遙感和地理信息系統在吉林西部鹽堿地管理中的應用研究

程彬

[摘 要]吉林西部松嫩平原的鹽堿地是世界上三大鹽堿地集中分布地區之一。本文以傳統野外調查為輔，以遙感影像數據分析處理為依托，在VisualStudio.Net環境下設計鹽堿土管理系統，選用ArcEngine作為開發語言，建立了吉林西部鹽堿地信息管理平臺。該系統實現了數據入庫、數據查詢分析、數據更新及管理功能，為鹽堿地監測與評價提供了數據管理支持。

[關鍵詞]鹽堿地；遙感；地理信息系統；數據庫

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.22.097

[中圖分類號]P237 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194（2017）22-0-02

鹽土、堿土是指鹽分含量和堿化度分別達到一定程度的障礙性土壤。我國鹽堿化土地主要分布在華北平原、東北平原、西北內陸地區及濱海等地區，分布范圍相當大。吉林省境內的鹽堿土是在半濕潤、半干旱氣候條件下形成的內陸型鹽堿土。鹽堿土主要穿插分布于地帶性黑鈣土土帶中。在非地帶性土壤中，鹽堿土主要與草甸土、沼澤土及風沙土呈復區分布。吉林西部內湖星羅密布，這些區域形成了主要積鹽區。

1 鹽堿土的危害

土壤鹽堿化會導致土壤肥力下降，不利于農作物吸收養分、阻礙作物的生長。一般情況下，PH值的高低可以用于衡量土壤鹽堿化的程度，當PH值越大，即土壤鹽堿化程度越高，土壤中的有機質遭到破壞，有機質含量反而降低，導致土壤質量越來越差。因此，土壤鹽堿化是我國多數干旱和半干旱地區農作物產量下降的重要原因。而且土壤中鹽分含量高會引起土壤的物理和化學反應，從而導致整體土壤環境退化。

2 鹽堿土的現狀

目前，吉林西部地區的鹽漬化土地面積大、分布范圍廣，對農業生產危害大。重度鹽堿土堿性強、鹽分重，理化性狀差，只能生長一些稀疏的耐鹽堿的野生植物，很難為農業利用。輕度鹽堿地屬于地產待改良土壤，多用于放牧地。由于過度放牧和人為破壞植被，干旱鹽堿地塊的植被正向雜草群落演替，呈現出無法利用狀態；低洼鹽堿地塊，正向星星草、蘆葦群落演替，而含堿量大的地方則向堿蓬子群落演替。這些地塊若繼續過度放牧或開荒后又棄耕，可能進入無植被狀態，進一步加重鹽堿化。大量的科研人員致力于鹽堿土的治理研究，目前在吉林西部建設松原灌區對重度鹽堿地進行改良灌溉。

3 利用遙感和地理信息系統，建立現代化管理平臺

本研究中將遙感和地理信息系統兩種技術應用于吉林西部鹽堿地信息管理中，可以更好地掌握鹽堿土的現狀、分布、改良范圍、對環境的影響等。遙感技術是利用搭載在遙感平臺上探測儀器，遠距離把目標的電磁波特性記錄下來，通過分析揭示物體的特征、性質及其變化的綜合性探測技術。

近些年來，發射衛星的數量以及衛星的空間分辨率、時間分辨率等都有很大提高，完全可以滿足國土調查研究的需要?？蒲腥藛T可以對不同尺度下光學、微波衛星遙感影像進行圖像預處理，包括大氣校正、裁剪、鑲嵌等，然后對預處理后的影像進行解譯分析或者反演研究，獲取影像中輕度、中度和重度鹽堿土的分類圖像。科研人員可以以年為單位對分類結果進行面積統計，掌握鹽堿土現狀及變化情況，如鹽堿地經過改良后轉換為有效耕地（水田和旱田）的面積及糧食產量等情況，轉換為林地、草地的面積；輕度鹽堿土發展為中度、重度鹽堿化的情況。同時，科研人員可以利用野外地物光譜儀對鹽堿土，進行實地地物反射波譜測定并采集樣品化驗，獲得輕中重度鹽堿土的反射波譜與鹽堿土中各成分之間的定量關系，既可以為衛星影像形成反演土壤成分的反演模型，又可以對衛星影像分類結果進行檢驗和校正分類精度。

地理信息系統是由計算機軟硬件、地理數據和用戶組成的，通過對地理數據的采集、輸入、存儲檢索、操作和分析生成并輸出各種地理信息，從而為工程設計、土地利用、資源管理、城市管理和環境監測管理決策等應用服務的計算機系統。地理信息系統結合數據庫，利用Microsoft SQL Server關系數據庫，以引擎ArcSDE來實現具體空間數據的集成管理，利用Visual Studio 和Arc Engine組件進行二次開發，建立吉林西部鹽堿地信息管理平臺。平臺功能模塊如圖1所示。在該平臺中，系統管理包括平臺基本管理內容、用戶管理、數據備份等功能；數據入庫包括影像數據入庫、分類數據入庫、空間數據入庫和屬性數據入庫；數據查詢分析包括矢量和柵格數據之間的匹配、疊加，空間數據、屬性數據互相查詢分析，并利用地理信息系統中的空間分析、統計分析功能；數據管理包括實現數據定期更新、修改等功能。

空間數據庫包括基礎地理信息數據庫、遙感影像數據庫和綜合應用分析數據庫?；A地理信息數據庫包括基礎地理信息、行政邊界圖、數字高程數據等。遙感影像數據庫包括各種分辨率衛星影像數據及解譯、分類結果圖像，綜合應用分析數據庫是利用每年的分析結果，進行鹽堿地區土地類型動態變化分析、周邊生態環境分析、鹽堿地改良效果分析。

4 結 語

吉林西部鹽堿地占地面積大，是我國鹽堿化比較嚴重的地區之一，嚴重制約了該地區的農牧業生產生活。為了更好地掌握吉林西部鹽堿地的分布范圍、變化情況、類型區分，本文利用遙感技術、地理信息系統技術手段，建立吉林西部鹽堿地管理平臺，對鹽堿地進行系統管理，以年為單位掌握鹽堿土現狀及變化情況、統計面積大小，為鹽堿地監測與評價提供數據管理支持。

本研究中所建立的管理系統只是基本系統，今后可以在此基礎上進一步擴展系統，豐富系統的功能模塊，增加應用功能，進一步拓展系統的深度和廣度，為土地調查信息服務提供更準確、更方便、更快捷的數據資料。

主要參考文獻

[1]張偉戰，張艷明.吉林松原灌區重度鹽堿土改良治理措施[J].北京農業，2012（30）.

[2]梅安新.遙感導論[M].北京：高等教育出版社，2001.

[3]黃杏元.地理信息系統概論[M].北京：高等教育出版社，2001.

[4]李煥，丁建麗.基于WEBGIS與三庫一體模式的土壤鹽漬化監測預警系統平臺研發[J].地質與勘探，2016（52）.

[5]于金蓉，劉冰，李顯.基于GIS的區域土地利用分析評價系統設計[J].測繪與空間地理信息，2014（10）.

[6]方建，徐偉，史培軍.臺風災害快速評估信息系統設計與開發[J].北京師范大學學報：自然科學版，2011（5）.

[7]張飛云.非GIS專業“地理信息系統”課程教學過程探討——以新疆農業大學為例[J].現代交際，2018（2）.

[8]韓麗榮.芻議地理信息系統課程中實踐教學的重要意義——以呼倫貝爾學院為例[J].中國教育學刊，2015（2）.

[9]覃先林.遙感與地理信息系統技術相結合的林火預警方法的研究[D].北京：中國林業科學研究院，2005.

[10]白景昌.基于遙感與地理信息系統的洪災風險區劃研究[D].北京：中國科學院研究生院，2004.

[11]侯鵬.基于遙感和地理信息系統的礦區環境監測與評價[D].青島：山東科技大學，2004.

[12]陳發中.遙感和地理信息系統在土壤侵蝕普查中的應用研究[D].西安：西安理工大學，2003.

[13]畢華興，中北理.遙感和地理信息系統與水文學整合研究進展[J].水土保持學報，2002（2）.endprint