京港澳高速长潭段路域生态环境质量遥感评价
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理提 供 更 加 宏观 有 效 的信 息 。 关键词 ： 遥感 ； 高速公路 ； 生态环境 ； 评价 ； 变化监测
公路建设已 产生了多方面复杂的生态学效应 ， 造成生态环境破坏 ， 因此 ， 通过对高等级公路路域生态环境进行科学 、 实时 目 有效的动态监 测评价来促进路域生态环境防治的研究是必不可少的圆 。依据《 生态环 境状况评价技术规范 ， 采用指数法与综合指数法建立遥感评价 模型 ， 利用模型提取路域建立前期和运营期沿线生态环境质量 ， 进行两 个时期生态环境质量变化信息提取及分析 ，使路域生态环境防治研究 所需信息更匀 １ １ 全面。
１研究区域及数据资料介绍 １ ． １研究路域介绍
表 １生态环境质量分级
长沙 一 湘潭高速公路是国道主干线北京 一 珠海高速公路的一段 ， 它的建成是湖南省高速公路发展史的里程碑埘 。工程于 １ ９ ９ ４ 年７ 月动 工兴建， 北起长沙县牛角 冲， 南止湘潭市马家河 ， 全长 ４ ４ ． ７ ６公里 ， 于 １ ９ ９ ６年 ｌ ２ 月１ ５ １ ３ 建成通车 ， 路线所经 区域为湘中平原微丘区。 １ ． ２数据资料介绍
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京港澳高速长潭段路域 生态环境质量遥感评价
张 源。张文博
（ 长沙理 工大 学交通运榆 工程学院， 湖 南 长沙 ４ １ ０ ０ １ ５ ） 摘 要： 依据《 生态环境 状况评价技 术规 范（ 试行） 》 ， 采用指数 法与综合指数法 ， 建立路城 生态环 境质量遥感评价模型 ， 来提 取路域 建 立前期和运营期沿线生态环境质量信 息， 进行 两个时期 生态环境质量变化信息提取及 分析 。 评价及分析结果可以为路域生态环境 质量 治
表 ２ 不同时期生态环境状况变化矩阵
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选用 １ ９ ９ ３年 ８月 和 ２ ０ １ ０年 １ ０月 的 Ｔ Ｍ、 Ｅ Ｔ Ｍ 遥 感 影 像 和 Ａ Ｓ Ｔ Ｅ Ｒ高程数据作为基本信息源， 以公路沿线两侧各 ｌ Ｏ ０ ０ ｍ为影响范 围， 提取植被 、 土壤和地形三个基本的自然生态因子 。 ２试验路域不同时期生态环境质量遥感评价 ２ Ｊ １生态因子的提取及归—化 依据评价指标选取的原则 ， 本文选取植被 、 土壤 、 地形三个最基本 的要素作为评价区域 自然生态环境的生态因子。以“ 植被盖度” 和“ 土壤 指数” 作为植被和土壤的生态因子 ， “ 坡度 ” 基于 Ａ Ｓ Ｔ Ｅ Ｒ Ｇ Ｄ Ｅ Ｍ数据生 成， 作 为地形因子。植被覆盖度根据模 型 Ｆ Ｃ ＝ （ Ｎ Ｄ Ｖ Ｉ — Ｎ Ｄ Ｖ Ｉ ｍｉ ｎ ） ／ （ Ｎ Ｄ — 通过定量提取 加动态分析 Ｖｌ ｍａ ｘ － Ｎ Ｄ Ｖ Ｉ ｍ ｉ ｎ ） ｒ ￣ ｌ ｛ Ｋ 。 其中， 由于图像中不可避免的存在着噪声 ， 分 的方法 ， 对京港澳高速长潭段路 别取 累积概率为 ５ ％和 ９ Ｏ ％的 Ｎ Ｄ Ｖ Ｉ 值作为 Ｎ Ｄ Ｖ ｌ ｍ ｉ ｎ 和Ｎ Ｄ Ｖ Ｉ ｍ ａ ｘ 计 域两侧各 １ ０ Ｏ ０ ｍ的路域范围的 算路域植被覆盖度 ；土壤指数采用裸土植被指数模型 Ｇ Ｒ Ａ Ｂ Ｓ ＝ Ｖ Ｉ － ０ ． 生态环境进行 了直观的评价 ， 克 ０ ９ １ ７ ８ Ｂ Ｉ ＋ ５ ． ５ ８ ９ ５ ９ 来提取。其中， Ｖ Ｉ 和Ｂ １ 分别为穗帽变换的绿度指数 服了抽象描述 的局限， 并且在静 和土壤亮度指数 。Ｂ Ｉ 和ｖ Ｉ 指数可分别用来评价裸土和植被的行为， 其 态质量评价的基础上进行不 同 线性组合形 成的裸土植被指数能很好地反映土壤的裸露情况。 时期路域生态环境质量等级情 ２ ． ２试验路域不同时期生态环境质量评价 况变化幅度信息提取 ， 使路域生 指数法与综合指数法评价模型如下式： 态环境 防治研究所需信 息更 全 Ｅ ＝ ＷＩ ＊ Ｓ ｖ ￣ Ｗ２ ＊ Ｓ ｓ＋Ｗ３ ＊ Ｓ ① 面 ， 尤其是研究分析运用航空摄 其中， ｓ ｖ 表示植被标准化数值 ， ｓ ｓ 表示土壤的标准化数值 ， ｓ ｔ 表示 影遥感数据 ， 使获取的公路环境 地形的标准化数值， Ｅ表示生态环境综合评价指数。因为模型中各因子 评价各信 自 ． 更由 Ｉ １ 准合理。 评价结 对自 然生态环境质量 的 贡献不同， 评价的权重也应不同。 权重系 数大小 果表明， 在公路建设和运营过程 分配是否合理关系到评价结果的合理性和科学性。本文采用专家打分 中， 只要采取一些必要的环境保 法确定各评价指标的权重 ，所选取的各因子的权重为： Ｗｌ ＝ ０ ． ７ ， Ｗ２ ＝ Ｏ ． 护及生态恢复性措施 ， 如绿化美 ２ ， Ｗ３ ＝ ０ ． １ 。 根据国家环境保护总局颁布的《 生态环境状况评价技术规范 化 、噪音处理和污染监测等 ， 公 １ ９ ９ ３年 ２ ０ １ ０年 （ １ ＇ ．Ｉ ￣－ ） ｝ （ Ｈ Ｊ ／ Ｔ １ ９ ２ — ２ ０ ｏ ６ ） 等相关资料 ， 进一步分成 ４ 个环境级别 ， 如表 １ 路交通引发的环境 问题可 以得 （ 公 路 建 立 前 ） （ 公 路 运 营 后） 所示 。最终生成的 １ ９ ９ ３ 年和 ２ ０ １ ０年京港澳高速长潭段路域生态环境 到改 善 。 图 １ 路 域 生态 环 境 质 量 评 价 图 质量评价图， 如图 １ 所示。 参考 文献 ３路域生态环境质量变化信息提取及分析 ［ １ 】 岳跃民等． 高光谱遥感在生态系统研究中的应用进展Ｕ ｌ 遥感技术与应 ２ 所示 。由表 ２ 数据和图 １ 分 ￣２ ｏ ｏ ８ ２３ （ ４ ） ： ４ ７ １ － － ４ ７ ８ ． 析可知 ： 京港澳高速长潭段路域从 １ ９ ９ ３ 年到 ２ ０ １ ０年建立运营前后 ， 沿 【 ２ ］ 王 钦． 高速 公路 生 态环境 的遥 感信 息提 取与评 价删 ． 长沙： 长 沙理 工 大 线生态环境质量转化为“ 优” 的有 １ ５ ． ７ ４ ５ ５ Ｋ ｍ ２ ， 说明路域建设和运营期 学２ Ｏ Ｏ ８ ． 间按照国家环保局批复的环境保护实施细则和省环保局提出的意见进 【 ３ ］ 郭云开， 王钦 ， 彭文澜滴 速公路 生态环境的遥感评价［ Ｊ １ ． 公路 与汽运， 行高速公路施工的工作比较到位； 转化为“ 差” 的有 ７ ． ５ ０ ５ １ Ｋ ｍ２ 。 主要集 ２０ ０ ８ ， ５ ： １ ３ ７ － １ ３ ９ ． 中在人 口 建筑稠密区， 这是因为公路的开通使沿线地区的人流和物质 ［ ４ 】 李霞 晓红， 董艳荣． 基于层次分析法的 模糊综合评价在会展业中的 流强度增加 ， 速度加快， 同时也扩大了人类活动范围。 研究 黑龙江科教信 ． ￣ － ２ ０ １ ２ ， ５ ： １ ６ １ — １ ６ ２ ． ４总 结 【 ５ 】 贺敏等． 景 区间公 园式道路的景观设计 公路工程， ２ ０ ０ ８ ＇ ３ ３ （ ４ ） ： ９ ９ － － １ ０ ３ ．
公路建设已 产生了多方面复杂的生态学效应 ， 造成生态环境破坏 ， 因此 ， 通过对高等级公路路域生态环境进行科学 、 实时 目 有效的动态监 测评价来促进路域生态环境防治的研究是必不可少的圆 。依据《 生态环 境状况评价技术规范 ， 采用指数法与综合指数法建立遥感评价 模型 ， 利用模型提取路域建立前期和运营期沿线生态环境质量 ， 进行两 个时期生态环境质量变化信息提取及分析 ，使路域生态环境防治研究 所需信息更匀 １ １ 全面。
１研究区域及数据资料介绍 １ ． １研究路域介绍
表 １生态环境质量分级
长沙 一 湘潭高速公路是国道主干线北京 一 珠海高速公路的一段 ， 它的建成是湖南省高速公路发展史的里程碑埘 。工程于 １ ９ ９ ４ 年７ 月动 工兴建， 北起长沙县牛角 冲， 南止湘潭市马家河 ， 全长 ４ ４ ． ７ ６公里 ， 于 １ ９ ９ ６年 ｌ ２ 月１ ５ １ ３ 建成通车 ， 路线所经 区域为湘中平原微丘区。 １ ． ２数据资料介绍
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京港澳高速长潭段路域 生态环境质量遥感评价
张 源。张文博
（ 长沙理 工大 学交通运榆 工程学院， 湖 南 长沙 ４ １ ０ ０ １ ５ ） 摘 要： 依据《 生态环境 状况评价技 术规 范（ 试行） 》 ， 采用指数 法与综合指数法 ， 建立路城 生态环 境质量遥感评价模型 ， 来提 取路域 建 立前期和运营期沿线生态环境质量信 息， 进行 两个时期 生态环境质量变化信息提取及 分析 。 评价及分析结果可以为路域生态环境 质量 治
表 ２ 不同时期生态环境状况变化矩阵
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选用 １ ９ ９ ３年 ８月 和 ２ ０ １ ０年 １ ０月 的 Ｔ Ｍ、 Ｅ Ｔ Ｍ 遥 感 影 像 和 Ａ Ｓ Ｔ Ｅ Ｒ高程数据作为基本信息源， 以公路沿线两侧各 ｌ Ｏ ０ ０ ｍ为影响范 围， 提取植被 、 土壤和地形三个基本的自然生态因子 。 ２试验路域不同时期生态环境质量遥感评价 ２ Ｊ １生态因子的提取及归—化 依据评价指标选取的原则 ， 本文选取植被 、 土壤 、 地形三个最基本 的要素作为评价区域 自然生态环境的生态因子。以“ 植被盖度” 和“ 土壤 指数” 作为植被和土壤的生态因子 ， “ 坡度 ” 基于 Ａ Ｓ Ｔ Ｅ Ｒ Ｇ Ｄ Ｅ Ｍ数据生 成， 作 为地形因子。植被覆盖度根据模 型 Ｆ Ｃ ＝ （ Ｎ Ｄ Ｖ Ｉ — Ｎ Ｄ Ｖ Ｉ ｍｉ ｎ ） ／ （ Ｎ Ｄ — 通过定量提取 加动态分析 Ｖｌ ｍａ ｘ － Ｎ Ｄ Ｖ Ｉ ｍ ｉ ｎ ） ｒ ￣ ｌ ｛ Ｋ 。 其中， 由于图像中不可避免的存在着噪声 ， 分 的方法 ， 对京港澳高速长潭段路 别取 累积概率为 ５ ％和 ９ Ｏ ％的 Ｎ Ｄ Ｖ Ｉ 值作为 Ｎ Ｄ Ｖ ｌ ｍ ｉ ｎ 和Ｎ Ｄ Ｖ Ｉ ｍ ａ ｘ 计 域两侧各 １ ０ Ｏ ０ ｍ的路域范围的 算路域植被覆盖度 ；土壤指数采用裸土植被指数模型 Ｇ Ｒ Ａ Ｂ Ｓ ＝ Ｖ Ｉ － ０ ． 生态环境进行 了直观的评价 ， 克 ０ ９ １ ７ ８ Ｂ Ｉ ＋ ５ ． ５ ８ ９ ５ ９ 来提取。其中， Ｖ Ｉ 和Ｂ １ 分别为穗帽变换的绿度指数 服了抽象描述 的局限， 并且在静 和土壤亮度指数 。Ｂ Ｉ 和ｖ Ｉ 指数可分别用来评价裸土和植被的行为， 其 态质量评价的基础上进行不 同 线性组合形 成的裸土植被指数能很好地反映土壤的裸露情况。 时期路域生态环境质量等级情 ２ ． ２试验路域不同时期生态环境质量评价 况变化幅度信息提取 ， 使路域生 指数法与综合指数法评价模型如下式： 态环境 防治研究所需信 息更 全 Ｅ ＝ ＷＩ ＊ Ｓ ｖ ￣ Ｗ２ ＊ Ｓ ｓ＋Ｗ３ ＊ Ｓ ① 面 ， 尤其是研究分析运用航空摄 其中， ｓ ｖ 表示植被标准化数值 ， ｓ ｓ 表示土壤的标准化数值 ， ｓ ｔ 表示 影遥感数据 ， 使获取的公路环境 地形的标准化数值， Ｅ表示生态环境综合评价指数。因为模型中各因子 评价各信 自 ． 更由 Ｉ １ 准合理。 评价结 对自 然生态环境质量 的 贡献不同， 评价的权重也应不同。 权重系 数大小 果表明， 在公路建设和运营过程 分配是否合理关系到评价结果的合理性和科学性。本文采用专家打分 中， 只要采取一些必要的环境保 法确定各评价指标的权重 ，所选取的各因子的权重为： Ｗｌ ＝ ０ ． ７ ， Ｗ２ ＝ Ｏ ． 护及生态恢复性措施 ， 如绿化美 ２ ， Ｗ３ ＝ ０ ． １ 。 根据国家环境保护总局颁布的《 生态环境状况评价技术规范 化 、噪音处理和污染监测等 ， 公 １ ９ ９ ３年 ２ ０ １ ０年 （ １ ＇ ．Ｉ ￣－ ） ｝ （ Ｈ Ｊ ／ Ｔ １ ９ ２ — ２ ０ ｏ ６ ） 等相关资料 ， 进一步分成 ４ 个环境级别 ， 如表 １ 路交通引发的环境 问题可 以得 （ 公 路 建 立 前 ） （ 公 路 运 营 后） 所示 。最终生成的 １ ９ ９ ３ 年和 ２ ０ １ ０年京港澳高速长潭段路域生态环境 到改 善 。 图 １ 路 域 生态 环 境 质 量 评 价 图 质量评价图， 如图 １ 所示。 参考 文献 ３路域生态环境质量变化信息提取及分析 ［ １ 】 岳跃民等． 高光谱遥感在生态系统研究中的应用进展Ｕ ｌ 遥感技术与应 ２ 所示 。由表 ２ 数据和图 １ 分 ￣２ ｏ ｏ ８ ２３ （ ４ ） ： ４ ７ １ － － ４ ７ ８ ． 析可知 ： 京港澳高速长潭段路域从 １ ９ ９ ３ 年到 ２ ０ １ ０年建立运营前后 ， 沿 【 ２ ］ 王 钦． 高速 公路 生 态环境 的遥 感信 息提 取与评 价删 ． 长沙： 长 沙理 工 大 线生态环境质量转化为“ 优” 的有 １ ５ ． ７ ４ ５ ５ Ｋ ｍ ２ ， 说明路域建设和运营期 学２ Ｏ Ｏ ８ ． 间按照国家环保局批复的环境保护实施细则和省环保局提出的意见进 【 ３ ］ 郭云开， 王钦 ， 彭文澜滴 速公路 生态环境的遥感评价［ Ｊ １ ． 公路 与汽运， 行高速公路施工的工作比较到位； 转化为“ 差” 的有 ７ ． ５ ０ ５ １ Ｋ ｍ２ 。 主要集 ２０ ０ ８ ， ５ ： １ ３ ７ － １ ３ ９ ． 中在人 口 建筑稠密区， 这是因为公路的开通使沿线地区的人流和物质 ［ ４ 】 李霞 晓红， 董艳荣． 基于层次分析法的 模糊综合评价在会展业中的 流强度增加 ， 速度加快， 同时也扩大了人类活动范围。 研究 黑龙江科教信 ． ￣ － ２ ０ １ ２ ， ５ ： １ ６ １ — １ ６ ２ ． ４总 结 【 ５ 】 贺敏等． 景 区间公 园式道路的景观设计 公路工程， ２ ０ ０ ８ ＇ ３ ３ （ ４ ） ： ９ ９ － － １ ０ ３ ．