山东科技大学
硕士学位论文
基于RS、GIS的资源与生态环境动态监测——以内蒙古阿鲁科尔
沁旗为例
姓名：王虹
申请学位级别：硕士
专业：矿产普查与勘探
指导教师：王炳山
20040501
摘要
本文采用多时相ＴＭ卫星遥感影像，利用遥感（ＲＳ）和地理信息系统（ＧＩＳ）相结合的技术方法。以地理信息系统软件ＡＲＣＶＩＥＷ和遥感图像处理软件ＥＲＤＡＳ、ＰＣＩ为平台，以内蒙古阿鲁科尔沁旗为例进行了资源与生态环境的动态监测和分析研究。主要过程可表述为ＴＭ遥感影像预处理一分类系统及解译标志的建立～土地利用，土地覆盖分类一土地利用／土地覆盖变化信息发现一土地利用／土地覆盖变化信息提取。关键步骤是利用多源遥感影像融合技术对内蒙古阿鲁科尔沁旗１９９０年多光谱ＴＭ遥感影像和２００２年ＥＴＭ＋全色影像进行融合，利用变化信息自动发现技术对内蒙古阿鲁科尔沁旗１９９０年和２００２年两个时相的土地利用／土地覆盖变化、退化进行了动态监测。引入土地利用动态度和土地利用转移矩阵，基本查明内蒙古阿鲁科尔沁旗的土地利用现状及１９９０年到２００２年的土地利用／土地覆盖变化情况，成功提取出土地利用／土地覆盖变化、退化信息。对土地利用／土地覆盖变化的驱动力进行了分析。探讨了ＢＰ神经网络自动分类方法应用于动态监测工作中的可能性。总结出一套可在农牧交错区适用推广并可被其它地区借鉴的动态监测的技术方法和工作流程。
关键词：遥感，ＴＭ，地理信息系统．ＧＩＳ，融合，动态监测，ＢＰ神经网络，农牧交错区
Ａｂｓｔｒａｃｔ
ＷｉｔｈｓｏｆｔｗａｒｅｐｌａｔｆｏｒｍＡＲＣＶＩＥＷａｎｄｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｉｍａｇｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｏｆｔｗａｒｅ
ＥＲＤＡＳａｎｄＰＣＩａｎｄｔｈｅｅｘａｍｐｌｅｏｆＡｌｕｋｅｅｒｑｉｎＢａｎｎｅｒ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｈａｓｍｏｎｉｔｏｒｅｄｄｙｎａｍｉｃａｌｌｙａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｒｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｂｙｅｍｐｌｏｙｉｎｇＴＭｓａｔｅｌｌｉｔｅｒｅｍｏｔｅ
ａｎｄｕｓｉｎｇｔｈｅｍｅｔｈｏｄｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇ（ＲＳ）ａｎｄｓｅｎｓｉｎｇｉｍａｇｅｏｆｍｕｌｔｉ－ｔｉｍｅｐｈａｓｅ
ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ（ＧＩＳ）．ＴｈｅｍａｊｏｒｃｏｕｒｓｅＣａｌｌｂｅｄｅｓｃｒｉｂｅｄａｓｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆ
ＴＭｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｉｍａｇｅｔｏｅｒｅｃｔｉｏｎｏｆｓｏｒｔｓｙｓｔｅｍａｎｄｅｘｐｌａｎａｔｉｏｎａｎｄｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆ
ｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎｓｙｍｂｏｌｔｏｐｉｃｋ－ｕｐｏｆｖａｒｉａｂｌｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｌａｎｄｕｓｅ＆ｌａｎｄｃｏｖｅｒｉｎｇｔｏ
ｄｉｓｃｏｖｅｒｙｏｆｖａｒｉａｂｌｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｌａｎｄｕｓｅ＆ｌａｎｄｃｏｖｅｒｉｎｇｔｏａｎａｌｙｓｉｓｏｆｖａｒｉａｂｌｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｌａｎｄｕｓｅ＆ｌａｎｄｃｏｖｅｒｉｎｇ．ＴｈｅｋｅｙｓｔｅｐｉｓｔｈａｔＴＭｓａｔｅｌｌｉｔｅｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｉｍａｇｅｏｆｍｕｌｔｉ?ｓｐｅｃｔｒｕｍｉｎ１９９０ａｎｄＥＴＭ＋ｐａｎｃｈｒｏｍａｔｉｃｉｍａｇｅｉｎ２００２ｉｎＡｌｕｋｅｅｒｑｉｎＢａｎｎｅｒｈａｖｅｂｅｅｎｃｏｍｂｉｎｅｄｂｙｕｓｅｏｆｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｍｕｌｔｉ－ｓｐｅｃｔｒｕｍｉｍａｇｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｍｏｎｉｔｏｒｏｆｔｈｅｃｈａｎｇｅａｎｄｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆｌａｎｄｕｓｅ＆ｌａｎｄｃｏｖｅｎｎｇｉｎ１９９０ａｎｄ２００２ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙｂｙｕｓｅｏｆｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆａｕｔｏｍａｔｉｃｄｉｓｃｏｖｅｒｉｎｇｔｈｅｖａｒｉａｔｉｏｎｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ．ＴｈｅｃｕｒｒｅｎｔｏｆｌａｎｄｕｓｅｉｎＡｌｕｋｅｅｒｑｉｎＢａｎｎｅｒａｎｄｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｌａｎｄｕｓｅ＆ｌａｎｄｃｏｖｅｒｉｎｇｉｎ１９９０ａｎｄ２００２ｈａｖｅｂｅｅｎａｓｃｅｒｔａｉｎｅｄ，ａｎｄｔｈｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｈａｎｇｅａｎｄｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆｌａｎｄｕｓｅ＆ｌａｎｄｃｏｖｅｒｉｎｇｈａｖｅｂｅｅｎｐｉｃｋｕｐｂｙＵＳｅｏｆｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇｌａｎｄｕｓｅｔｒａｎｓｆｅｒａｒｒａｙａｎｄｄｙｎａｍｉｃｓｏｆｌａｎｄｕｓｅ．Ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｌａｎｄｕｓｅａｎｄｌａｎｄｃｏｖｅｒｉｎｇｖａｒｉａｔｉｏｎｉｓｃａｒｒｉｅｄ．ＡｎｄｔｈｉｓｐａｐｅｒｅｘｐｌｏｒｅｔｈｅｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆＢＰｎｅｕｔｒａｌｎｅｔｗｏｒｋａｕｔｏｍａｔｉｏｎｓｏｒｔａｐｐｌｙｉｎｇｔｏｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｍｏｎｉｔｏｒｗｏｒｋ．ＡｎｄａｓｕｉｔｏｆｍｅｔｈｏｄｓａｎｄｗｏｒｋｆｌｏｗｏｆｄｙｎａｍｉｃｍｏｎｉｔｏｒｗｏｒｋｈａｓｂｅｅｎｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｔｈａｔＣａｎｂｅａｄｏｐｔｅｄａｎｄｅｘｔｅｎｄｅｄｉｎｔｈｅｏｖｅｒｌａｐｐｉｎｇａｒｅａｏｆｆａｒｍａｎｄｐａｓｔｕｒｅａｎｄＣａＢｂｅｕｓｅｄｉｎｏｔｈｅｒａｒｅａ
ｓｙｓｔｅｍ，ＧＩＳ，ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ；ｄｙｎａｍｉｃＫｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇ，ＴＭ，ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ
ｍｏｎｉｔｏｒ，ＢＰｎｅｕｔｒａｌｎｅｔｗｏｒｋ，ｔｈｅｏｖｅｒｌａｐｐｉｎｇａｒｅａｏｆｆａｒｍａｎｄｐａｓｔｕｒｅ
声明
本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，除了所列参考文献和世所公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有里交于其它任何学术机关作鉴定。
硕士生签名；王虹
日期：跏Ｄｌ卜、６?７
ＡＦＦＩＲＭＡＴＩｏＮ
Ｉｄｅｃｌａｒｅｔｈａｔｔｈｉｓｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ，ｓｕｂｍｉｔｔｅｄｉｎｆｕｌｆｉｌｌｍｅｎｔｏｆｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅａｗａｒｄｏｆＭａｓｔｅｒｏｆＭｉｎｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｉｎＳｈａｎｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｉｓｗｈｏｌｌｙｍｙｏｗｎｗｏｒｋｕｎｌｅｓｓｒｅｆｅｒｅｎｃｅｄｏｆａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ．Ｔｈｅｄｏｃｕｍｅｎｔｈａｓｎｏｔｂｅｅｎｓｕｂｍｉｔｔｅｄｆｏｒｑｕａｌｉｆｉｃａｔｉｏｎａｔａｎｙｏｔｈｅｒａｃａｄｅｍｉｃｉｎｓｔｉｔｕｔｅ．
Ｓｉｇｎａｔｕｒｅ：哟Ｈ嘭
Ｄａｔｅ：知牛．‘．７
山东科技大学硕士学位论文Ｉ绪论
１绪论
１．１问题的提出与研究的意义
１．１．１研究背景
随着科技水平的提高和人口数量的急剧增加，人类正以前所未有的速度和规模改
变着自身赖以生存的地球环境，并由此产生了一系列的全球环境变化问题，如温室效应、草场退化、原始森林大幅度减少、土地沙漠化严重、水体污染、大气污染等，这些对人类社会的生存和发展构成了极大的威胁。为了应付人类所面临的一系列环境问题，从８０年代开始，国际社会开展了一系列大规模、跨学科、综合性的全球变化研究项目，主要有国际地圈与生物圈计ＪｉＪＪ（ＩＧＢＰ）、世界气候研究计划（ＷＣＲＰ）、全球环境变化人文计划（ＩＨＤＰ）、生物多样化计划（ＤＩＶＥＲＳＩＴＡＳ）。国际科学联合会和国际社会科学联合会在１９９２成立了ＬＵＣＣ核心项目计划委员会，国际上一些与全球环境变化有关的国际组织和囡家也相继启动了各自的研究项目。我国是一个土地资源不足的国家，人多地少的矛盾Ｒ益严重，“九五”期间，随着国家经济建设大发展，新一轮的城镇建设呈盲目扩张趋势，同时由于我国现行国土资源管理体制造成了对非农用地缺乏宏观控制，出现了“批荒占耕”、“多批少报”、“闲置撂荒”等现象，导致国家大量土地资源、资产流失，生态环境恶化的趋势也尚未得到有效遏止，很多地区生态环境脆弱。以灾害为主要表现形式的各种生态环境问题对于我国国民经济的长期、稳定发展的制约作用愈益明显，有些地区环境恶化，削弱了当地经济发展的基础，生态环境退化导致部分群众沦为生态灾民．生态破坏加大了脱贫难度，环境污染降低了生活质量，增加了社会不安定因素。这些资源与生态环境方面存在的问题严重制约着我国可持续发展战略的实施，所以查明土地资源的数量及土地利用的途径．及时准确地掌握资源与生态环境方面的动态变化情况，对指导土地资源合理利用、促进生态环境良性循环、保证国民经济健康发展具有重要意义。北京是我国的政治、经济、文化中心，改革开放以来在环境保护方面取得了令世人瞩目的成就，但近十年来所暴露的问题也不容乐观。尤其是北京周边的重点风沙源、传输区和屏障区的耕地、林地、牧草地退化，造成近几年北京春季沙尘暴天气时有发生，空气质量经常只能达到三级。尤其是申奥成功后，２００８年奥
些变量！垫盔兰堡：！：堂丝丝兰！堕堡运会将在北京举行，如何改善北京地区的生态环境，把奥运会办成一个绿色奥运、人文奥运、科技奥运已成为世界关注的焦点。为此国土资源部将《环北京地区资源与生态环境遥感监测》项目作为一个重点项Ｅｔ下达下来，以期达到如下效果：
（１）全面、及时、准确掌握环北京地区资源与生态环境变化状况，为农、林、水、环保等部门提供公共性、基础性、综合性信息。
（２）研究北京周边的重点风沙源、传输区和屏障区（包括陕西、河北、山西和内蒙古等地区的４０多个县、市、区、旗）对北京生态环境影响的机理及应采取的措施。
（３）形成实用化技术方法与流程，为在全国开展资源与生态环境综合监测奠定技术基础。
１．１．２课题的提出
虽然我国的动态监测工作取得了很大的进展，但是基于ＲＳ、ＧＩＳ技术的资源与生态环境动态监测才刚刚起步，能否建立一套科学的监测方法和技术流程对今后资源与生态环境动态监测的全面展开将起到至关重要的作用。
为了查明土地资源的数量及土地利用的途径，及时准确地掌握资源与生态环境方面的动态变化情况，及时通报。为确保我国资源的科学、有序利用，以及对生态环境恶化的有效遏制等目标的实现提供科学依据，并为全国资源与生态环境的全面展开作一些有益探索，所以提出本研究课题。
本课题的研究是结合国土资源部《环北京地区资源与生态环境遥感监测》项目，在完成内蒙古阿鲁科尔沁旗资源与生态环境动态监测的基础上，利用两期遥感影像对该地区生态环境的现状、变化和退化情况以及变化信息驱动力因素进行了深入研究。同时针对目前动态监测过程中遥感信息提取主要是以目视解译方法为主，需要大量时间和有专业知识的解译人员，从而限制了动态监测全面展开的问题，从理论上探讨了遥感信息自动提取的新方法。
１．１．３研究的意义
按照环北京地区资源与生态环境遥感监测分区，阿鲁科尔沁旗属于内蒙古昭鸟达高原农牧交错区。
我国北方农牧交错带北起大兴安岭西麓呼伦贝尔，向西南延伸，经内蒙东南、河北、山西北部、内蒙鄂尔多靳、陕北，直达甘肃。此农牧交错带，『Ｆ好处于我国东北平
坐蔓整垫查兰婴生堂垡丝苎！熊堡原、华北平原和黄河流域农区向内蒙古高原及青藏高原牧区过渡的地带，属于半干旱区
向干旱区过渡的地带。面积约有４４万ｋｍ２，占国土面积的４．５８％。近几十年以来，随着
当地经济的迅速发展、人ＩＺｌ的大量增加、城乡生活方式的极大改变、水土资源需求量的
激增以及生存环境压力的加大，使得该地区土地利用与土地覆盖变化的深度、广度以及
速度较之以前都呈现出急剧增加的趋势。原有的自然面貌发生了相当剧烈的改变。这种
改变对自然环境、生态系统已带来极大的影响。近年来农牧交错带生态环境质量持续下
降，自然灾害频繁发生，正常的生产、生活秩序受到极大的干扰，产生出严重的后果。
因此全面、及时、准确掌握其资源与生态环境变化状况，进行土地利用状况、土地退化
状况和生态环境建设状况动态监测具有重要意义［ｓｌ，５２１。该课题的提出的具体工作意义主要有：
（１）研究区域生态环境现状和动态变化，弄清主要生态环境要素的空间分布与空
间统计特征，为区域资源与生态环境监测提供依据。
（２）分析对区域资源与生态环境产生影响的因素，并对其资源与生态环境质量给
出科学评价。
（３）为其它地区的资源与生态环境动态监测工作的实施提供一种模式。
（４）探索遥感信息自动提取在动态监测产业化应用方面的可能性。
１．２Ｒｓ、Ｇｌｓ概述
遥感（ＲＳ，Ｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇ）。是在不直接接触的情况下，对目标物或自然现象远距离感知的一种探测技术…。遥感技术是于２０世纪６０年代兴起的，而在全世界范围内迅速发展和广泛使用是在１９７２年美国第一颗地球资源卫星（Ｌａｎｄｓａｔ．１）成功发射并获取了大景的卫星图像之后。经过３０多年的探索，遥感技术目前已形成了比较完整的基础理论体系【２１。目前，在空运行的各种遥感平台（Ｐｌａｔｆｏｎｎ）一千多颗，用于搭载各种用途的传感器。目前的传感器已能全面覆盖大气窗口的所有部分。从传感器所利用的电磁波谱段来区分，遥感可以分为光学遥感、热红外遥感和微波遥感。光学遥感采用的波长范围主要为可见光、近红外和短波红外区域。热红外成像技术和微波遥感技术是近十几年发展起来的具有美好前景的两类遥感技术。热红外遥感的波长从８ｐ．ｍ到１４Ｉ．ｔｍ，可ＦＩ夜获取目标的数据，是一种全天时的遥感技术。微波遥感的波长范围可从ｌｍｍ到１００ｃｍ，可以在阴雨天和夜晚成像，是一种全天候的遥感技术，而且微波对地面物体具有较强的穿透能力．某些条件下，探测深度可达１００米，这使得微波遥感不仅能用于植被
３
当变量！塾查兰塑主兰些堡兰：！堕丝表面信息的遥感，而且可以用于植被内部信息的遥感，不仅可以探测地表和干沙的特
性，而且还可以探测其内部及下面的特性。从传感器的分辨率来看，空间分辨率已达亚
米级，光谱分辨率己达纳米数；超光谱成像光谱的波段数最多的可达２４０个波段，可以
用来监测植物的叶绿素水平：热红外遥感的温度分辨率可达Ｏ．５Ｋ，并有可能提高到Ｏ．３－０．ＩＫ的水平；遥感图像获取的时间分辨率也大大提高，卫星回归周期可达几天，甚至十几个小时，如美国国家海洋与大气局（ＮＯＡＡ）的卫星每天可对同一地区进行两次观测。由于新型传感器的不断出现，使得遥感技术己从过去单一传感器发展到现在的多种类型传感器，并能在航天、航空遥感平台上获得不同空间分辨率、时间分辨率和光谱分辨率的遥感影像。现代遥感技术的显著特点是尽可能地集多种传感器、多级分辨率、多谱段和多时相技术于一身，并且与全球定位系统（ＧＰＳ）、地理信息系统（ＧＩＳ）、惯性导航系统（ＩＮＳ）等高技术系统相结合形成智能传感器。而且由于空间分辨率、时间分辨率、光谱分辨率的提高，使得遥感应用逐渐由定性向定量、静态向动态发展【４】口地理信息系统（ＧＩＳ，ＧｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ）是一种决策支持系统，是反映人们赖以生存的现实世界的现状和变迁的各类空间数据及描述这些空间数据特征的属性，在计算机软件和硬件支持下，以一定的格式输入、存储、检索、显示和综合分析应用的技术系统【２２１，ｆ２３】。通俗地讲，地理信息系统是一种综合处理和分析空间数据的技术系统，是一种特定而又十分重要的空间信息系统。它具备的基本特点是：公共的地理定位基础、标准化和数字化、多维结构。
地理信息系统具有以下三个方面的特征【１１：
（１）具有采集、管理、分析和输出多种地理信息的能力，具有空间性和动态性。
（２）由计算机系统支持进行空间地理数据管理，完成人类难以完成的任务。
（３）计算机系统的支持是地理信息系统的重要特征，因而使得地理信息系统能快
速、精确、综合地对复杂的地理系统进行空间定位和过程动态分析。
遥感能高效地获取大面积的区域信息，但遥感信息仅是地物信息的一种。仅仅凭此
一种信息判别地物显然证据不足，而ＧＩＳ则能在很大程度上弥补这一缺陷。ＧＩＳ是遥感
技术走向实用化的重要支持。从遥感图像预处理到遥感图像分类以及遥感制图，ＧＩＳ都
可起到重要作用，因此在资源与生态环境动态监测中运用ＲＳ、ＧＩＳ技术成为一个新的
研究热点【４１１。
４
山东科技大学碗．ｔ学位论文绪论
１．３国内外研究现状
１。３。１潜姊研究毽拣
国外运用ＲＳ、ＯＩＳ技术进行动态ｊｉ螽测的研究与应用比较早。６０年代末就甩遥感方法对士壤水分监测，７０年代逐步开展了土壤水分遥感监测研究。８０年代后，Ｃａｒｌｓｏｎ（１９８６）用ＮＯＡＡ／ＡＶＨＲＲ髂计了土壤有效水分。１９７６年荚国Ｒ．Ｍ．雷根和Ｔ．Ｊ．杰克逊将遥感资料用于小滤域设计洪水摸型一ｓｅＳ模型；美国、加拿大、疆珏哥等国也先后利鬻遥感技术并结舍姥毽傣患系统进豁森林资源、±垲剥用现状调查以及动态豹连续、快速釜测。美鬻受稍桑那翊的农鼗研究部门利蠲遥感耪地理僚患系统技零，豁基本数据翻水文模登参数，建立了巯测环境变亿的新方法，兵肖一定代表往。
１．３．２国内研究现状
我舀航涎遥感的应滗研究簇多子７０年代中、看期［３１。二－ｔ－多年来，遥感技术在谗多领域都已有了长足的发震，程森林天灾簸｛９｛《与预报、水灾醣及淹没面积的益溯、农捧物长势、面积与产爨的分析与预浏预报、石油与其它矿产地质等方面的应用已经避入了实用或半实用的阶段。“七五”和“八五”期间，一些国家蹩点项目，也开展了应用ＭＳＳ、ＴＭ和ＳＰＯＴ图像避行区域士地遥感调查和制图。包括少数省、区独立进行的类似工接。
我嚣国士资源瑟积大、类型多，在１９８０～１９８５年期闯，我国骥剥用瞧地卫星ＭＳＳ数据进行了全国范函的±趣资潦调查，并按１：５０万比例足戍图，宏翳建鹱映了我国±地资源的基本状况；１９８４年开始出国家主施扁主持开展了全潜范围的土施资源详查王作，采用了航片和地面实地测蹙的方法。对农地采用ｌ：ｌ万比例尺成图，椿地及荦地采用１：５万比例尺成图，在谣部地区利用航片与陆地卫星数捅结含按１：１０万比例尺成图。除此以外，８０年代后期的“三北”防护林带综合调麓和“黄土高原水土流失遥感调奎”以及“遥感技术在透藏自治区±地利用现状调查中的戏用”等项躁都是比较薰大的遥感工程。僵爨，扶嚣民缀济建设豹器要来看，类似予全豳±地资源调查等大型工程项蟊藏该增加动态益测静能力，翳时举Ｊ爝遮理信息系统静优势。把魂态犍测中霰要敕｛＃遥感数弼与遥感数话进行复合分析，弥补单～遥感倍意诞镭不是髂缺点。同时遥感掇供懿信息也是地理信息系统数据库更新的簸佳手段。“八五”期闯。中函科学院和农韭部
些查！！垫查堂堡：！：堂垡堡兰！堕堡“国家资源环境遥感宏观调查与动态研究”小组在１９９２～１９９５年的３年时间里完成了
全国资源环境调查．建立了一个完整的资源环境数据库。较过去开展一项单项专题的全
国资源环境调查需５～１０年的时间是一个很大进步。在项目实施中全部采用了９０年代
接收的最新陆地卫星ＴＭ图像作为主要的信息源。同时也使用了我国近年内发射的多颖
返回式资源调查卫星的高分辨率图像，并利用地理信息系统在大兴安岭、秦岭、横断山
脉一线以东选用ｌ：２５万比例尺，此线以西采用１：５０万比例尺进行遥感图像判读制图及
数据库建立工作。我国在“八五”期间建立了重大自然灾害（洪水、林火、干旱、地
震、雪灾等）动态监测系统。针对洪涝灾害采用了包括陆地卫星、气象卫星和具有全天
候观测能力和应急反应能力的机载合成孔径雷达遥感等多高度的立体监测手段，不仅具
有监测的宏观性、动态观测能力，而且通过机．星．地实时传输系统，能够实时地将灾情
图像及时地传输到中央指挥部。如１９８７年５月发生在我国东北大兴安岭的特大森林火
灾，第一个发现火灾的是诺阿卫星图像。在火灾发生期间连续接收了过境的气象卫星和
陆地卫星图像，每天提供火区范围、火势变化、火头位置移动、新火点出现以及扑火措
施效果等方面的信息。在１９９１年太湖流域洪涝灾害遥感监测中，采用了多个时相的诺
阿卫星影像、陆地卫星ＴＭ影像和侧视雷达图像，通过多时相的遥感信息复合得到了准
确的灾情数据。并利用地理信息系统，采用地理模型分析方法，以地理空间数据库为基
础。适时提供多种空间的和动态的地理信息，实现决策支持。
此外，还利用气象卫星遥感数据与地理信息系统提供的地面气象数据相结合的方
法，在黄淮海平原建立了旱情遥感动态监测评估系统，为农业管理、合理灌溉等提供了
决策依据。
１．４研究内容
本文的研究的主要内容如下：
（１）以内蒙古阿鲁科尔沁旗为例的不同时相多波段ＴＭ遥感影像的资源与生态环
境变化特征目标地物识别及目视解译方法原理的研究。
（２）以内蒙古阿鲁科尔沁旗为例，资源与生态环境动态监测中遥感信息自动提取
技术一人工神经网络遥感图像识别模型的研究。
（３）以内蒙古阿鲁科尔沁旗为例，资源与生态环境动态监测实用化的、适于推广
的技术方法和流程的研究。
坐变翌茎查兰堡！：堂竺丝兰！塑堡（４）内蒙古阿鲁科尔沁旗目前沙化、盐碱化、水蚀的耕地、林地、牧草地状况和
湿地变化等信息提取，及近十年来资源与生态环境的变化、退化情况。重点是耕地、林地、牧草地退化为沙地、盐碱地的情况。
山东科技大学硕＝卜学位论殳２研究区概况
２研究区概况
２．１地理位置及行政区划
阿鲁科尔沁旗地理坐标为北纬４３。２１＇４５。～４５。２４’２０”，东经１１９。２。１５”～１２１～１００“之间。地处科尔沁草原的西北部，隶属赤峰市，东部与哲盟的扎鲁特旗和开鲁县接壤，南临西拉木伦河与翁牛特旗隔河相望，西南部与西部，分别与巴林右旗、巴林左旗相接，北部与锡林郭勒盟的东、西乌珠穆沁毗邻。旗境南北长２３２．０公里，东西宽１１１．４公里，天山镇系旗人民政府所在地。
２．２地貌特征
该旗地处大兴安岭南段山地，西拉木伦河北侧。本旗地形总的趋势是由西北向东南倾斜．境内最高点为巴代山的主峰，海拔为１５４０米，最低点在绍根附近，海拔为
２６０米左右，整个地貌大体分为三个明显的类型，现分述如下：
（１）北部中山地区
为大兴安岭南段支脉，地势较高，海拔高度在１０００米以上，山峰陡峭，坡脚较短，南部陡于北坡，沟谷较为发育，自然景观为山地森林草原。
（２）中部浅山丘陵区
地形起伏较小，山体浑圆，坡缓谷宽，一般海拔３４０米至５５０米，地面坡度
５。～１０。。发源于北部山地的河流、小溪由于地面坡度逐渐变缓，流速减慢．水面变宽。
由上游冲刷央带的泥沙大量沉积，地形平坦，而沟谷滩地较发育，土壤肥力较高，水源充沛，有利于发展种植业．本区也是全旗的主要农业区。
（３）南部和东南部的沼甸子沙丘区
本区地表广泛分布着固定、半固定和流动沙丘，与丘间洼地相问排列，形成一种独特的“坨甸”地貌景观。
山东科技火学１礁士学位论文２研究区概况
２．３气候特点
阿旗属中温带犬陆性攀风气候区。其气候特点是：春举干旱、多风、蒸发重大，夏拳潺热薅爨孛，歉攀滚爽，墨褒漆差丈，冬季漫长嚣寒冷，垒藤警平均气温秀
１Ｕ６．ｃ。一月份最冷，月平均气温在．１３０Ｃ一１６℃，极端最低气温．３８＊Ｃ～３０．Ｉ。Ｃ，罕山～带胃达４２．０℃；ｊｔ部魄医为－３４＂Ｃ；串帮遣送一３３０ｃ；鬻部堍嚣秀．３０４Ｃ；七月气遂最熬，胃
平均气温达２１．Ｏｌｃ＿２２，Ｏ℃，极端最高气温达３８．７℃．４０，６４Ｃ，≥ＩＯ＇Ｃ年积潞在１９００＇Ｃ
。３１００＂Ｃ，（ｊＥ部２１００＂Ｃ。２６０（Ｃ，中部２６００＇ｃ～３０００＂Ｃ，南部３０００＂Ｃ。３１００＂Ｃ）：余旗年黪水量为３００－４００毫米，降水地区分布不均，北郝降水爨为３８０－－４００毫米，中部３００—３８０毫米。７０－－－８０％的降水量集中在夏季；无霜期北部为９５～１２０哭，中部为１２０～１３０天，袁郝必１３０—１４０天，媲手置弼上匐，止于丸月上旬。
全旗各地的平均降水爨及月平均气温２２年资料统计觅表２．１、表２．２。
表２．ｔ舞簇主錾懿各嚣及多冬警均气瀑表《单燕七）
Ｔａｂｌｅ２．１ＥａｃｈｍｏｎｔｈａｎｄｍａｎｙｙｅａｒｓａｖｅｒａｇｅａｉｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｔｈｅｐｒｉｍａｒｙｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎｏｆＡ－Ｑｉ（ｕｎｉｔ：４Ｃ）
卓Ｘｌ２３４５６７８９１０ＩＩ１２均值
罕脯站
．１５．６－１２．６－４４６２１４５１９．２２１８１９３１２９４．５－６．Ｉ一．１２．９３．９（北部）
无出始
．１４．６．１Ｉ．４．２７８，ｌ１６４２１．０２３．６２Ｉ．５１４．９６．４?４．５一１２．４５．５（中部）
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藐帮｝｝辩
（南部）－１３．３－ｌｏ．４－２．２７．８１６ｌ２０．９２３７２１．６１５．４６．ｏ－３．１．１ｌ２６．ｏ
畿２．２阿旗主要立占释月平均降水鬣（单位：毫米）
Ｔａｂｌｅ２．２Ｅａｃｈｍｏｎｔｈ’ａｖｅｒａｇｅｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｒｉｍａｒｙｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎｏｆＡ—Ｑｉ（ｕｎｉｔ：ｍｍ）太ｌ２３４５６７８９ｌＯｌｌ１２令年
罕蛾站
《ｌ艺端，０．５２．２４＋６ｔ５．６２８＇４８７，０１２警．２９７．鬈１７。６ｌ｛．５４，８１．３４００ｆ４
天山站
‘中郯）０．７２．０４５１０３２２．４６０．７１１７２７７．Ｏ２Ｉ．７１６．２４．２１．２３３８．１耗都幢蛄
（南部】ｎｊ１．５２．９５．５２６２５９．９３王Ｉ６６．４２７６１９．７２８Ｉ．５３∞．６
９
蠡表辩技大学硪士学链蛇文２静｝究区概况
由予全旗露ｊｂ相对糍差较大，气温和酶水量南ｊ￡鸯麓异。投据气象资料记鼗，无霰期南部比北部多３０天左右。如南部的花都什（翁牛特旗境内）觉霜期１４１天．而北部戆罕瘗只有ｌ１７天，洚零墨摩郝瑟毙ｊ￡帮少１００毫寒。多年平筠气温，瘫ｊｇ摇麓２℃。忿年蒸发量以天山镇站为实测资料可达２０５７．５毫米。
２。４士壤与植被
（１）土壤
±壤资源魄铰事塞，据簇第二次±壤谖粪姿耱：全簇共鸯＋三令主炎，二专丸个效兴，九十五个土属，一酉九十八个士种。其中聚钙土分布最广，遍布全旗，占总面积的３６．５％－漂钙±分布在魏帮，占总嚣积鹣１２．０２％；疑涉±主要努１毒在该旗东蔫部匏秘拳沁沙地，占总面积的２７．２５％，其它各种士类祥见表２．３（择录威第二次土普数）
袭２．３甜藤并十类及其所｛专鲍壤表
Ｔａｂｌｅ２．３Ｋｉｎｄｓａｎｄｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｓｏｆｓｏｉｌ
汰
敷狄也咯风浓《瓤派灌黑桨色革穰森稼沙泽囊狡获港钙镪氍镯馨林土土士土土十士土土询土土土ｊ二占总面
积（％）４８９２９７２７．２０．８８３２４０２ｌ０．０１０．０３１２．０４３６０５７４７３，３４Ｉ３０
土壤由于受地质地貌、生物、气候等自然阂索的影响，北部中山山地垂直带谱的土壤分布眈较明鼗，从海拔１５４０米到海拔６００米豹祗由，依次分布着灰色森秫主，黑锊土和栗钙士。中北部中低山山地，±壤垂直变化不明最。中南部丘陵平原，土壤主要表现在水平变化上。除分布较广的地带性粟钙土，由于受地域分舜规律的影响和制约，分毒不少ｉ｝逸豢憾±壤。例如莩镯±、飚沙土、灌淤±、沼泽±簿。丰寅鲍±壤资源为农牧林业的发展，提供了有利的条件。
（２）疆搜
全旗的地带性植被童要有革甸草原植被、干草原植被、沙地植被三种类型。其分糯大俸上怒出ｊＥ商南次递潞现，飙ｊ℃纬４４４２拶左有开魏出现由遗孳匐革纛和干革深褶闻分布。愈向北，山地草甸草原所占的比例愈大。猩山地擎甸草原地域内，森林、灌木及擎Ｏ
坐至！！垫查鲎堡！：鲎堡笙兰！！！茎鋈墨堡奉植物生长繁茂，植被覆盖度较犬，主要植物有线蹄蘩，逸梭、裂时蔫、甥技予、黄花、贝加尔钟茅等。灌术有由杏、蒙古稼等。托纬４４＂２０＇至ｊ０纬霹３■Ｏ‘之闯，属予手辇
原草场，主要植物有：胡枝予、隐予草、麻黄、百薰香等。灌术以山杏为主。夜这个魂城内种植业比较发达，是全旗的主要农业区。在北纬４３。４０‘以南～直到西拉木伦河属予秘尔沁沙地地区，植被以沙地植披为主，主要植物商小叶锦鸡儿、黄皮柳、麻黄、篙类致一年生采草类。除上述三个地带性植被外，还有～些ａ＃地带性植被类型，如河滩地和低洼地，多努毒有呈斑状款挞《幺荤匐攘被，多见的商萎嫒草、答草马蔼、发芨草。
２．５水资源概况
地表水比较车富，属西拉木伦河流域的鸟力吉术伦河由巴林左旗入境．在道德苏木境内翔欧本伦河汇合惹溅入辑数开象县境内，题拉术抡河流经阿旗和翁牛特旗交界处，嚣本伦’滗秘敬本伦涎发源予旗境蠹ｊ￡部掌出山地，汇入鸟力吉本抡潮。上述四条河流的年径流豢约为１３，３９３蠢壹方米。男舞，在ｌ￡郝丞送，强海谷发旁，降水爨较多，影成不少小的淘谷溪流。东南部涉魏内的丘简低施，医绝表径流不发达，形成～些常年藏辩令性的湖泊（泡子），总之，地表水仍其有时空分布不均，年际交纯穰大静特点。
全旗地下水储存形式有：基岩裂隙水、碎属岩裂隙水、松散岩类孔隙水．全旗地下水水质坡好。
２，６社会经济摄潺
阿旗是一个疆蒙吉族为主体，汉族占多数觞多民族聚器旗，其孛蒙吉羰占总入口戆３０．２％。汉族占６８．霹％。满、回、朝鲜等八个民族占１．４％。
全旗在历史上就是一个以牧业经济为主的一个旗．在函民生产总值中，农牧鼗生产值占绝对优势。
３研究区遥感资料光谱信息分析及影像预处理
３．１遥感数据源、及相关资料
３．１。ｌ数据溅
本次研究选用ＬａｎｄｓａｔＴＭ和ＥＴＭ＋遥感影像作为影像数据源，分别选取了２００２年９胃秘１９９０年９足和２００１年６霆覆羞避鲁科尔泌旗懿三令时秘遥感影像数据（软遵号为１２１／３０）。
ＬａｎｄｓａｔＴＭ（ＴｈｅｍａｔｉｃＭａｐｐｅｒ）专题绘鏊纹是美瓣隆建曼星携磐熬一耱浚进垄多光谱扫描仪，选用可见光一热红外（Ｏ．４５一一１２．５ｕｍ）谱段，共分７个较窄的波段。ＴＭ遥臻影像懿铃揍与其宅同等努辫攀豹瓷潦里星数撵产品耀毙，徐健最低，焉量程枣效嚣积、波谱范围、信息量、地学综合信息提取能力、分类精度、几何精度等方面照有较为明显戆饯势，按照《环＿Ｅ京地嚣滚源与象态巧境遥感蕊测》矮瓣戆要求，考惠疆究区域的地类特点，在充分比较各种遥感数据性／价比的基础上，选择ＴＭ影像作为数据源。表３。ｌ是聪遥感影像的健感器及凝遵组戏与特点。
栽３．１ＴＭ遥感影像的传感器及频道组成与特点
泼＆
波段甘波段梳嗣设计依据波段特征主要增途
（ｕｍ）
疆物色素渡牧越农髂穿遴力强，对＊ｌ套助予字《裂承深，瘩孛Ｅ｝
ＴＭＩ髓０．４５．０。５２绿索及竹绿素浓度反绿紊分布．近海水域制
峰Ｏ．４５ｕｍ
映敏感图
挂物在绿光波对避康茂盛植物绿探测健康植物。评价撼下粥２缭Ｏ＋Ｓ２＊Ｏ．６０段爱瓣峰菠菇敏感，对求戆穷物生致活力．器嚣究承Ｆ
０．５５ｕｒｎ避力较强地形特征和水污染
刖于区分植物种类与植物
接镑＃｝。绿素吸为§ｌ‘绿素粒主要顿覆羲嶷，探测攘秘Ｒ｝。绿索Ｔ麓３绂Ｏ－６３－Ｏ五９
收峰０．６５ｕｍ收波段吸收朐筹异，在秋季则反映
叶黄豢．叶红素的差异
受植物纲艟结构的影璃。攘韵霹绿色棱耪类翻麓确定绿色毯谈类鼙，擞
ＴＭ４近纽外Ｏ．７６．０．９０弊最敏感，为植物通生物ｌ吏势和生物鼙的调
在０．７０歪１．３
ｕｍ赢反射
川波段查，水域判别铃
瑚，箍秘禽乐鼙蠢冬灞
水分子在
处丁水的吸收范阐轰、十壤湿度、水分状
ＴＭ５中缎外１．５５．１．７５１．４ｕｍ，１．９ｕｎｌ
的吸收峰内，反映禽水量敏炼况、作物长势的研究，区
分云雾ｌ雪
地物热甄外发植物和地物的熟强度测定ＴＭ６热数外１０．４－１２．５可以进行热制倒
射特征分析，人类热活动特征监测
处于出吸收带
撞貔禽求鼙测定；岩露
与蚀变瀣樊黏处，承｝ｌ≈强啜牧带，
ＴＭ７中红外２．０８－２．３５的调态与分类，裔有－ＯＨ
十矿物中羟基水体牛黑色
矿物的十壤
的吸收带
｛５ｍ的蟪囊空透过轰耱敲会警段提裹ＴＭ８（默’Ｍ＋）全笆０．５２－ｏ，９０间分辨牵地面空间分辨率
注：ＴＭ８波段为Ｌａｎｄｓａｔ－７甲是上新增加的企色波段
１２
３．１．２参考资料
本次研究除了获取三个时相的ＴＭ遥感数据（见附图ｌ、２、３）外，还获取了一些相关的地图资料和社会经济统计数据，主要包括；
?阿鲁科尔沁旗１：５万地形图
?阿鲁科尔沁旗土地利用现状图（附图４）
?阿鲁科尔沁旗土壤图
?阿鲁科尔沁旗土地利用现状调查报告
?阿鲁科尔沁旗２００１年和１９９０年的社会经济统计资料
３．２研究区ＴＭ遥感影像各波段统计信息分析
对各波段信息量、信息分布特征的定量化研究可为优化选取波段组合及随后的进一步处理奠定基础。
３．２．１信息量分析
本次所使用的ＴＭ影像各波段统计如表３．２：
表３．２研究区ＴＭ影像并波段亮度值统计特征
ＴａＮｅ３．２ＷａｖｅｂａｎｄｓｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｓｏｆｔｈｅＲｅｓｅａｒｃｈａｒｅａＴＭｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｉｍａｇｅ
ＭｉｎｉｍｕｍＭａｘｉｍｕｍＭｅａｒｌＳｔｄ．Ｄｅｖ．
１５２．０００１４５．０００６７．０１３７．３１２
２１８．０００８３，０００２９．０１３５．４０００
Ｔ
３１５．０００１４１．０００３２．４５４１０．５３ｌ
４１１．０００１３６．０００７７．７６３１１．１３４
５５．０００２４２．０００９１．０９５２１．４２ｌ
６１０８．０００１５９．０００１２８．０１５６．４０２
７２．０００１５５．０００３３．５０６１４．０４５
从表中可以看出，尽管ＴＭ的辐射亮度已扩展为２５６个等级，而实际各波段的覆盖范围差异很大，相比之下，ＴＭ５，ＴＭＶ波段的亮度值分布范围大，说明这些波段的信息量相对较高。
山东科拽人学碗ｌ’学位论文３研究区逶感资辩光港信息静析疑彩像镁处理
３．２．２相关憔分析
蠢子豫图豫串备波段之阖存在稳当戚分懿冗余信怠，在蓬弱嚣必然存在秘驻干扰，为了减少这种干扰，在分类时我们应在选择信息量较大波段的前提下，尽量选撵相关毪较小的波段参鞠分柝。
图像各波段的糨关矩蹲可以直观的反映出各波段问的相关性，但由予所采用的ＥＲＤＡＳ软件中没有畿接统计波段闻相关系数的功能，所以要利用ＥＲＤＡＳ软件监督分樊模块豹ＡＯＩ工矮和类别统诗分粝功鼗，恕磅究嚣整体馋为一个媚练区，从蔼缮至４硬究嚣冬波段的协方楚矩阵（表３．３），再通过计算间接得到相关系数矩阵（表３．４）。
设灭ｆ，秀帮ｇ（ｉ，刃愚大小戈Ｍ×Ｎ熬溪龉爱缘，它钓之闲豹秘方蓑诗冀公式为：
∥采２杰善驴（ｉ，加，ｋ纸Ｄ－ｇ］（３．１’式中，’ｇ是图像ｆ（ｉ√）＇ｇ（ｆ，，）的均值。
将Ⅳ个波段相叠间的协方差稀列在一超缱成的矩阵称为协方蓑矩阵。
楣关系数的计算公式为：
铲蔷ｃ。．ｚ，将Ｎ个波段相飘问的相关系数排列在一起组成的矩阵称为相关矩阵。
表３．３ＴＭ彩豫轰波段秘方筹簇降
Ｔａｂｌｅ３．３ＷａｖｅｂａｎｄｓｃｏｖａｒｉａｎｃｅｍａｔｒｉｘｏｆｔｈｅＴＭｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｉｍａｇｅ
ｌ２３４５６７１５３．４６９３８．３６８７４．７２１４．０８４１０６．０３４３２．５９６８８．３４７
２３８．３６８２９．１６４７５５．３９２７．６５７８０．２１９２４．５８５６５．５０３
３７４，７２】５５，３９２¨０．８９８７，３２８１６６．２２５４７．９３６１３４．９３４
４４．０８４７．６５７７．３２８１２３．９５８６４．２１４４．０９６２０．０６８
５１０６．０３４８０．２｛９｛６６，２２５６４。２１４４５８。８４５８７．７０５２７８．５７６
６３２．５９６２４，５８５４７．９３６４．０９６８７．７０５４０．９８２６３．４１７
７８８。３４７６５。５０３｛３４。９３４２０。０６８２７８．５７６６３。４ｌ，｛９７．２７５
山东科技丈学碰：Ｌ学位论文３研究区疆堪资料光谱信息分析及影像颈妊理
表３．４ＴＭ影像备波段稳美系数
Ｔａｂｌｅ３．４ＷａｖｅｂａｎｄｓｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｔｈｅＴＭｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｉｍａｇｅ
ｌ２３４５６彳１ｌ０．９４４０．９４１０．００３０．４５８０．４８５０．７４０
２０。９４４ｌ０．９４９０．０１６０。４８ｌ０．５８磊８．嚣６
３０．９４ｌ０．９４９ｌ０．００４０．５４３０．５０６０．８３２
４０．００３０．０１６Ｏ。００４ｌ０。０７２０，００３０。０１６
５０．４５８０．４８１０．５４３Ｏ．０７２１０．４０９０．８５７
６０，４８５０．５０６Ｏ．５０６０，００３Ｏ．４０９ｌ０．４９７
了０．７４００．７４６０．８３２Ｏ．０１６０．８５７０．４９７ｌ
研究发现，三个可觅光波段１，２，３波段具有魄较高的相关系数，尤以１。２之间和２，３之闻最离，磷个中红夕｝波段５，７之间，相关性也缀强，避级外波段４则棚对独立，与其它波段之删相关系数较低。
３．３遥感影像颡处理
狭义静遥感影像预处壤是指国于遥感系统空闻、波谱、时间黻及辐射分辨霉的限制，很难精确地记添复杂地袭的信息，因而误差不可避免地存在予数据获耿过程中。这些谖差降低了遥感数据的质量，从而影响了影像分析的精度。因此在实际的影像分析和处爨之翦，蠢必要瓣遥感溅始影像遴霞预处理。狭义的遥感影像的颧处理又被稳为图像纠藏和重建。其主凝目的最纠正原始图像中的几何与辐射变形。即通过对图像获取过程孛产生耱变形、拯藏、模凝（递终）襄嗓蠢弱鲻莠，渡餐麴一令爨霹§ｌ农民餐和辐射上真实的图像【１７１。而广义的遥感影像预处理则应包括影像信息提取前的所有处理过程。３．３．１辐射校正
辐瓣援歪是嚣§＃遥感磷究懿～令≤｝鬻溪跃躲镁躐，疆辫捩委方法戆选择可霹爨囊豹结果起到决定性的作用㈣。完整的辐射校正包括遥感器校正、大气校难，以及太阳高度和地形校正㈣。一般卫星邋面站撬供给用户豹计算机兼容磁带（Ｃｏｍｐｕｔｅｒｃｏｍｐａｔｉｂｌｅｔａｐｅ，ＣＣＴ）都已ｉ茳行了传感器辐射校正；而太阳高度和地形技正需要更多的外部信息＝＝ｊ‘能进行，如大气透过率、太阳巍射光辐照度和瞬时入射角等ａ大气校越通常是撵大气数射校正，是遥感辐射校正终生要内察，主要弯疃缀（ｄａｒｋｓｅｔ）一亮组（ｂｒｉｇｈｔｓｅｔ）法【１剐、辐射传递方程法、野外波谱测试回归分析法、多波段间的对比分析
１５
坐垄兰！茎查兰型：！：鲎竺婆苎！业蜜些堡壁塞垫垄堕堕皇坌塑墨壁堡堡竺些法等，最后一种方法在实践中比较常用。但由于大气对光学遥感的影响很复杂，对于任何一幅图像，其对应的大气数据几乎永远是变化的，且难以得到，因而应用完整的模型纠正每个像元是不可能的。从逻辑上讲，精确的遥感图像辐射校正是很难的，而我们的遥感应用分析只需要相对的辐射校正，而不是绝对的辐射校正，因此本文仅进行了大气校正．采用对各个波段影像狄度运行９９．９％的切除，然后再进行线性拉伸，这样的处理可蚍认为大概去除了大气散射的影响【Ｉ”。
３．３．２几何校正
３．３．２．１概念
地面目标是个复杂的多维模型，它有其一定的空间分布特征。从地面原型（一个无限的、连续的多维信息源），经遥感过程转为遥感信息（一个有限化、离散化的二维平面记录）时。由于卫星遥感影像在成像过程中受到诸多因素的干扰。除了遥感器高度和姿态角的变化、大气折光、地球曲率、地形起伏等因素外．还要考虑遥感器动态扫描过程中地球旋转和遥感器本身结构性能的变化等影响，常会使原始遥感影像包含严重的几何变形。主要表现为位移、旋转、缩放、仿射、弯曲或更高阶的弯曲，或者表现为像元相对地面实际位置的挤压、伸展、扭曲和偏移。我们常按引起几何变形的原因不同而将其分为系统性和非系统性两大类。系统性几何变形主要是由于传感器自身的性能、技术指标偏离标称数值所造成的。非系统性几何变形指的是遥感传感器本身处在『Ｆ常工作条件下，而由传感器以外的各因素所造成的误差，例如传感器的外方位（位罱，姿态）变化、传感介质的不均匀、地球曲率等因素所引起的变形误差等。系统性几何变形是有规律和可以预测的，因此可以应用模拟遥感平台及遥感器内部变形的数学模型来预测，并用严格的数学公式加以纠『Ｆ，一般称之为几何粗校『Ｆ【１０】。一般从地面卫星站获取的遥感影像都经过了几何粗校『Ｆ。而非系统性几何变形不规律，很难预测，无法用精确的数学公式柬表达，为了保证遥感影像后续处理结果的可靠性，用户必须在遥感影像耜纠正的基础上，作进一步的纠正，即几何精校正。几何精校正的目的是改『Ｆ原始数据的非系统性几何变形，将图像数据投影到平面上，产生一幅符合某种地图投影或图形表达要求的新图像。而将地图坐标系统赋予图像数据的过程称为地理参考（Ｇｅｏ—ｒｅｆｅｒｅｎｃｉｎｇ），
由于所有地图投影系统都遵从于一定的地图坐标系统，所以几何纠正过程包含了地理参考过程【２０】。