基于遙感影像的榆林市土地沙化遙感監測

■紀超 蔡鑫

（中國人民解放軍61287部隊 四川成都 610036）

基于遙感影像的榆林市土地沙化遙感監測

■紀超 蔡鑫

（中國人民解放軍61287部隊 四川成都 610036）

借助遙感、GIS等手段對小流域土壤侵蝕進行監測，分析陜西榆林地區土壤、地面地物的解譯、監測，時空變化規律。研究近20年的土壤沙漠化的時空演變情況，結果顯示：榆林地區土壤重度沙化從1990年到2000年增加1534 KM2,到2006年天然綠地逐漸增加，有好轉趨勢的地域主要表現在靠近城鎮的區域，說明土壤受環境和人類活動影響較大。該研究通過土壤沙漠化的信息提取，防治沙地蔓延，改善土壤資源，實現可持續發展。

土壤侵蝕沙化目視解譯空間分析

0 前言

土壤是我國十分寶貴的一項自然資源，但是隨著生態環境的日益破壞，我國在黃土高原地區的侵蝕、沙化現象嚴重威脅到生態平衡。土壤沙化是泛指良好的土壤（或可利用的土壤）變成含沙很多的土壤，甚至變成沙漠的過程[1]。針對這一現象，可以通過遙感研究，對榆林地區黃土高原地區長期性的監測，得出該地區土壤近幾年的變化情況，根據侵蝕的情況和特點尋找相應的解決方法。

1 研究區概況和研究意義

榆林地區陜西省北部，地理坐標為37°55′—39°01′，109°04′—110°10′，位于黃土高原東南部，是陜北黃土高原和毛素烏沙地的交接地帶，受黃河流域常年沖擊而形成的地勢相對平坦的地區。榆林地區屬于溫暖帶和溫暖帶半干旱大陸性季風氣候，四季分明，受黃土高原這一特殊地域的影響，總體呈較干旱，風沙大，降雨量小的的氣候特點，年平均溫度為10℃左右，年降雨量為400毫米。

土壤侵蝕所引起的水土流失，是在人口快速增長下對于糧食供給最主要的威脅[2]。榆林地區西北部是黃土高原，水土流失嚴重，土壤大面積荒漠化對當地生態環境、生產生活帶來的極大的危害。因此，通過監測土壤沙漠化的情況對于遏制土壤沙化這一問題起到至關重要的作用。

2 研究方法及技術路線

本文基本研究方法是應用3S技術，以地理信息系統軟件為工具，以遙感衛星影像數據為基本數據源，利用ERDAS軟件進行遙感數據的處理，在3期（1990年、2000年、2006年）數據多時相比較的前提下，結合相關資料和沙地光譜特征建立解譯標志。通過目視解譯的方法得出該地區風蝕、水蝕的狀況、程度。結合該地區地理、人文、氣候特征分析侵蝕形成的原因及類型。利用遙感技術的多時相效應對比近兩期十年的土壤侵蝕變化。得出相應的辦法和結論，并討論解決辦法。

研究的最主要內容就是在Mapgis67軟件中對該地區各種相關地類通過目視解譯的方式區分開。解譯主要的依據是圖像中的三種特征:光譜特征、間(幾何)特征、紋理特征[3]。對于沙化的土壤進行解譯，關鍵要參考其光譜特征和紋理特征。

具體操作步驟如下：

（1）圖像的處理部分：圖像處理是目視解譯前的準備工作。主要包括圖像的下載，對遙感圖像進行相應的處理，而進行實現數據轉換多波段組合，與高光譜數據進行分辨率融合達到提高分辨率的目的，再把四景圖像進行拼接鑲嵌，最后進行數據轉換。

（2）圖像的解譯：這是這次研究的核心部分。詳細瀏覽了榆林市行政區的遙感地圖后，將地類主要分為了8類：河流、湖泊、重度沙化、輕度沙化、潛在沙化（這三個程度的沙化解譯的主要目標，也是這次研究重點）、山林、綠地、居民區和耕地區。

（3）結果分析：解譯出成果后，對數據進行空間分析、驅動力分析。分析不能片面和草率，需要從多角度出發，綜合性的考慮研究結果的成因和影響因素。例如：針對土壤沙漠化出現的地理位置，空間和事件變化規律參考，采用綜合分析法，得出相應結論。

3 調查結果與應用分析

3.1 研究結果

ETM數據的解譯結果可以近似反應榆林地區土壤沙化的分布現狀，土壤沙化主要分布在該地區西部和北部，輕度沙化地主要分布在北部與內蒙古接壤的地區和西南部靖邊縣和橫山縣之間的地區，重度沙化分布在以榆林市區為中心的市郊等大部分地區。東南部大面積的山林地區幾乎不存在土壤沙化現象。居民地、耕地除縣市區之外，沿河流分布的現象也十分明顯。各類沙漠化解譯結果計算數據如下表所示。

表1 各種沙化類型土壤面積的兩期對比

3.2 結果分析

結果顯示在1990年到2000年這10年里，土壤的沙化程度發生了一定程度的惡化。這個原因是多方面的，具體情況如下：

（1）自然地理因素：黃土高原的氣候雨量較少，雨季短促，急驟的暴雨往往造成山洪暴發和水土的大量流失。干季較長，日光充足，熱量條件比較優越；冬春季節多大風，冬干、春春旱現象比較明顯。

（2）人文因素：人文因素對于土壤侵蝕的發展狀況影響是十分巨大的。例如亂砍亂伐，導致水土流失等，人為環保意識的淡薄會使環境每況愈下。

（3）政府政策因素，政府的對于環保的政策和力度不夠，關注程度也不夠，沒能有效遏制土壤沙化的蔓延。

在研究的過程中，又通過相同的方法對2006年的遙感圖像進行解譯和分析，發現該地區的土壤狀況有所好轉。尤其是城鎮周圍的沙化有所減輕，綠化逐漸增加，說明人為因素的影響對土壤變化起到了關鍵作用，這和近幾年來人們環保意識增強，政府相關政策由主要關系。陜西省林業廳近期公布的數據可以看出陜北黃土高原“綠色版圖”在迅速擴大，1999年以來，延安市退耕還林882萬畝，新增水土流失治理面積12萬平方公里，治理程度由20.7%提高到45.5%，林草覆蓋率由42.9%提高到57.9%。

4 結論

在遙感數字圖像的精度、分辨率適宜的情況下，利用遙感技術的多時相效應能較好的實現對土壤侵蝕的監測。本次研究方法運用了多個時段衛星遙感數據相對比，依照研究區的實際情況選擇地物的分類，在此基礎上系統地進行了目視解譯、專題制圖，對結果較為全面的分析和概述，從環境氣候、人文、社會政策等多個方面總結了土壤侵蝕變化的原因，對土地沙化的預防與治理有著積極的意義。

[1]熊曉姣.國內外水土流失與土壤退化現狀及特點分析.湖北林業科技,2006.4:45.

[2]周為峰.基于遙感和GIS的區域土壤侵蝕調查研究：博士學位論文 [D].中國科學院研究生院,2005.

[3]邢立新,潘軍,陳圣波.遙感信息科學概論.吉林大學出版社.2003.3:117.

TP7[文獻碼]B

1000-405X（2015）-10-153-1