土壤盐渍化是影响农业生产和土壤资源可持续利用中的主要问题。目前国内外区域尺度土壤盐渍化遥感监测应用已趋于主流,但各种信息提取方法结果不确定性较强,其通用性及定量化并不令人满意。同时,目前土壤盐渍化遥感监测的各种研究结果以及各种决策方案等各种信息的数字化、智能化、计算机决策自动化技术基础研究薄弱。还存在着传输时效差、传播不畅、信息覆盖面有限、受各种制约条件限制等问题。本文针对以上科学问题,首先,利用时间序列遥感影像和野外调查数据,通过分析土壤盐渍化程度与地表参数之间的定量关系,提出综合反映盐渍化土壤生物物理特征的指数-盐渍化遥感监测指数(Salinization Detection Index , SDI) ;构建面向对象的土壤盐渍化信息提取方法。其次,对土壤盐渍化时空演变预测和预警等问题进行分析,实现技术研究与实际应用相结合的目的。最后,开发土壤盐渍化多源遥感监测与预警网络传输系统。
Weigan and Kuqa osis;soil salinization;information extraction;early warning and network tran;Web GIS
目前,在新疆开发和利用土地和水资源的过程中,土壤盐渍化问题仍然非常突出,该问题早已成为制约新疆资源、环境和社会经济可持续发展的重要因素之一。本项目以地理信息系统、遥感系统、全球定位系统、计算机技术、网络技术等现代信息技术为依托,结合传统的野外调查,在基于多源遥感的土壤盐渍化监测机理、 信息提取方法,土壤盐渍化时空演变预测和预警,网络传输系统设计与开发等方面进行研究了,并取得了一定的研究成果。主要成果包括以下几个方面(1)土壤盐渍化信息提取方法方面利用时间序列遥感数据和野外调查数据,通过分析地表定量参数与土壤盐渍化发生过程和程度之间的定量关系,提出了综合反映盐渍化土地生物物理特征的指数—盐渍化遥感监测指数(SDI),为盐渍化遥感监测提供有效的定量化方法;对高分辨率遥感影像中盐渍地信息提取的尺度分割、对象建立、特征提取、人机交互和知识库的建立等方面进行分析,提出了面向对象的遥感影像土壤盐渍化信息提取方法。该方法与传统基于像素的分类方法相比,充分利用影像的光谱信息、拓扑关系、纹理信息等建立成员函数, 从而可以大大提高分类的精度和速度,在高空间分辨率遥感影像盐渍地信息提取中具有一定的优势;利用全色影像和多光谱影像的融合方法对土壤盐渍化信息提取方面的作用和效果进行分析,提取了基于多源遥感影像数据融合的土壤盐渍化信息提取方法,该方法与传统信息提取方法相比信息提取精度有改进;对盐渍化土壤的光谱野外测量方法、土壤的可见光、热红外辐射特性及其变化规律等进行研究,揭示了盐渍化土壤的光谱特征及其变化规律,为盐渍化土壤的可见光和热红外遥感信息机理提供了一定的理论基础(2)通过土壤盐渍化的自然和人为驱动因素分析解释影响土壤盐渍化的主要因素;在此基础上对研究区域的土壤盐渍化时空演变进行定量分析,提出了变化规律并预测研究区土壤盐渍化将来的变化趋势;提出了基于栅格尺度空间可视化表达的新思路,并对这一方法进行了尝试,建立了预警系统。(3)给出了土壤盐渍化遥感监测和预测、预警系统的各种数据和分析结果的网络发布技术及流程,并开发了土壤盐渍化多源遥感监测与预警网络传输系统。该系统能够有效的解决了土壤盐渍化信息传输时效差、传播不畅、覆盖面积小等问题,实现了土壤盐渍化管理图面与数据一体化,实时更新土壤盐渍化信息,准确反映土壤盐渍化的动态等使土壤盐渍化信息管理变为动态管理,为干旱区土壤盐渍化问题的解决提供新