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林区环境质量遥感评价

林区受污染后,应用遥感技术对该区大气、地面各层次、多维的生态环境质量进行调查和评价的工作。应用遥感技术除了对大气、土壤、水热条件的变化进行研究外,还应就这些因子的变化对森林植被生态发育的影响进行研究。这些研究的基础是建立在森林环境受污染后,光谱值发生变化,用扫描或摄影的方法将变化的灰度值(或色度)记录下来的。植被光谱变化的特点是在污染后可见光区反射增强,而近红外区反射减弱。

林区受污染后,应用遥感技术对该区大气、地面各层次、多维的生态环境质量进行调查和评价的工作。应用遥感技术除了对大气、土壤、水热条件的变化进行研究外,还应就这些因子的变化对森林植被生态发育的影响进行研究。这些研究的基础是建立在森林环境受污染后,光谱值发生变化,用扫描或摄影的方法将变化的灰度值(或色度)记录下来的。植被光谱变化的特点是在污染后可见光区反射增强,而近红外区反射减弱。就森林植被而言,除了分析光谱值的变化外,还应分析本身内部结构的变化,与周围环境的关系等。

方法和理论

常用的有多光谱扫描、微波技术、红外扫描仪、热红外扫描、彩红外航空摄影和陆地卫星多光谱扫描图象等方法。陆地卫星影象绿波段(0.5~0.6微米)对叶绿素的变化敏感和近红外波段(0.7~1.1微米)对植物反射率变化反应敏感。但因分辨率低、波长范围窄,影响调查精度。新一代的陆地卫星的专题制图仪(TM)和地球观察卫星SPOT图象,具有分辨率高、波谱范围较宽的优点。如TM1(0.45~0.52微米)波段对叶绿素反应敏感,TM5(1.55~1.75微米)波段对植物含水量反应敏感,TM6(10.4~12.5微米)对植物表面温度反应敏感。而叶绿素、植物含水量、表面温度的变化,正是受污染后易出现的差异,它又以光谱值的变化表现出来。SPOT亦具0.5~0.59、0.79~0.90微米波段,分辨率可达20×20米,全色片为10×10米。这些都为环境质量调查提供了好的图象资料。热红外扫描记录的是不同温度区的灰度值,热区色亮,冷区色暗。定标后用不同颜色表示不同温度,借此可分辨出工厂排出的废水和地表温度。微波(如微波转射计、雷达)对土壤污染、灰尘漂落沉积、废水排放等的测定也有较好的效果。但全面而论,对林区环境质量的评价,应以彩红外航空象片为佳。

应用

应用彩红外航空象片常用数字化图象处理和目视判读两种方法。计算机处理是借助受污染后光谱值的变化,按灰度值进行分类。然后将相同灰度值的区域用等值线表示。

用彩红外象片对林木被害程度的调查,主要是以色调变化、森林垂直结构、树冠形状、枝叶脱落等为特征。下表为1/5000、kodak2443彩红外透明正片上,不同生活力等级林木的判读特征。

彩红外象片也可用于调查水质污染等。水质的污染在彩红外象片上表现为黑或黑褐色,或者为有透明感的蓝色。河道两旁的草、树被污染后,出现枯枝,色调变成褐色或深褐色。未被污染的水体则为有浑浊状的蓝色。水中因有水生漂游物而呈微红色。煤气管道漏气和冬天公路防滑撒盐造成的污染,使受害林木呈线状分布,叶子变色、脱落,严重者死亡。漂落灰尘在彩红外象片上呈黑褐色,处于该区的植被色暗,色泽不鲜艳。病虫害的危害常成块状分布,被害林木常具有一定程度的症状,如落叶而色调变暗,甚至成群死亡成为蓝绿色。但下木、草本往往色调正常。

利用彩红外象片进行林区环境的调查,一般应在生长季节摄影,通常在6~8月。因这时植物生长茂盛,受害后色调变化等特征表现明显。比例尺的选择视调查对象、受害程度的不同而异。如为群状分布、受害面积大,比例尺小些,可用1∶15000~1∶30000或更小些。如需调查个体受害,面积又较小,则应选择大比例尺,一般应在1∶10000以下。

不同生活力等级林木判读特征表