基于Landsat TM遙感影像的揚州市生態環境質量動態分析

童桂鳳，陳志芳，范 瑩

（江蘇省揚州市環境監測中心站，江蘇 揚州 225007）

1 引言

生態環境質量是指生態環境的優劣程度，它以生態學理論為基礎，在特定的時間和空間范圍內，從生態系統層次上，反映生態環境對人類生存及社會經濟持續發展的適宜程度，通過生態環境監測了解掌握生態環境質量狀況及其變化趨勢對生態環境保護與建設具有重要意義［1，2］。遙感技術是當今生態環境監測中最為重要的技術之一［3］，具有時效性強、分辨率高、資料獲取快捷和費用低廉的特點［4］，在生態環境、土地利用形態與環境變化研究等方面具有廣泛應用，尤其從景觀學入手，開展以省、流域以及城市等為研究對象的生態環境狀況監測與評價［5］，獲得了非常好的分析結果，客觀、及時地反映了研究區域內的生態環境質量。本文采用Landsat TM遙感影像數據，通過室內解譯和野外核查相結合，提取揚州市土地利用／植被覆蓋信息，動態研究揚州市近5年生態環境狀況及其變化趨勢。

收集近5年揚州市遙感影像和其他專題資料，對遙感數據進行幾何糾正、鑲嵌，以土地利用／覆蓋分類為基礎，應用Arcgis9.2和Erdas9.1軟件進行影像解譯，提取土地利用／覆蓋信息，計算生物豐度指數、植被覆蓋指數、水網密度指數和土地退化指數，結合環境質量指數，計算揚州市生態環境狀況指數。

2 技術方法

2.1 數據源

選取2006年、2008年和2010年Landsat TM美國陸地資源衛星影像為基礎數據源，空間分辨率為30m×30m，選取4、3、2波段組合，時相選擇基本在4～10月間。

2.2 影像處理

揚州市地理空間范圍跨了2景Landsat TM影像圖幅，采用符合要求的標準投影Albers Conical Equal Area，波段組合為RGB 4、3、2的統一控制影像對遙感數據進行幾何糾正。糾正后的影像景內空間坐標誤差（與控制影像對比）x坐標和y坐標均小于15m，景與景之間接邊小于30m。

2.3 影像解譯與地面核查

以土地利用分類為基礎，解譯的指標體系采用全國生態遙感監測土地利用／覆蓋分類體系，采用二級分類系統：一級分為6類，主要根據土地的自然生態和利用屬性；二級分為26個類型，主要根據土地經營特點、利用方式和覆蓋特征。判讀提取目標地物的最小單元：一般規定變化的面狀地類應大于120m×120m，線狀地物圖斑短邊寬度最小為60m，長邊最小為180m，屏幕解譯線劃描跡精度為2個像元點，并且保持圓潤。林地432合成影像上顏色呈鮮紅色，水田432合成影像上呈棕紅色和青灰色，建設用地432合成影像上灰白色、天藍色和墨綠色。

地面核查是根據自然分異、人類活動的特征以及遙感信息提取過程中遇到的問題，選擇有代表性的路線來修正判讀過程中出現的誤判，檢驗遙感判讀的正確率，并對判讀數據進行室內修正。主要選取有代表性的林地、湖泊、河流、水田等典型地物開展野外核查（圖1）。

2.4 生態環境狀況指數計算

生態環境狀況指數綜合反映生態環境質量狀況，本文參考我國環境保護行業標準《生態環境狀況評價技術規范（試行）》（HJ／T192－2006），結合揚州市生態環境的具體情況，選擇反映生態環境生物豐度、植被覆蓋、水網密度、土地退化和環境質量5個方面的指標計算生態環境狀況指數。其中生物豐度指數權重0.25，植被覆蓋指數權重0.20，水網密度指數和土地退化指數權重分別為0.20，環境質量指數權重0.15。

圖1 2006、2008、2010年遙感解譯結果

3 結果與分析

2006年至2010年揚州市生態環境狀況指數均在55～75之間，生態環境質量均為良（55《EI〈75，生態環境狀況為良），生態環境狀況指數逐年上升，2010年EI比2006年提高了7.09，生態環境質量大幅好轉，并有不斷創出新高的趨勢。衛星遙感解譯所得土地利用／覆蓋情況見表1。

表1 揚州市近5年土地利用／覆蓋情況

揚州市生態環境狀況指數持續刷新，源于各級政府高度重視生態環境，大力植樹造林，節能減排，改善水環境，不斷提高生態環境質量。各地按照“政府導向投入、企業主體投入、社會廣泛投入”的原則，5年內共營造以意楊為主的用材林1萬hm2；重點對3大湖泊3km范圍內全面實施“三退三還”，建設環湖200m的生態、景觀、防護林帶；結合古城歷史文化特色，在建成區大力開展綠化美化建設，營造城市出入口綠化廣場、街頭園林小品、城市中心綠化廣場等，形成以文昌閣為中心，向四周輻射、縱橫交錯的景觀綠色廊道。2010年市區新增森林面積，建成區新增綠地154萬m2，揚州盡顯“十里栽花算種田”的生態宜居城。

“十二五”期間，揚州將以“打造綠楊城郭，建設生態揚州”為基本理念，全力營建功能完備的城市森林生態體系、高度發達的城市森林產業體系和內涵深厚的城市森林文化體系，增強林業碳匯功能，唱響揚州生態品牌，揚州市生態環境質量將更上一層。

4 結語

利用遙感影像數據監測生態環境狀況，具有信息量大，速度快、成本低等優勢，可以實時、動態的開展相應研究。從5年趨勢看，揚州市林地、草地面積增加了114.47km2，植被覆蓋指數提高了12.06，生物豐度指數提高了9.41，揚州市生態環境狀況指數提高了7.09，揚州市生態環境質量呈現逐年好轉、總體上升趨勢。

［1］秦保平，曹吉吉，丁立強.天津市生態環境監測與評價［J］.天津科技，2005（3）：5～17.

［2］田貴全，曹惠明.山東省生態環境質量動態變化研究［J］.環境與可持續發展，2007（5）：44～45.

［3］Boffat A S，Resurgent forest can be greenhouse gas sponges［J］.Science，1997（277）：315～316.

［4］金 焰，張 詠，牛志春，等.環境一號衛星CCD數據在生態環境監測與評價工作中的應用價值研究［J］.環境監控與預警，2010，2（4）：17～20.

［5］張樹譽，李登科，景毅剛.“3S”技術在關中地區秸稈焚燒遙感監測中的應用［J］.環境監測管理與技術，2005，17（2）：17～20.