5专题：基于遥感的自然生态环境监测
基于遥感的生态环境保护研究
基于遥感的生态环境保护研究在当今时代，生态环境保护已经成为全球关注的焦点议题。
随着科技的飞速发展，遥感技术作为一种强大的工具，为生态环境保护研究提供了全新的视角和方法。
遥感技术能够在不直接接触目标物体的情况下，远距离获取大量的信息，这使得我们能够更全面、更深入地了解生态环境的现状和变化趋势。
遥感技术的原理其实并不复杂。
它主要通过传感器接收来自地球表面物体反射或发射的电磁波信号，然后对这些信号进行处理和分析，从而获取有关物体的特征和信息。
不同的物体在电磁波谱上具有不同的反射和发射特性，这就为我们区分和识别各种地物提供了依据。
例如，植被在可见光和近红外波段的反射特性与土壤、水体等有明显差异，通过对这些差异的分析，我们可以准确地识别出植被的分布范围和生长状况。
在生态环境保护中，遥感技术有着广泛的应用。
首先，它可以用于监测土地利用和土地覆盖的变化。
通过对不同时期的遥感影像进行对比分析，我们能够清晰地看到城市扩张、森林砍伐、农田开垦等土地利用方式的转变，这对于评估人类活动对生态环境的影响至关重要。
例如，在一些发展迅速的地区，城市的不断扩张导致大量的耕地和林地被占用，这不仅破坏了生态平衡，还可能引发一系列的环境问题，如水土流失、生物多样性减少等。
遥感技术能够及时发现这些变化，为制定合理的土地利用规划和生态保护政策提供科学依据。
其次，遥感技术在水资源监测方面也发挥着重要作用。
它可以帮助我们了解水体的分布、水质状况以及水资源的变化趋势。
例如，通过遥感影像中的光谱信息，我们可以判断水体的浑浊度、叶绿素含量等指标，从而评估水质的好坏。
此外，遥感技术还能够监测河流、湖泊的水位变化，以及地下水的储量和动态，这对于水资源的合理开发和管理具有重要意义。
在一些干旱地区，水资源的短缺是制约经济发展和生态环境改善的关键因素。
通过遥感技术的监测和分析，我们可以更好地掌握水资源的分布和变化规律，制定科学的水资源调配方案，提高水资源的利用效率，保障生态用水和居民生活用水的需求。
遥感技术在生态环境监测中的应用研究
遥感技术在生态环境监测中的应用研究随着工业化和城市化的发展，人类活动对自然环境的影响越来越大，生态环境面临着严峻的挑战。
为了及时监测生态环境的变化，保障生态环境的可持续发展，遥感技术在生态环境监测中得到了广泛的应用。
遥感技术是指利用卫星、飞机等航空器对地球表面进行远距离观测和探测，通过对遥感图像的处理和分析，获取地球表面物质信息的技术手段。
在生态环境监测中，遥感技术主要应用于以下几个方面。
1.植被监测。
植被是生态环境的重要组成部分，其生长状况和植被覆盖率等与生态环境的健康水平密切相关。
利用遥感技术可以获取植被指数等信息，实现对植被生长状态的监测和预测。
例如，在重点保护区的生态环境监测中，可以利用遥感技术对植被覆盖度、植被指数、生物量等进行监测，及时发现植被减少或破坏的情况，为采取保护措施提供科学依据。
2.土地利用监测。
土地利用是生态环境的重要组成部分，它的变化直接影响生态环境的质量和稳定性。
利用遥感技术可以对土地利用类型、分布情况等进行监测和分类，掌握土地利用变化的动态情况和演变趋势。
例如，在城市化进程中，可以利用遥感技术对城市扩张的方向、速度、范围等进行监测，及时发现并预测土地利用变化对生态环境的影响，为土地资源的保护和合理利用提供科学依据。
4.气象灾害监测。
气象灾害是生态环境的重要影响因素之一，其频繁发生不仅会对人类社会造成巨大的损失，还会直接影响生态环境的稳定性。
利用遥感技术可以对气象灾害的发生地点、范围、影响程度等进行监测和预测，实现对气象灾害的快速响应和预警。
例如，在气象灾害多发地区，可以利用遥感技术对风暴、洪涝、干旱等灾害的发生情况进行实时监测，及时采取防灾措施，保护生态环境和人类生命财产安全。
总之，遥感技术在生态环境监测中的应用具有广泛的前景和重要的意义。
随着遥感技术的不断发展和完善，它将为保障生态环境的可持续发展做出更大的贡献。
探究遥感技术在生态环境监测中的应用
探究遥感技术在生态环境监测中的应用遥感技术是利用航天器或飞机等，通过对地球表面反射、发射和散射的电磁波进行探测、记录和解译，从而获取地球表面信息的技术手段。
在生态环境监测领域，遥感技术具有重要的应用价值，可以实现对生态环境的全时空观测和监测，为生态环境保护和管理提供可靠的数据支持。
一、遥感技术在生态环境监测中的应用1. 植被遥感监测植被是生态系统的重要组成部分，其覆盖状况、生长状态和变化对生态环境的影响尤为重要。
遥感技术可以通过获取植被的光谱信息、叶片面积指数、叶绿素含量等数据，实现对植被生长状态和覆盖面积的监测和评估，为生态环境的保护和管理提供重要的信息支持。
3. 土地利用遥感监测土地利用是生态环境的重要组成部分，其合理利用和管理对生态环境的保护和改善至关重要。
遥感技术可以通过获取土地利用类型、土地利用变化等信息，实现对土地资源的合理利用和管理，为生态环境的保护和改善提供重要的技术支持。
4. 生态环境灾害监测生态环境遭受自然灾害或人为破坏时，遥感技术可以通过获取灾害范围、灾情程度等信息，快速、准确地评估灾害影响，为灾后环境恢复和重建提供重要的数据支持。
二、遥感技术在生态环境监测中的优势1. 全时空观测能力：遥感技术具有全时空观测能力，可以实现对生态环境的全面监测和评估，为生态环境的保护和管理提供全方位的数据支持。
2. 高精度数据获取：遥感技术可以获取高分辨率、高精度的地球表面信息，为生态环境监测和评估提供准确的数据支持。
4. 多源数据融合：遥感技术可以将多源遥感数据进行融合分析，实现对生态环境的多角度、多维度的监测和评估，为环境保护和管理提供多层次的数据支持。
三、遥感技术在生态环境监测中的应用案例1. 水体富营养化监测通过遥感技术获取水体叶绿素浓度、透明度等信息，对水体富营养化进行监测和评估，为水质监测和管理提供科学依据。
2. 森林覆盖状况监测通过遥感技术获取森林覆盖状况、植被生长状态等信息，对森林资源进行监测和评估，为森林资源的保护和管理提供技术支持。
基于遥感的生态环境变化监测研究
基于遥感的生态环境变化监测研究在当今时代，随着人类活动的不断加剧和全球气候变化的影响，生态环境面临着前所未有的挑战。
为了更好地了解生态环境的变化趋势，采取有效的保护和修复措施，基于遥感的生态环境变化监测技术应运而生。
遥感技术作为一种非接触式、大面积、快速获取地表信息的手段，为生态环境监测提供了强大的支持。
遥感技术的原理其实并不复杂，它就像是我们从高空用一双特殊的“眼睛”来观察地球。
通过传感器接收来自地表物体反射或发射的电磁波信号，然后将这些信号转化为图像或数据，从而让我们能够了解到地表的各种信息，比如土地利用类型、植被覆盖度、水体状况等等。
在生态环境变化监测中，遥感技术有着广泛的应用。
首先，它可以用于监测土地利用和土地覆盖的变化。
比如说，我们可以通过不同时期的遥感影像，清晰地看到城市的扩张是如何占用农田和绿地的，或者森林是如何被砍伐变成了荒地。
这对于研究城市化进程对生态环境的影响以及制定合理的土地利用规划具有重要意义。
其次，遥感技术在植被监测方面也发挥着关键作用。
植被是生态系统的重要组成部分，它的生长状况和分布情况直接反映了生态环境的质量。
通过遥感数据，我们能够计算出植被覆盖度、植被指数等参数，从而了解植被的健康状况和生长趋势。
而且，还可以监测植被的季节性变化，以及在遭受自然灾害（如火灾、干旱等）后的恢复情况。
对于水体的监测，遥感同样表现出色。
它可以帮助我们监测水体的面积、水质、水深等信息。
例如，通过对遥感影像的分析，可以判断出湖泊、河流的水位变化，发现水体的污染区域，为水资源的管理和保护提供科学依据。
另外，遥感技术还能够用于监测大气环境。
虽然直接监测大气成分相对较难，但可以通过间接的方法，如监测气溶胶的分布、云的类型和特征等，来了解大气的污染状况和气候变化的影响。
然而，基于遥感的生态环境变化监测也并非一帆风顺，存在着一些挑战和限制。
首先，遥感数据的质量和分辨率会对监测结果产生影响。
有时候，较低分辨率的影像可能无法准确识别出细小的地物变化，或者受到云层、阴影等因素的干扰，导致数据不准确。
遥感技术在生态环境监测中的应用
遥感技术在生态环境监测中的应用随着社会的发展，环境保护逐渐成为人们关注的焦点。
然而，如何对生态环境进行有效的监测，是一个问题。
传统的监测手段往往需要人力物力，且耗费资源大。
因此，如何利用科技手段提高监测效率便成为了大家考虑的问题。
遥感技术便是一种非常好的解决方案之一。
遥感技术是指通过利用卫星、飞机等高空平台获取地面信息的一种技术。
遥感技术能够高效地获取大量、多维度、多时相的地理信息数据，这对于生态环境监测非常有帮助。
下面，我们就来分析一下遥感技术在生态环境监测中的应用。
首先，遥感技术可以实现遥感影像的获取，以及对影像进行处理。
遥感影像能够准确地显示出地表的各种地貌、植被状况等信息。
通过对影像进行处理，可以大大提高监测效率。
例如，通过遥感技术获取的植被数据可以反映植被的生长情况，进一步分析可以得出植被生长的趋势与变化。
通过遥感技术，人们可以获得较为全面的地球表面信息，更好地评估和掌握生态环境的变化情况。
其次，遥感技术还能够实现对生态环境变化的监测和评估。
生态环境的变化对于生态平衡和生态功能的影响非常大，遥感技术可以很好地监测和评估生态环境的变化情况。
例如，利用卫星遥感技术，可以测量湖泊、河流的水体面积变化、植被覆盖面积变化以及土地利用/覆盖变化等，可以更好地分析水土流失、水资源的分布和匮乏情况以及洪涝等自然灾害的发生。
另外，遥感技术还能够实现对环境污染等问题的精准监测。
遥感技术可以通过对地表的空气、水、土壤等因素进行监测，以分析分布、污染程度和来源。
例如，可以利用卫星遥感技术监测出不同区域的SO2、NOx和PM2.5等大气污染物的分布情况，及时采取相应的措施减少污染。
最后，遥感技术在生态环境监测中的应用还涉及到了其他领域，例如建立了海洋生态系统的遥感监测方法，遥感技术还可以监测冰川与冰盖的减退、冰川湖泊的形成和消失，为冰川与冰川湖泊变化的研究提供了重要手段。
同时，遥感技术还支持极地生物原创相关研究及开发，服务于气候预测、环境监测以及资源调查等多个领域。
关于遥感技术在生态环境监测中的应用研究
关于遥感技术在生态环境监测中的应用研究随着人类社会的发展和城市化进程的加速，生态环境问题日益突出，对于保护和维护地球生态环境提出了更加迫切的需求。
在这样的背景下，遥感技术的应用在生态环境监测中具有重要的意义。
本文将探讨关于遥感技术在生态环境监测中的应用研究。
一、遥感技术在生态环境监测中的意义1.1 生态环境监测的重要性生态环境是指地球上自然环境和人类生态系统的总和，包括大气环境、水环境、土壤环境和生物环境。
当前，由于人类活动的加剧，生态环境面临着严重的破坏和污染。
对生态环境进行监测和评估具有重要的意义。
通过监测能够及时了解生态环境的变化状况，为生态环境的保护和修复提供科学依据。
遥感技术是通过卫星、飞机等载体获取地面和大气等信息的一种技术手段。
它能够实现对地表、植被、土壤、水体等环境要素进行快速、高效、大范围的监测，并能够获取环境信息的时空分布特征。
遥感技术在生态环境监测中具有重要的应用价值。
2.1 土地利用/覆盖变化监测土地利用/覆盖变化是生态环境变化的重要指标之一。
遥感技术可以获取土地利用/覆盖的信息，并通过遥感图像的比较分析，可以得到不同时间段的土地利用/覆盖变化情况。
通过土地利用/覆盖变化监测，可以及时掌握土地利用的动态变化，为生态环境保护和土地管理提供科学依据。
2.2 植被覆盖监测植被是生态系统中最为重要的组成部分之一，对于维护生态平衡和保护生态环境具有重要作用。
遥感技术能够获取植被覆盖的信息，包括植被覆盖度、植被类型、植被高度等信息。
利用遥感技术进行植被覆盖监测，可以实现对植被的动态监测和评估，为生态环境保护和生态恢复提供信息支持。
2.3 水体监测水体是生态环境中不可或缺的重要组成部分，对于保护水体环境具有重要的意义。
遥感技术可以获取水体的时空分布信息，包括水体的面积、水质、水流方向等信息。
通过遥感技术进行水体监测，可以实现对水体环境的全面监测和评估，为水体环境保护和水资源管理提供科学依据。
综合应用一基于遥感的自然生态环境监测分析
综合应用一基于遥感的自然生态环境监测分析中文摘要
遥感技术在自然生态环境监测方面发挥着重要作用，例如，通过遥感
图像把握地表植被变化，揭示城市扩展等现象。
本文深入分析了基于遥感
技术的自然生态环境监测系统，得出了关于自然生态环境变化的有效结论。
研究显示，遥感技术能够有效收集、处理和检测自然生态环境中大量的空
间数据，并生成多种空间地理信息，为自然生态环境监测和管理提供有力
支持。
为进一步提高遥感技术在自然生态环境监测分析方面的应用效果，
还需加强软件工具的开发，建立多种完备的数据处理、信息检索和分析分
析处理方法等。
1引言
自然生态环境监测分析是评估生态环境变化和发展的重要环节，对生
态环境质量的评估和提升具有重要意义。
随着社会经济的发展，人类活动
对自然生态环境的影响越来越大，自然生态环境变化及时准确地监测变匘
越发重要。
遥感技术将实现信息化的空间数据收集和处理，从而实现多源
数据融合，有效检测和描绘自然生态环境变化，为自然生态环境开发和管
理提供重要支撑。
2应用研究
2.1遥感数据的收集
从遥感学科的角度来看。
基于遥感的自然生态环境监测与评价——以普洱市思茅区为例
Open Journal of Natural Science 自然科学, 2021, 9(1), 64-71Published Online January 2021 in Hans. /journal/ojnshttps:///10.12677/ojns.2021.91009基于遥感的自然生态环境监测与评价——以普洱市思茅区为例沈润，罗琪，叶蕾，蒋永泉云南师范大学地理学部，云南昆明收稿日期：2020年12月11日；录用日期：2021年1月8日；发布日期：2021年1月18日摘要遥感技术的发展为自然生态环境的监测提供了准确、高效的技术手段。
基于2018年3月的Landsat数据以及DEM数据，提取了植被覆盖度、土壤指数和坡度三个重要生态因子，并将归一化后的因子带入构建的综合指数评价模型，得出了思茅区生态环境质量指数，最后根据指数值进行分级，对思茅区的自然生态环境质量进行了评价与分析。
研究结果表明：思茅区的自然生态环境质量以良和差为主，研究区东北部和东南部的生态环境质量差，西部相对较好。
该研究结果与实际情况基本符合，因此基于遥感的自然生态环境监测与评价的方法，能够为区域的生态环境监测、治理和改善提供重要参考。
关键词生态环境质量，生态因子，遥感，综合指数评价模型Monitoring and Evaluation of NaturalEcological Environment Based onRemote Sensing—A Case Studyof Pu’er Simao DistrictRun Shen, Qi Luo, Lei Ye, Yongquan JiangFaculty of Geographical Science, Yunnan Normal University, Kunming YunnanReceived: Dec. 11th, 2020; accepted: Jan. 8th, 2021; published: Jan. 18th, 2021沈润 等AbstractThe development of remote sensing technology provides accurate and efficient technical means for monitoring the natural ecological environment. Based on the Landsat data and DEM data in March 2018, the three important ecological factors of vegetation coverage, soil index and slope were extracted, and the normalized factors were brought into the constructed comprehensive in-dex evaluation model, and the Simao district was obtained. Eco-environmental quality index, fi-nally classified according to the index value, to evaluate and analyze the natural ecological envi-ronment quality of Simao District. The results of the study show that the quality of the natural ecological environment in Simao District is mainly good and poor, the quality of the ecological en-vironment in the northeast and southeast of the study area is poor, and the west is relatively good. The research results are basically in line with the actual situation. Therefore, the method of natu-ral ecological environment monitoring and evaluation based on remote sensing can provide an important reference for regional ecological environment monitoring, management and improve-ment.KeywordsEcological Environment Quality, Ecological Factors, Remote Sensing, Comprehensive Index Evaluation ModelCopyright © 2021 by author(s) and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). /licenses/by/4.0/1. 引言随着社会经济的快速发展以及自然环境的不断改变，生物多样性减少、水土流失、土地荒漠化等环境问题层出不穷，给社会经济可持续发展带来严重挑战[1]。
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中
差
综 合 评 价 说明
指数
9~10
自然生态环境基本未受到破坏，生态结构合理、
稳定、生态系统自身功能和自我恢复能力很强。
6~9
自然生态环境基本未受到破坏，生态结构比较合
覆盖率 0-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-70 70-80 80-90 90-
%
100
编码值 1 2
3
4
5
6
7
8
9
10
2.4 生态因子归一化（三、土壤指数）
• 土壤指数 • 土壤的组成与土壤侵蚀等现象息息相关，这里采用的是裸土植被
指数作为土壤因子，同样将裸土植被指数值划分为10级，如果质 量越好编码值越大。
坡 度 值 <3 3-8 8-13 13-18 18-23 23-28 28-33 33-38 38-43 >43 （度）
编码值 10 9 8 7
6
5
4
3
2
1
2.4 生态因子归一化
• 确定好归一化对照表后，利用ENVI下 的密度ห้องสมุดไป่ตู้割工具进行归一化处理
根据实际情况， 植被对生态环境质量的贡献程度，依据植被的覆盖度分为10级，覆盖度越大编码值越大。
结果存放在：15-自然生态环境监测\中间结果\土壤指数.img
2.3 坡度生成
• 地形模型计算
结果存放在：15-自然生态环境监测\中间结果\坡度.img
2.4 生态因子归一化(一、概述)
• 评价因子生成之后，直接用它们去进行评价是比较困难的，因为 各指标项的量纲不一致， 所以没有可比性。
• 各指标的量化分值依其对生态环境质量的贡献程度， 采用统一 顺序原则， 即按照它们对生态环境正向影响的大小，从高到低 分为若干级，对环境质量贡献越大，编码值越大，反之则编码值 越小。
• 各个参评因子数据经过归一化化后是一组反映其属性特征的数值 ，其值介于1~1 0 之间。
2.4 生态因子归一化（二、植被覆盖度）
• 植被覆盖度 • 根据实际情况， 植被对生态环境质量的贡献程度，依据植被的
覆盖度分为10级，覆盖度越大编码值越大。
根据实际情况， 植被对生态环境质量的贡献程度，依据植被的覆盖度分为10级，覆盖度越大编码值越大。
2、生态因子生成
2.1 植被盖度生成
• 植被覆盖度是根据前人研究的NDVI估算模型： - FC=(NDVI-NDVImin)/(NDVImax-NDVImin)
- 其中NDVI是归一化指标指数，NDVImax表示区域最大NDVI值，NDVImin表 示区域最小的NDVI值。
- 由于图像中不可避免的存在着噪声，NDVImax和NDVImin并不一定是最大 NDVI值和最小的NDVI值，可以根据直方图分别取两头“拐点处”的值。
专题一：基于遥感的自然 生态环境监测
专题背景
• 随着社会的不断发展，人们对自然生态环境质量的重视程度逐渐 提高。本专题介绍应用遥感技术进行自然生态环境的评价。
专题概述
• 专题中应用10米的spot和TM融合影像，提取相关生态因子，应用 较成熟的自然生态环境评价模型完成整个自然生态环境评价流程 。
分割区间文件存放在：15-自然生态环境监测\中间结果\*.dsr 结果文件存放在：15-自然生态环境监测\*-10.img
3、生态环境评价
3 生态环境评价
• 本专题选择的评价模型是指数法与综合指数法：
- E=W1 *Sv+W2 *Ss +W3 *St
- W1=0.7，W2=0.2，W3=0.1
评价等级
• 专题涉及植被覆盖度计算、地形因子提取等内容 • 所用功能模块
- 除了使用ENVI主模块功能外 - 还需要用到大气校正扩展模块中的快速大气校正工具（QUAC
）
• 说明：本专题由于数据的原因，最终结果精度不一定很高。旨在 学习生态环境监测的流程及ENVI相关工具的应用。
处理流程
数据获取与处理 生态因子生成
• 自然生态环境评价方法 - 本专题选择的是指数法与综合指数法
进入专题
• 数据： - 15-自然生态环境监测
1、大气校正
大气校正
• 这个过程使用ENVI中的快速大气校正工具完成，这个工具的大气 校正结果一般是基于物理模型精度的±15%。
• 数据：9-监督分类\ sub-TM-Spot-GS.img
根据实际情况， 植被对生态环境质量的贡献程度，依据植被的覆盖度分为10级，覆盖度越大编码值越大。
指 -3325~ -1800~ -900~ -500~ -300~ -100~0 0~100 100~300 300~500 500-
数 -1800 -900 -500 -300 -100
1323
值
编1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
码
值
2.4 生态因子归一化（四、地形因子）
• 地形因子 • 坡度对水土流失影响最大。一般情况下，侵蚀量和坡度成正相关
，将工程区划分10级坡度类型，按坡度越低越有利于土地资源利 用的原则，较低的坡度区赋予较高分值。
根据实际情况， 植被对生态环境质量的贡献程度，依据植被的覆盖度分为10级，覆盖度越大编码值越大。
结果存放在：15-自然生态环境监测\中间结果\植被覆盖度.img
2.2 土壤指数生成
• 土壤指数同样采用前人研究的模型裸土植被指数（GRABS）（杨 存建，刘纪远，2002）：
- GRABS = VI-0. 09178 BI+ 5. 58959。
- VI和BI分别为穗帽变换的绿度指数和土壤亮度指数。BI和VI指数可分别用 来评价裸土和植被的行为，VI指数与不同植被覆盖有较大的相关性，土壤 亮度对植被指数有相当大的影响，裸土信息变化的主要部分是由它们的亮 度造成的，故由 BI和 VI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
TM-SPOT融 合影像
大气校正
DEM数据
坡度计算
植被盖度计算 土壤指数计算
自然生态因子归一化
生态环境评价
指数评价法 自然生态环境评价图
归一化模型 确定评价方法
流程说明
• 专题数据 - 已经过基本预处理的TM-SPOT融合影像和DEM数据
• 生态因子选取 - 对经过基本预处理的数据进行快速大气校正 - 本专题选取植被、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”作为地形因子。统一将这些生态因子进行归一化 处理