基于遥感技术的吉林西部生态环境变化与成因分析

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1、基于遥感技术的吉林西部生态环境变化与成因分析摘要：本文基于遥感技术，以2000年和2010年的2期卫星遥感数据为基础，采用面向对象分类方法，得到2期生态环境空间分布图，分析吉林西部生态环境时空动态变化规律，并对其成因进行分析。研宄结果表明：2000〜2010年吉林西部景观变化特征主要表现为水体减少，城市扩张和旱地增加，水体面积由2000年的1971.69km2减少到2010年的1686.32km2,10a间减少14%，而研究区的居民工矿用地和建筑用地的面积10a间增加11%,旱地面积10a间增加了647.32km2o2000〜2010年吉林西部沙漠退化的趋势明显，这主要

2、是由于政府实施植树造林和沙化治理等政策造成的。气候变化和人类活动是2000〜2010年吉林西部景观变化的主要因素。关键词：生态环境；面向对象；遥感；吉林西部中图分类号：P95文献标识码：ADOI：10.11974/nyyjs.20150501214引言半干旱地区作为我国生态环境最为脆弱的地区之一，区域生态系统具有不稳定性和敏感性的特点，而近年来，河道断流、水土流失、水土污染等为代表的生态环境恶化问题已引起广泛关注［1］。许多学者对引起这些现象的生态环境问题进行了研究［2］，初步研究表明，生态环境变化对区域可持续发展产生极大的影响，而且是造成河流水量减少和水土流失加剧的主

3、要原因之一；脆弱性地带对区域气候变化响应强烈，其生态种类变化对研宄气候变化导致的生态环境演变提供了极为有利的条件；生态环境变化的主要原因有气候变化、人类活动影响和病虫害影响等。吉林西部是我国北方生态脆弱带的重要组成部分，是我国土地盐碱化最严重的地区之一，近年来，由于自然因素和人类活动的影响，该地区草地严重退化，水土流失，土地盐碱化加剧，沙漠化发展速率不断增加［3］。因此，本文利用遥感技术，基于面向对象分类方法提取吉林西部不同时期生态类型，分析吉林西部生态环境变化规律，并对其成因进行分析，为半干旱区资源环境可持续发展提供科学依据。1研宄区概况吉林西部位于松嫩平原的西南部，

4、位于E123°124°22'，N44°57'〜45°46'之间，行政区划包括白城和松原2个地级市，包含10个县（市、区），土地面积为47，011km2（图1）。该区属半干旱半湿润的大陆性季风气候区，四季变化明显，多年平均降雨量为370〜407mm,年蒸发量1500〜1900mm,彡10°C的年活动积温2900〜3200°C，该地区生态环境诸因素具有明显的过渡性质，且由此产生一系列环境生态效应，风沙、盐碱、洪涝、冰雹、低温、冷害等自然灾害交织在一起，影响和制约该地区自然生态和社会经济的发展。2数据与方法2.1数据源与预处理遥感影像数据：覆盖吉林省西部地区全境的2期Land

5、satTM/ETM+遥感影像，时间为2000年和2010年的7月份，分辨率为30m;数据经几何校正、裁切和投影变换等处理，投影方式统一为Albers等积投影。野外验证点数据：覆盖研宄区野外验证点共179个，包括坐标、植被类型、地物特征等信息，数据统一定义为Albers等积投影。其它地理数据：土地利用现状图、行政区划图。以上图件经扫描后进行数字化和投影变换，投影与上面数据一致。2.2研究方法2.2.1生态景观分类根据卫星遥感影像资料解译结果，将研宄区生态景观划分为15种类型：草地；旱地；水田；盐碱地;沙漠/沙地；稀疏草地；稀疏灌木林；草本沼泽；草甸；落叶阔叶林；落叶阔叶灌

6、木林；森林沼泽；常绿针叶林；水体；居工地及建筑用地。2.2.2面向对象方法本文采用多尺度分割算法，利用易康软件，基于影像的光谱特征、几何特征、纹理以及和其它对象的关系，同时也要考虑质地、形状大小等特征，对遥感影像进行分割，从而得到影像对象。本文根据研宄区的特点，采用的多尺度方案均包含多季相遥感数据集的7个波段的信息。我们采用隶属函数法和最邻近分类法相结合的方法，在基于结构明确且容易描述的决策树思想的规则集中引入2种方法，对这2种方法进行补充使用，以发挥各自的优势，提高分类的精度。2.2.3指标选取通过分析吉林西部2期生态景观分布情况，对比分析指标选取景观类型斑块数、面积

7、，使用ArcGIS软件对数据进行处理，并确定出每类景观嵌块体的数目、面积和周长值。3研究结果3.1生态环境时空变化特征图12000年和2010年吉林西部生态环境空间分布图1为吉林西部10a生态景观类型空间分布情况。从图中可以看出，中部地区的水体（蓝色）的面积有所减少，主要转变成稀疏草地和沙地，而西部的居民工矿用地面积呈现增加的趋势（红色面积增加，相对变化的百分比为11%，周长值增加了1904.57km（表1）。这说明2000〜2010年吉林西部景观变化趋势主要表现为水体减少和城市扩张。从表1可以看出，这10a间旱地变化的最为剧烈，从200