基于遥感动态监测技术的苏州城市湿地公园保护研究_苏群
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第 33 卷第 6 期 20 1 0年 1 1 月
河北农业大学学报
J O U RN A L O F A G RIC U LT U RA L U N IV ERS IT Y O F H EBEI
Vol .33 No .6 Nov .2 0 1 0
文章编号 :1000-1573(2010)06-0123-05
为了从各个层面获取准确的监测数据 , 通过建 立多尺度遥感动态监测体系(表 1), 将空间尺度分 为区域尺度 、小区域尺度与田块尺度 3 个层次 。 其 中 , 区域尺度与小区域尺度为宏观层次 , 使用中低分 辨率的卫星遥感影像 , 主要从宏观的角度来进行湿 地面积 、类型转化和退化状况等的监测 ;田块尺度则 使用高分辨率影像 , 可识别各类湿地分类斑块的边 界 。通过上述 3 个层次监测手段的组合 , 可完成大
基于遥感动态监测技术的苏州城市湿地公园保护研究
苏 群1 , 杨朝辉2
＊
(1.苏州科技学院 建筑与城市规划学院 , 江苏 苏州 215011 ;
2 .苏州科技学院 环境科学与工程学院 , 江苏 苏州 215011)
摘 要 :根据苏州城市湿 地的构成和生态系统特征 , 综合考虑城市湿地类型 、湿地 水资源状况 、湿地 土地利用状
2 遥感动态监测技术
2 .1 遥感多尺度动态监测体系 随着遥感技术的发展 , 遥感影像的空间分辨率
不断提高 。 目前通常将空间分辨率划分为高 、中 、低 3 个等级 , 小于 10 m 的为高空间分辨率 , 10 ～ 100 m 的为中 空间分辨 率 , 大于 100 m 的 为低空间 分辨 率[ 4] 。考虑到湿地涉及的资源范围大 、类型广 、需要 进行监测的指标多 , 对湿地监测一般采用点与面结 合的方法 , 即采用基于遥感技术的宏观平面监测和 地面观测站单点监测相结合的方法 。 宏观监测是为 了湿地整体和宏观状况需要所进行的监测行动 , 尤 其是对湿地面积 、类型和退化状况等的监测 ;定点监 测则是指选取一定区域和类型的典型湿地 , 由地方 监测站和定位监测点所组成的监测网络完成观测 。
SU Qun1 , YANG Zhao-hui2
(1 .School of A r chitec ture & U rban Planning , Suzhou U niver sity o f Science and T echno lo gy , Suzhou 215011 , China ; 2 .Scho ol of Environmental Science & Enginee ring , Suzhou U niver sity o f Scie nce and T echno lo gy , Suzhou 215011 , China)
要的支持作用 。但是 , 随着人口的急剧增加 、经济的 快速发展和人类对自然资源需求大幅增加 , 苏州城 市湿地的自净能力下降 , 水污染日益严重 , 生物多样 性逐渐丧失 , 生态功能严重受损 。 上述问题已经严 重制约了苏州可持续发展 。 在此背景下 , 必须重视 城市湿地的保护研究 。
＊收稿日期 :2010-10-29 作者简介 :苏 群(1971-), 女 , 讲师 , 主要研 究方向 :城市绿地系统规划 . 通讯作者 :杨朝辉(1976-), 男 , 讲师 , 博士 , 主要研究方向 :地理信息系统应用 .
Abstract :F irstly , w et land mo nit oring content w as confi rmed acco rding to feat ure of ecosy stem s and construction o f urban w etland in Suzhou .Seco ndly , co mbining the remo te sensi ng mo nit oring technolog y w it h t raditio nal g round o bse rv ation techno logy , w et land mo nit oring data w as o bt ai ned qui ckly .T hen , mo nit oring index sy stem , w hich links monito ring , evaluat ion and policy , w as built based o n dy namic rem ote sensing mo nit oring technolo gy .F inally , mode of eco logical rest orat ion and eco logical reco nst ruction o n S uzhou urban wet land park we re propo sed , w hich can play an impor tant role in w et land research and manag ement . Key words:rem ote sensing ;m oni to ri ng ;w et land park
况等因素 , 确定湿地动态监测的具体 内容 。通 过引入遥感动态监测技术 , 配合传统地面固定点 观测手段 , 实现多
尺度的湿地动态监测 。 在此基础上 , 建立遥感监测指标体系 , 以指标体 系为基 点将监 测 、评 价 、规划与政 策进行
有机衔接 。 并运用现代生态学及生态工程学的理论与技术 , 提出苏州城市湿地生态恢复的基本模式 及生态重建
多光谱 10 m , 全色 2.5 m
5m
多光谱 4 m , 全色 1 m
多光谱 2.44 m , 全色 0.61 m
重访周期短 , 数据获 取成 本低 , 对 湿地 类型 解译效果总体较好 。 对湿地类型解译效果总体较好 , 但也存在一 些较难解译的精细类型 对湿地类别的识别有较高的精确度 , 各类边 界较为清晰 全天时 、全天 候作业 , 并 对地 表有 一定 的穿 透能力 , 适用于恶劣条件下的 监测
图 1 湿地公园位置图 Fig.1 Location of Suzhou urban wetland park
太湖湿地公 园的建设也带来 了很多问 题 。 首 先 , 随着旅游人数日益的增多 , 汽车尾气 、噪声危害 着湿地生态系统中的动植物生境 。 近岸带度假村 、 酒店等建筑设施的修建 , 使得湖滨带过窄 , 栖息地部 分丧失 , 生物廊道割裂 。其次 , 公园湿地为纯人工湿 地 , 原生物被几乎不复存在 , 植物群落为人工建造 , 结构较为简单 , 季节反差大 。再次 , 苏州太湖相当一 部分水体呈中富到富营养化状态 。周边水产养殖特 别是围网养殖过度发展 , 过量投放的饵料及鱼类粪 便对湖滨水质危害最大 , 影响了底栖动物及水生植 物的生命活动 。
第 6 期 苏 群等 :基于遥感动态监测技术的苏州城市湿地公园保护研究
125
范围湿地资源及其生态环境变化的动态监测 , 实现 固定观测站的观测数据 , 可以检验或修正遥感影像 低尺度的湿地面积变化监测 、中尺度的水质变化监 的解译信息 , 提高成果精度 。
测与高尺度的生物多样性监测等 。 最后 , 配合地面
1 2 4
河北农业大学学报
第 33 卷
一些国内外学者和专家提出了湿地动态监测方 法与生态修复对策 , 根据预防性原则 , 及时发现城市 湿地生态系统环境条件的动态变化趋势 , 并利用生 态工程学原理和技术 , 保护现有的 湿地生态系统 。 此外 , 通过研究湿地生态修复与恢复技术 , 来增加系 统在环境变化后的维持能力 。 但是 , 由于传统地面 观测站的定点观测方式实时性不强 , 缺乏宏观性 , 很 难为上述研究提供全面准确的大范围基础数据 。 针 对这种情况 , 将遥感动态监测技术引入苏州城市湿 地保护研究 , 使大范围宏观监测和典型湿地定位连 续监测相结合 , 掌握苏州城市湿地的动态变化 、分析 变化的原因 。同时 , 提出生态修复与湿地保护的对 策与建议 , 为苏州湿地管理 、科学研究和合理利用提 供及时准确的参考资料 , 为今后湿地的预警预报工 作和湿地保护政策的制定提供科学依据 。
1 研究区域概况概述
苏州太湖国家旅游度假区位于苏州市 区西南 15 km 的太湖之畔(30°56′～ 37°33′N 、119°55′～ 120° 54′E), 是 1992 年经国务院首批批准建立的 12 个国 家级旅游度假区之一 , 规划面积 11.2 km2 , 控制面 积 26 km 2(如图 1 红圈范围所示)。2003 年 , 为将切 断了山 、地 、水自然联系的太湖防洪大坝变成人与自 然和谐相处的自然生态岸线 , 开始了人工湿地的建 设 。2006 年底一期工程竣工时 , 完成了东起度假区 入口西至太湖明珠度假村全长约 5.5 km , 纵深 100 ～ 200 m 的生态岸线建设 。 共种植芦苇 42 hm2 、荷花 2 hm2 、睡莲 2 hm 2 , 各类树木 24 000 多棵 , 面积约为 55 hm 2 , 是目前 长三角地区最大的 人工湿地 , 命名 为“太湖湿地公园” , 向游人免费开放 。 同时 , 在沿湖 岸线种 植乔木 、草 坪 , 设计景 观小品 , 修 复名胜 古 迹[ 2] 。 在二 期工 程中 , 通 过对 太湖 沿岸 伸 入湖 面 500 m 处进行湖滩清淤 、水下地形改造 , 恢复野生物 种栖 息 的 自 然 生 态 环 境 。 新 增 芦 苇 荡 湿 地 155 hm 2 , 水陆交错植被带 30 hm2 , 堤岸植被缓冲带 35 hm 2 , 沉水植物 15 hm2 , 其他水生植物 18 hm 2 。 公 园共分入口区 、金杉银芦区 、梅花坞服务区 、水庭暗 香景区 、“新天地” 休闲服务区 、临湖漫步游憩区 、太 湖水上食府区等 7 个分区 。 是 一个集水生植 物观 赏 、生态科普 、候鸟栖息 、步道游览等旅游项目以及 芦苇荡 、生态湿地景观为主的生态主题公园 。 为旅 游者 提 供 了 户 外 休 闲 、运 动 的 高 品 质 自 然 绿 色 空间[ 3] 。
表 1 遥感影像的多尺度动态监测体系 Table1 Multi-scale monitoring system for remote sensing images
空间尺度 Spatial scale
范围大小 A rea size
遥感影 像类型 Image ty pe
空间分辨率 Spatia l re so lutio n
可识别地ຫໍສະໝຸດ Baidu边界 、河流边界等
可识别单个湿地斑块及边界 , 可满足高精度 要求的监测方式
除了从多空间尺度的角度来进行监测 , 还可以 进行基于不同光谱分辨率遥感影像的湿地监测 、基 于多时相遥感影像的湿地监测 、基于微波遥感影像 的湿地监测与融合多源遥感影像的湿地监测 。这样 通过多空间 、多时相监测手段的融合 , 可以得到更加 精确的湿地监测数据 , 为以后的湿地分析与评估打 好基础 。 2 .2 城市湿地动态监测指标
城市湿地是指分布于城市中的湿地 , 包括天然 的和人工的各类湿地 。 城市湿地具有蓄水拦沙 、净 化水体 、调节气候 、缓洪滞沥 、保护生物多样性 、降解 污染物和为人类提供生产生活资源等功能[ 1] , 并在 发展城市旅游业等方面发挥着重要作用 。 因此 , 苏 州城市湿地对苏州经济和社会的发展一直产生着重
方案 , 为生态修复与重建提 供理论和技术依据 。
关 键 词 :遥感 ;监测 ;湿地公园
中图分类号 :S 719
文献标识码 :A
Research on Suzhou urban wetland park protection base on dynamic remote sensing monitoring technology
说明 De scription
区域尺度 1 000 ～ 10 000 km2
北京一号
T M(ET M +)
小区域尺度 100～ 1 000 km2
Spo t5
SA R(尖兵 5 号)
田块尺度
1 ～ 100 hm2
I KO NO S
Q uickbird
多光谱 32 m , 全色 4 m
30 m(15 m)
河北农业大学学报
J O U RN A L O F A G RIC U LT U RA L U N IV ERS IT Y O F H EBEI
Vol .33 No .6 Nov .2 0 1 0
文章编号 :1000-1573(2010)06-0123-05
为了从各个层面获取准确的监测数据 , 通过建 立多尺度遥感动态监测体系(表 1), 将空间尺度分 为区域尺度 、小区域尺度与田块尺度 3 个层次 。 其 中 , 区域尺度与小区域尺度为宏观层次 , 使用中低分 辨率的卫星遥感影像 , 主要从宏观的角度来进行湿 地面积 、类型转化和退化状况等的监测 ;田块尺度则 使用高分辨率影像 , 可识别各类湿地分类斑块的边 界 。通过上述 3 个层次监测手段的组合 , 可完成大
基于遥感动态监测技术的苏州城市湿地公园保护研究
苏 群1 , 杨朝辉2
＊
(1.苏州科技学院 建筑与城市规划学院 , 江苏 苏州 215011 ;
2 .苏州科技学院 环境科学与工程学院 , 江苏 苏州 215011)
摘 要 :根据苏州城市湿 地的构成和生态系统特征 , 综合考虑城市湿地类型 、湿地 水资源状况 、湿地 土地利用状
2 遥感动态监测技术
2 .1 遥感多尺度动态监测体系 随着遥感技术的发展 , 遥感影像的空间分辨率
不断提高 。 目前通常将空间分辨率划分为高 、中 、低 3 个等级 , 小于 10 m 的为高空间分辨率 , 10 ～ 100 m 的为中 空间分辨 率 , 大于 100 m 的 为低空间 分辨 率[ 4] 。考虑到湿地涉及的资源范围大 、类型广 、需要 进行监测的指标多 , 对湿地监测一般采用点与面结 合的方法 , 即采用基于遥感技术的宏观平面监测和 地面观测站单点监测相结合的方法 。 宏观监测是为 了湿地整体和宏观状况需要所进行的监测行动 , 尤 其是对湿地面积 、类型和退化状况等的监测 ;定点监 测则是指选取一定区域和类型的典型湿地 , 由地方 监测站和定位监测点所组成的监测网络完成观测 。
SU Qun1 , YANG Zhao-hui2
(1 .School of A r chitec ture & U rban Planning , Suzhou U niver sity o f Science and T echno lo gy , Suzhou 215011 , China ; 2 .Scho ol of Environmental Science & Enginee ring , Suzhou U niver sity o f Scie nce and T echno lo gy , Suzhou 215011 , China)
要的支持作用 。但是 , 随着人口的急剧增加 、经济的 快速发展和人类对自然资源需求大幅增加 , 苏州城 市湿地的自净能力下降 , 水污染日益严重 , 生物多样 性逐渐丧失 , 生态功能严重受损 。 上述问题已经严 重制约了苏州可持续发展 。 在此背景下 , 必须重视 城市湿地的保护研究 。
＊收稿日期 :2010-10-29 作者简介 :苏 群(1971-), 女 , 讲师 , 主要研 究方向 :城市绿地系统规划 . 通讯作者 :杨朝辉(1976-), 男 , 讲师 , 博士 , 主要研究方向 :地理信息系统应用 .
Abstract :F irstly , w et land mo nit oring content w as confi rmed acco rding to feat ure of ecosy stem s and construction o f urban w etland in Suzhou .Seco ndly , co mbining the remo te sensi ng mo nit oring technolog y w it h t raditio nal g round o bse rv ation techno logy , w et land mo nit oring data w as o bt ai ned qui ckly .T hen , mo nit oring index sy stem , w hich links monito ring , evaluat ion and policy , w as built based o n dy namic rem ote sensing mo nit oring technolo gy .F inally , mode of eco logical rest orat ion and eco logical reco nst ruction o n S uzhou urban wet land park we re propo sed , w hich can play an impor tant role in w et land research and manag ement . Key words:rem ote sensing ;m oni to ri ng ;w et land park
况等因素 , 确定湿地动态监测的具体 内容 。通 过引入遥感动态监测技术 , 配合传统地面固定点 观测手段 , 实现多
尺度的湿地动态监测 。 在此基础上 , 建立遥感监测指标体系 , 以指标体 系为基 点将监 测 、评 价 、规划与政 策进行
有机衔接 。 并运用现代生态学及生态工程学的理论与技术 , 提出苏州城市湿地生态恢复的基本模式 及生态重建
多光谱 10 m , 全色 2.5 m
5m
多光谱 4 m , 全色 1 m
多光谱 2.44 m , 全色 0.61 m
重访周期短 , 数据获 取成 本低 , 对 湿地 类型 解译效果总体较好 。 对湿地类型解译效果总体较好 , 但也存在一 些较难解译的精细类型 对湿地类别的识别有较高的精确度 , 各类边 界较为清晰 全天时 、全天 候作业 , 并 对地 表有 一定 的穿 透能力 , 适用于恶劣条件下的 监测
图 1 湿地公园位置图 Fig.1 Location of Suzhou urban wetland park
太湖湿地公 园的建设也带来 了很多问 题 。 首 先 , 随着旅游人数日益的增多 , 汽车尾气 、噪声危害 着湿地生态系统中的动植物生境 。 近岸带度假村 、 酒店等建筑设施的修建 , 使得湖滨带过窄 , 栖息地部 分丧失 , 生物廊道割裂 。其次 , 公园湿地为纯人工湿 地 , 原生物被几乎不复存在 , 植物群落为人工建造 , 结构较为简单 , 季节反差大 。再次 , 苏州太湖相当一 部分水体呈中富到富营养化状态 。周边水产养殖特 别是围网养殖过度发展 , 过量投放的饵料及鱼类粪 便对湖滨水质危害最大 , 影响了底栖动物及水生植 物的生命活动 。
第 6 期 苏 群等 :基于遥感动态监测技术的苏州城市湿地公园保护研究
125
范围湿地资源及其生态环境变化的动态监测 , 实现 固定观测站的观测数据 , 可以检验或修正遥感影像 低尺度的湿地面积变化监测 、中尺度的水质变化监 的解译信息 , 提高成果精度 。
测与高尺度的生物多样性监测等 。 最后 , 配合地面
1 2 4
河北农业大学学报
第 33 卷
一些国内外学者和专家提出了湿地动态监测方 法与生态修复对策 , 根据预防性原则 , 及时发现城市 湿地生态系统环境条件的动态变化趋势 , 并利用生 态工程学原理和技术 , 保护现有的 湿地生态系统 。 此外 , 通过研究湿地生态修复与恢复技术 , 来增加系 统在环境变化后的维持能力 。 但是 , 由于传统地面 观测站的定点观测方式实时性不强 , 缺乏宏观性 , 很 难为上述研究提供全面准确的大范围基础数据 。 针 对这种情况 , 将遥感动态监测技术引入苏州城市湿 地保护研究 , 使大范围宏观监测和典型湿地定位连 续监测相结合 , 掌握苏州城市湿地的动态变化 、分析 变化的原因 。同时 , 提出生态修复与湿地保护的对 策与建议 , 为苏州湿地管理 、科学研究和合理利用提 供及时准确的参考资料 , 为今后湿地的预警预报工 作和湿地保护政策的制定提供科学依据 。
1 研究区域概况概述
苏州太湖国家旅游度假区位于苏州市 区西南 15 km 的太湖之畔(30°56′～ 37°33′N 、119°55′～ 120° 54′E), 是 1992 年经国务院首批批准建立的 12 个国 家级旅游度假区之一 , 规划面积 11.2 km2 , 控制面 积 26 km 2(如图 1 红圈范围所示)。2003 年 , 为将切 断了山 、地 、水自然联系的太湖防洪大坝变成人与自 然和谐相处的自然生态岸线 , 开始了人工湿地的建 设 。2006 年底一期工程竣工时 , 完成了东起度假区 入口西至太湖明珠度假村全长约 5.5 km , 纵深 100 ～ 200 m 的生态岸线建设 。 共种植芦苇 42 hm2 、荷花 2 hm2 、睡莲 2 hm 2 , 各类树木 24 000 多棵 , 面积约为 55 hm 2 , 是目前 长三角地区最大的 人工湿地 , 命名 为“太湖湿地公园” , 向游人免费开放 。 同时 , 在沿湖 岸线种 植乔木 、草 坪 , 设计景 观小品 , 修 复名胜 古 迹[ 2] 。 在二 期工 程中 , 通 过对 太湖 沿岸 伸 入湖 面 500 m 处进行湖滩清淤 、水下地形改造 , 恢复野生物 种栖 息 的 自 然 生 态 环 境 。 新 增 芦 苇 荡 湿 地 155 hm 2 , 水陆交错植被带 30 hm2 , 堤岸植被缓冲带 35 hm 2 , 沉水植物 15 hm2 , 其他水生植物 18 hm 2 。 公 园共分入口区 、金杉银芦区 、梅花坞服务区 、水庭暗 香景区 、“新天地” 休闲服务区 、临湖漫步游憩区 、太 湖水上食府区等 7 个分区 。 是 一个集水生植 物观 赏 、生态科普 、候鸟栖息 、步道游览等旅游项目以及 芦苇荡 、生态湿地景观为主的生态主题公园 。 为旅 游者 提 供 了 户 外 休 闲 、运 动 的 高 品 质 自 然 绿 色 空间[ 3] 。
表 1 遥感影像的多尺度动态监测体系 Table1 Multi-scale monitoring system for remote sensing images
空间尺度 Spatial scale
范围大小 A rea size
遥感影 像类型 Image ty pe
空间分辨率 Spatia l re so lutio n
可识别地ຫໍສະໝຸດ Baidu边界 、河流边界等
可识别单个湿地斑块及边界 , 可满足高精度 要求的监测方式
除了从多空间尺度的角度来进行监测 , 还可以 进行基于不同光谱分辨率遥感影像的湿地监测 、基 于多时相遥感影像的湿地监测 、基于微波遥感影像 的湿地监测与融合多源遥感影像的湿地监测 。这样 通过多空间 、多时相监测手段的融合 , 可以得到更加 精确的湿地监测数据 , 为以后的湿地分析与评估打 好基础 。 2 .2 城市湿地动态监测指标
城市湿地是指分布于城市中的湿地 , 包括天然 的和人工的各类湿地 。 城市湿地具有蓄水拦沙 、净 化水体 、调节气候 、缓洪滞沥 、保护生物多样性 、降解 污染物和为人类提供生产生活资源等功能[ 1] , 并在 发展城市旅游业等方面发挥着重要作用 。 因此 , 苏 州城市湿地对苏州经济和社会的发展一直产生着重
方案 , 为生态修复与重建提 供理论和技术依据 。
关 键 词 :遥感 ;监测 ;湿地公园
中图分类号 :S 719
文献标识码 :A
Research on Suzhou urban wetland park protection base on dynamic remote sensing monitoring technology
说明 De scription
区域尺度 1 000 ～ 10 000 km2
北京一号
T M(ET M +)
小区域尺度 100～ 1 000 km2
Spo t5
SA R(尖兵 5 号)
田块尺度
1 ～ 100 hm2
I KO NO S
Q uickbird
多光谱 32 m , 全色 4 m
30 m(15 m)