遥感技术在城市湖泊演变研究中应用.pdfVIP

遥感技术在城市湖泊演变研究中的应用 陈刚1，邓文胜1，王丽亚2 (1．湖北大学资源环境学院，武汉430062；2．华中农业大学园艺林学学院，武汉430070) 捅要：本文以武汉市东湖和沙湖为例，以多时相删影像为数据源，利用ERDAS软件提取 东湖和沙湖1991年、2001年和2006年的水域面积信息，从时空两方面对湖泊水域面积的演化特征 进行了系统地分析。结果表明，从1991年到2006年这十五年间，湖泊水域面积出现急剧下降，减 少了1040．43公顷。分析认为，随着城市经济的发展，对十地的需求会更为迫切，城市湖泊的保护 也将面临巨大挑战。遥感技术具有宏观性、动态性与实时性的优势，能够快速、准确地获取大范围 地区水域面积变化信息，定量地分析城市湖泊演化规律，为城市湖泊的合理开发、利用和保护提供 重要的依据。 关键词：遥感；TM影像；城市湖泊；水域面积；保护 前言 城市湖泊主要指位于建成区及其邻近正在非农化地区中的湖泊，也包括位于中心城市周围点状 展布的卫星城镇区域范围内的湖泊…。随着工业化城市化的迅猛发展，城市建设与区域性的重大基 础设施建设取得了惊人的成就，但也带来诸如水土资源流失，生态环境破坏等负面影响。湖泊是陆 地水圈的重要组成部分，也是重要的国十资源。在城市化、工业化过程中，湖区周围房地产事业蓬 勃发展，人口数目急剧增加，对湖泊资源的需求和利用也不断增大。因此，城市湖泊水域面积的变 化与T业化和城市化等人类活动方式密切相关幢¨引。运用遥感技术实时准确地把握城市湖泊水域面 积的变化，定量地分析城市湖泊演化规律，对城市湖泊的合理开发、利用和保护具有重要意义。 武汉市位于江汉平原东部，长江中游与长江、汉水交汇处，东经113。4l’一115。05’， 北纬29。587—3l。22’，是全国特大型城市和重要的交通枢纽。武汉市湖泊众多、河网纵横，素 有“百湖之市”之称，在武汉城区面积中，水域面积占了约四分之一。然而自1991年以来，武 汉城区湖泊面积已大量萎缩和消亡，本文以武汉市武昌区东沙湖水系的东湖和沙湖两个主要湖泊为 例，应用遥感技术研究1991年一2006年这十五年间东湖和沙湖的水域面积演化。 1、水体的光谱特征 对水体来说，水的光谱特征是由其中的各种物质对光辐射的吸收和散射性质决定的，是遥感监 测的基础，研究水体光谱特征在于优化波段组合，并获得最佳光谱信息。水体可见光反射包含三部 IlIIr2．5u 分：水表面反射、水体底部物质反射和水中悬浮物质的反射。天然水体在0．4 m电磁波范 围内的反射率很低，可见光范围大都在3％左右，其中主要在蓝绿光波段，在彩色遥感影像上表现为 暗色调，很容易被识别出来；在红外波段，水体几乎全部吸收了近红外及中红外波段内的全部入射 uIIr-1．75lJ 能量。所以对于水域分布变化，选用红外波段(1．55 m)的多时域影像为宜。而沼泽化 在多时域图像上反映为水体面积缩小，从水体向边缘呈规律变化，显示出程度不同的植被特征H¨副‘61。 水体的这种光谱特性是遥感提取水体的重要依据。 2、城市湖泊专题信息提取 2．1数据的选用与预处理 从现有状况米说，陆地卫星影像数据是湖泊变迁研究比较理想的信息源。Landsat--5卫星于 1984年3月1日由美国发射，在轨道高度为705km，采用太阳同步轨道，重访周期为16天。卫星 上用于对地观测的传感器Thematic Mapper(简称TM)有7个波段，分别为可见光波段、近红外波段、 m…”1。 短波红外波段和热红外波段，可以获取地面影像数据，分辨率为30 本文收集了三期美国陆地■星Landsat的TM遥感影像数据对东湖和沙湖水域面积的年度变化进 行分析研究，从TM影像数据的7个波段中选出第2、4、5波段，分别赋予蓝、绿、红颜色，形成 期影像的拍摄时问都处在7、8月份，因此，本次研究选择这三期符合要求的数据作为本底数据，对 12 全国旦±童逝皇堑缝堡壁堕出±点生』}!j玺 尔抄湖水系的两