D01:10.13374j.isml00103x2006.08.001 第28卷第8期 北京科技大学学报 Vol.28 Na 8 2006年8月 Journal of University of Science and Technology Beijing Aug.2006 基于地质统计学影像纹理的海南矿区荒漠化监测 廖楚江)王长耀) 式江)黄志强到 1)中国科学院遥感应用研究所遥感科学国家重点实验室，北京1001012)海南省遥感中心，海口570226 3)广西地勋总院.南宁530007 摘要多年来，由于对钛矿的无序开采，使得海南岛东部出现大面积的土地荒漠化.采用遥感的 手段进行跟踪监测，合理地授子采矿权，组织适当的复垦，是解决当地荒漠化的有效途径.基于不 同沙地类型在地表空间结构上的差异，提出将基于地质统计学的影像纹理应用到荒漠化监测中， 通过变异函数纹理来加大各种不同类别沙地间的区别，提高样本选择的分离度.结果表明.运用变 异函数纹理结合光谱波段的最大似然分类方法能够很好地界定海滩沙地和内陆荒漠地的等级，最 高分类精度达到92.4%，证明了基于地质统计学的影像纹理在实现该地区遥感荒漠化监测方面的 有效性. 关键词荒漠化：沙地：地质统计学；纹理：变异函数 分类号TP751.1:TP79 作为全国钛铁矿最为丰富的海南省，近年来 区不曾有过的问题，因此必须寻求新的解决途径 由于矿产的无序开发，岛东部的文昌、琼海、万宁 来实现该地区的荒漠化监测.本文将以海南文昌 等地.出现了大面积的土地荒漠化，而且这种趋势 市为例，探讨基于地质统计学的影像纹理在实现 在逐步加剧.海南岛隶属热带湿润地区，在荒漠 该地区荒漠化评价中的应用. 化的成因上，与我国西北干旱半干旱地区的沙质 荒漠化存在明显的差别，该地区的荒漠化主要是 1研究区域和数据描述 由于人工过度开采钛矿所造成，并受海洋季风的 文昌市位于海南岛的东北端，东面和北面临 影响逐步形成与西北地区相似的流动沙丘和沙 海，中心经纬度坐标为东经110.717°，北纬 地.为防止土地荒漠化而完全不开采钛矿绝非可 19.617°，图1为研究区域相对于全岛的位置.为 能，而合理有序的开采和复垦的结合完全可以防 便于分析和对比，选取的三幅影像分别为1986- 止土地的大面积荒漠化.因此.必须做好实时监 12-04的TM数据、1999-12-24和2001-12-24的 测，合理地授予采矿权，防止过度无序的开采. ETM十数据（皆为1048像素×805像素），其中 目前，我国的荒漠化研究主要集中在西北地 前两幅影像时间跨度较大，便于分析荒漠化的总 区，其中基于遥感的荒漠化评价方法主要有两种： 体趋势，后两幅影像时间跨度较小，便于分析不同 一是运用图像处理软件，通过监督和非监督分类， 程度荒漠化的细微变化. 直接划分类型和程度：另一种是选择几个基于 对两幅影像初步分析得出，与西北地区荒漠 RS,GIS的指标，给定不同的权重，通过综合来得 化监测不同的是，该地区临海，海滩沙地和内陆荒 出结果.海南是我国东南沿海地区惟一受荒漠化 漠地在图像上呈现几乎相同的光谱特征（图】中 威胁较为严重的省份，研究积累较少，既缺乏足够 影像解译经验指导该地区荒漠化程度的正确分 类，也缺乏充分实地调查建立的适合该地区的荒 海南省 漠化监测指标体系，而且监测中还将遇到其他地 收稿日期：2005-07-21修回日期：2005-1009 基金项目：中国科学院知识创筋工程重大项目(No.KZCX一SW- 0 10 km 20 km 0一02)，国家”863计划资助项目(Na2003AA131130)和r华南 热带作物区生态地质环境变化动态遥感监测”课题 图1研究区域图示 作者简介：廖楚江(1979一)，男，博士研究生 Fig.1 Region for research基于地质统计学影像纹理的海南矿区荒漠化监测 廖楚江1) 王长耀1) 丁式江2) 黄志强3) 1) 中国科学院遥感应用研究所遥感科学国家重点实验室, 北京 100101 2) 海南省遥感中心, 海口 570226 3) 广西地勘总院, 南宁 530007 摘 要 多年来, 由于对钛矿的无序开采, 使得海南岛东部出现大面积的土地荒漠化.采用遥感的 手段进行跟踪监测, 合理地授予采矿权, 组织适当的复垦, 是解决当地荒漠化的有效途径.基于不 同沙地类型在地表空间结构上的差异, 提出将基于地质统计学的影像纹理应用到荒漠化监测中, 通过变异函数纹理来加大各种不同类别沙地间的区别, 提高样本选择的分离度.结果表明, 运用变 异函数纹理结合光谱波段的最大似然分类方法能够很好地界定海滩沙地和内陆荒漠地的等级, 最 高分类精度达到 92.4 %, 证明了基于地质统计学的影像纹理在实现该地区遥感荒漠化监测方面的 有效性. 关键词 荒漠化;沙地;地质统计学;纹理;变异函数 分类号 TP751.1 ;TP 79 收稿日期:2005 07 21 修回日期:2005 10 09 基金项目:中国科学院知识创新工程重大项目( No .KZCX1-SW- 01-02) , 国家“ 863 计划” 资助项目( No.2003AA131130) 和“华南 热带作物区生态地质环境变化动态遥感监测”课题 作者简介:廖楚江( 1979—) , 男, 博士研究生 作为全国钛铁矿最为丰富的海南省, 近年来 由于矿产的无序开发, 岛东部的文昌 、琼海 、万宁 等地, 出现了大面积的土地荒漠化, 而且这种趋势 在逐步加剧.海南岛隶属热带湿润地区, 在荒漠 化的成因上, 与我国西北干旱半干旱地区的沙质 荒漠化存在明显的差别, 该地区的荒漠化主要是 由于人工过度开采钛矿所造成, 并受海洋季风的 影响逐步形成与西北地区相似的流动沙丘和沙 地.为防止土地荒漠化而完全不开采钛矿绝非可 能, 而合理有序的开采和复垦的结合完全可以防 止土地的大面积荒漠化.因此, 必须做好实时监 测, 合理地授予采矿权, 防止过度无序的开采 . 目前, 我国的荒漠化研究主要集中在西北地 区, 其中基于遥感的荒漠化评价方法主要有两种: 一是运用图像处理软件, 通过监督和非监督分类, 直接划分类型和程度 ;另一种是选择几个基于 RS, GIS 的指标, 给定不同的权重, 通过综合来得 出结果.海南是我国东南沿海地区惟一受荒漠化 威胁较为严重的省份, 研究积累较少, 既缺乏足够 影像解译经验指导该地区荒漠化程度的正确分 类, 也缺乏充分实地调查建立的适合该地区的荒 漠化监测指标体系, 而且监测中还将遇到其他地 区不曾有过的问题, 因此必须寻求新的解决途径 来实现该地区的荒漠化监测.本文将以海南文昌 市为例, 探讨基于地质统计学的影像纹理在实现 该地区荒漠化评价中的应用. 1 研究区域和数据描述 文昌市位于海南岛的东北端, 东面和北面临 海, 中 心 经 纬度 坐 标为 东 经 110.717°, 北 纬 19.617°, 图 1 为研究区域相对于全岛的位置.为 便于分析和对比, 选取的三幅影像分别为 1986 12 04的 TM 数据、1999 12 24和2001 12 24的 ETM +数据( 皆为 1 048 像素 ×805 像素) , 其中 前两幅影像时间跨度较大, 便于分析荒漠化的总 体趋势, 后两幅影像时间跨度较小, 便于分析不同 程度荒漠化的细微变化. 图 1 研究区域图示 Fig.1 Region for research 对两幅影像初步分析得出, 与西北地区荒漠 化监测不同的是, 该地区临海, 海滩沙地和内陆荒 漠地在图像上呈现几乎相同的光谱特征( 图 1 中 第 28 卷 第 8 期 2006 年 8 月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol .28 No.8 Aug.2006 DOI :10.13374/j .issn1001 -053x.2006.08.001