全 文 ：第 ww卷 第 z期
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林 业 科 学
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沙化土地遥感监测研究现状
王晓慧 李增元 高志海
k中国林业科学研究院资源信息研究所 北京 tsss|tl
摘 要 } 沙化土地遥感监测是采集沙化土地现状及其动态变化的重要技术手段 o能够为国家防沙治沙提供重要
的科学依据 ∀本文从遥感信息源 !光谱特征分析 !沙化因子提取 !沙化土地分类和动态变化分析等方面总结国内外
的研究现状 o在此基础上探讨存在的问题及发展方向 ∀
关键词 } 沙化土地 ~遥感监测 ~研究现状 ~发展方向
中图分类号 }≥txz1u 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kuss{lsz p ss|s p sz
收稿日期 }ussz p sw p t{ ∀
基金项目 }国家/十一五0科技支撑计划课题kussy…„⁄uy…stl !国家科技攻关计划课题kussx…„xtz„szl和国家 {yv计划课题kussy„„tuts{l
资助 ∀
Στυδιεσ ον Ρεµοτε Σενσινγ Μονιτορινγ οφ Σανδιφιχατιον
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kΙνστιτυτε οφ Φορεστ ΡεσουρχεσΙνφορµατιον Τεχηνιθυεσo ΧΑΦ Βειϕινγ tsss|tl
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Κεψ ωορδσ} ¶¤±§¼ ¤¯±§~µ¨°²·¨ ¶¨±¶¬±ª °²±¬·²µ¬±ª~¶·∏§¼ ³µ²ªµ¨¶¶~·µ¨±§
我国是世界上受土地沙化危害最严重的国家之一 o据国家林业局第 v次全国荒漠化和沙化土地监测结
果 o截至 ussw年 o全国沙化土地面积为 tzw万 ®°u o占国土总面积的 t{1tu h o涉及全国 vs个省k自治区 !直辖
市l{{|个县k旗 !区l ∀与 t|||年监测结果相比 ox年间沙化土地净减少 y wty ®°u o年均减少 t u{v ®°u ∀大部
分省区的荒漠化和沙化状况呈现好转的态势 o沙区植被覆盖度有所增加 ∀尽管沙化土地总体扩展的趋势得
到初步遏制 o但局部地区仍在扩展 o土地沙化的总体形势仍然很严峻 ∀
为全面掌握沙化土地的现状和发展动态 o为国家防沙治沙提供科学依据 o开展沙化土地监测和评价是一
项十分必要的工作 ∀遥感作为采集沙化土地现状及其变化信息的重要技术手段 o可有效地提高沙化土地监
测的及时性和准确性 ∀国内外已经对运用遥感技术进行沙化土地监测做了大量的研究k高尚武等 ot||{ ~王
涛等 ot||{ ~≥¤«¤¬ot||v ~⁄¬oussv ~פ±¶¨¼ ετ αλqot||{¤l o本文旨在总结国内外沙化土地遥感监测的研究现状
和进展 o探讨研究中存在的问题 o并提出今后研究的发展方向 ∀
t 概念
荒漠化是全球关注的重要经济 !社会和环境问题之一 ∀根据 t||w年5联合国关于在发生严重干旱和Π或
荒漠化的国家特别是在非洲防治荒漠化的公约6 o荒漠化的定义是包括气候变异和人类活动在内的种种因素
造成的干旱 !半干旱和干旱亚湿润地区的土地退化 ∀荒漠化对人类社会的生存和发展构成严重威胁 o因此联
合国环境与发展大会将防治荒漠化列为国际社会优先采取行动的领域之一 ∀荒漠化按地表组成物质性质和
发展方向划分为沙质荒漠化 !砾质荒漠化 !石质荒漠化和盐质荒漠化 ∀
在我国 o除了荒漠化概念外 o也经常运用沙漠化 !土地沙化等概念 ∀我国传统惯称的沙漠化实际上是荒
漠化的一种类型 o即沙质荒漠化 o我国约 zs h的荒漠化面积归属此类 ∀朱震达kt|{|l认为沙漠化是在干旱 !
半干旱和部分半湿润地区的脆弱生态环境条件下 o由于人为过度的活动破坏了生态平衡 o使原非沙漠地区出
现了以风沙活动为主要特征的类似沙质荒漠环境的退化 ∀进入 |s年代 o人们认识到沙漠化概念的局限性和
在国际交流中带来的诸多不便 o开始与国际上荒漠化概念靠拢 o并逐渐以/荒漠化0取代/沙漠化0 ∀
荒漠化 !沙漠化土地 o首先必须确定气候区 o学术界的纷争对其应用带来较大的困难 o沙化土地是为了避
免学术纷争而能在工作中应用的目的产生 ∀沙化泛指任何地区在各种气候条件下 o由于自然和人为因素导
致土地呈现出沙k砾l物质为主要标志的土地退化 o具有这种明显特征的退化土地为沙化土地 ∀在我国荒漠
化和沙化监测中直接使用沙化土地这个概念 ∀
本文的研究对象是沙化土地 o由于很多研究在荒漠化 !沙漠化和沙化这 v个概念方面存在交叉和争议 o
但实际研究对象包括沙化土地 o所以本文引证时也涉及到荒漠化和沙漠化的内容 ∀
u 遥感信息源
目前应用较普遍的遥感影像有 ¤±§¶¤·≥≥ΠאΠ∞א n !‘’„„Π„∂ ‹• • 和 ∞’≥2’⁄Œ≥ 等 o近几年星载
≥„• !≥°’× !≤…∞• ≥等影像也有较多的研究应用kŽº¤µ·¨±ª ετ αλqousss ~丁峰等 oussv ~谢忙义等 ousst ~王兮之
等 oussul ∀全球或洲尺度的沙化土地研究 o主要用 ‘’„„Π„∂ ‹• • 和 ’⁄Œ≥数据 o而区域尺度的研究 o主要用
¤±§¶¤·×Π∞א n和其他高分辨率数据 ∀
研究中经常应用 ¤±§¶¤·×Π∞א n和 ‘’„„Π„∂ ‹• • 等确定沙化发生发展的范围和程度 o监测地表植被
生长状况 ∀合成孔径雷达数据可全天候获取植被 !土壤以及沙化信息 ∀国外利用星载 ≥„• 影像通过提取后
向散射信息反演土壤湿度和表面粗糙度来研究沙漠表面过程kפ±¶¨¼ ετ αλqot||{¥l ∀ ⁄¨µ²¬±等kt||zl建立了
后向散射和干旱地表粗糙度之间的经验模型 oפ±ª等kussul利用后向散射测试遥感沙地波纹 oŽº¤µ·¨±ª
kusssl利用星载 ≥„• 制作了科威特沙丘图 ∀成像光谱仪可以监测植物生物物理化学成分的变化 o获取生态
系统的物流和能流状况 ∀范文义等kusssl !范文义kussul应用高光谱数据对荒漠化评价因子中的植被覆盖
度 !生物量和土壤含水率进行定量反演 ∀近年来 o中分辨率成像光谱仪 ’⁄Œ≥所获取的影像为沙化土地监
测提供了新的数据源 ∀与 ‘’„„Π„∂ ‹• • 相比 o’⁄Œ≥具有更高的空间分辨率 !更多的光谱波段和更好的光
谱精度 o并且  ’⁄Œ≥每 u天覆盖全球 t次 o大大增加了在全球大范围内进行沙化土地监测的能力 ∀
v 沙化土地光谱特征分析
沙化土地光谱特征是沙化土地遥感监测的基础 o是遥感图像分析 !最佳波段组合选择和专题信息提取的
重要依据 ∀沙化土地光谱特征随时间 !地点 !环境背景等的变化而变化 o影响因素很多 o是地表特征的综合光
谱反映结果 ∀关于沙化土地光谱特征 o目前已有不同程度沙化土地和不同物候期植被 !沙漠腹地冬季地面和
沙化过程不同地表覆盖类型光谱测定与分析等方面的研究k李海萍等 oussu ~ussv ~袁玉江等 ot||| ~王晓慧
等 oussx¤~ussx¥l ∀
李海萍等kussul研究表明 o同一类型沙化土地具有相近的波形曲线 o不同类型沙化土地的波形曲线在
|ss ∗ t sss ±° !t vss ∗ t wss ±°等特定波段具有一定的差异 ∀王晓慧等kussx¤l研究表明 o沙化土地的光谱
特征受植被和土壤影响 o随着植被覆盖度增大 o整个沙化土地反射率降低 o受植被和土壤水分的影响 o中红外
波段 t vss ∗ u xss ±°的反射率逐渐低于近红外波段 zxs ∗ t vss ±°的反射率 o不同植被覆盖度沙地之间的
反射率差别增大 ∀袁玉江等kt|||l对塔克拉玛干沙漠腹地塔中地区冬季光谱观测数据进行了分析 o晴朗条
件下 o在沙丘各部位近红外通道的反射率都大于可见光通道的反射率 o而在沙丘的不同部位间 o可见光通道
的反射率变化较小 o沙丘朝阳坡的可见光及近红外通道的反射率略大于背阴坡 ~晴朗 !昙天 !阴天中 o可见光
与近红外通道的反射率 o均是以阴天为最大 o在较晴朗的天气条件下 o沙丘的可见光及近红外通道的反射率
均随着太阳高度角的增大而减小 o霜对沙面可见光及近红外通道的反射率起增加的作用 ∀范文义等kusswl
对科尔沁沙地地物的研究表明 o利用导数和归一化的方法对植被光谱进行处理 o可以消除因光照等因素造成
的同一植被类型不同部位光谱的差异 o提高地物光谱重建的精度 ∀
w 沙化因子信息提取
411 植被覆盖度
地面植被覆盖度是影响土地沙化一个极其重要的指标 o利用遥感影像提取区域植被信息是沙化土地研
究的一个重要内容 o主要采用经验模型法 !植被指数法和亚像元分解法得到植被覆盖度k田静等 oussw ~张云
霞等 oussv ~陈晋等 ousstl ∀
t| 第 z期 王晓慧等 }沙化土地遥感监测研究现状
植被指数有许多不同的表达方式 o其中 ‘⁄∂Œ在植被覆盖度定量研究中的应用最广 ∀但是 ‘⁄∂Œ值不仅
受地面植被状况的影响 o而且受土壤背景 !大气状况以及成像条件的影响 ∀已经发展了多种植被指数来部分
消除环境条件的影响 o对于干旱半干旱区植被覆盖度比较稀疏的地区 o采用土壤调节植被指数k≥„∂Œl和修改
型土壤调节植被指数k≥„∂Œl可以降低土壤背景的影响k李宝林等 oussul ∀但从目前的研究情况来看 o‘⁄∂Œ
仍被作为荒漠化评价的首选 o主要是因为与土壤背景调整相关的植被指数中的一些参数的确定尚存在一定
的难度以及增加荒漠化评价的工作量k杨晓晖等 oussyl ∀也有一些研究对植被指数和植被覆盖度的相关性
提出质疑 ∀Œ¶«¬¼¤°¤等kusstl发现植被指数与植被的物理参数 o尤其是干生物量和叶面积指数的相关性大 o
与植被覆盖度的相关性小 ∀ Ž¤µ±¬¨ ¬¯kt||zl !Ž¤µ±¬¨ ¬¯等kt||y ~t|||l的研究表明 o半干旱区覆盖岩石和地表的
苔藓 !地衣 !海藻和藻青菌等微小植物光合作用产生高达 s1vs的 ‘⁄∂Œ值 o推论半干旱区微小植物的反射引
起错误解译植被动态以及高估生态系统生产力 ∀
412 土壤湿度
土壤水分也是反映沙化土地退化状况的一个重要指标 ∀比较适合沙化土地土壤湿度监测的方法有热惯
量法和微波法 o近年来随着高光谱在沙化土地研究中的应用 o土壤水分光谱法也在开展 ∀
热惯量是土壤阻止温度变化的一种度量 o反映土壤的热学特性 ∀热惯量法是国内外监测土壤湿度最常
用的方法之一 o物理意义明确 o估算精度高 o简单易行 o适用于裸土或植被生长早期或植被覆盖低的地区k薛
辉等 oussyl ∀
微波遥感监测土壤湿度具有坚实的物理基础 o即土壤的介电特性和土壤水分含量有密切关系 ∀另外 o微
波遥感可以全天候使用 o具有广泛的应用前景k邓辉等 oussw ~刘伟东等 ousswl ∀在主动微波遥感领域 o利用
合成孔径雷达反演土壤湿度的研究越来越受到重视 o目前的主要问题是如何在模型中去除表面粗糙度的影
响和在不同植被覆盖条件下建立模型反演土壤湿度k⁄¨µ²¬± ετ αλqot||z ~פ±¶¨¼ ετ αλqot||{¥l ∀被动微波遥
感用来监测陆地表面的土壤湿度的算法相对来说更为成熟 o被动微波辐射计反演土壤湿度大部分是围绕着
土壤湿度和亮温温度之间的关系进行k钟若飞等 oussx ~高峰等 ousst ~刘志明等 oussvl ∀
413 沙漠(沙丘)地形
¨√¬±等kusswl在以色列 „¶«§²§地区海边的横向沙丘和 ‘¬½½¤±¤的沙漠线性沙丘由 ¤±§¶¤·影像阴影中
提取沙丘地形信息 ∀假设地表具有均一的光谱特性 o基于沙丘景观的规律性和周期性推出了一种用 ¤±§¶¤·
和 ∞א n影像提取沙丘坡度 !坡向和高程的新方法 ∀与高级星载热发射与反射辐射计 „≥×∞• 相比 ov⁄信息
表明这种方法比 „≥×∞• 生成的 ⁄∞ 更能代表地形变化 ∀ ⁄º¬√¨ §¬等kt||vl证明了 ¤±§¶¤·× 影像变换有利
于增强识别不同地形特征的能力 ∀ א 数据的第 t特征值和垂直植被指数变换很好地表现了植被 ∀通过单
个或综合变换可以很好地产生沙丘 !丘间平原 !台地 !冲积盆地等地形特征 ∀„¯ 2⁄¤¥¬等kt||zl用海湾战争前
后多时相的 ¤±§¶¤·× 影像监测沙丘格局的时空变化 o边缘增强和对比度拉伸的影像增强技术用来刻画沙
丘整体状况和绘制单个沙丘图 ∀
x 沙化土地提取和分类制图
自 us世纪 {s年代以来 o基于地物的光谱信息 !空间信息和时间信息 o遥感已经广泛应用于沙化土地提
取和制图 o通常采用的方法分为 u类 }土地利用Π土地覆盖分类法和 ‘⁄∂Œ阈值法 ∀
511 土地利用Π土地覆盖分类方法
x1t1t 常规分类方法 包括目视解译 !计算机屏幕解译 !监督分类 !非监督分类法 ∀专业人员依据专业知识
和实践经验进行遥感影像目视解译和计算机屏幕解译 o与地面实况信息相结合 o提供沙化现状分布图k王建
等 oussw ~张玉贵等 ot||{ ~王涛等 ot||{ ~ussvl ∀目前 o在人工智能未能达到解决各种复杂推理之前 o该方法
是在沙化土地分类中采用最普遍的方法 o但是花费时间较多 ∀监督分类和非监督分类法基于单个像元的光
谱亮度值进行分类 o算法成熟 o能充分进行人机交互 o速度快k¤¶²±oussul o但是同物异谱和异物同谱现象使
得单纯依靠光谱特征解译的精度受到限制 ∀
x1t1u 神经网络法 荒漠化土地与非荒漠化土地之间没有截然的界线 o荒漠化信息与遥感数据之间具有非
线性的关系 ∀人工神经网络分类器是一种非线性的分类器 o可以提供难以想象的复杂的类间分界面 o因此应
用人工神经网络可以较好地解决以上 u个问题k乔平林等 ousswl ∀
u| 林 业 科 学 ww卷
杜明义等kusstl在土地荒漠化分类时采用基于径向基函数的神经网络分类模型 o利用融合后影像作为
„‘‘模型的输入层 o选择 t sss个中间结点 o采用荒漠化和非荒漠化土地类型共 ty个样本带入模型进行学
习和训练 o得到 v个不同时相荒漠化土地的分类结果 ∀
x1t1v 决策树法 决策树法是多元统计分类中的一种方法 ∀运用决策树法把复杂景物或现象按一定原则
做层层分解后 o使其相互关系明确 o局部细节描述得更为清楚 o知识可以在不同层次间以不同形式介入 o增强
信息提取能力 !分类精度和计算效率 ∀
对沙化土地基于各类地物的光谱特性 !地貌部位和空间结构等特征 o以及植被指数比值组合等方法 o利
用决策树采取相应的识别和提取方法 o实现沙化土地与非沙化土地的分离k王建等 ousss ~王晓慧等 oussx¥~
邝生爱等 oussul ∀ ŠŒ≥支持下基于知识的多重判据复合分类也可以实现沙化土地监测k沙占江等 ousssl ∀
x1t1w 光谱混合分析法 遥感影像中每个像元对应的地表 o往往包含着不同的覆盖类型 o有着不同的光谱
响应特征 ∀传统像元级遥感分类只是把它作为单一像元 o代表同质地物进行分析 ∀为了解决混合像元分解
的问题 o实现遥感分类从像元级到亚像元级的发展 o需要用到光谱混合分析法 ∀其中最常用的是线性光谱混
合模型 o它基于线性模型 o认为影像上混合像元值为地物光谱反射值的线性组合 o从而可以对混合像元进行
分解 o得出各类地物丰度 o在亚像元尺度上探测区域土地覆被变化k张熙川等 ot||| ~赵英时 oussvl ∀
≤²¯ ¤¯§²等kussul利用 t|{u和 t||u年 u期 א 影像对阿根廷中部进行荒漠化监测 o应用光谱混合分析法
提取组成混合像元的基本土地类型 o如植被 !水体和沙地 o该方法有助于研究地表异质性 ∀ ‹¤¥²∏§¤±¨ 等
kussul的研究表明 o线性光谱混合模型和描述光谱形状的指数 o如明度 !色彩指数和形状指数都可以用来描
述土地退化的空间格局 o⁄∞ 模型参数与光谱信息相结合有利于土地退化评价 o依据岩性 !植被特征和对水
力侵蚀的敏感性可以把景观划分成不同的单元 ∀
512 Ν∆ςΙ阈值法
‘⁄∂Œ与植被生长状况有关 o由于沙化土地的一个基本特征是植被缺乏 o‘⁄∂Œ能较好地指示沙化土地特
征 o用于沙化土地提取和分类 ∀该方法运用一个特定的 ‘⁄∂Œ值作为阈值 o‘⁄∂Œ值低于该阈值的像元被认
为是沙化土地 ∀此外 o沙化类型划分以植被覆盖度为依据 o基于 ‘⁄∂Œ和植被覆盖度的相关性 o应用 ‘⁄∂Œ阈
值法实现对沙化类型的划分 ∀
但是干旱 !半干旱地区的植被状况对年内气候变化尤其敏感 o某一像元的 ‘⁄∂Œ值低于阈值并不一定意
味着那个像元存在沙化土地 o反之亦然 ∀例如 o干旱能够显著地降低非沙地区的 ‘⁄∂Œ值 o低的 ‘⁄∂Œ值有可
能使该地区被误认为是沙化土地 ∀为此 o需要去除由气候波动引起的年内植被变化 o运用比年内气候变化长
得多的时间系列得到的统计值 o通常包括多年平均值 !最大值 !最小值和中值 ∀ ‹¤¶·¬±ª等kussul已经把全球
‘⁄∂Œ时间系列的多年统计的月最大值成功地用于荒漠化监测 ∀高志海等kussxl提出以植被的降水利用效
率k• ˜∞l为主要评价指标的荒漠化评价方法 o可很大程度上克服以植被指标为主的评价方法受降水波动影
响大的缺点 ∀
y 沙化土地动态变化
611 Ν∆ςΙ时间序列法
‘⁄∂Œ时间序列法是通过对沙化地区进行一定时间段内的连续观测 o比较 ‘⁄∂Œ的年际特征曲线 o检测
出植被生态系统的细微变化 o获取该地区沙化变化过程与趋势 ∀
¬¯¬¦«等kt||z ~usssl和 • ¬¨¶等kusstl提出用 ‘⁄∂Œ的变化系数k≤’∂l来分析干旱区植被退化状况 ∀
≤’∂ 被定义为某一像元 ‘⁄∂Œ值的标准差和均值之比 o表示像元的 ‘⁄∂Œ随时间的变化 o可用于测量植被动
态变化 o估计植被变化范围 o考虑植被的年际变化 o在此基础上用线性回归可以反映 ≤’∂ 的变化趋势 ∀
‘⁄∂Œ还经常和其他从遥感影像获取的数据 o如地表温度k≥×l !叶面积指数k„Œl和净初级生产力
k‘°°l等 o共同用于判定沙化程度 o提供更多的沙化信息 ∀ Ž¤µ±¬¨ ¬¯等kussvl和 ⁄¤¯ .¯ ’¯ °²等kussul应用
‘’„„2tw „∂ ‹• • 评价以色列内盖夫北部的荒漠化 !物候和干旱过程 ∀ ‘⁄∂Œ和 ≥×时间系列表明 o‘⁄∂Œ对
应于植被对降水的反应 o≥×代表季节性气候变动 ∀≥×和 ‘⁄∂Œ的散点图分析表明 o不同的生物群系显示
出各年不同的物候格局 o并且对 ≥×和 ‘⁄∂Œ散点图的 u个极点应用几何公式可以得到干旱指标 o进而可以
区分干旱和湿润年份 ∀
v| 第 z期 王晓慧等 }沙化土地遥感监测研究现状
612 分类后比较法
分类后比较法是常用的识别不同时期沙化土地变化的方法 o对每一时相影像做沙化土地分类 o通过对分
类结果比较 o从而识别沙化土地的发展变化 ∀该方法可适用于不同传感器 !不同季相的数据比较 o能够获得
具体的沙化土地变化类型信息 o但是必须进行 u次图像分类 o变化分析的精度依赖于图像分类的精度k∏ ετ
αλqoussw ~李德仁 oussvl ∀
613 景观格局分析方法
沙化过程伴随着景观的变化 o沙化研究同样包含着景观生态学的研究内容 o即系统的结构 !功能变化及
生态作用的研究k赵学勇等 ousssl ∀景观格局分析是景观生态学的基础研究内容 ∀景观格局包括景观组成
单元的类型 !数目以及空间分布与配置 o是景观异质结构在水平面上的投影 ∀通过描述这些单元的组合结构
特征 o可对景观镶嵌格局进行分析和量化 o进而与生态过程相联系 o研究格局与过程之间的相互作用 !相互影
响的机理 ∀景观结构变化将改变各种生态过程的演变及其在空间上的分布规律 ∀从某种意义上说 o景观格
局是各种景观生态演变过程中的瞬间表现 ∀由于沙化过程的复杂性和抽象性 o很难定量和直接地研究沙化
过程的演变特征 o通过研究景观格局的变化可以反映沙化的演变过程 ∀
景观生态学关于景观格局变化的研究方法对于沙化监测具有较好的应用前景 ∀研究表明 o优势度 !多样
性 !均匀度和蔓延度指数对研究区域荒漠化土地的发展与逆转有着较好的指示意义k李锋 ot||z ~ussu ~李锋
等 ousstl ∀常学礼等kusswl选择固定沙丘斑块 !农田斑块和景观中总斑块的数量 !平均面积和平均斑块形状
等 |个因子 o分别采用单因子关联分析和多因子 °≤„分析 o表明在沙地景观中斑块数量的增加是沙漠化景
观的主要影响力 ∀依据景观指数可以对不同时期的荒漠化和沙化土地景观动态变化进行分析k吴波等 o
usst ~≥¨ ¬¬¤¶ousss ~包慧娟等 oussvl ∀
z 今后研究的主要方向
随着多光谱 !高光谱传感器不断投入使用 oŠ°≥技术不断取得突破进展 o多种探测技术的集成日趋成熟 o
新数据源 !新技术新方法不断产生 ov≥技术将全面融入到沙化土地动态监测 ∀建立天 p空 p地一体化 o多层
次多源信息源 o遥感 !地理信息技术 !全球定位技术以及其他先进技术手段与地面观测相结合的沙化土地监
测技术体系 o可以快速准确获取沙化土地的类型 !分布 !发展和变化趋势 o为沙化土地治理提供科学依据 ∀
711 光谱特征分析
沙化土地光谱特征分析和光谱特征库是提高沙化土地遥感定量应用能力的重要基础 ∀光谱特征分析主
要是光谱数据与沙化过程指示因子的定性化分析 o对沙化过程定量化的参数测定和分析比较少 o如地表物质
及颗粒组成 !地表物质营养成分和地表矿物质组成等与地物光谱的相互关系 ∀基于定量化参数 o有利于开展
光谱数据与各种参数的相关分析 o从地物光谱角度为遥感影像中沙化土地提取和分析提供理论基础 ∀
712 沙化因子定量反演
沙化土地的发展变化过程体现为沙化各种指示因子 o如植被覆盖度 !植被生物量 !土壤质地和土壤水分
等的发展变化 o用定量遥感的方法反演各种沙化因子将提高对沙化土地监测的能力 ∀需要解决地面观测与
不同层次遥感数据之间 !各个层次遥感数据之间的尺度转换问题 o利用遥感数据重建地面模型 o从遥感数据
中提取反演出所需要的沙化指示因子 ∀此外 o高光谱技术的发展为沙化过程中生物物理化学成分的变化以
及土壤特征变化的研究提供了有利工具 ∀同时 o继续对植被指数和植被覆盖度 !植被生物量的相关关系进行
研究 o明确植被指数在指示沙化土地地表植被状况方面的作用 ∀
713 信息提取研究
充分利用多源 !多层次 !多时相遥感影像 !多种影像特征以及先验知识 o来增强沙化土地遥感分类的能
力 o探索简单适用操作性强的方法来解决沙化土地提取和程度分级问题 ∀沙化土地地表植被变化与一定的
地表发展形态密切相关 o在实际调查中以地理单元为单位对植被覆盖度进行调查 o但在常规的以单个像元提
取植被覆盖度对沙化土地进行评价时未考虑这些因素 o在沙化土地信息提取中引入空间信息 !纹理信息 o以
地理单元或景观为单位对沙化土地进行判别能更贴近于实际调查时对沙化土地的判别和类型划分 o得到关
于沙化土地分布和类型的准确可靠的信息 ∀
w| 林 业 科 学 ww卷
714 动态变化研究
沙化土地的发展变化体现为沙化土地和非沙化土地 o以及沙化土地内部各种类型之间的相互转化 ∀常
规的沙化土地动态变化识别大多是在多时相影像分别分类基础上 o对不同时期沙化土地进行对比分析 ∀有
很多变化检测方法 o如图像代数算法 !主成分分析法等 o可以获得变化数量和地点 o一般要求源于相同传感
器 !季节近似 o分析结果经阈值划分 o能得到变化Π未变化二值信息 o变化信息检测的结果精度较高 o但不能获
得变化的类型 ∀采用常规的分类方法与变化检测相结合的方法 o可以快速地发现变化范围 o充分利用不同时
期影像不变部分的信息 o只针对变化部分进行类型判别 o及时反映变化信息 o同时极大地减少野外选取训练
样本和进行精度验证的工作量 o从而快速及时地识别沙化土地的变化情况 !变化类型和发展趋势 o为采取相
应治理措施提供科学依据 ∀
715 景观生态学分析演变
应用景观生态学方法对沙化土地发展变化进行分析目前主要停留在单一尺度上进行景观格局分析 ∀景
观格局的度量与所选取的观察或分析尺度密切相关 ∀不同幅度和粒度的空间数据进行景观格局比较分析 o
即使使用相同的方法 o对分析结果也有影响 ∀随着多源 !多分辨率遥感影像在沙化土地监测中应用的普及 o
考虑多种尺度上格局和过程的相互关系可以从景观生态学角度全面认识和理解沙化土地发展变化 ∀
参 考 文 献
包慧娟 o姚云峰 o张学林 o等 qussv1 科尔沁沙地景观格局变化的研究 q干旱区资源与环境 otzkul }{v p {{ q
常学礼 o鲁春霞 o高玉葆 o等 qussw1 科尔沁沙地景观斑块结构对沙漠化过程影响分析 q生态学报 ouwkyl }tuvz p tuwu q
陈 晋 o陈云浩 o何春阳 o等 qusst1 基于土地覆盖分类的植被覆盖率估算亚像元模型与应用 q遥感学报 oxkyl }wty p wuu q
邓 辉 o周清波 qussw1 土壤水分遥感监测方法进展 q中国农业资源与区划 ouxkvl }wy p w| q
丁 峰 o高志海 o魏怀东 qussv1≤…∞• ≥2t数据在评价荒漠化地区生态环境中的应用 ) ) ) 以甘肃省古浪县为例 q水土保持学报 otzktl }yv p yy q
杜明义 o郭达志 o武文波 qusst1 基于 • ≥ !ŠŒ≥ 的土地荒漠化时空演变规律及其生态景观重构策略 ) ) ) 以辽西北阜新地区为例 q水土保持学报 o
txkvl }yt p yw q
范文义 o杜华强 o刘 哲 qussw1 科尔沁沙地地物光谱数据分析 q东北林业大学学报 ovukul }wx p w{ q
范文义 o徐程扬 o叶荣华 o等 qusss1 高光谱遥感在荒漠化监测中的应用 q东北林业大学学报 ou{kxl }tv| p twt q
范文义 qussu1荒漠化程度评价高光谱遥感信息模型 q林业科学 ov{kul }yt p yz q
高 峰 o王介民 o孙成权 o等 qusst1 微波遥感土壤湿度研究进展 q遥感技术与应用 otykul }|z p tsu q
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李德仁 qussv1利用遥感影像进行变化检测 q武汉大学学报 }信息科学版 ou{k特刊l }z p tu q
李 锋 o孙司衡 qusst1 景观生态学在荒漠化监测与评价中应用的初步研究 ) ) ) 以青海沙珠玉地区为例 q生态学报 outkvl }w{t p w{x q
李 锋 qt||z1 景观生态学方法在荒漠化监测中应用的理论分析 q干旱区研究 otwktl }y| p zv q
李 锋 qussu1两个典型荒漠化地区景观多样性变化的比较 ) ) ) 景观基质的影响 q生态学报 ouuk|l }txsz p txtt q
李海萍 o庄大方 o熊利亚 qussu1 北京周边沙源区沙化土地光谱特征初探 q地理研究 outkxl }x|| p ysz q
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乔平林 o张继贤 o林宗坚 qussw1 基于神经网络的土地荒漠化信息提取方法研究 q测绘学报 ovvktl }x{ p yu q
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田 静 o阎 雨 o陈圣波 qussw1 植被覆盖率的遥感研究进展 q国土资源遥感 oktl }t p x q
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王 涛 o吴 薇 o薛 娴 o等 qussv1 中国北方沙漠化土地时空演变分析 q中国沙漠 ouvkvl }uvs p uvx q
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王晓慧 o李增元 o高志海 o等 qussx¤q沙化土地光谱特征初步分析 q遥感信息 okxl }vu p vx q
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x| 第 z期 王晓慧等 }沙化土地遥感监测研究现状
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k责任编辑 石红青l
y| 林 业 科 学 ww卷