最大的波段合成的结果并不一定能获得最多的
戏都理工人学硕｝学位论文
地物信息。当三者之间相关性很强时，各波段所包含的信息之间就必然有大量的重复和冗余。因此在进行ＲＧＢ最佳波段组合时就必须考虑方差最大而相关性最小的条件，同时还要考虑各波段之间的均值大小不要太悬殊及选用的波段应尽可能含有丰富的目标地物特征，方才可能满足研究的需要。
表２－２Ｌａｎｄｓａｔ．５ＴＭ图像信息特征及用途一览表
（据杨武年等，１９９７）
波长范围标定光谱分辨率
波段光谱信息识别特征
（ｕ１１１）区域（ｍ）
可见光蓝能反映岩石中铁离子叠加吸收谱带，为
ＴＭｌ０．４５．０．５２２８．５褐铁矿、铁锚特征识别谱带，但受大气
光波段
影响，图像质量相对较差
可见光绿对水体有一定穿透能力，可用丁Ｉ水下地ＴＭ２０．５２－０．６０２８．５
光波段形、环境污染、植被识别等
可见光红对岩石、构造、植被等有较好的显示
ＴＭ３０．６３－Ｏ６９２８．５
光波段
为植被叶绿素强反射带，反映植被种类。
反射近红第四系含水量差异。适用于岩性区分．
ＴＭ４０．７６．０．９０２８．５植被、构造及隐伏地质体识别，地貌细
步｝波段
节也显示较清楚：可绘制边界、探测水
中生物的含量和Ｌ十壤湿度
反射中红为水分子强吸收带。适用于调查地物含
ＴＭ５１．５５．１，７５２８．５水量、植被类型区分：地质构造、隐伏
外波段
断裂识别以及冰川、雪识别等
图像特征取决于地物表面温度及热红外
远（热）红发射率。可用于地热制图、热惯量制图、ＴＭ６１０．４．１２．５６０
外波段隐伏地质体及隐伏构造识别，但总体分
辨率较差。
反射中红为烃类物质、蚀变岩类和含烃基识别矿
ＴＭ７２．０８－２．３５２８．５物吸收带，用于区分热液蚀变岩类，含
外波段
油气信息识别、岩性和地质构造解译表２－３Ｌａｎｄｓａｔ－７ＥＴＭａｔ－数据光谱特点（据中科院卫星地面站）
溅激段１波段２溉３溯瑟４波段５搬６激７波段８
渡煳
０４沁Ｏ舒电６１ｍ珏唧Ｏ堋ｎ∞１５５＿１．７５１０阜１２５２０９之３５０５２０９０
（ｕｍ）
觯ｈ）３０３０３０３０３０６０３０１５本论文想从遥感图像上提取的水±流失因子主要是植被覆盖度、土地利用类
基于RS与GIS技术的土地利用现状专题分析[1]
基于RS与GIS技术的土地利用现状专题分析 卜晓翠1, 王志新1, 刘春霞2 （1．长安大学地质工程与测绘工程学院，陕西西安,710054；2.辽宁工程技术大学测绘与 地理科学学院，辽宁阜新，123000） 摘要：遥感数字制图的应用领域较广，其中数字分类专题制图是遥感制图的重要领域。 利用2002年烟台SPOT5遥感影像资料，运用遥感与地理信息系统技术制作了烟台市福山区土地利用现状专题图并进行了专题分析。 关键词：土地利用分类；现状分析；数据库 THE THEMATIC ANALYSIS OF CURRENT LAND USE BASED ON THE TECHNOLOGY OF RS AND GIS BU Xiao-cui, WANG Zhi-xin, LIU Chun-xia (1.College of Geology Engineering and Geomatics of Chang’an University, Xi’an 710054, China;2.School of Geomatics of Liaoning Technical University,Fuxin,123000,China) Abstract: The application field of the remote sensing map-making is quite wide, of which digital category thematic map-making is very important .This paper apply the technology of RS and GIS on the thematic analysis to the current situation of land utilization in FuShan district of Yantai city , using remote sensing SPOT5 image materials of Yantai in 2002,meanwhile, it produces the thematic map of the area. Keywords: land use classification; analysis of current situation; database. 1 引言 为了准确地估算土地面积，分析土地利用结构，研究农业生产水平和潜力，土地利用调查与制图是一个重要的基础。众所周知，土地利用是一个变化较快自然因素，因此，利用周期性较快、现势性强的遥感图像开展土地利用制图具有许多优点：遥感资料的综合性因素有利于土地利用与类型的分析和划分；土地覆盖要素在图像都有明显的表征，选用最佳时相的图像可提取更多的地物类型，从而提高土地利用类型的制图精度；利用遥感资料能缩短野外土地利用调查研究和室内分析成图的周期，减少费用，尤其对难以考察地区的土地调查与制图具有更大的优越性。本文以ERDAS MAGINE8.5 与ARCVIEW GIS3.2为软件平台进行了图像处理，土地利用现状图斑矢量化，属性数据库的建立，土地利用现状图的制作，土地利用现状分类统计。通过分析揭示了烟台市福山区土地利用中存在的主要问题，提出了开发利用的对策与建议。 2 研究区概况与数据源 烟台市地处胶东半岛东部，位于北纬36゜15＇8〞～38゜24＇0〞、东经119゜32＇7〞～121゜55＇8〞，是我国对外开放的重要地区之一。全市土地总面积约1.37KM2，属暖温带半 湿润季风气候，并具有明显的海洋性气候。全市地形为起伏和缓的波状丘陵，谷宽坡缓，中部高、南北低，中部山区一般在300-800M，面积约占全市总面积的36.6%，山区周围及延伸部分是海拔100-300M的丘陵区，面积约占39.7%；南北两侧是山前平原和海滨平原，面积约占20.8%。 本研究使用烟台市2002年7月分辨率为5米的SPOT5遥感影像图并选取福山区作为研
RS与GIS技术在土地资源管理中的应用 何琳琳
RS与GIS技术在土地资源管理中的应用何琳琳 发表时间：2017-11-20T15:20:20.557Z 来源：《基层建设》2017年第22期作者：何琳琳 [导读] 摘要：近些年随着经济水平的不断提高，我国正在进行积极稳定的发展，这对国家现代胡建设具有重要的影响意义 黑龙江省时代国土资产评估咨询有限责任公司黑龙江哈尔滨 150090 摘要：近些年随着经济水平的不断提高，我国正在进行积极稳定的发展，这对国家现代胡建设具有重要的影响意义。土地资源管理是现阶段国家发展过程中的一项重要内容，只有加强与完善管理工作才能使我国的土地资源得到合理的分配与利用。RS与GIS技术是目前在土地资源管理中得到较好应用的技术手段，使土地资源管理工作的质量与效率有较好的提高。本研究将对RS与GIS技术在土地资源管理中的应用进行细致的分析与思考，这对进一步加强土地资源管理工作具有重要的意义。 关键词：RS技术；GIS技术；土地资源管理；应用 前言：RS与GIS技术在土地资源管理中发挥着重要的作用，能够有效的将我国土地资源分布状况进行全面掌握，进而有利于相关管理部门对土地资源进行合理分配以及利用。我国的土地资源较为丰富，但是人口数量也处于偏多的状态，所以想要使土地资源得到合理的开发与利用，就要重视土地资源管理工作的开展与进行。目前我国土地资源管理过程中还存在一些有待机一步加强的问题，提高RS与GIS技术在土地资源管理中的应用能够有效加强工作的质量与效率，这对我国未来的更好发展至关重要。 1．RS与GIS技术的发展概况 1.1RS与GIS技术的发展背景 在我国发展初期，国家经济水平处于较为落后的状态，与其他发达国家相比具有较大差距。经济发展状况滞后导致我国发展速度较慢，在国家进行土地资源管理工作的过程中，没有先进有效的技术手段加以支持，导致管理工作不够全面深入，所以出现了一系列土地资源浪费的现象，对我国积极的现代化建设十分不利。近些年随着经济水平的提高，我国高新科技产业逐渐加强，RS与GIS技术的出现与在土地资源管理中的应用对我国现代化发展具有重要影响意义，使得土地资源管理工作水平迅速提升，保证国家土地资源开发与利用的合理性。 1.2RS与GIS技术的发展现状 现阶段我国正在对RS与GIS技术在土地资源管理中的应用进行进一步的加强与完善，使其能够发挥出更为有效稳定的作用，提高土地资源管理工作的质量与效率。RS技术就是指探测遥感技术，在土地资源管理工作中利用RS技术能够达到不需要与探测目标接触就能得到有效数据的目的。RS技术利用电磁波以及热红外遥感，可以对不同区域的生物存在情况以及土地资源分配进行详细的了解，进一步利用相关的分析仪器对得到的重要土地资源数据进行分析，从而以图像等直观的形式呈现出来[1]。GIS技术是一种重要的地理信息系统，其包括大量的地理数据信息，通过对这些信息的分析与处理能够对土地资源管理进行有效的帮助。GIS技术所包含的信息需要进行及时的更新，将有所变动的地理信息内容重新整理，从而不会影响相关工作的应用。计算机软件以及硬件是GIS技术空间数据的重要载体，通过利用计算机软件以及硬件的操作有效对相关数据进行采集与利用，达到土地资源管理工作的目的。 1.3重视RS与GIS技术在土地资源管理中应用的必要性 土地资源是我们赖以生存的重要资源，加强土地资源管理工作是保证我们未来正常生活与活动的重要基础。我国想要提高土地资源管理工作水平，首先就要重视RS与GIS技术在土地资源管理中的应用，先进技术的支持是提高工作效率的重要前提。RS与GIS技术在现阶段的发展中还有待进一步的完善，我国相关科研部门应根据RS与GIS技术的原理进行积极的改进，从以往RS与GIS技术在土地资源管理应用出现的问题入手，改机与完善RS与GIS技术，使其能够更好的适应土地资源管理工作，从而最大程度上发挥其重要作用。 2.RS与GIS技术在土地资源管理中的作用 2.1RS与GIS技术在土地规划中的作用 土地资源管理中的一个重要工作内容就是土地规划，土地规划对于土地资源的合理开发与利用具有直接的影响作用。RS与GIS技术在土地规划中起到积极的作用，通过RS与GIS技术能够对需要进行土地规划的区域进行相关地形以及地势的勘测，同时还能及时有效获得相应地理信息，通过对这些重要的数据的整理与分析，根据不同区域的特点来进行准确的规划工作，保证土地资源得到有效的利用[2]。土地规划的积极进行不仅能够有效避免出现土地浪费状况，还能通过土地资源创造出一定的经济价值，为我国经济建设起到积极的推动性作用。 2.2RS与GIS技术在土地整理中的作用 土地整理工作也是土地资源管理中的一项重要内容，土地整体就是对农业使用、林业实用以及建筑使用的土地资源进行必要的整体工作，定期进行土地整理工作对于恢复土地资源的活力至关重要。RS与GIS技术在土地整理中发挥着积极的作用，利用RS与GIS技术可以获得我国各地区土地资源的相关信息，通过对信息的处理可以得到各地区土地使用的情况，最终决定土地整理的具体工作内容。 2.3RS与GIS技术在土地资源调查中的作用 RS与GIS技术在土地资源调查中也起到重要的帮助作用，RS技术通过遥感来对没有得到利用的土地资源进行调查，获得相关的地理数据信息，然后将GIS技术中所包括的已经获得的地理数据信息调取，最终获得完整的调查结果，这对于我国土地资源管理工作的进行意义重大。 2.4RS与GIS技术在土地资源评价中的作用 土地资源评价是对我国土地资源进行开发与利用的重要前提，通过土地资源评价能够很好的确定土地资源的价值，从而引导各项土地资源利用工作的进行。RS与GIS技术将我国土地中包含的物质以及质量更重要信息进行全面准确的获取，通过获取的结果来进行客观的土地资源评价，这是我国现代化发展与建设的重要工作之一。 2.5RS与GIS技术在土地动态监测中的作用 在使用土地资源的过程中，土地资源处于动态变化的状态，通过利用RS与GIS技术来对土地动态进行检测是保护土地资源的重要基础。RS与GIS技术能够对土地资源的状况进行了解与分析，从而获得重要的土地动态变化信息，进而达到土地资源管理的目的。 3.结语 在我国土地资源管理的发展过程中，RS与GIS技术的应用对于提高土地资源管理水平至关重要，相信经过我国相关部门的不断努力，
RS与GIS技术在土地资源管理中的应用
RS与GIS技术在土地资源管理中的应用 发表时间：2017-07-14T10:04:49.680Z 来源：《基层建设》2017年第8期作者：黄彬 [导读] 我国国土面积非常广阔，其内部土地涉及的种类也非常多，为了更加清楚的了解我国现有土地状态，制定有效管理政策，就需要对土地资源实施有效勘测，这样不仅仅能够清楚全面了解我国现存土地状态，对其实施有效土地资源管理也是非常重要的。 身份证号码：45010419701015xxxx 摘要：众所周知，我国国土面积非常广阔，其内部土地涉及的种类也非常多，为了更加清楚的了解我国现有土地状态，制定有效管理政策，就需要对土地资源实施有效勘测，这样不仅仅能够清楚全面了解我国现存土地状态，对其实施有效土地资源管理也是非常重要的。在对现在土地资源勘测技术进行深入研究，发现采用遥感技术和地理信息系统能够全面实现土地资源的合理的勘测，为土地资源的发展管理提供有效的物质基础。针对于此就需要对烟感技术和地理信息系统在土地资源管理上的应用进行深入研究。 关键词：遥感技术；地理信息系统；土地资源管理 目前我国再对土地资源进行管理中采用的技术手段主要包括遥感技术和地理信息系统。这两项技术手段的结合能够对我国显存的土地资源发展状态有一个全面了解。对于遥感技术来说能够全面打破传统提地勘测必须在现场进行实时勘测的限制，可以通过一系列微波检测器，对现存的土地资源进行实时勘测，而且采用遥感技术手段不单单能够减少土地管理需要的时间，对结果的准确性提升也起到非常重要的作用。而地理信息系统在土地资源管理过程中起到对目的土地自行进行深入了解的作用，运用这一系统能够有效保证土地资源管理自身信息的准确性。 1 RS和GIS的你发展 RS和GIS一体化是20世纪90年代以来遥感和地理信息系统发展的共同趋势，特别是在土地资源管理中，RS和GIS一体化技术已成为不可缺少的重要技术手段。RS（Remote Sensing）即遥感技术，是指从远距离、高空乃至于外层空间的平台上，利用可见光、红外线、微波等探测仪器，通过摄影或扫描、信息感应、传输和处理，从而识别探测对象的性质和运动状态的现代化技术体系。它包括空间信息采集系统、地而接收和预处理系统、地而实况调查系统、信息分析应用系统。在我国，遥感技术的应用始于80年代，主要应用于测绘、林业、地质、海洋、环境的调查与监测。1998年以来，由于“新一轮国土资源大调查（12年计划）”的启动，国土资源部已经在全国的66个重点城市开展土地利用动态遥感监测工作，遥感作为高新技术，拓展了新的应用领域。GIS（Geographical Information System）地理信息系统，又称资源与环境信息系统，是在计算机硬、软件设备支持下，实现地理空间数据输入、存储、管理、检查、处理和综合分析的技术系统。利用GIS技术可以在短时间内更新土地资源的图件和数据等基础资料，以便政府根据土地的动态情况制定相应的政策。 2 在土地资源详查中的应用 在进行土地资源管理中，最重要的一步就是对土地资源进行详细查明，这一过程的根本作用在于促使管理人员对土地现时信息有一个全面了解，从而促使土地资源得到更好的管理。在进行土地详查时，传统的技术手段不仅仅查询土地信息的速度比较慢，而且对其信息的准确性也不能全面掌握。这就需要在原有的基础上对土地资源详查方法作出合理更新。目前在土地资源详查过程中采用遥感技术和地理信息系统能够有效提升土地资源详查的便利性，对其结果的准确性和真实性也能充分反映。 对于采用这两种技术手段的操作步骤在于通过外业人员的实时勘察，将收集的土地资源信息进行有效加工处理，并在对信息进行勘查之后通过计算机模式进行表达。在这个过程中还需要采用遥感技术对地形的相应数据有一个清楚表述。之后还需要采用地理信息系统对反应的相应信息进行准确性确定。需要注意的是进行勘测得出的土地信息资料还需要在计算机内部进行留存处理，为下一次进行同一地点的土地勘测能够有一定参考依据。 3 在土地利用动态监测中的应用 对我国土地信息进行实时动态监测，不仅仅能够全面反映我国现存的土地变化模式，而且对制定合理的土地资源管理也起到非常重要的作用。在这一过程中采用遥感技术手段，能够有效获知我国土地的宏观信息，在这个过程中结合地理信息系统还能够从分表现出我国现存的土地信息变化趋势。另外进行土地动态勘测调查的过程还能够对全球土地变化有一个全面了解，这对我国土地资源管理发展起到非常重要的作用。 4 在农用土地评价中的应用 近年来，国外土地资源评价服务的范围越来越广泛，例如：为开发旅游资源的土地评价，为改良牧场的土地评价，为作物引种的土地适宜性评价，以及为城市规划的土地评价等。总之，土地评价的目的是为土地利用规划服务。在国内，农用土地综合评价也得到了快速发展，特别是随着RS与GIS及计算机技术的发展，利用这些先进技术手段对土地评价的研究取得了巨大成果。（1）利用RS和GIS技术确定土地类型图。利用RS和GIS技术快速生成的土地评价单元图，即土地类型图，不仅包含土地利用信息，还有土壤信息，既克服了土地利用类型在性质上的不均一性，又克服了土壤类型在地域边界上的不一致性，使评价结果更具客观性和综合性。（2）DEM在农用土地评价中的应用。利用GIS技术获取DEM，通过DEM获取土地的坡度、坡向等环境信息，使评价因子的选取更加完善，评价结果更准确。（3）利用对数据进行管理和归一化及对图形进行编辑生成。土地类型在PCARC/INFO中即为一个coverage，每一个评价单元为这个coverage的一个多边形。这个评价单元所具有的各种指标即作为这一多边形的属性，利用PCARC/INFO可以很方便地对其进行修改与更新.另外，由于很多图件没有坐标，利用PCARC/INFO可以将其纠正到统一的大地坐标，并利用ARCPLOT模块进行快速编辑和图形输出。 应用RS与GIS技术，改造传统的土地资源管理方式，是21世纪科技发展的必然趋势.应用RS与GIS集成技术建立实用的、高起点的土地资源信息系统，探索一套遥感图像快速处理的方法，定期监测土地利用动态变化，改造传统的土地资源调查、评价、规划、执法手段，为土地资源的规划、管理、保护与合理利用提供翔实的基础资料；为国土资源管理部门的正确决策提供科学依据；对于解决土地管理部门的自动化管理，为“数字城市”或者“数字国土”建设具有十分重要的意义。 5 结束语 综上所述可以清楚看出在现在社会不断发展的过程中，对土地资源管理也受到我国相关部门的高度重视。但是采用传统的土地资源管理在社会不断发展过程中也逐渐出现了一些弊端。针对于此就需要在原有的基础上对土地资源管理中涉及的技术手段做出合理更新。在实践研究中清除发现采用遥感技术和地理信息结合的技术手段不仅仅能够提升对土地勘测的数据准确性，而且在土地资源管理的其他方面也有涉猎，这就需要对这两项技术手段在土地资源管理中的应用进行全面研究，从根本的角度上促使我国土地资源管理得到更好的发展。
RS、GIS、GPS比较
RS、GIS、GPS比较 一.定义：RS实际上就是从空间俯视得到的照片，遥感图的形式呈现，因此凡是涉及到实时监测某地理事物的变化的一般可以认为是RS;GPS是测量高度、定位的，因此涉及测量和定位的字眼的都可以是GPS；GIS就是地理专业软件，它作用是决策，因此得出什么结论之类的就可以算GIS 二.交集对比：1、GPS 与GIS 的集成与应用利用GIS 中的电子地图和GPS 接收机的实时差分定位技术，可以组成GPS + GIS 的各种自动电子导航系统，用于交通指挥调度、公安侦破、车船自动驾驶、农田作业管理、渔船捕鱼等多方面。也可以利用GPS 的方法对GIS 进行实时更新。2、RS 与GIS 的集成与应用RS 是GIS 重要的数据源和数据更新的手段，而反过来，GIS 则是遥感中数据处理的辅助信息。两者集成可用于全球变化监测、农业收成面积监测和产量预估、空间数据自动更新等方面。3、GPS 与RS 的集成与应用在遥感平台上安装GPS 可以记录传感器在获取信息瞬间的空间位置数据，直接用于空三平差加密，可以大大减少野外控制测量的工作量。可在自动定时数据采集、环境监测、灾害预测等方面发挥着重要作用。4、3S技术集成与应用3S的整体集成应用更为广泛，例如在由GPS + GIS 组成自动导航系统中加入CCD摄像机组成移动式测绘系统可用于高速公路、铁路和各种线路的自动监测和管理，也可建立战时现场自动指挥系统。美国的巡航导弹和爱国者导弹上安装了3S集成系统，可以实现自动导航、自动跟踪、自动识别目标，以进行准确的拦截和打击。 三.应用对比：（一）对信息的处理上特别给学生强调的是RS 获得的主要是地物的图像信息，GPS 获得地物的具体位置信息；而GIS 则对以上信息及其它渠道的信息进行处理。(二)在应用的区别遥感主要应用在资源调查、环境监测、自然灾害防御监测等方面；地理信息系统主要在区域地理环境研究和城市管理中有应用，其中在区域地理环境研究中的应用就包括对自然灾害进行动态监测和评估预测。那么在自然灾害方面的应用应怎样主要获取区别这两种技术呢，其中RS 主要获取图像信息，速度快、效率高、实时性强。而GIS 需要对数据进行处理分析以后才能进行监测以及预测等，所以相对而言过程较长、速度较慢、效率低一些，但准确度高。
浅谈RS与GIS在土地规划和利用中的应用
浅谈RS与GIS在土地规划和利用中的应用 摘要：随着农业结构的调整、城市化进程的加快和第三产业的快速发展，传统 农业用地的结构有了很大的变化。土地类型的转化和土地的各种数据的更新速度 之快，技术要求之高，对土地利用现状动态监测的科技含量提出了更新更高的要求，遥感（RS）和地理信息系统（GIS）技术在土地规划和利用中也有了越来越广泛的用途。 关键词：土地规划；遥感技术；地理信息系统；专家系统 中图分类号：P20 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2010）03-0067-01 1 RS与GIS 遥感技术是一种远距离、非接触的目标探测技术和方法。它通过对目标的探 测来获取目标的信息，然后对所获取的信息加工处理，从而实现目标的定位、定 性和定量的描述。遥感技术包括遥感器（也称传感器）技术，信息传输技术，信 息处理、提取和应用技术，目标信息特征的分析与测量技术等等。 因此，现代遥感技术是空间技术、应用光学技术、无线电电子技术、计算机 技术等结合的一门新技术。遥感技术的发展趋势是：提高遥感器的分辨率和综合 利用信息的能力，研制先进遥感器、信息传输和处理设备，实现遥感系统全天候 工作和实时获取信息以及增强遥感系统的抗干扰能力。 地理信息系统具有以下几方面的特征:一是具有采集、管理、分析和输出多种 地理空间信息的能力。二是以地理研究和地理决策为目的，以地理模型方法为手段，具有空间分析、多要素综合分析和动态预测的能力。三是由计算机系统支持 进行空间地理数据管理，并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分析方法，作 用于空间数据，从而产生有用信息，完成人类难以完成的任务。计算机系统的支 持是GIS的重要特征，它可使GIS快速、精确、综合地对复杂的地理信息进行空 间定位和动态分析。四是地理信息系统技术广泛应用于国民经济和国防建设的各 个领域，并正在走进人们日常的工作、学习和生活中。遥感技术和地理信息系统 的结合即是在遥感影像的基础上对地物进行判读、分类、提取信息，再通过地理 信息系统对之进行可视化的表达，对所研究的地区进行动态观测，使用户更容易、更直观地获取所需信息，使信息的管理层更加方便快速地管理与更新数据。 2 RS在土地规划与利用中的应用 遥感影像是土地规划与利用的主要数据来源。传统的地面调查需要耗费大量 的人力、物力和财力，特别是在南方山区等条件困难的地区，进行野外实地调查 更是难度大、体力劳动强度大、成图周期长。而利用RS进行土地资源调查，可 大大减轻劳动强度，节省调查费用。加上近几年对地观测技术的迅速发展，我们 可以获得多时相、多平台、多分辨率的遥感数据，这就为准确研究小范围内土地 利用特征、空间结构变化提供了便利。 遥感影像与该区采样的数据信息结合能更全面更准确地表达地物的属性特征，这就为规划利用中对之进行判别和分类提供了便利。此外，遥感卫星的传感器不同，产生的遥感影像也不同。遥感影像有全色卫星遥感影像、多光谱遥感影像、 多波段的卫星遥感影像、多时相的卫星遥感影像、高分辨率卫星遥感影像等。我 们可以根据需要选取较合适的影像或者根据需要对影像进行不同效果的增强，如 对同一地区多时段的遥感影像的叠加融合，可以产生一个在原有的地物信息不变 的情况下获取包含更多有用信息的卫星影像。
GPS与GIS和RS技术
GPS与GIS和RS技术～3S集成应用综述 地理信息技术范畴的GIS（地理信息系统）、RS（遥感技术）和GPS三者集成应用，构成了整体的、实时的和动态的对地观测、分析和应用的运行系统，提高了GIS的应用效率。3者之间的相互作用形成了“1个大脑2只眼睛”的框架，即RS和GPS向GIS提供或更新区域信息以及空间定位，GIS进行相应的空间分析，并从RS和G PS提供的浩如烟海的数据中提取有用信息，进行综合集成，使之成为决策的科学依据。3S集成可形成4种模式：G PS＋GIS、GPS＋RS、GIS＋RS、GPS＋GIS＋RS。 以下源引：GPS与GIS技术的综合应用 自从1994年GPS系统正式投入使用后，全球的G PS应用开始进入高潮。由于GPS提供的是经纬度格式的大地坐标，导航需要平面坐标及其在地图上的相对位置，这样以数字地图、GIS 和GPS为基础的计算机智能导航技术便应运而生。 智能导航系统是指安装在各种载体（如车辆、飞机、舰船）上，以计算机信息为基础，能自动接收和处理G PS信息，并显示载体在电子地图上的精确位置的技术系统。车载GPS导航系统和移动目标定位系统是智能导航系统的具体应用。 在G PS与GIS相结合应用的深入的同时，现代通信技术也正发生着天翻地覆的变化，嵌入式手持设备也迅速普及。目前，移动手持设备如移动电话和PDA已经有了非常广泛的使用。新技术的发展为G PS+GIS的应用带来了一些新的问题和需求。 首先，从公安、交通、电力、电信、石油、市政、林业、农业等行业的导航与监控应用中，又有了更进一步的应急处理系统，如在定位的同时，还需了解当前位置的周边地理情况、所需资源能否满足要求、设施设备的状态、当前位置到目标位置的最佳路径等，以便能更好、更快地进行应急处理，这样作为GPS移动目标表现载体的GIS系统不仅需要提供基本的GPS移动目标的地图化表现，还要提供更进一步的基于位置的分析功能，从而提供合理的决策支持依据。 其次，不同的GPS导航、监控以及应急处理系统，作为监控中心、监控分中心等其规模、业务范围、应用阶段的不同，对服务器的性能以及终端设备操作系统平台的需求也不尽相同，因此，相应的GIS系统也必须能够提供出满足Windows、Unix、Linux等多种系统应用的解决方案。 第三，在G PS导航、监控以及应急处理系统中，移动终端的载体又有许多不同的情况：行驶在大街上、在野外、在地下、在空中、在水上（水中）；控制中心可能在室内，也可能在户
集成RS与GIS在土地利用分类方法的比较
集成RS与GIS在土地利用分类方法的比较 关键词：遥感、土地利用、GIS、内盖夫 摘要：在过去的几十年里, 以色列在土地利用方面发生了剧烈的改变。由以色列政府提供的土地利用图在对农业和城市用地分类方面比其他地方地图记录的更为详尽。它将之前过度放牧的地区重新绿化，变为人工灌溉和自然灌溉的耕地，并设置成自然保护区。而过去经常被用作大型军事训练场的地方，则变更成城乡居民点，或者将之视为闲置土地。同时，在内盖夫的北部地区，牧场仍然占很大比重，但其面积并没有明确定义。鉴于土地利用的不断变更以及在现有的土地利用现状图上缺乏对牧场区域的认知，创建一个供规划者，科学家和决策者更好使用的土地利用现状信息数据库是十分有必要的。RS数据在创建和更新土地利用图方面，是非常有效的数据源，结合现有的卫星遥感数据以及以色列地理信息系统信息数据，创建出相对精确并具有当前时效性的内盖夫北部的土地利用图，这项工作的目的是为了探索一种低成本的技术方式。比较利用遥感数据对土地利用进行分类的几种方式。此外，在GIS 数据框架内，土里利用辅助数据可以更新和提高RS分类精度。结果发现，使用监督分类和非监督分类相结合的方法得到了比单一使用其中一种方法精度更高的产品。同时也发现，在更新这种产品时，辅助数据和GIS数据可以将数据精度提升10%，使得最终产品总精度达81%。因此，本文提出的相关技术手段在当前不同时段的遥感影像图中的应用，可以精确对土里利用变更数据库的创建。 引言 我们所观察到的地球表面生物物理覆盖情况叫做地表覆盖，它是由各种自然形成和人为建造所组成的地表覆盖模式。换而言之，土地利用是受经济，文化，政策，历史和土地使用权等因素影响的人类地表活动。遥感数据（例如：卫星和航空影像）通常被用于通过土地覆盖观测来定义土地利用情况（Brown, Pijanowski, & Duh,2000; Karl & Maurer, 2010）。最新的土地利用信息对于规划师、科学家、资源管理者和决策者都是至关重要的。 从遥感数据中提取土地利用信息的一种方法是通过可视化解译实现的，但可视化解译受限于单一波段或三色合成波段。土地利用片区的人工矢量化是极其繁琐并且具有强烈主观性的工作。(Bolstad, Gessler, & Lillesand, 1990)。因此，遥感自动分类更适用于大面积区域的土地利用图。当土地利用和地表覆盖模式在影像解译时表现明显时，自动解译就显得十分困难，因为自动分类技术并不拥有如同人脑般的超强识别能力(Hudak & Brockett, 2004)。当从遥感影像中自动分类复杂地形时，如何实现准确分类就成了一个难题(Manandhar, Odeh, &
RS与GIS技术在土地资源管理中的应用
RS与GIS技术在土地资源管理中的应用 摘要：众所周知，我国国土面积非常广阔，其内部土地涉及的种类也非常多，为了更加清楚的了解我国现有土地状态，制定有效管理政策，就需要对土地资源实施有效勘测，这样不仅仅能够清楚全面了解我国现存土地状态，对其实施有效土地资源管理也是非常重要的。在对现在土地资源勘测技术进行深入研究，发现采用遥感技术和地理信息系统能够全面实现土地资源的合理的勘测，为土地资源的发展管理提供有效的物质基础。针对于此就需要对烟感技术和地理信息系统在土地资源管理上的应用进行深入研究。 关键词：遥感技术；地理信息系统；土地资源管理 目前我国再对土地资源进行管理中采用的技术手段主要包括遥感技术和地理信息系统。这两项技术手段的结合能够对我国显存的土地资源发展状态有一个全面了解。对于遥感技术来说能够全面打破传统提地勘测必须在现场进行实时勘测的限制，可以通过一系列微波检测器，对现存的土地资源进行实时勘测，而且采用遥感技术手段不单单能够减少土地管理需要的时间，对结果的准确性提升也起到非常重要的作用。而地理信息系统在土地资源管理过程中起到对目的土地自行进行深入了解的作用，运用这一系统能够有效保证土地资源管理自身信息的准确性。
1 RS和GIS的你发展 RS和GIS一体化是20世纪90年代以来遥感和地理信息系统发展的共同趋势，特别是在土地资源管理中，RS和GIS一体化技术已成为不可缺少的重要技术手段。RS（Remote Sensing）即遥感技术，是指从远距离、高空乃至于外层空间的平台上，利用可见光、红外线、微波等探测仪器，通过摄影或扫描、信息感应、传输和处理，从而识别探测对象的性质和运动状态的现代化技术体系。它包括空间信息采集系统、地而接收和预处理系统、地而实况调查系统、信息分析应用系统。在我国，遥感技术的应用始于80年代，主要应用于测绘、林业、地质、海洋、环境的调查与监测。1998年以来，由于“新一轮国土资源大调查（12年计划）”的启动，国土资源部已经在全国的66个重点城市开展土地利用动态遥感监测工作，遥感作为高新技术，拓展了新的应用领域。GIS（Geographical Information System）地理信息系统，又称资源与环境信息系统，是在计算机硬、软件设备支持下，实现地理空间数据输入、存储、管理、检查、处理和综合分析的技术系统。利用GIS技术可以在短时间内更新土地资源的图件和数据等基础资料，以便政府根据土地的动态情况制定相应的政策。 2 在土地资源详查中的应用 在进行土地资源管理中，最重要的一步就是对土地资