基于全極化SAR數(shù)據(jù)的喀斯特地區(qū)石漠化遙感監(jiān)測技術研究.pdf

1、喀斯特石漠化是一種特殊且復雜的地表形態(tài)，主要凸顯為脆弱的自然環(huán)境，導致地域性生態(tài)劣變，使土地資源可利用率銳減，水資源遭到污染，生物資源的生存基礎喪失。遙感技術是及時準確獲取地理信息的一個重要手段，具有探測范圍廣、信息量豐富、綜合性、周期性動態(tài)監(jiān)測等特點，已成為石漠化動態(tài)調查與監(jiān)測的主要方式。將傳統(tǒng)光學遙感技術運用于對石漠化調查、監(jiān)測的研究基本成熟，但在以貴州高原為中心的中國南方喀斯特地區(qū)由于多云多雨氣候，導致光學數(shù)據(jù)難以作為喀斯特石漠化

2、周期監(jiān)測數(shù)據(jù)，大范圍區(qū)域存在數(shù)據(jù)盲區(qū)。微波遙感具有不受氣候、光照條件的限制，相比光學遙感僅能獲取地物表面光照特征，極化SAR具有電磁散射矢量特性以及具有一定穿透性等優(yōu)勢，全極化SAR將成為喀斯特石漠化遙感調查與監(jiān)測的又一數(shù)據(jù)。
　　研究選擇Radarsat-2全極化SAR數(shù)據(jù)作為遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)，以貴州清鎮(zhèn)流長現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)基地單元為依托，從地形因子、巖性因子、植被因子、人為因子出發(fā)建立研究區(qū)喀斯特石漠化等級劃分指標體系，選用1:1萬地

3、形圖建立DEM作為地形數(shù)據(jù)，以1:20萬水文地質圖矢量化得巖性分布作為巖性因子，利用極化分解技術以及混合像元二分法獲得植被覆蓋度作為植被因子，在目標分解的基礎上提取目標地物的H/α空間，在分析散射機制得到研究區(qū)土地利用現(xiàn)狀作為人為因子；采用決策樹、綜合分析法分別對研究區(qū)進行石漠化遙感監(jiān)測，提取研究區(qū)喀斯特石漠化分級分布信息，并完成研究區(qū)喀斯特石漠化等級分類制圖。結果表明，Radarsat-2影像數(shù)據(jù)對喀斯特石漠化遙調查與感監(jiān)測具有可行性

4、和準確性，能獲取喀斯特區(qū)域地面實時數(shù)據(jù)，能為喀斯特石漠化地區(qū)地物識別調查、監(jiān)測提供新的技術方案，為石漠化地區(qū)的生態(tài)安全與生態(tài)恢復優(yōu)化調控提供數(shù)據(jù)源支撐。研究得到的主要結論為：
　?。?）SAR數(shù)據(jù)預處理。研究以Radarsat-2全極化數(shù)據(jù)為遙感調查與監(jiān)測數(shù)據(jù)源，建立了一套適合于喀斯特山區(qū)的SAR數(shù)據(jù)處理流程。研究運用ENVI、PloSARpro、Erdas等遙感數(shù)據(jù)處理平臺，形成一套適用于中國南方喀斯特山地的原數(shù)據(jù)預處理過程：多

5、視處理、相干矩陣提取、濾波、特征參數(shù)提取、幾何校正。
　?。?）基于SAR極化分解的石漠化指標提取。在提取特征參數(shù)（RVI）基礎上，采用像元二分模型進行混合像元的信息的提取，結合研究區(qū)植被覆蓋狀況，根據(jù)實測數(shù)據(jù)以及SAR影像計算數(shù)據(jù)，確定RVImax=1.024和RVImin=0.142，提取計算研究區(qū)植被覆蓋度；在構成H-α二維空間的基礎上，利用Wishart-H-α對研究區(qū)進行土地利用類型提取，并進行精度驗證。研究表明利用Wi

6、shart-H-α監(jiān)督分類對研究區(qū)進行土地利用分類，其總體精度達到83.13％， Kappa系數(shù)達到0.81。精度表明，利用Wishart-H-α分類法得到土地利用類型能作為石漠化分類指標體系中人為影響因子進行石漠化判讀。
　　（3）石漠化程度判別模型與分類制圖。研究在建立的研究區(qū)地理信息數(shù)據(jù)庫的基礎上，利用決策樹、綜合分析法對影響指標建立石漠化定量判別模型，得到研究區(qū)石漠化分布圖，并以實際的石漠化分布圖驗證了分類結果的精度。研究