三峡库区土壤侵蚀的遥感监测及其环境分析

论文摘要

土壤侵蚀已成为全球性的环境问题,严重威胁着人类的生存和发展,也是当前我国发生范围最广,危害最严重的生态环境问题之一。在三峡库区,土壤侵蚀是重要的生态污染源,所以监测和分析三峡库区的土壤侵蚀状况与动态变化研究是十分必要的。与其它监测和分析土壤侵蚀的方法相比较,遥感技术具有多种类、多平台、多时段、多波段、信息丰富和信息周期短等特色,现势性和宏观动态性强等优势,无疑是快速、有效的先进手段之一。本文在综述国内外土壤侵蚀研究和遥感监测方法的基础上,选择三峡库区为研究对象,利用1992年4月和2002年9月三峡库区范围的TM和SPOT4遥感影像及其它相关资料,对遥感影像数据进行了预处理;并结合地形、气候、土壤等辅助资料,采用空间信息提取技术和方法提取了土壤侵蚀各影响因子数据;利用校正后的土壤侵蚀模型分别计算和统计出了1992年和2002年的土壤侵蚀量及其强度分布,分析了三峡库区土壤侵蚀的动态变化规律;并在此基础上,根据土壤侵蚀影响因子的变化,对土壤侵蚀的环境因子作了分析,并提出了土壤侵蚀的防治方法和措施。本研究中所取得的主要结论如下:(1)本研究以遥感和地理信息技术为基本手段对三峡库区土壤侵蚀的动态变化监测结果可为今后流域的土壤侵蚀研究提供技术支持和参考,为流域林业规划和水土保持规划提供基础数据。(2)利用三峡工程生态与环境监测信息管理中心的土壤侵蚀径流试验观测数据进行标定,推算出了土壤侵蚀模型校正参数,从而建立了适合三峡库区的土壤侵蚀遥感监测校正模型。(3)三峡库区1992年和2002年的土壤侵蚀动态监测结果表明:三峡库区受各因子的影响,2002年比1992年土壤侵蚀强度变化的总体趋势是加剧的。(4)通过土壤侵蚀结果和土壤侵蚀各环境因子的分析,得出了它们与土壤侵蚀的相关性,即坡度越大,土壤侵蚀就越严重;降雨量越大,土壤侵蚀就越严重;土壤类型从黄壤、紫色土、黄棕壤、潮土类型的土壤侵蚀强度依次加大;植被覆盖度越小,土壤侵蚀就越严重;土地利用类型的不同也将影响着土壤侵蚀程度的发生,有林地、灌木林地的土壤侵蚀微度,水田、梯田、园地为轻微,疏林地为中度,草地为强度,裸地为极强度,旱地(坡耕地)表现为土壤侵蚀剧烈。(5)在分析土壤侵蚀监测结果和土壤侵蚀环境的基础上,提出了三峡库区土壤侵蚀防治策略:提出植树造林、退耕还林等生物措施和减少坡面径流量,减缓径流速度,土壤吸水能力和坡面抗冲能力,并尽可能抬高侵蚀基准面等工程措施。可为管理部门进行土壤侵蚀的防治提供了辅助决策和支持。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 研究目的和意义
• 1.2 土壤侵蚀监测国内外发展现状
• 1.2.1 国外发展现状
• 1.2.2 国内发展现状
• 1.3 土壤侵蚀遥感监测方法
• 1.3.1 遥感影像解译监测法
• 1.3.2 遥感光谱分析监测法
• 1.3.3 模型参数化监测法
• 1.3.4 智能化监测法
• 1.4 三峡库区环境背景
• 1.4.1 地貌环境
• 1.4.2 土壤环境
• 1.4.3 气候环境
• 1.4.4 植被环境
• 1.4.5 人口、社会、经济环境
• 1.5 研究内容与技术路线
• 1.5.1 研究内容
• 1.5.2 技术路线
• 1.6 本章小结
• 第二章 数据收集与处理
• 2.1 数据收集
• 2.2 遥感数据处理
• 2.2.1 大气纠正
• 2.2.2 地形光谱纠正
• 2.2.3 几何纠正
• 2.2.4 影像数据融合
• 2.2.5 土地覆盖分类
• 2.2.6 植被覆盖度计算
• 2.3 本章小结
• 第三章 土壤侵蚀因子信息提取
• 3.1 降雨侵蚀力因子提取
• 3.2 植被因子提取
• 3.2.1 植被覆盖度因子
• 3.2.2 保护措施因子
• 3.3 地形因子提取
• 3.3.1 坡度因子
• 3.3.2 坡长因子
• 3.4 土壤因子提取
• 3.5 本章小结
• 第四章 土壤侵蚀遥感监测
• 4.1 土壤侵蚀监测模型
• 4.2 模型校正
• 4.3 土壤侵蚀分等定级
• 4.4 土壤侵蚀监测结果分析
• 4.4.1 三峡库区土壤侵蚀强度分析
• 4.4.2 三峡库区土壤侵蚀时空分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 土壤侵蚀环境分析及防治
• 5.1 土壤侵蚀环境因素结构
• 5.2 土壤侵蚀环境系统体系
• 5.3 三峡库区土壤侵蚀环境分析
• 5.3.1 地形分析
• 5.3.2 气候分析
• 5.3.3 土壤分析
• 5.3.4 植被分析
• 5.3.5 土地利用分析
• 5.3.6 人地关系分析
• 5.4 三峡库区土壤侵蚀防治措施
• 5.4.1 实施三结合的措施
• 5.4.2 突出流域综合治理的核心地位
• 5.4.3 发展“生态经济”作为支撑点
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 研究结论
• 6.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间参与的项目及研究成果