全 文 ：２ＧｕａｎｇｘｉＢｏｔａｎｉｃａｌＧａｒｄｅｎｏｆＭｅｄｉｃｉｎａｌＰｌａｎｔ，Ｎａｎｎｉｎｇ５３００２３，Ｃｈｉｎａ）
［Ａｂｓｔｒａｃｔ］ Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ：ＴｏｒｅｖｉｅｗｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆＥｐｉｍｅｄｉｕｍｅｘｔｒａｃｔｉｎｔｈｅｍａｒｋｅｔＭｅｔｈｏｄ：Ｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｉｃａｒｉｎ，ｅｐｉｍｅｄｉｎＣ，
ｓａｇｉｔａｔｏｓｉｄｅＢａｎｄｔｏｔａｌｆｌａｖｏｎｏｉｄｓｉｎＥｐｉｍｅｄｉｕｍｅｘｔｒａｃｔｓｓｏｌｄｉｎｔｈｅｍａｒｋｅｔｗｅｒｅａｓｓａｙｅｄｂｙｔｈｅｍｅｔｈｏｄｓｏｆＨＰＬＣａｎｄＵＶｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅ
ｌｙＨＰＬＣｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔｉｎｇｓｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅＲｅｓｕｌｔ：Ｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｉｃａｒｉｎｉｎｍｏｓｔｏｆｔｈｅｅｘｔｒａｃｔｓａｒｅｃｌｏｓｅｌｙｓｉｍｉｌａｒｗｉｔｈ
ｔｈｅｏｎｅｓｌａｂｅｌｅｄｂｙｔｈｅｃｏｍｐａｎｉｅｓ３ｔｙｐｅｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｍｓｗｅｒｅｃｌａｓｓｉｆｉｅｄｉｎａｌｔｈｅＨＰＬＣｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔｉｎｇｓ，ａｎｄｗｅｒｅｃｏｒｅｓｐｏｎｄｅｄｗｉｔｈ
ｔｈｅｉｒｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｓＴｈｅｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｅｐｉｍｅｄｉｎＣ，ｓａｇｉｔａｔｏｓｉｄｅＢａｎｄｔｏｔａｌｆｌａｖｏｎｏｉｄｓｗｅｒｅｄｉｆｅｒｅｎｔｉｎｔｈｅｓａｍｐｌｅｓｗｉｔｈｔｈｅｓａｍｅｃｏｎｔｅｎｔ
ｏｆｉｃａｒｉｎＣｏｎｃｌｕｓｉｏｎ：ＷｅｃａｎｐｒｉｍａｒｉｌｙｃｏｎｆｉｒｍｔｈｅｏｒｉｇｉｎｏｆｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｓｂｙｃｏｍｐａｒｉｎｇｔｈｅＨＰＬＣｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔｉｎｇｏｆｅｘｔｒａｃｔｓｗｉｔｈｔｈｅ
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ｐｒｏｄｕｃｔｓｈｏｕｌｄｂｅｌａｂｅｌｅｄｔｈｅｏｒｉｇｉｎｏｆｍａｔｅｒｉａｌｓ，ａｎｄａｓｓａｙｅｄｗｉｔｈｍｏｒｅｃｏｍｐｏｕｎｄｃｏｎｔｅｎｔｓ，ｔｏｅｎｓｕｒｅｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ
［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ Ｅｐｉｍｅｄｉｕｍｅｘｔｒａｃｔ；ｉｃａｒｉｎ；ｅｐｉｍｅｄｉｎＣ；ｓａｇｉｔａｔｏｓｉｄｅＢ；ｔｏｔａｌｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ；ＨＰＬＣｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔｉｎｇ；ｑｕａｌｉｔｙ
［责任编辑 张宁宁］
［收稿日期］ ２００７０３０６
［基金项目］ 国家重点基础研究发展计划９７３计划
（２００６ＣＢ５０４７００）；国家自然科学基金项目（３０６７２６１６，３０６７２６１７）；国
家科技支撑计划（２００６ＢＡＩ０９Ｂ０３）
［通讯作者］ 黄璐琦，Ｔｅｌ：（０１０）６４０１４４１１２９５５，Ｅｍａｉｌ：
ｈｕａｎｇｌｕｑｉ＠２６３ｎｅｔ
基于 ＲＳ和 ＧＩＳ技术的江苏邳州市
银杏资源动态变化研究
孙宇章１，顾晓鹤２，阳小琼２，朱文泉２，郭兰萍１，黄璐琦１，潘耀忠２
（１中国中医科学院 中药研究所，北京 １００７００；
２北京师范大学资源学院 地表过程与资源生态国家重点实验室，北京 １００８７５）
［摘要］ 目的：利用ＲＳ和ＧＩＳ的空间分析功能，分析２００１年到２００６年江苏邳州市银杏的动态变化。方法：
运用ＧＩＳ和ＲＳ技术 ，以ＬＡＮＤＳＡＴ５ＴＭ为数据源，对２００１年４月３日，２００５年１月１６日和２００６年７月３０日３期
的ＴＭ遥感图像进行银杏信息提取分析，在２００６年９月的野外实地调查数据的支持下，获取银杏在江苏邳州市的
空间分布及多年动态变化规律。结果：２００１年江苏邳州市银杏资源量为１６１万ｈｍ２，２００５年为１８４万 ｈｍ２，２００６
年为１８８万ｈｍ２。结论：江苏邳州市银杏资源量从２００１年到２００６年逐步增长。
［关键词］ 银杏；ＲＳ和ＧＩＳ技术；动态变化；ｌａｎｄｓａｔＴＭ
［中图分类号］Ｓ５６７ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］１００１５３０２（２００７）１８１８６１０４
遥感技术已经被广泛应用于很多领域，尤其是
遥感的动态分析功能，对大范围药用中药资源的资
源量和中药长势的动态分析，具有极为重要的意
义［１］。遥感的发展正朝着定性转化为定量，静态观
测转化为动态监测，试验性研究向产业过渡的方向
发展。目前世界上技术先进的国家已开始利用遥感
资料预测作物产量。
传统的中药资源动态变化研究主要采用人工调
查的方法，工作量大，耗资多，并且工作受季节和气候
的影响。利用ＲＳ／ＧＩＳ对中药资源进行动态监测，具
有周期短、快速、准确、及时的特点。传统中药资源的
调查主要集中在中药品种调查、中药资源的种类、分
布、常用药材的蕴藏量和采收量等静态描述上，由于
受生态环境变化和群落演替规律等的影响，中药资源
贮量是一个动态变化的过程。动态监测是遥感应用
的一大特征，因此，利用遥感技术建立动态的银杏资
源量调查对中药资源量的变化研究具有重要意义。
银杏 ＧｉｎｋｇｏｂｉｌｏｂａＬｉｎｎ为银杏科银杏属植物，
又名公孙树，主产中国，中国拥有的银杏资源量占世
界总量的７０％。江苏邳州是全国五大银杏基地之
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一。２０００年，邳州市被国家命名为“中国首批名特
优经济林———银杏之乡”。２００２年，又被江苏省命
名为“省级银杏森林公园”。近些年来，由于银杏出
口量的变化和政府宏观调控的结果，银杏的资源量
发生了巨大的变化。了解银杏资源在邳州市的分布
和动态变化，是有效保护、合理利用银杏资源的前
提。本研究以２００６年７月的 ＬＡＮＤＳＡＴ５ＴＭ３０ｍ
的遥感图为基础，结合实地调查结果，对江苏邳州市
银杏５年来的资源量变化进行了动态分析。
１ 研究区概况
邳州市位于江苏省北部，平原洼地为邳州市地
形主体，面积１０８０平方公里，占总面积的５１７％。
邳州市属半湿润暖温带季风气候，四季分明，日照和
雨量充足，年平均气温１３９℃，日照２３５０ｈ，降雨
量９０３６ｍｍ，无霜期２１１ｄ。全市拥有耕地１２６３
万 ｈｍ２，园地１１４万 ｈｍ２，林地０６５万 ｈｍ２，水域
３４６万 ｈｍ２。土壤分为潮土、棕壤土、褐土、砂礓黑
土和水稻土５个土类，其中潮土为主要类型，分布于
平原地区，面积１０５９万 ｈｍ２。
研究区左上角经纬度为：１１７°３８′０８９３″Ｅ，３４°
４０′２２６７″Ｎ，右下角经纬度为：１１８°１０′１５７７″Ｅ，３４°
０７′１２７７″Ｎ。研究区东西长 ５２１６ｋｍ，南北长
６１３７ｋｍ，研究区面积约３２０１平方公里。
２ 研究思路
由于银杏在江苏邳州市有较大面积的分布，是
邳州市主要分布的乔木之一，野外调查发现，邳州银
杏分布区基本无其他乔木杂生，物种结果单一。通
过遥感图结合实地调查，共采集了５９２个野外采样
点，其中路线点 ２３１个，地块测量点 ３６１个。利用
ｌａｎｄｓａｔ５遥感图，其分辨率为３０ｍ，将多年的遥感图
像数据进行收集，预处理，结合绿色植被分布格局数
据进行绿度分割，然后结合野外调查数据和种植结
构分区数据，通过非监督聚类方法，得到银杏的空间
分布情况，计算银杏资源量，实验路线如图１。
３ 方法
３１ 数据源
选取了２００１年４月，２００５年１月，２００６年７月
三期的ｌａｎｄｓａｔ５ＴＭ遥感图。Ｌａｄｓａｔ５影像共７个波
段，包括分辨率为１５ｍ的全色波段和分辨率为３０
ｍ的可见光波段和热红外波段。传感器为主题成像
传感器（ＴＭ），该遥感数据对应的轨道号为１１９，行
号为０３８。
图１ 实验路线
３２ 技术分析
３２１ 图像预处理 首先将２００１年４月，２００５年
１月，２００６年７月三期的 ｌａｎｄｓａｔ５遥感图像进行图
像预处理，包括数据输入、影像纠正、大气纠正，几何
纠正、图像输出等几个过程，处理结果见图２。
３２２ 银杏信息的提取 收集邳州市相关的辅助
数据，包括邳州市植被分布，土壤分布和 ＤＥＭ数据
等，利用辅助数据进行邳州市的绿色植被格局分析。
绿色植被格局分析方法是为了解决两维图像自动识
别的局限性，ＨｕｅｔｅＡＲ等人在研究应用亮度的基
础上，相继提出了绿度（ｇｒｅｅｎｎｅｓｓ）、黄度（ｙｅｌｏｗ
ｎｅｓｓ）等四维空间分析植物的方法。
利用多维空间平面分割地理空间自动提取信息
的方法，不仅准确，而且能够大大简化空间定域问
题，从而减少了运算，宜于在系统中运行。如何确定
判别函数数值是自动识别的关键问题。利用差值植
被指数（ＤＶＩ）为判别函数 Ｇ１＝ＩＲ１Ｒ１＋ｂ１（绿色植
被），Ｇ２＝ＩＲ２Ｒ２＋ｂ２（非绿色植被），其中，Ｇ１，Ｇ２分
别表示绿色植被和非绿色植被的判别阈值；ＩＲ１，ＩＲ２
表示的是绿色植被和非绿色植被的近红外反射率；
Ｒ１，Ｒ２表示绿色植被和非绿色植被的红外反射率，
ｂ１，ｂ２均为待定系数，可通过样本点统计回归获得。
在ＴＭ影像中随机选择５０～６０个像元点，根据
目视判别绿色植被点与非绿色植被点各占一半，统
计分析像元点的波段光谱值，然后建立一个阈值Ｇ，
即区别绿色植被与非绿色植被的临界值，差值植被
指数大于Ｇ的像元都归属于植被区，其余则为非植
被区。利用此方法提取植被区。
３２３ 野外验证 完成上述室内分类及计算后，采
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集了１５２个野外采样点，其中路线点９３个，地块测
量点５９个进行了精度验证，正确率为９１％。
３２４ 苍术资源量的计算 将绿色植被格局分析
得到的图像进行非监督分类，非监督分类在详查地
块数据和野外实地调查数据的基础下进行。然后可
以得到银杏的空间分布情况，根据分布情况，利用像
元数计算资源量。
３２５ 结果输出 利用 ｅｒｄａｓ８５软件提取银杏的
部分，利用ａｒｃｇｉｓ９０出图，得到图３。
３３ 结果分析
图２ ２００１年，２００５年，２００６年江苏邳州市遥感图
图３ 邳州市银杏分布
Ａ２００１年；Ｂ２００５年；Ｃ２００６年
根据以上分析，利用 ｅｒｄａｓ可以得到银杏分布
的像元数，然后计算银杏资源量是：银杏分布面积＝
像元数 ×３０ｍ×３０ｍ，将分布面积折算成公顷量。
结果见表１。
表１ 江苏邳州市不同年份银杏分布面积
时间 银杏像元数 银杏分布面积／ｍ２银杏资源量／万ｈｍ２
２００１年４月 ２６７６０６ １６０５６３６００ １６１
２００５年１月 ３０６８８８ １８４１３２８００ １８４
２００６年７月 ３１２９１９ １８７７５１４００ １８８
４ 分析与讨论
４１ 银杏在各调查区的动态变化变化及原因
通过遥感动态数据分析表明，江苏邳州市银杏
分布的趋势是：从２００１年到２００６年，银杏的分布面
积呈上升趋势，银杏资源量逐渐增大。
邳州市西北方向从２００１年到２００６年，银杏分
布呈减少趋势，主要原因是这一区域土壤肥沃，腹地
河流如织，适宜于进行农作物的种植，尤其是水稻的
种植。因此，该调查区现已进行了大量水稻和大蒜
的种植，原来的大量野生银杏被砍伐，造成了这一区
域银杏分布面积和资源量呈现减少趋势。
邳州市东北方向银杏的分布从２００１年到２００５
年呈现增多趋势，２００６年则主要表现在分布区域扩
大，有的地区出现了较大面积的种植。位于邳州市东
北方向的港上、铁富有大量成片的银杏分布。同时，
２００５年，邳州市０２万ｈｍ２银杏叶ＧＡＰ基地通过国
家ＧＡＰ认证，通过认证的银杏叶基地主要分布在港
上、铁富两镇。因此，从２００１年到２００５年，银杏在这
一区域资源量出现较大幅度的增加，从２００５年开始，
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分布区域开始扩大，分布量也有较小幅度的增加。
邳州市西南部和东南部从２００１年到２００６年，
银杏的分布呈现逐年上升的趋势，但是这２个区域
由于是城市及周边地区，受城市化发展的影响，银杏
的分布呈现零散状态。但是，由于江苏邳州市政府
一直鼓励当地市民种植银杏，所以使得银杏的分布
量和分布面积逐渐增大。
４２ 银杏分布的动态变化及原因
银杏是集果用、叶用、材用、绿化观赏为一体的
多功能树种。２１世纪初国际银杏市场白果的总需
求量约为６万吨，而目前产量仅为需求量的１０％；
银杏叶的总需求量约为１０万吨，而目前产量仅为需
求量的２０％［２，３］。
从１９９４年开始，邳州市科委、铁富、港上、白埠、
邱城、邹庄等乡镇先后建成银杏种植园。随着国际
市场对银杏需求量的增加，邳州市的银杏种植量不
断加大。据不完全统计，２１世纪初，邳州银杏种植
面积近２０万 ｈｍ２。近年来，邳州市投资 ｌ３亿元做
大做强银杏产业，０６７万 ｈｍ２连片银杏园被评为
“国家级生态示范园”，银杏叶生产基地在全国率先
通过国家ＧＡＰ认证。因此，由于银杏较大的市场潜
力，邳州市政府鼓励市民积极种植银杏，同时进行大
量的招商引资，促进了近５年来银杏分布面积的大
幅度增加。
本研究表明，利用遥感技术进行中药资源的分
布和动态变化分析具有可行性，为药用植物资源的
动态变化监测提供了一种思路和方法。
［参考文献］
［１］ 邓良基 遥感基础与应用［Ｍ］北京：中国农业出版社，
２００２
［２］ 李悛义，成 丽银杏资源开发与应用研究与概括［Ｊ］中国
野生植物资源，１９９４，（２）：１４
［３］ 石启田邳州市银杏产业发展的思考［Ｊ］林业科技开发，
２０００，４（４）：５４
ＳｔｕｄｙｏｎｄｙｎａｍｉｃａｌｃｈａｎｇｅｓｏｆＧｉｎｋｇｏｂｉｌｏｂａ＇ｓｒｅｓｏｕｒｃｅｓｉｎＰｉｚｈｏｕ
ｃｉｔｙｏｆＪｉａｎｇｓｕＰｒｏｖｉｎｃｅｂａｓｅｏｎＲＳａｎｄＧＩＳ
ＳＵＮＹｕｚｈａｎｇ１，ＧＵＸｉａｏｈｅ２，ＹＡＮＧＸｉａｏｑｉｏｎｇ２，ＺＨＵＷｅｎｑｕａｎ２，ＧＵＯＬａｎｐｉｎｇ１，ＨＵＡＮＧＬｕｑｉ１，ＰＡＮＹａｏｚｈｏｎｇ２
（１ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｈｉｎｅｓｅＭａｔｅｒｉａＭｅｄｉｃａ，ＣｈｉｎａＡｃａｄｅｍｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＭｅｄｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＢｅｉＪｉｎｇ１００７００，Ｃｈｉｎａ；
２ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＥａｒｔｈＳｕｒｆａｃｅＰｒｏｃｅｓｅｓａｎｄＲｅｓｏｕｒｃｅＥｃｏｌｏｇｙ，ＢｅｉｊｉｎｇＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００８７５，Ｃｈｉｎａ）
［Ａｂｓｔｒａｃｔ］ Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ：ＴｏａｎａｌｙｓｅｔｈｅｄｙｎａｍｉｃａｌｃｈａｎｇｅｓｏｆｔｈｅＧｉｎｋｇｏｂｉｌｏｂａ＇ｓｒｅｓｏｕｒｃｅｓｆｒｏｍ２００１ｔｏ２００６，ｉｎＰｉｚｈｏｕｃｉｔｙ，
ＪｉａｎｇｓｈｕｐｒｏｖｉｎｃｅｂｙｕｓｅｉｎｇｓｐａｔｉａｌａｎａｌｙｔｉｃａｌｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆＧＩＳａｎｄＲＳｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙＭｅｔｈｏｄ：ＵｓｅｔｈｅＧＩＳａｎｄＲＳｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｅｘｔｒａｃｔｅｄ
ｔｈｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆＧｂｉｌｏｂａｂｙｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ，ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｔｈｅｓｐａｔｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｄｄｙｎａｍｉｃａｌｃｈａｎｇｅｓｏｆＧｂｉｌｏｂａｂａｓｅｄｏｎ
ｌａｎｄｓａｔ５ＴＭ：ｔｈｅＡｐｒ３ｒｄ，２００１；Ｊａｎ１６ｔｈ，２００５；Ｊｕｌｙ３０ｔｈ，２００６Ｒｅｓｕｌｔ：Ｇｉｎｋｇｏｂｉｌｏｂａ＇ｓｒｅｓｏｕｒｃｅｗａｓ１６１×１０５ｈｍ２ｉｎ２００１，
１８４×１０５ｈｍ２ｉｎ２００５，１８８×１０５ｈｍ２ｉｎ２００６Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ：Ｇｉｎｋｇｏｂｉｌｏｂａ＇ｓｒｅｓｏｕｒｃｅｒｉｓｅｄｆｒｏｍ１６１×１０５ｈｍ２ｔｏ１８８×１０５ｈｍ２
ｆｒｏｍ２００１ｔｏ２００６，ｓｈｏｗｅｄｔｈｅｇｒａｄｕａｌｙｒｉｓｅ
［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ Ｇｉｎｋｇｏｂｉｌｏｂａ；ＲＳａｎｄＧＩＳｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｄｙｎａｍｉｃａｌｃｈａｎｇｅｓ；ｌａｎｄｓａｔ；ＴＭ
［责任编辑 张宁宁
櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗
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毉
毉
毉
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