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(cè)技術(shù)研究.pdf

1、喀斯特石漠化是一種特殊且復(fù)雜的地表形態(tài)，主要凸顯為脆弱的自然環(huán)境，導(dǎo)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(chǔ)喪失。遙感技術(shù)是及時(shí)準(zhǔn)確獲取地理信息的一個(gè)重要手段，具有探測(cè)范圍廣、信息量豐富、綜合性、周期性動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等特點(diǎn)，已成為石漠化動(dòng)態(tài)調(diào)查與監(jiān)測(cè)的主要方式。將傳統(tǒng)光學(xué)遙感技術(shù)運(yùn)用于對(duì)石漠化調(diào)查、監(jiān)測(cè)的研究基本成熟，但在以貴州高原為中心的中國(guó)南方喀斯特地區(qū)由于多云多雨氣候，導(dǎo)致光學(xué)數(shù)據(jù)難以作為喀斯特石漠化

2、周期監(jiān)測(cè)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(xué)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(shì)，全極化SAR將成為喀斯特石漠化遙感調(diào)查與監(jiān)測(cè)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(cè)數(shù)據(jù)，以貴州清鎮(zhèn)流長(zhǎng)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(jí)劃分指標(biāo)體系，選用1:1萬(wàn)地

3、形圖建立DEM作為地形數(shù)據(jù)，以1:20萬(wàn)水文地質(zhì)圖矢量化得巖性分布作為巖性因子，利用極化分解技術(shù)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(biāo)分解的基礎(chǔ)上提取目標(biāo)地物的H/α空間，在分析散射機(jī)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(duì)研究區(qū)進(jìn)行石漠化遙感監(jiān)測(cè)，提取研究區(qū)喀斯特石漠化分級(jí)分布信息，并完成研究區(qū)喀斯特石漠化等級(jí)分類制圖。結(jié)果表明，Radarsat-2影像數(shù)據(jù)對(duì)喀斯特石漠化遙調(diào)查與感監(jiān)測(cè)具有可行性

4、和準(zhǔn)確性，能獲取喀斯特區(qū)域地面實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，能為喀斯特石漠化地區(qū)地物識(shí)別調(diào)查、監(jiān)測(cè)提供新的技術(shù)方案，為石漠化地區(qū)的生態(tài)安全與生態(tài)恢復(fù)優(yōu)化調(diào)控提供數(shù)據(jù)源支撐。研究得到的主要結(jié)論為：
　　（1）SAR數(shù)據(jù)預(yù)處理。研究以Radarsat-2全極化數(shù)據(jù)為遙感調(diào)查與監(jiān)測(cè)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(yùn)用ENVI、PloSARpro、Erdas等遙感數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，形成一套適用于中國(guó)南方喀斯特山地的原數(shù)據(jù)預(yù)處理過(guò)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(biāo)提取。在提取特征參數(shù)（RVI）基礎(chǔ)上，采用像元二分模型進(jìn)行混合像元的信息的提取，結(jié)合研究區(qū)植被覆蓋狀況，根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)以及SAR影像計(jì)算數(shù)據(jù)，確定RVImax=1.024和RVImin=0.142，提取計(jì)算研究區(qū)植被覆蓋度；在構(gòu)成H-α二維空間的基礎(chǔ)上，利用Wishart-H-α對(duì)研究區(qū)進(jìn)行土地利用類型提取，并進(jìn)行精度驗(yàn)證。研究表明利用Wi

6、shart-H-α監(jiān)督分類對(duì)研究區(qū)進(jìn)行土地利用分類，其總體精度達(dá)到83.13％， Kappa系數(shù)達(dá)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(biāo)體系中人為影響因子進(jìn)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(kù)的基礎(chǔ)上，利用決策樹、綜合分析法對(duì)影響指標(biāo)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(shí)際的石漠化分布圖驗(yàn)證了分類結(jié)果的精度。研究