基于遥感数据的西藏自治区土地沙漠化监测分析研究

第28卷第1期干旱区资源与环境Vol．28No．1 2014年1月Journal of Arid LandＲesources and Environment Jan．2014

文章编号：1003－7578（2014）01－055－07

基于遥感数据的西藏自治区土地沙漠化监测分析研究*

段英杰1，2，何政伟2，王永前1，刘军峰3，黄纲4

（1．成都信息工程学院资源环境学院，成都610225；2．成都理工大学地球科学学院，成都610051；

3．中铁七局集团第二工程有限公司，西安710032；4．长江宜宾航道局，宜宾644000）

提要：西藏高原是我国沙漠化发生发展较为强烈的地区之一，沙漠化的监测和防治非常重要。文中以整个西藏自治区为研究区域，首先根据野外考察的样本数据、照片、对应Landsat TM/ETM图像，目视解译获取

各地类样本，然后利用NDVI数据集进行主成分分析，得到待分类影像，最后采用监督分类和决策树等分类方

法，完成了2011年最新的西藏土地沙漠化现状图：西藏自治区沙漠化土地面积为218286．60km2，占全区土地

总面积的18．18%，程度以中度为主，地区主要分布在阿里地区，那曲地区和日喀则地区。

关键词：西藏自治区；遥感；沙漠化

中图分类号：TP79；X513文献标识码：A

西藏自治区地处青藏高原腹地，土地面积120．04万km2，约占我国国土总面积的八分之一，平均海拔在4000m以上，素有"世界屋脊"之称。地形复杂多样，气候寒冷干燥，整个自然环境状况非常独特［1］。由于特殊的地理环境使得西藏高原成为我国生态环境最为脆弱的地区之一，大部分地区植被覆盖率低，沙源丰富。强烈的风积和风蚀作用，加上人类不合理的采矿、伐树和过度放牧，导致了西藏不同地区面积不等、程度不同的沙漠化［2，3］。

早在90年代初期，遥感和地理信息系统技术在沙漠化研究工作中得到应用［4－7］。西藏地处高原，大气洁净，透明度高，晴空日数多，是最有利于卫星遥感观测的地方。利用遥感监测技术结合地面观测对西藏地区草原生态环境进行全面调查［8－10］，以先进、科学的综合评价模型为基础，全面评价西藏草原生态环境沙漠化的动态变化，将会对西藏地区以农牧业结构调整为主的新农村建设、合理解决好资源开发与环境保护之间的矛盾等宏观规划和决策提供科学依据，对尽快将资源优势转化为经济优势、促进牧区经济可持续发展、建设人与自然和谐发展以及构建和谐社会有积极的推动作用。

文中以MODIS250m中分辨率遥感影像16天NDVI最大值合成数据，TM/ETM遥感影像和辅助地形地貌数据，以及野外考察数据为基础，建立西藏沙漠化遥感监测评价体系，对西藏自治区进行土地沙漠沙化监测，分析不同行政地区和重点区域的沙漠化时空动态特征，彻底掌握西藏土地沙漠化最新、最全面的本底资料。

1材料与处理方法

1．1遥感图件资料

文中拟选取能够反映沙漠化特征的遥感监测数据以及相关数据，在此基础上提取沙漠化土地信息，进而做出全面的分析评价。EOS/MODIS提供了16天最大值合成的植被指数NDVI产品，产品是以HDF－EOS文件格式来存储的，其投影为桑逊投影（Sinusoidal），它是一种伪圆锥等面积投影。其MOD13Q1产品是以分块形式存放和读取，全球分成36ˑ18块，每块为10度ˑ10度。青藏高原幅员辽阔，至少需要下载5块才能覆盖整个区域。由于大多数软件都不支持该投影，故采用USGS EＲOS数据中心开发的MＲT几何纠正软件，对西藏自治区2011年每个时相所涉及的5景影像都进行了几何纠正、镶嵌和投影转换。

*收稿日期：2012－10－18；修回日期：2013－1－5。

基金项目：国家自然科学基金（41101314）资助。

作者简介：段英杰（1975－），男，汉族，讲师；博士研究生，主要从事资源生态遥感研究。

TM /ETM 遥感影像设有七个波段，包含着十分丰富的地表信息，为了弥补MODIS 数据分辨率低，某些

区域沙漠化信息提取不易的缺点。因此，

文中的研究同时采用了TM 遥感影像。不同波段对应不同地物在波段内的反射和辐射特性，可根据不同应用要求，进行多种波段组合和专题信息的提取。近红外，红，绿

标准假彩色合成的图像中植被信息表现明显，

有利于植被覆盖的监测，因此适合土地沙漠化分类解译。文中对西藏自治区的沙漠化分类体系参考已有的沙漠化划分标准与方法［11－13］

，将研究区划分为非沙

漠化、严重沙漠化、中度沙漠化和轻度沙漠化。对非沙漠化区域，将其分为林地、疏林地、灌木林、草地、农田、水体、沼泽、冰川及永久性积雪、裸露山地及丘陵8种地表类型。严重沙漠化包括流动沙丘地和重盐碱地，中度沙漠化包括半固定沙丘地和裸露沙砾地，轻度沙漠化包括固定沙丘地和半裸露沙砾地。为了有较好的参考与对比，扫描中国科学院寒旱所完成的90年代1：100万的西藏自治区沙漠化土地图，通过对扫描图进行几何校正，矢量化，并输入属性，形成90年代1：100万西藏自治区沙漠化现状图。此图作为2011年西藏沙漠化遥感解译的参考（图1）

。

图190年代1：100万西藏沙漠化现状图

Fig．1Desertification map of Tibet Autonomous Ｒegion in the 1990s

另外还收集了90m 分辨率西藏自治区数字高程模型数据和1：400万中国植被类型图西藏自治区部分。

1．2野外考察数据

文中研究共采用了项目组三次野外考察的数据。2009年7月进行了西藏北部草地资源与沙漠化考

察，

获取了大量草地类型与植被覆盖度的实测资料。对考察结果与NDVI 建立对应关系（表1），NDVI 与草地覆盖度之间有很好的对应关系。从表1可以看出，重度退化草地对应NDVI 最大值图像上的NDVI 值均小于0．3，而覆盖度较高的草地其NDVI 值均大于0．5。

2009年10月进行了藏东综合考察。获取了大量不同类型的综合数据。将采集的照片与遥感图像进行对应，这对训练样区的选择和目视解译提供了很好的参考。

2010年7月进行了藏南综合考察，获取了大量不同类型的综合数据。这些考察对土地沙漠化的遥感监测、

尤其是利用冬季遥感影像进行土地沙漠化目视解译提供了很好参考依据。·65·干旱区资源与环境第28卷