我自己收藏的，不知道是不是你要找的植被指数 概念：利用卫星不同波段探测数据组合而成的，能反映植物生长状况的指数。植物叶面在可见光红光波段有很强的吸收特性，在近红外波段有很强的反射特性，这是植被遥感监测的物理基础，通过这两个波段测值的不同组合可得到不同的植被指数。差值植被指数又称农业植被指数，为二通道反射率之差，它对土壤背景变化敏感，能较好地识别植被和水体。该指数随生物量的增加而迅速增大。比值植被指数又称为绿度，为二通道反射率之比，能较好地反映植被覆盖度和生长状况的差异，特别适用于植被生长旺盛、具有高覆盖度的植被监测。归一化植被指数为两个通道反射率之差除以它们的和。在植被处于中、低覆盖度时，该指数随覆盖度的增加而迅速增大，当达到一定覆盖度后增长缓慢，所以适用于植被早、中期生长阶段的动态监测。蓝光、红光和近红外通道的组合可大大消除大气中气溶胶对植被指数的干扰，所组成的抗大气植被指数可大大提高植被长势监测和作物估产精度。 详解： 植被指数主要反映植被在可见光、近红外波段反射与土壤背景之间差异的指标，各个植被指数在一定条件下能用来定量说明植被的生长状况。在学习和使用植被指数时必须由一些基本的认识： 1、健康的绿色植被在NIR和R的反射差异比较大，原因在于R对于绿色植物来说是强吸收的，NIR则是高反射高透射的； 2、建立植被指数的目的是有效地综合各有关的光谱信号，增强植被信息，减少非植被信息 3、植被指数有明显的地域性和时效性，受植被本身、环境、大气等条件的影响 一、RVI——比值植被指数：RVI=NIR/R，或两个波段反射率的比值。 1、绿色健康植被覆盖地区的RVI远大于1，而无植被覆盖的地面（裸土、人工建筑、水体、植被枯死或严重虫害）的RVI在1附近。植被的RVI通常大于2； 2、RVI是绿色植物的灵敏指示参数，与LAI、叶干生物量(DM)、叶绿素含量相关性高，可用于检测和估算植物生物量； 3、植被覆盖度影响RVI，当植被覆盖度较高时，RVI对植被十分敏感；当植被覆盖度<50%时，这种敏感性显著降低； 4、RVI受大气条件影响，大气效应大大降低对植被检测的灵敏度，所以在计算前需要进行大气校正，或用反射率计算RVI。 二、NDVI——归一化植被指数：NDVI=(NIR-R)/(NIR+R)，或两个波段反射率的计算。 1、NDVI的应用：检测植被生长状态、植被覆盖度和消除部分辐射误差等； 2、-1<=NDVI<=1，负值表示地面覆盖为云、水、雪等，对可见光高反射；0表示有岩石或裸土等，NIR和R近似相等；正值，表示有植被覆盖，且随覆盖度增大而增大； 3、NDVI的局限性表现在，用非线性拉伸的方式增强了NIR和R的反射率的对比度。对于同一幅图象，分别求RVI和NDVI时会发现，RVI值增加的速度高于NDVI增加速度，即NDVI对高植被区具有较低的灵敏度； 4、NDVI能反映出植物冠层的背景影响，如土壤、潮湿地面、学、枯叶、粗超度等，且与植被覆盖有关； 三、DVIEVI——差值环境植被指数：DVI=NIR-R，或两个波段反射率的计算。 1、对土壤背景的变化极为敏感； 四、SAVITSAVIMSAVI——调整土壤亮度的植被指数：SAVI=((NIR-R)/(NIR+R+L))(1+L)，或两个波段反射率的计算。 1、目的是解释背景的光学特征变化并修正NDVI对土壤背景的敏感。与NDVI相比，增加了根据实际情况确定的土壤调节系数L，取值范围0~1。 L=0 时，表示植被覆盖度为零；L=1时，表示土壤背景的影响为零，即植被覆盖度非常高，土壤背景的影响为零，这种情况只有在被树冠浓密的高大树木覆盖的地方才会出现。 2、SAVI仅在土壤线参数a=1,b=0（即非常理想的状态下）时才适用。因此有了TSAVI、ATSAVI、MSAVI、SAVI2、SAVI3、SAVI4等改进模型。 小结：上述几种VI均受土壤背景的影响大。植被非完全覆盖时，土壤背景影响较大 五、GVI——绿度植被指数，k-t变换后表示绿度的分量。 1、通过k-t变换使植被与土壤的光谱特性分离。植被生长过程的光谱图形呈所谓的"穗帽"状，而土壤光谱构成一条土壤亮度线，土壤的含水量、有机质含量、粒度大小、矿物成分、表面粗糙度等特征的光谱变化沿土壤亮度线方向产生。 2、kt变换后得到的第一个分量表示土壤亮度，第二个分量表示绿度，第三个分量随传感器不同而表达不同的含义。如，MSS的第三个分量表示黄度，没有确定的意义；TM的第三个分量表示湿度。 3、第一二分量集中了>95%的信息，这两个分量构成的二位图可以很好的反映出植被和土壤光谱特征的差异。 4、GVI是各波段辐射亮度值的加权和，而辐射亮度是大气辐射、太阳辐射、环境辐射的综合结果，所以GVI受外界条件影响大。 六、PVI——垂直植被指数，在R-NIR的二为坐标系内，植被像元到土壤亮度线的垂直距离。PVI=((S R-VR)2+(SNIR-VNIR)2)1/2，S是土壤反射率，V是植被反射率。 1、较好的消除了土壤背景的影响，对大气的敏感度小于其他VI 2、PVI是在R-NIR二位数据中对GVI的模拟，两者物理意义相同 3、PVI=(DNnir-b)cosq-DNr´sinq，b是土壤基线与NIR截距，q是土壤基线与R的夹角。 七、其他 1、根据具体情况改进型：如MSS的DVI = B4-aB2，PVI=(B4-aB2-b)/(1+a2)1/2，SARVI = B4/(B2+b/a)；RDVI=(NDVI´DVI)1/2等 2、应用于高光谱数据的VI，如CARI(叶绿素吸收比值指数）和CACI（叶绿素吸收连续区指数）等 VI划分 类型 典型代表 特点 线性 DVI 低LAI时，效果较好；LAI增加爱时对土壤背景敏感 比值型 NDVI、RVI 增强了土壤与植被的反射对比 垂直型 PVI 低LAI时，效果较好；LAI增加爱时对土壤背景敏感 TM资料:专题制图仪资料
遥感原理与应用第一章 电磁波及遥感物理基础名词解释：1、 遥感 2、遥感技术 3、电磁波 4、电磁波谱 5、绝对黑体 6、绝对白体7、灰体 8、绝对温度 9、辐射温度 10、光谱辐射通量密度 11、大气窗口12、发射率 13、热惯量 14、热容量 15、光谱反射率 16、光谱反射特性曲线 填空题：1、电磁波谱按频率由高到低排列主要由 、 、 、 、 、 、 等组成。2、绝对黑体辐射通量密度是 和 的函数。3、一般物体的总辐射通量密度与 和 成正比关系。4、维恩位移定律表明绝对黑体的 乘 是常数。当绝对黑体的温度增高时，它的辐射峰值波长向 方向移动。5、大气层顶上太阳的辐射峰值波长为 μm选择题：(单项或多项选择)1、 绝对黑体的 ①反射率等于1 ②反射率等于0 ③发射率等于1 ④发射率等于0。2、 物体的总辐射功率与以下那几项成正比关系 ①反射率 ②发射率 ③物体温度一次方 ④物体温度二次方 ⑤物体温度三次方 ⑥物体温度四次方。3、 大气窗口是指 ①没有云的天空区域 ②电磁波能穿过大气层的局部天空区域 ③电磁波能穿过大气的电磁波谱段 ④没有障碍物阻挡的天空区域。4、 大气瑞利散射①与波长的一次方成正比关系 ②与波长的一次方成反比关系 ③与波长的二次方成正比关系 ④与波长的二次方成反比关系 ⑤与波长的四次方成正比关系 ⑥与波长的四次方成反比关系 ⑦与波长无关。5、 大气米氏散射 ①与波长的一次方成正比关系 ②与波长的一次方成反比关系 ③与波长无关。问答题：1、 电磁波谱由哪些不同特性的电磁波组成？它们有哪些不同点，又有哪些共性？2、 物体辐射通量密度与哪些因素有关？常温下黑体的辐射峰值波长是多少？3、 叙述沙土、植物和水的光谱反射率随波长变化的一般规律。4、 地物光谱反射率受哪些主要的因素影响？5、 何为大气窗口？分析形成大气窗口的原因，并列出用于从空间对地面遥感的大气窗口的波长范围。6、 传感器从大气层外探测地面物体时，接收到哪些电磁波能量？第二章 遥感平台及运行特点名词解释：1、 遥感平台 2、遥感传感器 3、卫星轨道参数 4、升交点赤经 5、轨道倾角6、近地点角距 7、地心直角坐标系 8、大地地心直角坐标系 9、卫星姿态角10、开普勒第三定理 11、重复周期 12、近圆形轨道 13、与太阳同步轨道14、近极地轨道 15、偏移系数 16、GPS 17、ERTS_1 18、LANDSAT_1 19、SPOT 20、IRS 21、CBERS 22、ZY_1 23、Space Shuttle 24、MODIS 25、IKONOS 26、Quick Bird 27、Radarsat 28、ERS 29、小卫星填空题：1、遥感卫星轨道的四大特点 。2、卫星轨道参数有 。3、卫星姿态角是 。4、遥感平台的种类可分为 、 、 三类。5、卫星姿态角可用 、 、 等 方法测定。6、与太阳同步轨道有利于 。7、LANDSAT系列卫星带有TM探测器的是 ；带有TM探测器的是 。8、SPOT系列卫星可产生异轨立体影像的是 ；可产生同轨立体影像的是 。9、ZY-1卫星空间分辨率为 。10、美国高分辨率民用卫星有 。11、小卫星主要特点包括 。12、可构成相干雷达影像的欧空局卫星是 。选择题：(单项或多项选择)1、 卫星轨道的升交点和降交点是卫星轨道与地球①黄道面的交点②地球赤道面的交点③地球子午面的交点。2、 卫星与太阳同步轨道指①卫星运行周期等于地球的公转周期②卫星运行周期等于地球的自转周期③卫星轨道面朝向太阳的角度保持不变。3、 卫星重复周期是卫星①获取同一地区影像的时间间隔②经过地面同一地点上空的间隔时间③卫星绕地球一周的时间。4、 以下哪种仪器可用作遥感卫星的姿态测量仪①AMS②TM③HRV④GPS⑤星相机。5、 问答题：1、 根据Landsat-1的运行周期，求该卫星的轨道高度。2、 根据Landsat-4/5的运行周期、重复周期和偏移系数，通过计算排出其轨道（赤道处）的分布图。3、 以Landsat-1为例，说明遥感卫星轨道的四大特点及其在遥感中的作用。4、 叙述地心直角坐标系与地心大地直角坐标系的差别和联系。5、 获得传感器姿态的方法有哪些？简述其原理。6、 简述遥感平台的发展趋势。7、 LANDSAT系列卫星、SPOT系列卫星、RADARSAT系列卫星传感器各有何特点？第三章 遥感传感器及其成像原理名词解释：1、遥感传感器 2、探测器 3、致冷器 4、红外扫描仪 5、多光谱扫描仪6、推扫式成像仪 7、成像光谱仪 8、瞬时视场 9、MSS 10、TM 11、HRV 12、SAR 14、INSAR 15、CCD 16、真实孔径侧视雷达17、合成孔径侧视雷达18、全景畸变 19、动态全景畸变 20、 静态全景畸变 21、距离分辨率22、方位分辨率23、雷达盲区24、角隅反射 25、粗加工产品 26、精加工产品27、多中心投影 28、多中心斜距投影填空题：1、MODIS影像含有 个波段,其中250米分辨率的包括 波段。2、RADARSAT-1卫星空间分辨率最高可达 ,共有 种工作模式。3、多极化的卫星为 。4、目前遥感中使用的传感器大体上可分为 等几种。5、遥感传感器大体上包括 几部份。6、MSS成像板上有 个探测单元;TM有 个探测单元。7、LANDSAT系列卫星具有全色波段的是 ,其空间分辨率为 。8、利用合成孔径技术能堤高侧视雷达的 分辨率。9、扫描仪产生的全景畸变，使影像分辨率发生变化，x方向以 变化，y方向以 变化。10、实现扫描线衔接应满足 。选择题：(单项或多项选择)1、 全景畸变引起的影像比例尺变化在X方向①与COSθ成正比②在X方向与COSθ成反比③在X方向与COS²θ成正比④在X方向与COS²θ成反比。2、 全景畸变引起的影像比例尺变化在Y方向①与COSθ成正比②与COSθ成反比③与COS²θ成正比④与COS²θ成反比。3、 TM专题制图仪有① 4个波段②6个波段③7个波段④9个波段。4、 TM专题制图仪每次同时扫描①6条扫描线②12条扫描线③16条扫描线④20条扫描线。5、 HRV成像仪获得的影像①有全景畸变②没有全景畸变。6、 SPOT卫星获取邻轨立体影像时，HRV中的平面镜最大可侧旋①10º②16º③27º④32º。7、真实孔径侧视雷达的距离分辨率与①天线孔径有关②脉冲宽度有关③发射的频率有关。7、 径侧视雷达的方位分辨率与①天线孔径有关②天线孔径无关③斜距有关④斜距无关。问答题：1、叙述侧视雷达图像的影像特征2、MSS、TM、ETM+影像各有何特点？3、有哪几种方法可以获得多光谱摄影影像？4、对物面扫描的成像仪为什么会产生全景畸变？扫描角为θ时的影像的畸变多大？5、叙述Landsat-1上的MSS多光谱扫描仪获取全球（南北纬度81°之间）表面影像的过程。6、TM专题制图仪与MSS多光谱扫描仪有何不同？7、SPOT卫星上的HRV推扫式扫描仪与TM专题制图仪有何不同？8、侧视雷达影像的分辨力、比例尺、投影性质和投影差与中心投影航空或航天像片影像有何不同？9、侧视雷达为什么要往飞机侧方发射脉冲并接收其回波成像？如果向飞机或卫星正下方发射脉冲并接收回波成像会是什么情景？10、简述INSAR测量高程的基本原理。第四章 遥感图像数字处理的基础知识名词解释：1、光学影像 2、数字影像 3、空间域图像 4、频率域图像 5、图像采样6、灰度量化7、BSQ 8、BIL 9、BMP 10、TIFF 11、ERDAS 12、PCI 13、3S集成填空题：1、光学图像是一个 函数。2、数字图像是一个 函数。3、光学图像转换成数字影像的过程包括 等步骤。4、图像数字化中采样间隔取决于图像的 ，应满足 （公式）。5、一般图像都由不同的 、 、 、 的周期性函数构成。6、3S集成一般指 、 和 的集成。选择题：(单项或多项选择)1、 数字图像的①空间坐标是离散的，灰度是连续的②灰度是离散的，空间坐标是连续的③两者都是连续的④两者都是离散的。2、 采样是对图像①取地类的样本②空间坐标离散化③灰度离散化。3、 量化是对图像①空间坐标离散化②灰度离散化③以上两者。4、 图像数字化时最佳采样间隔的大小①任意确定②取决于图像频谱的截止频率③依据成图比例尺而定。5、 图像灰度量化用6比特编码时，量化等级为①32个②64个③128个④256个。6、 BSQ是数字图像的①连续记录格式②行、波段交叉记录格式③象元、波段交叉记录格式。问答题：1、 叙述光学影像与数字影像的关系和不同点。2、 怎样才能将光学影像变成数字影像。3、 叙述空间域图像与频率域图像的关系和不同点。4、 叙述储存遥感图像有哪几种方法，列举2—3种数字图像存储格式，并说明其特点。5、叙述3S集成的形式和作用。第五章 遥感图像几何处理名词解释：1、 共线方程2、外方位元3、像点位移4、几何变形5、几何校正6、粗加工处理7、精加工处理8、多项式纠正9、间接法纠正10、直接法纠正11、灰度重采样12、最邻近像元重采样13、双线性内插14、双三次卷积15、图像配准16、数字镶嵌17、数字地面模型18、正射影像19、地理编码图象 20、DEM填空题：1、 分别写出中心投影，推扫式传感器（旁向，航向倾斜），扫描式传感器的共线方程表达式 ， ， ， 。2、 遥感图像的变形误差可以分为 和 ，又可以分为 和 。3、 外部误差是指在 处于正常的工作状态下，由 所引起的误差。包括 ， ， ， 等因素引起的变形误差。4、 传感器的六个外方位元素中 的变化对图像的综合影响使图像产生线性变化，而 使图像产生非线性变形。 5、 地球自转对于多中心投影影像产生像点位移在 方向上，位移量bb’= 。6、 TM卫星图像的粗纠正使用的参数有 ， ， ， 纠正的变形有 ， 。7、 遥感图像几何纠正的常用方法有 ， ， 。8、 多项式拟合法纠正中，项数N与其阶数n的关系 。9、 多项式拟合法纠正中，一次项纠正 ，二次项纠正 ，三次项纠正 。10、项式拟合法纠正中控制点的要求是 ， ， 。11、多项式拟合法纠正中控制点的数量要求，一次项最少需要 个控制点，二次项最少项需要 个控制点，三次项最少需要 个控制点。12、SPOT图像采用共线方程纠正时需要 ，有 未知参数，最少需要 个控制点。13、常用的灰度采样方法有 ， ， 。14、数字图象配准的方式有 ， 。15、数字图像镶嵌的关键 ， ， 。16、在姿态角都为0的情况下，中心投影像片的投影差为 ，推扫式影像（HRV）的投影差为 ，扫描仪影像（MSS）的投影差 ，侧视雷达影像（SAR）的投影差 。17、灰度采样中，双线性内插的权矩阵采用 函数求取， 双三卷积的权矩阵采用 函数求取。选择题：(单项或多项选择)1、 垂直航线方向距离越远比例尺越小的影像是①中心投影影像②推扫式影像（如SPOT影像）③逐点扫描式影像（如TM影像）④真实孔径侧视雷达影像。2、 垂直航线方向距离越远比例尺越大的影像是①中心投影影像②推扫式影像（如SPOT影像）③逐点扫描式影像（如TM影像）④真实孔径侧视雷达影像。3、 真实孔径天线侧视雷达影像上高出地面的物点其象点位移（投影差）①向底点方向位移②背向底点方向位移③不位移。4、 逐点扫描式影像（如TM影像）上高差引起的像点位移（投影差）发生在①像底点的辐射方向②扫描方向。5、 多项式纠正用一次项时必须有①1个控制点②2个控制点③3个控制点④4个控制点。6、 多项式纠正用二次项时必须有①3个控制点②4个控制点③5个控制点④6个控制点。7、 多项式纠正用一次项可以改正图像的①线性变形误差②非线性变形误差③前两者。8、 共线方程的几何意义是在任何情况下①像主点、像底点和等角点在一直线上②像点、物点和投影中心在一直线上③ 主点、灭点和像点在一直线上。问答题：1． 叙述中心投影的航空像片,MSS多光谱扫描仪影像,SPOT的HRV推扫式影像和真实孔径侧视雷达图像的几何特征。2． 列出中心投影影像、推扫式影像（旁向和航向）、逐点扫描影像和侧视雷达影像的构像方程和共线方程表达式。3． 列出中心投影影像、推扫式影像、逐点扫描影像和侧视雷达影像的投影差公式，并说明投影差产生的像点位移各自不同点。4. 已知中心投影影像姿态产生的变形误差公式为推导出推扫式影像、逐点扫描影像和侧视雷达影像的像点位移公式。5． 叙述最邻近法、双线性内插、双三次卷积重采样原理（可作图说明）和优缺点。6． 两幅影像进行数字镶嵌应解决哪些关键问题？解决的基本方法是什么？7． 叙述多项式拟合法纠正卫星图像的原理和步骤。8． 多项式拟合法选用一次项、二次项和三次项，各纠正遥感图像中的哪些变形误差？9． 多项式拟合法平差后精度应控制在什么范围内？超限了怎么办？10．叙述共线方程法纠正SPOT卫星图像的原理和步骤。11．在几何纠正的重采样中，内插像元4*4图像亮度值矩阵为：在间接法纠正过程中，某地面点反算到原始像点的坐标值为（ ,）,利用最邻近法和双线性内插法求像点的亮度值。12．叙述数字图像镶嵌的过程。13．画出各个外方位元素变化引起的图形变化情况第六章 遥感图像辐射处理名词解释：1、辐射误差2、辐射定标3、大气校正4、图像增强 5、图像直方图 6、假彩色合成 7、密度分割 8、真彩色合成 9、假彩色合成 10、伪彩色图像 11、图像平滑 12、图像锐化 13、边缘检测 14、低通滤波 15、高通滤波 17、图像融合 18、直方图正态化 19、梯度算子 20、线性拉伸 21、拉氏算子 22、直方图均衡 23、邻域法处理 填空题：1、辐射传输方程可以知道，辐射误差主要有 ， ， 。2、常用的图像增强处理技术有 ， 。3、增强的常用方法有 ， ， ， ， ， ， 等。子4、直方图均衡效果 ， ， 。5、3*3的拉普拉斯算子 。6、图像平滑和锐化的关系 。 7、NDVI= 。8、图像融合的层次 ， ， 。9、HIS中的H指 ，I指 ， S指 。 图像融合的常用算法 ， ， ， ， 等。选择题：(单项或多项选择)1、 图像增强的目的① 增加信息量②改善目视判读效果。2、 图像增强①只能在空间域中进行②只能在频率域中进行③可在两者中进行。3、 从图面上看直方图均衡后的效果是①增强了占图面面积小的灰度(地物)与周围地物的反差②减弱甚至于淹没了占图面面积小的灰度(地物)与周围地物的反差③增强了占图面面积大的灰度(地物)与周围地物的反差④减弱占图面面积大的灰度(地物)与周围地物的反差。4、 标准假彩色合成(如TM4、3、2合成)的卫星影像上大多数植被的颜色是①绿色②红色③蓝色。5、 图像边缘增强采用①低通滤波②高通滤波。6、 消弱图像噪声采用①低通滤波②高通滤波。7、 图像融合前必须先进行①图像配准②图像增强③图像分类。8、 图像融合①必须在相同分辨率图像间进行②只能在同一传感器的图像间进行③可在不同分辨率图像间进行④可在不同传感器的图像间进行⑤只限于遥感图像间进行⑥可在遥感图像和非遥感图像间进行。 问答题：10、 根据辐射传输方程，指出传感器接收的能量包含哪几方面，辐射误差及辐射误差纠正内容是什么，11、 简述遥感数字影像增强处理的目的，例举一种增强处理方法，说明其原理和步骤。12、 什么是遥感图像大气校正？为什么要进行遥感图像大气校正？请以多光谱扫描仪（MSS）资料为例，说明大气校正的原理和方法。13、 以美国陆地卫星TM图像的波段为例，分别说明遥感图像的真彩色合成与假彩色合成方案。与真彩色合成图像相比，假彩色合成图像在地物识别上有何优越性？14、 叙述美国陆地卫星ETM图像分辨率30米的5、4、3波段影像与分辨率15米的全色影像进行融合的步骤和方法。15、 说明以下直方图的影像特征。第七章 遥感图像判读名词解释：1、遥感图像判读 2、景物特征 3、判读标志 4、几何分辨率 5、辐射分辨率6、光谱分辨率 7、时间分辨率 8、波谱响应曲线 9、热阴影 10、冷阴影11、雷达盲区 12、角隅反射 13、体散射 14、影像几何特性 15、影像辐射特性16、 地物光谱特征 17、地物空间特征 18、地物时间特征填空题：1、遥感图像信息提取中使用的景物特征有 。2、遥感图像空间特征的判读标志主要有 等。3、传感器特性对判读标志影响最大的是 等。4、光谱分辨率根据 三项指标来判定。5、热红外图像上的亮度与地物的 和 有关， 比 影响更大。6、 侧视雷达图像上的亮度变化与 等有关。选择题：(单项或多项选择) 1、 遥感图像的几何分辨率指 ①象元相应地面的宽度 ②传感器瞬时视场内观察到地面的宽度 ③能根据光谱特征判读出地物性质的最小单元的地面宽度。2、 热红外图像是 ①接收地物反射的红外光成的像 ②接收地物发射的红外光成的像。3、 热红外图像上的亮度与地物的 ①反射率大小有关 ②发射率大小有关 ③反射太阳光中的红外光强度有关 ④温度高低有关。4、 侧视雷达图像垂直飞行方向的比例尺 ①离底点近的比例尺大 ②离底点远的比例尺大 ③比例尺不变。问答题：1、 遥感图像判读主要应用景物的哪些特征？2、 何为传感器的空间分辨率、辐射分辨率、光谱分辨率？3、 叙述TM多光谱图像的几何特征和辐射特征。4、 叙述地物光谱特性曲线与波谱响应曲线之间的关系和不同点？（可作图说明）5、 举例说明为什么多光谱图像比单波段图像能判读出更多的信息？6、 叙述热红外图像的几何特征和辐射特征。7、 叙述侧视雷达图像的几何特征和辐射特征。第八章 遥感图像自动识别分类名词解释：1、模式识别 2、遥感图像自动分类了 3、统计模式识别 4、结构模式识别5、光谱特征向量 6、特征空间 7、特征变换 8、特征选择 9、主分量变换10、哈达玛变换 11、穗帽变换 12、生物量指标变换 13、标准化距离14、类间离散度15、类间离散度16、类内离散度17、判别函数18、判别边界19、监督法分类20、非监督法分类21、条件概率22、先验概率23、后验概率24、贝叶斯判别规则25、马氏距离26、欧氏距离27、计程距离28、错分概率29、训练样区 30、最大似然法分类 31、最小距离法分类32、ISODATA法分类33、混淆矩阵填空题：1、遥感图像上的地物在特征空间聚类的一般特点是 等。2、特征变换在遥感图像分类中的作用是 。3、遥感图像特征变换的主要方法有 等。4、特征选择的目的是 。5、标准化距离的公式 。6、马氏距离公式 ，欧氏距离公式 ，计程距离公式 。7、最大似然法分类判别函数 。8、分类后处理主要包括 ， 。选择题：(单项或多项选择)1、 同类地物在特征空间聚在①同一点上②同一个区域③不同区域。2、 同类地物在特征空间聚类呈①随机分布②近似正态分布③均匀分布。3、 标准化距离大可以说明①类间离散度大，类内离散度也大②类间离散度小，类内离散度大③类间离散度大，和/或类内离散度小④类间离散度小，类内离散度也小。4、 监督分类方法是①先分类后识别的方法②边学习边分类的方法③人工干预和监督下的分类方法。5、 两类地物的最大似然法分类判别边界在①两类地物分布概率相等处②两类地物均值的中值位置③其中一类地物分布概率的最大处。6、 ISODATA法分类的样区①尽量选在同一类别中②尽量包含所需识别的类别③类别是已知的④类别是未知的。问答题：1、 什么叫特征空间？地物在特征空间聚类有哪些特性？2、 作图并说明遥感影像主分量变换的原理和它在遥感中的主要作用。3、 叙述生物量指标变换的原理及其作用。4、 为什么要进行特征选择？列举几种特征选择的主要方法和原理。5、 叙述监督分类与非监督分类的区别。6、 叙述最大似然法分类原理及存在的缺点。7、 叙述最小距离法分类的原理和步骤。8、 叙述ISODATA法非监督分类的原理和步骤。9、 叙述图像增强中的平滑处理与分类后的平滑处理的异同点。10、述改善仅用光谱特征的统计模式识别自动分类的主要方法和基本原理。11、评价以下的混淆矩阵，并求出平均可信度和加权可信度。类 别 1 2 3 4 5 12345其它类 象元数 135 276 463 178 30512、根据下图中两类地物在一维特征空间中的分布，画出最大似然法、最小距离法的判别边界并分析和比较它们的错分概率。第九章 遥感技术的应用名词解释：1、卫星影像地图 2、DRG 3、DLG 4、GIS 5、同轨立体影像 6、邻轨立体影像 7、沙尘暴 8、海洋赤潮 9、地质构造 10、植被指数 11、森林立地条件12、臭氧空洞 13、土壤侵蚀 14、遥感考古 15、蓝冰填空题：1、 利用遥感图像修测地形图，修测的主要内容有 等。2、遥感图像制作影像图时控制点来源有 等。3、森林立地因子包括 等。4、多时遥感影像监测冰川流速的步骤是 等。选择题：(单项或多项选择) 1、 分辨率30米的TM影像，按规范要求的平面精度（图上），适合制作哪种比例尺的影像图 ①1：10000 ②1：100000 ③1：500000。2、 按规范要求的平面精度制作卫星影像图，选控制点用的地形图比例尺，应比影像图的比例尺 ①大一个等级 ②小一个等级。问答题：1、 举例说明制作不同比例尺卫星影像地图时怎样选择遥感图像？2、 叙述遥感监测南极冰川流速和流量的基本方法。3、 中国南方草场三级分类的内容是什么？TM影像可能提取出哪些信息？4、 叙述遥感调查中国南方草场资源的基本方法。5、 叙
森林资源调查中SPOT5遥感图像处理方法探讨王照利、黄生、张敏中、马胜利（国家林业局西北林业规划设计院，遥感计算中心，西安710048）本文发表于＜陕西林业科技＞2005 摘要：目前，多光谱、高空间分辨率的SPOT5卫星遥感数据被广泛应用到森林资源调查中。本文结合SPOT5遥感数据的特点，根据森林资源调查的需要，从遥感数据的正射校正、波段组合、融合处理和数据变换处理等方面探讨了SPOT5数据的处理和信息提取。探讨性地提出了适应于森林资源调查的SPOT5遥感数据处理方法。关键词：SPOT5 遥感数据，森林资源调查、数据处理DISCUSSION ON SPOT5 IMAGE DATA PROCESSING FOR FOREST INVENTORYWang Zhaoli, Huangsheng,Zhangminzhong,Ma Shengli(Northwest Institute for Forest Inventory, Planning &Design, Xi’an China 710048)Abstract: Now days, high spatial resolution and multispectral SPOT5 image data are widely applied in forest inventory in China. Based on the characteristics of SPOT5 image and requirements of forest inventory, this paper discusses the processing procedures of ordering image data, ortho-rectification, image bands composition and image data fusion. The complete steps of image processing for forest inventory are words: SPOT5 image data，forest inventory, data processing前言卫星遥感影像具有空间宏观性、视角广、多分辨率（光谱和空间）、多时相、周期性、信息量丰富等特点，所以卫星遥感影像既可以提供森林资源的宏观空间分布信息又能提供局部的详细信息以及随时间、空间变化的信息等[1]。目前在林业领域卫星遥感数据被广泛的应用于不同尺度层次的森林资源调查、资源监测、病虫害、火灾监测等方面。2002年5月法国SPOT地球观测卫星系列之5号卫星（即SPOT5星）发射。SPOT5遥感数据的多光谱波段空间分辨率为10米（短波红外空间分辨率为20米），但全色波段空间分辨率达到米。SPOT5遥感数据的高空间分辨率和多光谱分辨率为森林资源调查提供了丰富的、可靠的、高精度的基础数据源。从性价比分析，在其他高分辨率遥感数据目前比较昂贵的状况下，SPOT5遥感数据比较适宜应用于大面积的森林资源调查，可大幅度的森林调查的减少外业工作量、提高工作效率。在我国SPOT5卫星数据已被大量地应用于森林资源调查工作中，尤其，是在森林资源“二类”调查中被作基本的森林资源信息源提取各类信息。针对于将多光谱分辨率和高空间分辨率的SPOT5遥感数据应用于森林资源调查的数据处理技术和方法鲜有报道。本文总结工作实践，结合SPOT5遥感数据的特点，根据森林资源调查的需要，从遥感数据的订购、正射校正、波段组合、融合处理和数据变换处理等方面探讨了SPOT5数据的基本处理方法。1．SPOT5卫星遥感数据特点SPOT卫星系统采用线性阵列传感器和推扫式扫描技术，具有旋转式平面镜可以进行倾斜观察获得倾斜图像和立体像对。采用与太阳同步的近极地的椭圆形轨道，轨道高度约832Km，轨道倾角 ，每天绕地球14圈多，重复覆盖周期26天[2]。由于有倾斜观测功能，使重复覆盖周期减少到2-3天。SPOT5卫星载有2台高分辨率几何成像仪（HRG）、1台高分辨率立体成像装置（HRS）和1台宽视域植被探测仪（VGT）。高分辨率几何成像仪的波段选择是总结了多年的研究成果，认为HRG的波段设置（见表1）足以取得辨别作物和植被类型的最佳效果。本文主要探讨HRG高空间分辨率数据的处理。2．SPOT5数据的处理方法和过程SPOT5数据处理工作流程： 遥感数据的订购订购数据时，用户需向数据代理商提供购买区域的四个角的大地坐标或者数据的景号（PATH/ROW）。特别应该注意数据订购时间和用户拿到数据之间有时间差，间隔时间长短因用户的要求、天气、卫星重复覆盖周期而异。相对于其他卫星数据，比较有利的一面是SPOT5卫星装置有旋转式平面镜可以进行倾斜观察，用户可向代理商申请红色编程提前得到调查区域的遥感数据，但要支付编程费。对于遥感数据的时相、云量、入射角、阴影量、是否购买高空间分辨率的全色波段等用户根据自己具体的工作需要向代理商提出限制要求。根据我们对SPOT5遥感数据的使用，对于森林资源调查，北方9，10月份和11月初的遥感影像比较适宜。代理商向用户提供经过处理的不同级别的影像产品，在森林资源调查中建议购买SPOT1A级产品，用户可根据自己的工作需要进行处理，同时也可减少费用。 基础数据准备大比例尺地形图和高精度DEM是进行SPOT5遥感数据高精度正射校正必需的基础地理数据。建议购买1：10000地形图和1：25000数字高程模型（DEM）。将1：1万地形图扫描，扫描分辨率设置为300DPI。将扫描好的地形图进行几何精纠正，纠正精度控制在毫米内。从测绘部门购买的1：1万地形图为北京54坐标系3度分带高斯克吕格投影，而1：万DEM为北京54坐标系6度分带投影。在数据准备时，将校正好的1：1万地形图通过换带转换转成和DEM一致的6度分带投影。对于没有1：1万地形图的地区，建议使用差分GPS接收机采集地面控制点。几何正射校正正射校正过程应用了法国SPOT公司发行的GEOIMAGE软件。GEOIMAGE软件有针对SPOT5卫星数据开发的SPOT5物理模型。模型模块自动读取DEM信息。SPOT 物理模型可读取卫星在获取遥感数据的瞬间状态参数，这些参数存贮在数据的头文件中[3]。卫星状态参数包括：卫星成像瞬间的经纬度、高度、倾角等。卫星状态参数能够帮助提高几何校正的精度。以校正好的1：1万地形图为基准，在影像图上找出和地形图上地物相匹配的明显地物作为地面控制点。在进行正射校正时，应先进行全色波段数据校正，然后以校正好的全色波段数据为基准进行多光谱数据校正。以全色波段数据为基准校正多光谱波段就比较容易校正，且能提高两者的匹配精度。地面控制点应分布均匀，影像的边缘部分布要有控制点分布，同时在不同的高程范围最好都有控制点。地面控制点的数量因地形地貌的复杂程度而定，根据我们的经验，一景60KmX60Km的SPOT5数据，一般地势平缓的地区20个左右控制点即可达到满意的结果，在高山区25个左右控制点就可使正射校正精度满足要求。重采样方法采用双线性内插法。 辐射校正用户购买的SPOT5的各级数据，数据提供商已经根据卫星的记录参数对遥感数据做了辐射校正，即消除了传感器自身引起的、大气辐射引起的辐射噪声。若果影像存在薄雾或地形高差较大引起的辐射误差情况，用户应进一步进行辐射校正处理。薄雾的简单消除原理是基于近红外波段不受大气辐射影响，清澈的水体或死阴影区的数值应为零。从各波段数据中减去近红外波段的水体或阴影的不为零值。地形起伏引起的辐射误差校正公式: f (x,y)=g(x,y)/cosa，g(x,y)为坡度为a的倾斜面上的地物影像；f (x,y)为校正后的影像。由于坡度因子参与校正所以需要DEM支持。 波段组合根据SPOT5数据波谱特征（表1），各波段分别记录反映了植被的不同特征方面：B4（SWIR）短波红外反映植物和土壤的含水量，利于植被水分状况和长势分析；B3（NIR）近红外波段对植被类别、密度、生长力、病虫害等的变化敏感；B2（RED）红光波段对植被的覆盖度、植被的生长状况敏感；B1（VIS）可见光波段对植物的叶绿素和叶绿素浓度敏感。经过比较分析和实际应用发现SPOT5的B3、B4、B2波段组合对植被类型的识别要优于B3、B2和B1的组合。但由于B4波段的空间分辨率为20米，使B342组合对植被空间几何细节表达没有B321组合清晰，例如林缘界线信息表达方面B321要优于B342。 影像数据融合对于购买有高空间分辨率全色波段数据的用户，进行数据融合是必不可少的。影像数据融合能够综合不同波段、不同空间分辨率数据（层）的特征，融合后的数据具有更丰富、更可靠的信息[4]。 根据影像数据融合的水平阶段，影像融合分为：像元级、特征级和决策级三个层次。为了最大限度的从SPOT5遥感数据中提取森林植被信息，应进行像元级的数据融合，将米的全色波段和10米多光谱数据进行融合。融合得到的新数据既具有全色波段数据的高空间分辨率特征又具有多光谱特征。像元级数据融合的方法多种多样，根据数据融合的目的，即最大限度的突显森林植被信息，应选取B4、B3、B2和PAN波段，根据我们的试验Brovey 融合算法方法比较理想：遥感影像地图将融合好的数据按Rfused、Gfused、Bfused组合，叠加上行政界线、公里格网、坐标、比例尺等辅助信息，按1：1万地形图分幅生成1：1万纸质图作为外业手图。3. 结果和讨论 几何精度利用SPOT5物理模型，采用1：1万地形图和万DEM ，经过正射校正处理，可使影像的几何精度控制在2个像元内（<10米）,达到1：1万制图标准要求。为以遥感影像为基础信息源提取林分调查因子、区划林班界线生成大比例尺的林相图、森林分布图提供了几何精度保障。 波段选择对于没有全色波段的情况，SPOT5数据的B342组合有利于森林植被类型的识别。在应用遥感技术进行森林资源调查区划中，林分类型信息提取是最为重要的环节，所以B342波段组合是小班区划和外业手图的最佳组合。 融合效果融合数据技术使SPOT5遥感影像既具有全色波段的高空间分辨率又拥有多光谱数据的光谱分辨率，丰富了遥感影像的信息量。采用Brovey算法使SPOT5遥感影像从色彩、纹理等方面增强了影像的可判读性，提高了小班因子正判率和林分小班的区划精度。参考文献1．周成虎，杨晓梅，骆剑承等.《遥感影像地学理解与分析》，科学出版社，北京，2001，．赵英时.《遥感应用分析原理与方法》，科学出版社，北京，．北京视宝卫星图像有限公司.《专业制图工作室GEOIMAGE用户指南》，2004，．Christine Pohl. Geometric Aspects of Multisensor Image Fusion for Topographic Map Updating in The Humid Tropics, ITC Publication, 1996,世纪遥感与GIS的发展来源： 李德仁 时间： 2005-08-11-23:09 浏览次数: 7921世纪遥感与GIS的发展李德仁（武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室，武汉市珞瑜路129号，430079）摘要：在20世纪，人类的一大进步是实现了太空对地观测，即可以从空中和太空对人类赖以生存的地球通过非接触传感器的遥感进行观测，并将所得到的数据和信息存储在计算机网络上，为人类社会的可持续发展服务。在短短的30年中，遥感和GIS作为一个边缘交叉学科已发展成为一门科学、技术和经济实体。本文深入地论述了21世纪中遥感的6大发展趋势和GIS的5个发展特征。关键词：发展趋势；航空航天遥感；地理信息系统；对地观测中图法分类号：P208；随着计算机技术、空间技术和信息技术的发展，人类实现了从空中和太空来观测和感知人类赖以生存的地球的理想，并能将所感知到的结果通过计算机网络在全球流通，为人类的生存、繁荣和可持续发展服务。在20世纪后半叶，遥感和地理信息系统作为一门新兴的科学和技术，迅速地成长起来。1 遥感技术的主要发展趋势 航空航天遥感传感器数据获取技术趋向三多（多平台、多传感器、多角度）和三高（高空间分辨率、高光谱分辨率和高时相分辨率）从空中和太空观测地球获取影像是20世纪的重大成果之一，短短几十年，遥感数据获取手段迅猛发展。遥感平台有地球同步轨道卫星（35000km）、太阳同步卫星（600—1000km）、太空飞船（200—300km）、航天飞机（240—350km）、探空火箭（200—1000km），并且还有高、中、低空飞机、升空气球、无人飞机等；传感器有框幅式光学相机、缝隙、全景相机、光机扫描仪、光电扫描仪、CCD线阵、面阵扫描仪、微波散射计雷达测高仪、激光扫描仪和合成孔径雷达等，它们几乎覆盖了可透过大气窗口的所有电磁波段。三行CCD阵列可以同时得到3个角度的扫描成像，EOS Terra卫星上的MISR可同时从9个角度对地成像。卫星遥感的空间分辨率从Ikonos Ⅱ的1m，进一步提高到Quckbird（快鸟）的，高光谱分辨率已达到5—6nm，500—600个波段。在轨的美国EO-1高光谱遥感卫星，具有220个波段，EOS AM-1（Terra）和EOS PM-1（Aqua）卫星上的MODIS具有36个波段的中等分辨率成像光谱仪。时间分辨率的提高主要依赖于小卫星技术的发展，通过发射地球同步轨道卫星和合理分布的小卫星星座，以及传感器的大角度倾斜，可以以1—3d的周期获得感兴趣地区的遥感影像。由于具有全天候、全天时的特点，以及用INSAR和D-INSAR，特别是双天线INSAR进行高精度三位地形及其变化测定的可能性，SAR雷达卫星为全世界各国所普遍关注。例如，美国宇航局的长远计划是要发射一系列太阳同步和地球同步的长波SAR,美国国防部则要发射一系列短波SAR，实现干涉重访问间隔为8d、3d和1d，空间分辨率分别为20m、5m和2m。我国在机载和星载SAR传感器及其应用研究方面正在形成体系。“十五”期间，我国将全方位地推进遥感数据获取的手段，形成自主的高分辨率资源卫星、雷达卫星、测图卫星和对环境与灾害进行实时监测的小卫星群。 航空航天遥感对地定位趋向于不依赖地面控制确定影像目标的实地位置（三维坐标），解决影像目标在哪儿（Where）是摄影测量与遥感的主要任务之一。在已成功用于生产的全自动化GPS空中三角测量的基础上，利用DGPS和INS惯性导航系统的组合，可形成航空/航天影像传感器的位置与姿态的自动测量和稳定装置（POS），从而可实现定点摄影成像和无地面控制的高精度对地直接定位。在航空摄影条件下的精度可达到dm级，在卫星遥感的条件下，其精度可达到m级。该技术的推广应用，将改变目前摄影测量和遥感的作业流程，从而实现实时测图和实时数据库更新。若与高精度激光扫描仪集成，可实现实时三维测量（LIDAR），自动生成数字表面模型（DSM），并可推算出数字高程模型（DEM）。美国NASA在1994年和1997年两次将航天激光测高仪（SLA）安装在航天飞机上，企图建立基于SLA的全球控制点数据库，激光点大小为100m，间隔为750m，每秒10个脉冲；随后又提出了地学激光测高系统（GLAS）计划，已于2002年12月19日将该卫星IICESat（cloud and land elevation satellite）发射上天。该卫星装有激光测距系统、GPS接收机和恒星跟踪姿态测定系统。GLAS发射近红外光（1064nm）和可见绿光（532nm）的短脉冲（4ns）。激光脉冲频率为40次/s，激光点大小实地为70m，间隔为170m，其高程精度要明显高于SRTM，可望达到m级。他们的下一步计划是要在2015年之前使星载LIDAR的激光测高精度达到dm和cm级。法国利用设在全球的54个站点向卫星发射信号，通过测定多普勒频移，以精确解求卫星的空间坐标，具有极高的精度。测定距地球1300km的Topex/Poseidon卫星的高度，精度达到±3cm。用来测定SPOT 4卫星的轨道，3个坐标方向达到±5cm精度，对于SPOT 5和Envisat，可望达到±1m精度。若忽略SPOT 5传感器的角元素，直接进行无地面控制的正射像片制作，精度可达到±15m，完全可以满足国家安全和西部开发的需求。 摄影测量与遥感数据的计算机处理更趋向自动化和智能化从影像数据中自动提取地物目标，解决它的属性和语义（What）是摄影测量与遥感的另一大任务。在已取得影像匹配成果的基础上，影像目标的自动识别技术主要集中在影像融合技术，基于统计和基于结构的目标识别与分类，处理的对象既包括高分辨率影像，也更加注重高光谱影像。随着遥感数据量的增大，数据融合和信息融合技术逐渐成熟。压缩倍率高、速度快的影像数据压缩方法也已商业化。我国学者在这些方面取得了不少可喜的成果。 利用多时像影像数据自动发现地表覆盖的变化趋向实时化利用遥感影像自动进行变化监测（What change）关系到我国的经济建设和国防建设。过去人工方法投入大，周期长。随着各类空间数据库的建立和大量新的影像数据源的出现，实时自动化监测已成为研究的一个热点。自动变化监测研究包括利用新旧影像（DOM）的对比、新影像与旧数字地图（DLS）的对比来自动发现变化和更新数据库。目前的变化监测是先将新影像与旧影像（或数字地图）进行配准，然后再提取变化目标，这在精度、速度与自动化处理方面都有不足之处。笔者提出了把配准与变化监测同步的整体处理[1]。最理想的方法是将影像目标三维重建与变化监测一起进行，实现三维变化监测和自动更新。进一步的发展则是利用智能传感器，将数据处理在轨完成，发送回来的直接为信息，而不一定为影像数据。 摄影测量与遥感在构建“数字地球”、“数字中国”、“数字省市”和“数字文化遗产”中正在发挥愈来愈大的作用“数字地球”概念是在全球信息化浪潮推进下形成的。1999年12月在北京成功地召开了第一届国际“数字地球”大会后，我国正积极推进“数字中国”和“数字省市”的建设，2001年国家测绘局完成了构建“数字中国”地理空间基础框架的总体战略研究。在已完成1∶100万和1∶25万全国空间数据库的基础上，2001年全国各省市测绘局开始1∶5万空间数据库的建库工作。在这个数据量达11TB的巨型数据库中，摄影测量与遥感将用来建设DOM（数字正射影像）、DEM（数字高程模型）、DLG（数字线划图）和CP（控制点数据库）。如果要建立全国1m分辨率影像数据库，其数据量将达到60TB。如果整个“数字地球”均达到1m分辨率，其数据量之大可想而知。本世纪内可望建成这一分辨率的数字地球。“数字文化遗产”是目前联合国和许多国家关心的一个问题，涉及到近景成像、计算机视觉和虚拟现实技术。在近景成像和近景三位量测方面，有室内各种三维激光扫描与成像仪器，还可以直接由视频摄像机的系列图像获取目标场三维重建信息。它们所获取的数据经过计算机自动处理后，可以在虚拟现实技术支持下形成文化遗迹的三维仿真，而且可以按照时间序列，将历史文化在时间隧道中再现，对文化遗产保护、复原与研究具有重要意义。 全定量化遥感方法将走向实用从遥感科学的本质讲，通过对地球表层（包括岩石圈、水圈、大气圈和生物圈4大圈层）的遥感，其目的是为了获得有关地物目标的几何与物理特性，所以需要通过全定量化遥感方法进行反演。几何方程式是有显式表示的数学方程，而物理方程一直是隐式。目前的遥感解译与目标识别并没有通过物理方程反演，而是采用了基于灰度或加上一定知识的统计、结构和纹理的影像分析方法。但随着对成像机理、地物波谱反射特征、大气模型、气溶胶的研究深入和数据积累，多角度、多传感器、高光谱及雷达卫星遥感技术的成熟，相信在21世纪，估计几何与物理方程式的全定量化遥感方法将逐步由理论研究走向实用化，遥感基础理论研究将迈上新的台阶。只有实现了遥感定量化，才可能真正实现自动化和实时化。2 GIS技术的主要发展趋势 空间数据库趋向图形、影像和DEM三库一体化和面向对象[2]GIS发展曾经历过栅格、矢量两个不同数据结构发展阶段，目前随着高分辨率卫星遥感数据的飞快增长和数字地球、数码城市的需求，形成了面向对象的数据模型和三库（图形矢量库、影像栅格库和DEM格网库）一体化的数据结构。这样的数据库结构使GIS的发展更加趋向自然化、逼真化，更加贴近用户。以面向应用的GIS软件为前台，以大型关系数据库（Oracle 8i,9i等)为后台数据库管理，成为当前GIS技术的主流趋势。 空间数据表达趋向多比例尺、多尺度、动态多位和实时三维可视化在传统的GIS中，空间数据是以二维形式存储并挂接相应的属性数据。目前，空间数据表达的趋势是基于金字塔和LOD（level of detail）技术的多比例尺空间数据库，在不同尺度表示时可自动显示出相应比例尺或相应分辨率的数据，多比例尺数据集的跨度要比传统地图的比例尺大，在显示不同比例尺数据时，可采用LOD或地图综合技术。真三维GIS的空间数据要存储三维坐标。动态GIS在土地变更调查、土地覆盖变化监测中已有较好的应用，真四维的时空GIS将有望从理论研究转入实用阶段。基于三库一体化的时空3D可视化技术发展势头迅猛，已能再PC机上实现GIS环境下的三维建筑物室外室内漫游、信息查询、空间分析、剖面分析和阴影分析等，基于虚拟现实技术的真三维GIS将使人们在现实空间外，可以同时拥有一个Cyber空间。 空间分析和辅助决策智能化需要利用数据挖掘方法从空间数据库和属性数据库中发现更多的有用知识GIS是以应用导向的空间信息技术，空间分析与辅助决策支持是GIS的高水平应用，它需要基于知识的智能系统。知识的获取是专家系统中最困难的任务。随着各种类型数据库的建立，从数据库中挖掘知识成为当今计算机界一个非常引人注目的课题。从GIS空间数据库中发现的知识可以有效的支持遥感图像解译，以解决“同物异谱”和“同谱异物”的问题。反过来，从属性数据库中挖掘的知识又具有优化资源配置等一些列空间分析的功能[3]。尽管数据挖掘和知识发现这一命题仍处于理论研究阶段，但随着数据库的快速增大和对数据挖掘工具的深入研究，其应用前景是不可估量的。 通过Web服务器和WAP服务器的互联网和移动GIS将推进联邦数据库和互操作的研究及地学信息服务事业随着计算机通讯网络（包括有线和无线网）的大容量和高速化，GIS已成为在网络上的分布式异构系统。许多不同单位、不同组织维护管理的既独立又互联互用的联邦数据库，将可提供全社会各行各业的应用需要。因此，联邦数据库和互操作（federal databases & interoperability）问题成为当前国际GIS联合研究的一个热点。互操作意味着数据库中数据的直接共享，GIS规律功能模块的互操作与共享，以及多点之间的相同工作，这方面的研究已显示出明显的成效。未来的GIS用户将可能在网络上缴纳为其需要所选用数据和软件功能模块的使用费，而不必购买这个数据库和整套的GIS软硬件，这些成果产生的直接效果是GIS应用将走向地学信息服务。目前已兴起的LBS和MLS，即基于位置的服务和移动定位服务，突出地反映了这种变化趋势。它引起的革命性变化使GIS将走出研究院所和政府机关，成为全社会人人具备的信息服务工具。我国目前已有2亿个手机用户，若每人每月为MLS支付10元费用，全国一年的产值将达到240亿。可以预测在不久的将来，地学信息将能随时随地为任何人和任何事情进行4A服务（geo-in-formation for anyone and anything at anywhere and anytime）。 地理信息科学的研究有望在本世纪形成较完整的理论框架体系笔者曾扼要地叙述了地球空间信息科学的7大理论问题[4]：（1）地球空间信息的基准，包括几何基准、物理基准和时间基准；（2）地球空间信息标准，包括空间数据采集、存储与交换标准、空间数据精度与质量标准、空间信息的分类与代码标准、空间信息的安全
森林资源调查中SPOT5遥感图像处理方法探讨王照利、黄生、张敏中、马胜利（国家林业局西北林业规划设计院，遥感计算中心，西安710048）本文发表于＜陕西林业科技＞2005 摘要： 目前，多光谱、高空间分辨率的SPOT5卫星遥感数据被广泛应用到森林资源调查中。本文结合SPOT5遥感数据的特点，根据森林资源调查的需要，从遥感数据的正射校正、波段组合、融合处理和数据变换处理等方面探讨了SPOT5数据的处理和信息提取。探讨性地提出了适应于森林资源调查的SPOT5遥感数据处理方法。 关键词：SPOT5 遥感数据，森林资源调查、数据处理DISCUSSION ON SPOT5 IMAGE DATA PROCESSING FOR FOREST INVENTORYWang Zhaoli, Huangsheng,Zhangminzhong,Ma Shengli(Northwest Institute for Forest Inventory, Planning &Design, Xi’an China 710048) Abstract: Now days, high spatial resolution and multispectral SPOT5 image data are widely applied in forest inventory in China. Based on the characteristics of SPOT5 image and requirements of forest inventory, this paper discusses the processing procedures of ordering image data, ortho-rectification, image bands composition and image data fusion. The complete steps of image processing for forest inventory are words: SPOT5 image data，forest inventory, data processing 前言 卫星遥感影像具有空间宏观性、视角广、多分辨率（光谱和空间）、多时相、周期性、信息量丰富等特点，所以卫星遥感影像既可以提供森林资源的宏观空间分布信息又能提供局部的详细信息以及随时间、空间变化的信息等[1]。目前在林业领域卫星遥感数据被广泛的应用于不同尺度层次的森林资源调查、资源监测、病虫害、火灾监测等方面。2002年5月法国SPOT地球观测卫星系列之5号卫星（即SPOT5星）发射。SPOT5遥感数据的多光谱波段空间分辨率为10米（短波红外空间分辨率为20米），但全色波段空间分辨率达到米。SPOT5遥感数据的高空间分辨率和多光谱分辨率为森林资源调查提供了丰富的、可靠的、高精度的基础数据源。从性价比分析，在其他高分辨率遥感数据目前比较昂贵的状况下，SPOT5遥感数据比较适宜应用于大面积的森林资源调查，可大幅度的森林调查的减少外业工作量、提高工作效率。在我国SPOT5卫星数据已被大量地应用于森林资源调查工作中，尤其，是在森林资源“二类”调查中被作基本的森林资源信息源提取各类信息。针对于将多光谱分辨率和高空间分辨率的SPOT5遥感数据应用于森林资源调查的数据处理技术和方法鲜有报道。本文总结工作实践，结合SPOT5遥感数据的特点，根据森林资源调查的需要，从遥感数据的订购、正射校正、波段组合、融合处理和数据变换处理等方面探讨了SPOT5数据的基本处理方法。 1．SPOT5卫星遥感数据特点 SPOT卫星系统采用线性阵列传感器和推扫式扫描技术，具有旋转式平面镜可以进行倾斜观察获得倾斜图像和立体像对。采用与太阳同步的近极地的椭圆形轨道，轨道高度约832Km，轨道倾角 ，每天绕地球14圈多，重复覆盖周期26天[2]。由于有倾斜观测功能，使重复覆盖周期减少到2-3天。SPOT5卫星载有2台高分辨率几何成像仪（HRG）、1台高分辨率立体成像装置（HRS）和1台宽视域植被探测仪（VGT）。高分辨率几何成像仪的波段选择是总结了多年的研究成果，认为HRG的波段设置（见表1）足以取得辨别作物和植被类型的最佳效果。本文主要探讨HRG高空间分辨率数据的处理。 2．SPOT5数据的处理方法和过程 SPOT5数据处理工作流程： 遥感数据的订购 订购数据时，用户需向数据代理商提供购买区域的四个角的大地坐标或者数据的景号（PATH/ROW）。特别应该注意数据订购时间和用户拿到数据之间有时间差，间隔时间长短因用户的要求、天气、卫星重复覆盖周期而异。相对于其他卫星数据，比较有利的一面是SPOT5卫星装置有旋转式平面镜可以进行倾斜观察，用户可向代理商申请红色编程提前得到调查区域的遥感数据，但要支付编程费。对于遥感数据的时相、云量、入射角、阴影量、是否购买高空间分辨率的全色波段等用户根据自己具体的工作需要向代理商提出限制要求。 根据我们对SPOT5遥感数据的使用，对于森林资源调查，北方9，10月份和11月初的遥感影像比较适宜。代理商向用户提供经过处理的不同级别的影像产品，在森林资源调查中建议购买SPOT1A级产品，用户可根据自己的工作需要进行处理，同时也可减少费用。 基础数据准备 大比例尺地形图和高精度DEM是进行SPOT5遥感数据高精度正射校正必需的基础地理数据。建议购买1：10000地形图和1：25000数字高程模型（DEM）。 将1：1万地形图扫描，扫描分辨率设置为300DPI。将扫描好的地形图进行几何精纠正，纠正精度控制在毫米内。从测绘部门购买的1：1万地形图为北京54坐标系3度分带高斯克吕格投影，而1：万DEM为北京54坐标系6度分带投影。在数据准备时，将校正好的1：1万地形图通过换带转换转成和DEM一致的6度分带投影。 对于没有1：1万地形图的地区，建议使用差分GPS接收机采集地面控制点。 几何正射校正 正射校正过程应用了法国SPOT公司发行的GEOIMAGE软件。GEOIMAGE软件有针对SPOT5卫星数据开发的SPOT5物理模型。模型模块自动读取DEM信息。SPOT 物理模型可读取卫星在获取遥感数据的瞬间状态参数，这些参数存贮在数据的头文件中[3]。卫星状态参数包括：卫星成像瞬间的经纬度、高度、倾角等。卫星状态参数能够帮助提高几何校正的精度。 以校正好的1：1万地形图为基准，在影像图上找出和地形图上地物相匹配的明显地物作为地面控制点。在进行正射校正时，应先进行全色波段数据校正，然后以校正好的全色波段数据为基准进行多光谱数据校正。以全色波段数据为基准校正多光谱波段就比较容易校正，且能提高两者的匹配精度。地面控制点应分布均匀，影像的边缘部分布要有控制点分布，同时在不同的高程范围最好都有控制点。地面控制点的数量因地形地貌的复杂程度而定，根据我们的经验，一景60KmX60Km的SPOT5数据，一般地势平缓的地区20个左右控制点即可达到满意的结果，在高山区25个左右控制点就可使正射校正精度满足要求。重采样方法采用双线性内插法。 辐射校正 用户购买的SPOT5的各级数据，数据提供商已经根据卫星的记录参数对遥感数据做了辐射校正，即消除了传感器自身引起的、大气辐射引起的辐射噪声。若果影像存在薄雾或地形高差较大引起的辐射误差情况，用户应进一步进行辐射校正处理。薄雾的简单消除原理是基于近红外波段不受大气辐射影响，清澈的水体或死阴影区的数值应为零。从各波段数据中减去近红外波段的水体或阴影的不为零值。地形起伏引起的辐射误差校正公式: f (x,y)=g(x,y)/cosa，g(x,y)为坡度为a的倾斜面上的地物影像；f (x,y)为校正后的影像。由于坡度因子参与校正所以需要DEM支持。 波段组合 根据SPOT5数据波谱特征（表1），各波段分别记录反映了植被的不同特征方面：B4（SWIR）短波红外反映植物和土壤的含水量，利于植被水分状况和长势分析；B3（NIR）近红外波段对植被类别、密度、生长力、病虫害等的变化敏感；B2（RED）红光波段对植被的覆盖度、植被的生长状况敏感；B1（VIS）可见光波段对植物的叶绿素和叶绿素浓度敏感。经过比较分析和实际应用发现SPOT5的B3、B4、B2波段组合对植被类型的识别要优于B3、B2和B1的组合。但由于B4波段的空间分辨率为20米，使B342组合对植被空间几何细节表达没有B321组合清晰，例如林缘界线信息表达方面B321要优于B342。 影像数据融合 对于购买有高空间分辨率全色波段数据的用户，进行数据融合是必不可少的。影像数据融合能够综合不同波段、不同空间分辨率数据（层）的特征，融合后的数据具有更丰富、更可靠的信息[4]。 根据影像数据融合的水平阶段，影像融合分为：像元级、特征级和决策级三个层次。为了最大限度的从SPOT5遥感数据中提取森林植被信息，应进行像元级的数据融合，将米的全色波段和10米多光谱数据进行融合。融合得到的新数据既具有全色波段数据的高空间分辨率特征又具有多光谱特征。像元级数据融合的方法多种多样，根据数据融合的目的，即最大限度的突显森林植被信息，应选取B4、B3、B2和PAN波段，根据我们的试验Brovey 融合算法方法比较理想： 遥感影像地图 将融合好的数据按Rfused、Gfused、Bfused组合，叠加上行政界线、公里格网、坐标、比例尺等辅助信息，按1：1万地形图分幅生成1：1万纸质图作为外业手图。 3. 结果和讨论 几何精度 利用SPOT5物理模型，采用1：1万地形图和万DEM ，经过正射校正处理，可使影像的几何精度控制在2个像元内（<10米）,达到1：1万制图标准要求。为以遥感影像为基础信息源提取林分调查因子、区划林班界线生成大比例尺的林相图、森林分布图提供了几何精度保障。 波段选择 对于没有全色波段的情况，SPOT5数据的B342组合有利于森林植被类型的识别。在应用遥感技术进行森林资源调查区划中，林分类型信息提取是最为重要的环节，所以B342波段组合是小班区划和外业手图的最佳组合。 融合效果 融合数据技术使SPOT5遥感影像既具有全色波段的高空间分辨率又拥有多光谱数据的光谱分辨率，丰富了遥感影像的信息量。采用Brovey算法使SPOT5遥感影像从色彩、纹理等方面增强了影像的可判读性，提高了小班因子正判率和林分小班的区划精度。 参考文献 1．周成虎，杨晓梅，骆剑承等.《遥感影像地学理解与分析》，科学出版社，北京，2001，3-4. 2．赵英时.《遥感应用分析原理与方法》，科学出版社，北京， 3．北京视宝卫星图像有限公司.《专业制图工作室GEOIMAGE用户指南》，2004，68-70. 4．Christine Pohl. Geometric Aspects of Multisensor Image Fusion for Topographic Map Updating in The Humid Tropics, ITC Publication, 1996,世纪遥感与GIS的发展 来源： 李德仁 时间： 2005-08-11-23:09 浏览次数: 79 21世纪遥感与GIS的发展李德仁 （武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室，武汉市珞瑜路129号，430079） 摘要：在20世纪，人类的一大进步是实现了太空对地观测，即可以从空中和太空对人类赖以生存的地球通过非接触传感器的遥感进行观测，并将所得到的数据和信息存储在计算机网络上，为人类社会的可持续发展服务。在短短的30年中，遥感和GIS作为一个边缘交叉学科已发展成为一门科学、技术和经济实体。本文深入地论述了21世纪中遥感的6大发展趋势和GIS的5个发展特征。 关键词：发展趋势；航空航天遥感；地理信息系统；对地观测 中图法分类号：P208； 随着计算机技术、空间技术和信息技术的发展，人类实现了从空中和太空来观测和感知人类赖以生存的地球的理想，并能将所感知到的结果通过计算机网络在全球流通，为人类的生存、繁荣和可持续发展服务。在20世纪后半叶，遥感和地理信息系统作为一门新兴的科学和技术，迅速地成长起来。 1 遥感技术的主要发展趋势 航空航天遥感传感器数据获取技术趋向三多（多平台、多传感器、多角度）和三高（高空间分辨率、高光谱分辨率和高时相分辨率） 从空中和太空观测地球获取影像是20世纪的重大成果之一，短短几十年，遥感数据获取手段迅猛发展。遥感平台有地球同步轨道卫星（35000km）、太阳同步卫星（600—1000km）、太空飞船（200—300km）、航天飞机（240—350km）、探空火箭（200—1000km），并且还有高、中、低空飞机、升空气球、无人飞机等；传感器有框幅式光学相机、缝隙、全景相机、光机扫描仪、光电扫描仪、CCD线阵、面阵扫描仪、微波散射计雷达测高仪、激光扫描仪和合成孔径雷达等，它们几乎覆盖了可透过大气窗口的所有电磁波段。三行CCD阵列可以同时得到3个角度的扫描成像，EOS Terra卫星上的MISR可同时从9个角度对地成像。 卫星遥感的空间分辨率从Ikonos Ⅱ的1m，进一步提高到Quckbird（快鸟）的，高光谱分辨率已达到5—6nm，500—600个波段。在轨的美国EO-1高光谱遥感卫星，具有220个波段，EOS AM-1（Terra）和EOS PM-1（Aqua）卫星上的MODIS具有36个波段的中等分辨率成像光谱仪。时间分辨率的提高主要依赖于小卫星技术的发展，通过发射地球同步轨道卫星和合理分布的小卫星星座，以及传感器的大角度倾斜，可以以1—3d的周期获得感兴趣地区的遥感影像。由于具有全天候、全天时的特点，以及用INSAR和D-INSAR，特别是双天线INSAR进行高精度三位地形及其变化测定的可能性，SAR雷达卫星为全世界各国所普遍关注。例如，美国宇航局的长远计划是要发射一系列太阳同步和地球同步的长波SAR,美国国防部则要发射一系列短波SAR，实现干涉重访问间隔为8d、3d和1d，空间分辨率分别为20m、5m和2m。我国在机载和星载SAR传感器及其应用研究方面正在形成体系。“十五”期间，我国将全方位地推进遥感数据获取的手段，形成自主的高分辨率资源卫星、雷达卫星、测图卫星和对环境与灾害进行实时监测的小卫星群。 航空航天遥感对地定位趋向于不依赖地面控制 确定影像目标的实地位置（三维坐标），解决影像目标在哪儿（Where）是摄影测量与遥感的主要任务之一。在已成功用于生产的全自动化GPS空中三角测量的基础上，利用DGPS和INS惯性导航系统的组合，可形成航空/航天影像传感器的位置与姿态的自动测量和稳定装置（POS），从而可实现定点摄影成像和无地面控制的高精度对地直接定位。在航空摄影条件下的精度可达到dm级，在卫星遥感的条件下，其精度可达到m级。该技术的推广应用，将改变目前摄影测量和遥感的作业流程，从而实现实时测图和实时数据库更新。若与高精度激光扫描仪集成，可实现实时三维测量（LIDAR），自动生成数字表面模型（DSM），并可推算出数字高程模型（DEM）。 美国NASA在1994年和1997年两次将航天激光测高仪（SLA）安装在航天飞机上，企图建立基于SLA的全球控制点数据库，激光点大小为100m，间隔为750m，每秒10个脉冲；随后又提出了地学激光测高系统（GLAS）计划，已于2002年12月19日将该卫星IICESat（cloud and land elevation satellite）发射上天。该卫星装有激光测距系统、GPS接收机和恒星跟踪姿态测定系统。GLAS发射近红外光（1064nm）和可见绿光（532nm）的短脉冲（4ns）。激光脉冲频率为40次/s，激光点大小实地为70m，间隔为170m，其高程精度要明显高于SRTM，可望达到m级。他们的下一步计划是要在2015年之前使星载LIDAR的激光测高精度达到dm和cm级。 法国利用设在全球的54个站点向卫星发射信号，通过测定多普勒频移，以精确解求卫星的空间坐标，具有极高的精度。测定距地球1300km的Topex/Poseidon卫星的高度，精度达到±3cm。用来测定SPOT 4卫星的轨道，3个坐标方向达到±5cm精度，对于SPOT 5和Envisat，可望达到±1m精度。若忽略SPOT 5传感器的角元素，直接进行无地面控制的正射像片制作，精度可达到±15m，完全可以满足国家安全和西部开发的需求。 摄影测量与遥感数据的计算机处理更趋向自动化和智能化 从影像数据中自动提取地物目标，解决它的属性和语义（What）是摄影测量与遥感的另一大任务。在已取得影像匹配成果的基础上，影像目标的自动识别技术主要集中在影像融合技术，基于统计和基于结构的目标识别与分类，处理的对象既包括高分辨率影像，也更加注重高光谱影像。随着遥感数据量的增大，数据融合和信息融合技术逐渐成熟。压缩倍率高、速度快的影像数据压缩方法也已商业化。我国学者在这些方面取得了不少可喜的成果。 利用多时像影像数据自动发现地表覆盖的变化趋向实时化 利用遥感影像自动进行变化监测（What change）关系到我国的经济建设和国防建设。过去人工方法投入大，周期长。随着各类空间数据库的建立和大量新的影像数据源的出现，实时自动化监测已成为研究的一个热点。 自动变化监测研究包括利用新旧影像（DOM）的对比、新影像与旧数字地图（DLS）的对比来自动发现变化和更新数据库。目前的变化监测是先将新影像与旧影像（或数字地图）进行配准，然后再提取变化目标，这在精度、速度与自动化处理方面都有不足之处。笔者提出了把配准与变化监测同步的整体处理[1]。最理想的方法是将影像目标三维重建与变化监测一起进行，实现三维变化监测和自动更新。进一步的发展则是利用智能传感器，将数据处理在轨完成，发送回来的直接为信息，而不一定为影像数据。 摄影测量与遥感在构建“数字地球”、“数字中国”、“数字省市”和“数字文化遗产”中正在发挥愈来愈大的作用 “数字地球”概念是在全球信息化浪潮推进下形成的。1999年12月在北京成功地召开了第一届国际“数字地球”大会后，我国正积极推进“数字中国”和“数字省市”的建设，2001年国家测绘局完成了构建“数字中国”地理空间基础框架的总体战略研究。在已完成1∶100万和1∶25万全国空间数据库的基础上，2001年全国各省市测绘局开始1∶5万空间数据库的建库工作。在这个数据量达11TB的巨型数据库中，摄影测量与遥感将用来建设DOM（数字正射影像）、DEM（数字高程模型）、DLG（数字线划图）和CP（控制点数据库）。如果要建立全国1m分辨率影像数据库，其数据量将达到60TB。如果整个“数字地球”均达到1m分辨率，其数据量之大可想而知。本世纪内可望建成这一分辨率的数字地球。 “数字文化遗产”是目前联合国和许多国家关心的一个问题，涉及到近景成像、计算机视觉和虚拟现实技术。在近景成像和近景三位量测方面，有室内各种三维激光扫描与成像仪器，还可以直接由视频摄像机的系列图像获取目标场三维重建信息。它们所获取的数据经过计算机自动处理后，可以在虚拟现实技术支持下形成文化遗迹的三维仿真，而且可以按照时间序列，将历史文化在时间隧道中再现，对文化遗产保护、复原与研究具有重要意义。 全定量化遥感方法将走向实用 从遥感科学的本质讲，通过对地球表层（包括岩石圈、水圈、大气圈和生物圈4大圈层）的遥感，其目的是为了获得有关地物目标的几何与物理特性，所以需要通过全定量化遥感方法进行反演。几何方程式是有显式表示的数学方程，而物理方程一直是隐式。目前的遥感解译与目标识别并没有通过物理方程反演，而是采用了基于灰度或加上一定知识的统计、结构和纹理的影像分析方法。但随着对成像机理、地物波谱反射特征、大气模型、气溶胶的研究深入和数据积累，多角度、多传感器、高光谱及雷达卫星遥感技术的成熟，相信在21世纪，估计几何与物理方程式的全定量化遥感方法将逐步由理论研究走向实用化，遥感基础理论研究将迈上新的台阶。只有实现了遥感定量化，才可能真正实现自动化和实时化。 2 GIS技术的主要发展趋势 空间数据库趋向图形、影像和DEM三库一体化和面向对象[2] GIS发展曾经历过栅格、矢量两个不同数据结构发展阶段，目前随着高分辨率卫星遥感数据的飞快增长和数字地球、数码城市的需求，形成了面向对象的数据模型和三库（图形矢量库、影像栅格库和DEM格网库）一体化的数据结构。这样的数据库结构使GIS的发展更加趋向自然化、逼真化，更加贴近用户。以面向应用的GIS软件为前台，以大型关系数据库（Oracle 8i,9i等)为后台数据库管理，成为当前GIS技术的主流趋势。 空间数据表达趋向多比例尺、多尺度、动态多位和实时三维可视化 在传统的GIS中，空间数据是以二维形式存储并挂接相应的属性数据。目前，空间数据表达的趋势是基于金字塔和LOD（level of detail）技术的多比例尺空间数据库，在不同尺度表示时可自动显示出相应比例尺或相应分辨率的数据，多比例尺数据集的跨度要比传统地图的比例尺大，在显示不同比例尺数据时，可采用LOD或地图综合技术。真三维GIS的空间数据要存储三维坐标。动态GIS在土地变更调查、土地覆盖变化监测中已有较好的应用，真四维的时空GIS将有望从理论研究转入实用阶段。基于三库一体化的时空3D可视化技术发展势头迅猛，已能再PC机上实现GIS环境下的三维建筑物室外室内漫游、信息查询、空间分析、剖面分析和阴影分析等，基于虚拟现实技术的真三维GIS将使人们在现实空间外，可以同时拥有一个Cyber空间。 空间分析和辅助决策智能化需要利用数据挖掘方法从空间数据库和属性数据库中发现更多的有用知识 GIS是以应用导向的空间信息技术，空间分析与辅助决策支持是GIS的高水平应用，它需要基于知识的智能系统。知识的获取是专家系统中最困难的任务。随着各种类型数据库的建立，从数据库中挖掘知识成为当今计算机界一个非常引人注目的课题。从GIS空间数据库中发现的知识可以有效的支持遥感图像解译，以解决“同物异谱”和“同谱异物”的问题。反过来，从属性数据库中挖掘的知识又具有优化资源配置等一些列空间分析的功能[3]。尽管数据挖掘和知识发现这一命题仍处于理论研究阶段，但随着数据库的快速增大和对数据挖掘工具的深入研究，其应用前景是不可估量的。 通过Web服务器和WAP服务器的互联网和移动GIS将推进联邦数据库和互操作的研究及地学信息服务事业 随着计算机通讯网络（包括有线和无线网）的大容量和高速化，GIS已成为在网络上的分布式异构系统。许多不同单位、不同组织维护管理的既独立又互联互用的联邦数据库，将可提供全社会各行各业的应用需要。因此，联邦数据库和互操作（federal databases & interoperability）问题成为当前国际GIS联合研究的一个热点。互操作意味着数据库中数据的直接共享，GIS规律功能模块的互操作与共享，以及多点之间的相同工作，这方面的研究已显示出明显的成效。未来的GIS用户将可能在网络上缴纳为其需要所选用数据和软件功能模块的使用费，而不必购买这个数据库和整套的GIS软硬件，这些成果产生的直接效果是GIS应用将走向地学信息服务。 目前已兴起的LBS和MLS，即基于位置的服务和移动定位服务，突出地反映了这种变化趋势。它引起的革命性变化使GIS将走出研究院所和政府机关，成为全社会人人具备的信息服务工具。我国目前已有2亿个手机用户，若每人每月为MLS支付10元费用，全国一年的产值将达到240亿。可以预测在不久的将来，地学信息将能随时随地为任何人和任何事情进行4A服务（geo-in-formation for anyone and anything at anywhere and anytime）。 地理信息科学的研究有望在本世纪形成较完整的理论框架体系 笔者曾扼要地叙述了地球空间信息科学的7大理论问题[4]：（1）地球空间信息的基准，包括几何基准、物理基准和时间基准；（2）地球空间信息标准，包括空间数据采集、存储与交换标准、空间数据精度与质量标准、空间信息的分类与代码标准、空间信息的安全
先说西藏大学缺点吧。首先，地处偏僻。在交通、社交等方面西藏与内地一二线城市还是有很大距离的，所以在一点上，我是真的很后悔来了西藏大学。
再说说生活方面。西藏大学的住宿条件不怎么好，独卫是不用想的了，四人间也不用想，上床下桌更是没有。如果你想打游戏，那不好意思了，网络更差，可能刚进游戏一分钟，你就得被迫挂机了。但西藏大学也有优点——学费便宜，消费低，民风淳朴。对于家境一般的孩子来说，西藏大学确实可以为家庭减轻不少负担。如果你的分数不怎么高，又想读一个211大学，那西藏大学自然是你的不二选择。可若是分数稍微高一点点，最好还是选择其他大学吧，毕竟人往高处走，水往低处流。西藏大学的教学质量、生活条件确实在211大学中算是垫底的了。
对啦，如果你在西藏大学就读，一定要记得涂防晒霜，西藏的紫外线很强烈，可千万别读了四年大学，黑了四个度……
西藏大学是否值得一读的关键点并不在学校本身，而在它的海拔高度。西藏大学不是所有人能去的，有很多受不了高原反应的人在西藏都有可能会有生命危险！
一般人进入3000米以上，都会有高原反应，并且各人的反应都不一样，而西藏大学，是海拔近3700米的存在！
上大学不是旅游，有不良反应过一段时间，乘飞机跑了就没事了，它需要在这个地方呆四年，所以真正向往西藏，想来这里上大学的，首先得保证自己有一副好身体。
这边的天很蓝，风景很好，不仅是在拉萨、布达拉宫的景区才有好去处，西藏任何地方对于追求蓝天白云的人来说，都是景点。哪怕出宿舍门口的小操场，举起手机，都可以拍到很漂亮的景象。
这是学生活动中心，这里面有娱乐也有休闲。
西藏大学的宿舍大楼。总的来说环境是很不错，但是高原反应是首要的。如果想报考西藏大学，头一件事就得先来西藏旅游一次，确认过自己对高原反应的过敏程度再来。
西藏大学也就是有个211的头衔所以才被众人所熟知，若是你打算长期在这里发展，那么西藏大学是你不错的选择，比起同一阶级的其他大学来讲，西藏大学的录取分数线可以说是较低了，优惠的政策，不算太高的分数线，211的头衔，是西藏大学吸引广大莘莘学子的原因，但是西藏大学毕业的学生，要想在别的城市找到个不错的工作，还是有一定难度的，社会的现状就是这样。
我一个同学的姐姐就是西藏大学毕业的，当初上这个学校也是机缘巧合，正好扒着个边上了一所211，他村里没怎么出过大学生，他姐姐被西藏大学录取，整个村都炸了，211啊！国家重点大学啊！当时也有好一阵，他姐姐应该是被当做“别人家的孩子”典范。
马上到毕业的时候，他姐姐不想待在西藏那个离自己的家乡这么远的地方，于是便回来了自己的城市，本以为以自己的学历，找个高薪酬高待遇的工作会简简单单，可没想到却却四处碰壁，能找到的工作都是一些工资少的可怜，员工待遇也不算太好，后来又回西藏发展去了，一年也回不来家乡几次，因为离得太远了。
所以整体来讲，西藏大学对于本地或者离它不远的城市的学生来讲是一个不错的选择，但离的太远的，或者以后并不打算留在西藏，那最好就是慎重考虑了。
首先，自然条件影响到城市的绿化覆盖率。有山、有水、气候条件好的城市，天然植被多，人工植被易于培育，绿化覆盖率较高。而自然条件恶劣，例如干旱、荒漠等地区，自然植被稀疏，人工植被不易于培育，绿化覆盖率自然就低。其次，城市规模影响到城市的绿化覆盖率。一般而言，城市规模越大，人口密度和开发密度就越高，绿地面积就越小，绿化覆盖率就越低，小城市绿化覆盖率一般较高。另外，城市性质、城市的经济实力、城市的发展历史等等，也都会影响城市的绿化覆盖率。除自然条件和社会经济条件外，城市规划理念也是影响城市绿化覆盖率的一个重要因素。如果将城市仅视为社会经济体，忽视城市的环境效益，那么，即使其他条件优越，城市的绿化覆盖率也会很低。
1 植被覆盖度计算的关键问题是如何准确地测量和获取植被覆盖度的数据，并对其进行处理和分析。2 通常需要使用遥感技术获取植被覆盖度的数据，但在实际应用中，需要考虑到遥感数据的准确性和分辨率等问题。3 另外，还需要考虑到不同类型的植被覆盖度计算方法的优缺点，如基于面积和基于指标的计算方法等，以及如何选择适当的计算方法来达到最佳的计算效果。
你要通过文献查阅，知道如何反映植被盖度的时空演变。明确这个目标之后，就开始着手准备数据，获取数据后，根据你自己确定的植被盖度获取方法，反演获取植被盖度，最后再进行时空演变分析。严格的说这是一篇比较系统的论文才能完成的，一两句话也不能回答清楚，具体实现过程中有问题请私信我帮你！
植被覆盖度计算的关键问题主要有：1、如何确定植被覆盖度的测量单位；2、如何选取合理的测量方法；3、如何准确地获取植被覆盖度的数据；4、如何有效地评估和统计植被覆盖度数据；5、如何利用植被覆盖度数据进行管理与决策；6、如何与其他环境参数相结合，进行综合分析。通过研究这些关键问题，可以更好地确定植被覆盖度计算的合理方法，从而更好地保护和管理我们的环境。
1 植被覆盖度计算的关键问题是什么2 关键问题在于如何准确地测量和计算覆盖度，以及如何采集和处理植被数据。3 在测量和计算覆盖度时，需要考虑不同类型植被的特点和分布情况，同时要使用适当的遥感技术和图像处理方法。在采集和处理数据时，需要选择合适的仪器和设备，并且进行数据统计和分析，以便得出准确的结果。延伸：植被覆盖度计算是环境科学中的重要内容之一，可以用于评估生态系统的健康状况、监测土地利用变化和气候变化等。因此，提高植被覆盖度计算的准确性和可靠性，对于保护生态环境和推动可持续发展具有重要意义。
刘爱霞1 王静1 刘正军2
（1.国土资源部土地利用重点实验室，中国土地勘测规划院，北京，100035；2.中国测绘科学研究院，北京，100039）
摘要：本文主要讨论基于 MODIS 16 天合成的 NDVI 时间序列数据、8 天合成 LST 数据、1∶5 万DEM数据以及其他辅助数据相结合，进行北京西北部地区土地资源现状调查和土地利用及植被覆盖多年变化的研究。首先选取适合于 MODIS 数据分类的土地覆盖分类系统，用 PCA 方法对NDVI 时间序列数据进行信息增强与压缩处理，结合LST数据、DEM数据及降雨温度数据，利用模糊K－均值非监督分类法，进行研究区的土地覆盖分类，得到土地资源现状情况。然后利用变化矢量（CVA）分析方法对北京西北部地区的土地利用及植被覆盖的多年变化状况进行了分析。结果表明，MODIS 数据能很好地应用于大范围的土地资源监测中，并能得到较好的结果。
关键词：北京西北部；MODIS；土地资源现状；土地利用及植被覆盖变化
随着“人口－资源－环境”之间的矛盾日益尖锐，为了实现可持续发展的战略目标，世界各国政府都在大力加强资源与生态环境监测系统的建设。我国《全国生态环境建设规划》和《全国生态环境保护纲要》也明确提出要完善生态环境监测和信息服务体系。国土资源部《科技发展“十五”计划纲要》强调大力推进国土资源管理工作的信息化，强调努力实现国土资源调查评价工作的现代化。其中，土地资源调查与监测是其主要内容之一。
随着现代遥感技术的迅速发展，适合于不同空间尺度土地资源调查监测的各种遥感数据相继出现。目前，SPOT5、Landsat TM/ETM＋遥感数据是土地资源调查的主要数据源，适合于乡级、县级、区域级等不同尺度，但是应用于较大空间尺度的土地资源调查时，耗费大量人力、物力，且不经济。近年出现的中空间分辨率、高时间分辨率的 MODIS 数据为大尺度的土地资源调查提供了更好的数据源。Tucker 等人研究表明［1］，归一化植被指数 NDVI 实际反映了植被生物量、覆盖度和叶绿素含量三方面的生物物理化学性质，利用不同时相条件下的 NDVI序列，可以比较准确地反映植被的生长季相变化的规律。这成为利用遥感数据进行大区域范围植被和土地覆盖制图的基本思路［2～4］。
本文尝试以MODIS的NDVI时间序列数据集为主要数据源，结合MODIS LST、DEM、降雨、温度等辅助数据，首先选取适合的土地覆盖分类系统，通过 PCA 等数据处理方法，使用模糊K－均值非监督分类法，进行北京西北部地区的土地覆盖自动分类研究；然后利用变化矢量（CVA）分析方法对该区的土地利用及植被覆盖的多年变化状况进行分析，以便为大尺度土地资源的调查监测提供一种快速便捷的方法。
1 研究区概况
北京西北部地区是我国生态环境建设部门重点关注和投资的地区，本研究区主要包括北京市西北部的风沙源区，涉及河北、山西、内蒙古三省 8个市（地、盟）的 51个县（市、旗），土地总面积为×104 km2。该区范围西起内蒙古的四子王旗，东至内蒙古的敖汉旗，南起山西的代县，北至内蒙古的阿鲁克尔沁旗，地理坐标为东经 110°20′～121°01′，北纬38°51′～45°25′。
研究区地处内蒙古高原中部、黄土高原的北端，位于内蒙古、山西和河北三省交界处，区内地表形态主要由高原、山地、丘陵和盆地几大部分组成，地势呈中间高、南北低趋势。研究区跨中温带和寒温带，属干旱、半干旱大陆性季风性气候，气候变化较为明显。冬春季节受西伯利亚和蒙古冷高压控制，气候干燥少雨，主导风向为西北风，风力强劲，风蚀型外营力地质作用极为强烈，研究区北部的浑善达克沙地和科尔沁沙地，生态环境极为脆弱，是北京西北部地区的主要风沙源区。区域夏秋季节受太平洋副热带高压控制，多东南风，风力较弱，水汽补给较少，气候炎热少雨。区域年均气温 ℃以下，年降雨量为200～750mm，但降雨集中，降雨强度大，外加区域地势比降大，土质疏松，水蚀型外应力地质作用和重力侵蚀作用强烈，水土流失严重，而且容易发生滑坡和泥石流。
2 数据及预处理
遥感数据
本文所用遥感数据是美国EROS数据中心提供的MODIS影像。NDVI数据是2001～2004年16日合成的时间序列数据，共23个时相，空间分辨率为250m。陆面温度（LST）是2002年的8日合成时间序列数据，共46个时相，空间分辨率为1 km。
在 MODIS 数据处理中，用 MRT 几何纠正与镶嵌软件完成了图像的几何纠正和镶嵌。然后用最大合成法（MVC）对同一区域内植被指数、陆面温度等多时相的数据进行合成预处理，即图像中每一像元用j天中的最大像元值来代替，该处理的目的是为了减少大气的云、颗粒、阴影、视角以及太阳高度角的影响（Brent，.，1986）。虽然最大合成过程（MVC）减少了大气的云、颗粒等的影响，但是云污染仍存在，接着采用改进的 BISE （the best index slope extraction）方法进行 NDVI 的多时相去云处理。尽管所用 MODIS 的LST 数据都是8 天合成数据，但 Ts 数据质量非常差，为了解决数据残缺的问题，我们利用线形回归来模拟这些数据。地表温度是高度空间相关的，相邻时相同一区域内的 Ts 在空间上存在某种相同的相关性，用线性关系来拟和这种关系；用相同大小的模板同时在被修复图像和参考图像上滑动，如果处于被修复图像模板中心值是零值或异常值，则用最小二乘法求出两个模板内有效数据间的线性回归系数，然后用该系数和参考图像模板中心值求出新值替代原来的零值或异常值。
其他辅助数据
辅助数据主要有通过 ETM＋数据目视解译得到的 2002年北京西北部地区土地利用现状图，北京西北部地区 1∶50000 DEM 数据，北京西北部地区的降水、温度数据。利用北京西北部地区各气象站点资料先计算各站点的年平均积温、年平均降水量，然后利用Kriging 插值方法获得北京西北部地区栅格的年平均气温、年平均降水量分布图。
3 研究方法
土地覆盖分类
（1）选取适合于 MODIS 数据分类的土地覆盖分类系统，本研究采用《基于遥感数据的土地利用/土地覆被分类体系》［5］。该分类体系最重要的特色在于，针对不同空间尺度和所对应的遥感数据源，都具有其相应的分类，而且分类类型逐渐细化。对于一级分类和二级分类，侧重于土地覆被的分类，即对于中、低空间分辨率遥感数据，以土地覆被分类为主。
（2）用 PCA 方法对 NDVI 时间序列数据进行信息增强与压缩处理，以排除各种干扰因素，提高分类精度。采用 PCA变换可以将原有的12个月中有用的NDVI信息中的绝大部分压缩到少量的前几个主分量中，同时排除了部分由于数据质量等原因引起的噪声。因此，利用 PCA变换可以有效保证分类精度不受损失。实际结果的研究也表明，PCA 在对于抑制噪声影响和保证分类精度起到了重要的作用［6］。
（3）结合 LST 数据、DEM 数据及降雨温度数据，利用模糊K－均值非监督分类法，进行研究区的土地覆盖分类［7］，经过分类后处理，对分类发生明显错误的图斑进行更正，得到北京西北部地区的土地覆盖分类图。
土地利用及植被覆盖多年变化分析
变化向量（CVA）分析是一种非常有潜力的植被比较分析方法，根据变化矢量的强度和方向判定变化的区域和类型［8］。变化矢量分析技术用指示参数年时序中的每个数据值作为时序空间的一点，时序空间连续几年的点连接成变化矢量。变化矢量的方向确定了变化的推进，矢量的大小表征了变化的强度。
例如，用连续多年12个月的数据来进行变化矢量分析，则变化矢量空间由每年的12个变化监测指示因子图像构成，故全年指示因子对应于一个12 维的时间矢量：
土地信息技术的创新与土地科学技术发展：2006年中国土地学会学术年会论文集
P （i，x）表示像元i对应于x年的矢量，x （t）为像元i在时间t1到tn的指示因子值，n表示时间维数。矢量的模‖P‖ 代表了全年指示因子累积，矢量的方向为全年指示因子的时间曲线形状的综合反映。
任意两年间指示因子的任何变化都会表现在这12维空间中，这种变化可用变化矢量描述如下式：
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ΔP （i）是像元i从x年到y年的变化矢量。ΔP （i）包含了（y－x）年间，像元i在每一时间维上的变化信息。变化矢量的模‖ΔP （i）‖，由欧氏距离（Enclidean distance）决定，表示了指示因子变化的强度。
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当‖ΔP （i）‖超过某一阈值时，往往对应着植被覆盖类型从一种类型转变成另一种类型。ΔP （i）的方向由一系列的角度定义，决定了指示因子的变化过程。
对计算出变化矢量强度，依据图像的直方图特征和地面资料可以采用阈值分割的方法划分不同的矢量变化强度等级。
借助于指示因子累计值的变化率来判断矢量变化类型。变化率的定义如下：
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4 结论与讨论
土地资源现状调查
通过对研究区2002年12个月的NDVI时间序列数据进行主成分分析得到的前四个主分量，基于1 km 分辨率的 MODIS 8 天合成 LST 数据得到的研究区年均 LST 数据，1∶5 万DEM数据，然后结合降雨温度数据，采用模糊K－均值非监督分类法，得到北京西北部地区的土地覆盖分类结果。然后，对分类结果进行分类后处理，对分类发生明显错误的图斑进行更正，最后得到2002年北京西北部地区的土地覆盖分类图（图1）。
图1 2002年北京西北部地区土地覆盖分类图
通过图1和图2可以看出，北京西北部地区土地覆盖类型中草地的覆盖面积所占比例最大，约占总面积的53%，内蒙古高原的浑善达克沙地和丘陵区及研究区东部的科尔沁草原南缘地带呈集中连片分布；中西部坝上高原地区的低洼处和河湖滩地的周边、阴山山脉东部及周边地区的丘陵地区也比较集中。牧草地总面积的60%以上分布在沙质甚至沙砾质干旱草原区。农用地占研究区总面积的21%，主要分布在研究区西南部高原和盆地中，多呈条带状沿河谷和河流冲积平原分布。林地占研究区土地总面积的13%，主要分布在大兴安岭、燕山、恒山、阴山山脉地区，在研究区的东部和西南部山区是林地集中分布地区，且大多分布在山体的上部。裸地占研究区总面积的8%，主要分布在北部浑善达克沙地和东部的科尔沁沙地。研究区中，湿地、水域和建设用地所占面积比例最小。
图2 2002年北京西北部地区各土地覆盖类型所占比例
土地利用与植被覆盖多年变化
用变化矢量分析法对北京西北部地区2001～2004年NDVI 的变化进行监测。所用数据是北京西北部地区2001～2004年的每月的最大 NDVI 时间序列值，首先计算 NDVI的变化矢量模，然后采用对变化矢量模进行图像分割的技术来生成 NDVI 的变化强度。图像分割满足：①相似性原则，即同一区域内像元应相似；②非连续原则，即从一个区域向另一个区域搜索，像元一定有某些变量特征（梯度等特征）发生突变，从而确定边界。
变化强度
NDVI 变化强度反映了植被覆盖的变化情况。综合考虑植被覆盖度变化矢量模的直方图、均值和方差来确定每个分割点，对变化矢量模进行分割得到变化强度。
表1 矢量变化强度不同等级阈值
从图3和图4中可以看出，2001～2004年4年间，北京西北部绝大部分地区土地利用/植被覆盖状况没有发生大的变化，生态系统基本维持平衡。无变化和低变化地区占北京西北部地区总面积的。
无变化区面积最大，占总面积的，主要分布于北京西北部地区的赤峰市、敖汉旗、翁牛特旗、巴林右旗和阿鲁科尔沁旗，北部的锡林郭勒盟和四王子旗等地，表明5年间三峡库区的植被覆盖在水平方向上很少变化。
低变化区面积占总面积的 ，主要分布在北京西北部地区的察哈尔右翼中旗、察哈尔右翼前旗、克什克腾旗、正镶白旗、正蓝旗和太仆寺旗的交界处等地区。
中变化区的面积比较小，主要集中在北京西北部地区的凉城地区。
剧烈变化区，主要集中在北京西北部地区的西部地区、浑善达克沙地周围、克什克腾旗北部和四王子旗等地。
图3 北京西北部地区 2001～2004年植被指数 （NDVI） 变化强度
图4 植被覆盖度矢量变化强度面积比例
变化类型
以上计算了北京西北部地区4年间NDVI矢量变化强度。矢量变化强度反映了2001～2004年4年间北京西北部地区NDVI的变化程度，但无法判断这4年间植被覆盖度到底是增加还是减少了。因此可以同时借助 NDVI 变化强度和 NDVI 累计值的变化率来判断ND-VI 矢量变化类型［9］。
取变化强度的无变化和低变化的界值作为阈值 M，变化强度小于 M 的像元，被认为其变化为平稳型，当变化强度大于 M 时，再根据累计变化率来确定其变化类型。具体参数如下：
土地信息技术的创新与土地科学技术发展：2006年中国土地学会学术年会论文集
根据计算出NDVI的累积变化率，再考虑公式（5）可以得到NDVI矢量变化类型图。
从图5和图6可以看出，2001～2004年北京西北部地区的植被覆盖总体上表现为稳中增加的趋势。归纳起来的变化特征为：
图5 北京西北部地区 2001～2004年植被覆指数 （NDVI）
图6 植被覆盖度矢量变化强度面积比例
（1）植被覆盖变化类型中以平稳型为主，占整体面积的，主要分布于北京西北部地区的东北、西北等地区。
（2）增加型占的比重也比较大，占北京西北部地区面积的，主要分布在北京西北部地区中南部地区。
（3）减少型代表植被覆盖度有一定的减少，所占比重很小，主要分布在北京西北部地区的北部零散地区。
（4）波动型占北京西北部地区面积的，主要分布在北京西北部地区的东北部地区。植被覆盖的波动是正常的自然现象，它是植被正常生长、长期的气候变化等自然作用和各种人类经济活动共同作用的结果。
参考文献
［1］Tucker，.，Townshend， Goff， land cover classification using meteorological satellite data ［J］.Science，1984 （227）：369～375
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［9］中国测绘科学研究院.三峡库区相关生态环境监测技术研究.项目验收总结报告.2005，10
植被覆盖度特征提取可以定量地提取光谱特征、空间（几何）特征和纹理特征等，包括多光谱图像和波段间运算及不同时期观测的图像间的运算，其结果仍可形成图像。
光谱特征提取包括颜色及灰度或波段间的亮度比等目标物的光谱特征，它对应于每一个像元，但与像元的排列等空间结构无关，植被指数分析和主成分分析法就属于此类。
遥感图像上的植被信息，主要通过绿色植物叶子光谱特征的差异及动态变化而反映出来。不同光谱通道的信息可以与植被的不同要素或状态有各种不同的相关性，因而将遥感数据进行处理分析，从而得到植被指数，往往可以得到更好的植被信息。
所谓植被指数就是由多光谱数据，经线性和非线性组合构成的对植被有一定指示意义的各种数值。由于近红外波段是叶子健康状况最灵敏的标志，它对植被差异及植物长势反映敏感，指示着植物光合作用能否正常运行。可见光红波段被植物叶绿素强吸收，进行光合作用制造干物质，它是光合作用的代表波段，因此通常利用植物光谱中的近红外和可见光红波段两个最典型的波段值建立植被指数模型（李建龙等，1997），以便于植物专题研究，绿色植物的遥感监测以及生物量的估算，且在一定程度上有助于减少外界因素（如太阳高度角、大气状态和非像底观测）带来的数据误差。目前常用的植被指数模式有：
1.规一化植被指数（NVI-Normalized Vegetation Index）
又称标准化植被指数，定义为近红外波段与可见光红波段数值之差与这两个波段数值之和的比值，即 NVI=（NIR-R）/（NIR+R）。在TM图像中IR为4波段，R为3波段。
规一化植被指数是植物生长状况及植物空间分布密度的最佳指示因子，与植物分布密度呈线性相关。实验证明：NVI 对土壤背景的变化较为敏感，当植被盖度小于15%时，数值高于裸土的NVI值；而植被盖度由25%增加到80%时，NVI随植被量呈线性增加；当植被覆盖度大于80%时，NVI对植被检测灵敏度下降。因此，NVI很适合于早、中期发展阶段或低覆盖度植被的检测。
2.比值植被指数（RVI-Ratio Vegetation Index）
比值植被指数是指近红外波段与可见光波段数值的比值，即RVI=NIR/R。RVI与叶面积指数、叶干生物量、叶绿素含量相关最好。当植被覆盖度小于50%时，RVI不能很好地识别植物密度差异。但在高覆盖度下，RVI变得对植被十分敏感，与生物量的相关性最好。因而RVI更适合于植被发展高度旺盛、具有高覆盖度的植被检测中（Jackson等，1983）。RVI对大气状况极为敏感，尤其在RVI值高时，其影响相当显著，因此最好运用经大气校正的数据（陈述彭等，1990）。
3.差值植被指数（DVI-Difference Vegetation Index）
又称环境植被指数（EVI-Environmental Vegetation Index），农业植被指数（AVI Agricultural Vegetation Index）、作物植被指数（CVI-Crop Vegetation Index），是指近红外波段与可见光红波段数据的差值，即DVI=NIR-R。
DVI对土壤背景的变化较RVI要敏感。植被覆盖度为15%～25%时，它随植被量的增加而迅速增大。当植被覆盖度达80%时，它对植被的灵敏度有所下降。DVI在植被遥感中应用较为普遍。
4.正交植被指数（PVI-Perpendicular Vegetation Index）
由于土壤光谱线的存在，NVI及DVI均受背景值影响，为了削减和减轻土壤背景值对植物光谱的影响，而 PVI 可以将地形和土壤的影响缩小到最小。其公式（梅安新等，2001）为：
PVI=（NIR）（R）+
总之，对于多波段数据可以进行各种简单的运算，三波段的加法可以进行彩色合成，二波段的减法可以削去背景影响，关键在于这种运算能突出需要的现象。
分别利用上述5种方法对图像进行处理并将它们与原始图像按不同的组合进行彩色显示，经过筛选、比较，优化的彩色显示组合为（PVI，3，7）（各波段相应组合为红、绿、蓝），本书中主要利用这一组合显示的图像。
1、-1<=NDVI<=1，负值表示地面覆盖为云、水、雪等，对可见光高反射；0表示有岩石或裸土等，NIR和R近似相等；正值，表示有植被覆盖，且随覆盖度增大而增大；2、NDVI的局限性表现在，用非线性拉伸的方式增强了NIR和R的反射率的对比度。对于同一幅图象，分别求RVI和NDVI时会发现，RVI值增加的速度高于NDVI增加速度，即NDVI对高植被区具有较低的灵敏度；3、NDVI能反映出植物冠层的背景影响，如土壤、潮湿地面、雪、枯叶、粗糙度等，且与植被覆盖有关；
西双版纳民族植物学的初步研究 西双版纳是我国著名的少数民族聚居地区，这里地处热带北缘，森林茂密，气候温暖，植物资源异常丰富。居住在这一地区的傣、哈尼、布朗、拉祜、瑶、基诺等兄弟民族，历史悠久，文化多样，利用植物传统方法和经验十分丰富。 解放前，在反动统治下由于交通极为闭塞，瘟疫流行，毒虫猛兽猖獗，以及民族隔阂等多种原因，植物学者无法进入这一地区工作，仅有个别学者如，吴中伦、王启无等，冒着生命危险进行过短期零星的采集工作，因此，在植物学上基本上是一个空白地区。解放后，由于党和政府十分重视边疆少数民族地区的开发和建设，五十至六十年代初期曾组织过较大规模的热带生物资源综合考察(1954—1960)；1959年中国科学院在西双版纳建立了专门的植物学研究机构。随着边疆社会、经济条件的巨大进步，为植物学工作者提供了深入研究当地少数民族植物学知识的有利条件。 民族植物学，或人文植物学(Ethnobotany)一词源出人文贝类学Ethno-Cunchology(研究早期货币的科学)，由美国植物学家哈斯伯格()1896年创立。哈斯伯格当时对民族植物学所作的定义是“研究早期人类对植物的利用和土著植物学”。经过一个世纪的研究与探索，民族植物学已发展成为“研究人类与植物直接交互作用的科学”()。其主要研究内容是不同民族、不同地区的人群对植物的意识与利用，及其对植物环境所产生的后果。尤其侧重于无文献记载的人文地理社会和特定的民族文化地区的研究。近半个世纪以来，由于人类对植物原料的需求不断增加和植物在人类精神文化上的重要性被大大提高，进一步刺激了西方学者对民族植物学的极大兴趣。由于植物渗透到人类生活的各个方面，因此民族植物学的研究涉及到一定地区、一定民族的人群与植物的全面关系。包括人们在吃、穿、用、住、草药、文学、艺术、宗教、乃至民俗，民间传说中起重要作用的一切植物；关系到一个社会多方面的行为、结构、及其相伴的整个植物世界。西方学者认为，民族植物学是开发新世界的一个产物，有人把它归属于人文科学下的一个分支；也有人把它归属为经济植物学下的分支；但确切地说，它是位于植物学与人文科学的交叉位置上。植物学家和人文学家从各自的领域在实践民族植物学的研究，在共同编织民族植物学的理论、方法、观点和材料。植物学家进行科学地鉴别环境植物材料的用途、问题，焦点是利用，材料按林奈分类系统排列；人文学家的焦点则是所研究地区人群的见解、地位、及其对周围世界所作的安排()。 笔者五十年代末进入西双版纳从事植物调查研究工作，由于长期定居于当地，有较多机会深入少数民族村寨，采集、调查、学习访问当地民族有关认识与利用植物的独特知识，其中不少是前人没有发现记载过的。本文试图按照民族植物学的研究方法加以整理，作为在我国开展这一工作的一个初步尝试。 一、研究地区 西双版纳位于我国云南省南部，北纬21°10′—22°40′，东经99°55′—101°50′，土地面积19，220平方公里，属热带季风气候、滇南湿热河谷类型；热带森林分布于全区各地，现有森林被覆率高达，是我国现存大片热带原始森林的唯一地区。西双版纳在行政上现划分为三个县十九个公社，即景洪、勐腊、勐海三县，西北部与云南省思茅地区相连，东南部与老挝接界，南部与缅甸毗邻，整个地势北高南低，河流纵横，山间盆地众多。主要山脉为横断山南延部分，哀牢山系由西北向东南纵列，最高山峰为景播大山，海拔2400米，最低处为南腊河下游官累海拔420米，大部分地区海拔高度在500—1000米之间，相对高度一般300—500米左右，澜沧江及其干支流，流沙河、罗梭江、南腊河横贯全境，中小河流及山泉不计其数，水源相当丰富。 本区气候终年温暖，年平均温度20—22℃，大部分地区终年无霜雪，雨量充沛，年降雨量1200—1800毫米，年平均空气相对湿度在70—80%左右，全年划分为干季(3—5月)，雨季(6—9月)，雾季(10—2月)三个季节。本区由于地处云贵高原南端，垂直高度差异甚大，具有多种类型的植被分布，海拔1000米以下低山河谷地带森林植被呈明显的热带东南亚性质，大多属于热带季雨林，局地分布有以龙脑香料(Diptc-rocar paccac)望天树(Parashorea chincnsis Wang Hsie)为优势的热带雨林群落，山地则以热带山地雨林为主，呈明显的南亚热带常绿林过度性质，以樟科(Lauraceae)、山茶科(Thcaccac)、大戟科(Euphorbiaceae)等科乔灌木为主要成分。近年来，由于大面积垦殖森林，植被类型已急剧演变，大部分森林植被已沦为次生林、灌丛、竹丛和稀树草地所取代。 二、民族及其文化特征 西双版纳是一个多民族地区，在总人口万中，傣族占万，哈尼族(当地称爱尼)万，布朗、拉祜、瑶、基诺等其它少数民族各在3万人口以下〔3〕。傣族聚居于河谷盆地，其它少数民族分散居住于山地。西双版纳各民族都有悠久的历史，自古以来就是祖国各民族大家庭的成员之一，共同创造了中华民族古老的文明，同时又有各自的独特文化传统，特别是在利用植物方面，呈现出强烈的地方色彩和丰富的传统经验，形成利用植物的独特文化。 傣族是西双版纳的主要土著民族，遍布本区各地，主要居住于低山河谷盆地，当地称为“坝子”。傣族有自己的文字、语言、风俗习惯和农业文化传统。傣族自称为“Daizu”，有悠久的历史，远在公元前一世纪，汉文史籍已有关于傣族的记载；据民族学研究，傣族与我国南方的壮、布依、水、侗、黎等民族同出一源，古代通称为“百越”。远在公元前二百多年的后代，傣族的先民就已经居住在今云南西南部广大地区，西双版纳是聚居中心之一，开发西双版纳有着悠久的历史。傣族的语言属于汉藏语系壮傣语族傣语支、西双版纳的傣族操傣泐语、使用傣泐文。西双版纳在傣族语中释意为十二“千田”，“千田”为封建领地的计算单位，每一千田便是一个“版纳”，其面积大小并不等同，相当于行政管理上的一个区。西双版纳自元、明、清各封建皇朝设置土司制度以来，沿袭至解放，直到一九五六年民主改革才彻底结束了封建领主制。漫长的封建领主制度、极为闭塞的交通和富饶的自然资源，使傣族人民长期以来生活在一种自给自足的农业自然经济社会之中。不仅植物资源的保存比较完好，而且民族文化也保存比较完好，是研究民族植物学的理想地区。傣族信奉小乘佛教，某些植物的利用传播直接与宗教文化有关，如贝叶棕、菩提树、铁刀木、鸡蛋花、羯波罗香、孟加拉苹果等。傣族人民有保护森林的良好传统习惯，每一村寨都有自己的“龙山”，划定为禁伐禁猎区，又有人工种植的薪炭林，这样，长期处于自然经济的傣族人民，对于自然界的植物便有较大的依赖性，因而对于当地植物的认识与利用，便成为生产、生活中极为重要的环节。 西双版纳傣族认识与利用植物的文化已经达到了一个相当高度的水平，他们早已有了定耕的农业，种植水稻为主，陆稻次之，同时，也种植少量其它旱地粮、油、棉、果树等农作物；与此同时牛、猪、鸡、鸭等家养动物也以适应于当地自然条件的野牧方式发展了起来。在定居的村寨内，每户农民都拥有面积一到数亩不等的小块家宅园圃，种植多种热带果树(香蕉、芒果、罗望子、柑桔、菠萝蜜)，香料(薄荷、罗勒、香蓼、香茅、香露兜、姜花、生姜等)、草药(巴豆、苏仿木、白花丹、血苋、薏苡、儿茶、槟榔、芦子等)、纤维(攀枝花、牛角瓜、九层皮、白榔皮等)、染料(靛叶、密蒙花、红木等)以及竹类、观赏植物等，并且拥有独特的人工种植的薪炭林——铁刀木(Cassia siamea Lam.)作为农村能源的主要供应者。在每一个村寨附近的山谷、陡坡上都保留着大面积的热带原始森林，丰富的森林动植物资源是傣族人民采摘野菜、野果、草药、饲料，和狩猎补充动物蛋白的重要来源。森林又是建造竹木结构的傣家竹楼、独木舟、牛车、家具、农具等的天然材料“仓库”，森林被视为自给自足的经济中不可缺少的重要环节而被保存了下来。森林自身的保水保土，涵养农田灌溉用水、调节气候的作用，保持生物种间以及种群个体数量之间平衡的微妙作用，推动着傣族地区水稻——家宅园圃——天然森林农业生态系统缓慢而稳定地发展着。这是西双版纳地区在自然经济条件下，得以长期保持生态平衡的一个重要原因。还应特别提到的是，勤劳而智慧的傣族人民，在与疾病作斗争中早已形成了本民族的医药学——傣医药，在我国《逸周书、王会解》的记载中傣族医药已有一千多年的历史。他们不仅有本民族的医疗方法，而且拥有超过五百个以上药物方剂，以植物药为主，来自三百种以上的药用植物，大多是我国其它地区所没有的，并拥有用傣文编写的专门医药学书籍收载有关的医药学知识，至今尚未加以系统研究整理。 哈尼、布朗、瑶、拉祜、基诺等民族是西双版纳山地的土著民族，他们同样有悠久的历史和本民族的文化传统，从民族起源方面来说，他们与我国南方许多兄弟民族有着共同的起源和血肉的联系。他们都有本民族语言和多种方言，但多数没有文字。他们从前依靠草药、巫医治病，尚未形成本民族的医药学。他们信奉自然崇拜或多神论，十分崇拜山神、树神、兽神等，但没有定耕的农业生态系统，几千年来一直依赖传统的游耕农业——刀耕火种谋生。笔者近年来考察发现，世界热带地区，除了水稻种植区和近代发展橡胶、可可、油棕、咖啡等树艺作物种植业以外，基本上都是这种刀耕火种的游耕农业占主导地位，在我国热带也不例外。西双版纳地处热带、拥有大面积的森林植被，在热带的气候生物土壤环境良好条件下，森林植被经过烧垦种植粮食2—3年以后，丢荒任其自然恢复植被，在一定的条件下是可以恢复地力的，即在一定范围内轮垦森林，七年为一个周期，反复循环，这种粮作——森林休闲轮作制，能够连续数千年地保持了下来，其主要原因在于山区人口的增长缓慢，开垦森林轮作的面积不大，且长期维持在一定比例水平之上，即人口与“植口”(Plant population)的增殖是基本相适应的。同时，山区各族人民以勤劳与智慧相结合，利用热带山地天然植被发展了放养紫胶的技术，经营了大片的茶园、竹林，采集种类繁多的森林产品如省藤、木耳、竹笋、药材、木材以及狩猎等，并以这些林产品向坝区傣族换取多余的粮食，用以补充游耕农业之不足；此外，山地森林还提供了多种野生食用植物，如薯芋属(Dioscorea spp.)、榕树属(Ficus spp.)、蕨类植物等，也补充了一部分食物和荒年救灾之需要。因此，热带山地少数民族与当地森林植物，同样有着相互依存的密切关系，甚至在一定程度上对森林植物有更大的依赖性。 三、研究方法 在党的民族政策的光辉照耀下，边疆少数民族对植物学工作者的访问、调查、采集工作全力的支持与合作，是开展我国民族植物学研究的重要前提和鲜明的特点。傣族是一个有较高文化的民族，乐于同外界进行文化交流，尽管在民间医药知识方面也不是随遇而得，总的来说开放程度比汉族地区要高。山区各兄弟民族同样易于交流，较少保守，但由于交通十分不便，居住分散和语言上的困难，从他们当中获得有关植物学的知识，相对来说不如傣族地区的多。调查工作大体上分为三个阶段：1959—1963年为第一阶段，其中59—60年野生资源植物调查历时7个月；1970—1975年为第二阶段，以调查民间药用植物为主要目标，其中1972年一次调查历时2个月，其它短期调查一般10—15天，共10次以上；第三阶段为1976年以来，进行的多次专项药用植物调查，用材树种调查和一些补充调查，以充实更多的材料。十分有幸的是，在进行民间药用植物调查时，有当地医务工作者(包括当地少数民族医生)一道参加工作。大部分调查资料来自民间第一手材料，笔者亲自参加访问、采集、鉴定整理资料等工作；大多数食用和药用植物经过亲自实践，以作出某些直观判断。调查的地区包括西双版纳三县十九个公社中的十四个公社：勐腊、易武、象明、勐捧、麻木树、勐满、基诺、勐养、景洪、小街、橄榄坝、勐海、勐混等、涉足的村寨百处以上，一般食宿都在调查区的村寨内，与相当多的民间医生、猎人、老农、乡村教师、商业购销人员、基层干部、护林员等进行广泛的接触，其间还参加过两次规模较大的民间医生交流会、草药展览会、和若干次林业、土产专题座谈会，从中得益不浅。 历年调查，采集植物标本共2000余号，以及一些种子、苗木、样品等。标本收藏于中国科学院云南热带植物研究所标本室内，部分民间药物标本保存于云南省思茅地区中草药研究所；种子及活植物均种植于热带植物所植物园内。 四、重要有用植物 历年调查采集的植物，经本所植物分类研究室整理鉴定，某些植物经过化学成分分析和品质鉴定，已被推荐和利用于生产，如绿壳砂仁、灯台树、千年健、锡生藤、车里朴、团花、云南石梓、毛麻楝、依兰香、龙血树、美登木等，更多的种类有待深入的研究。历次调查采集的植物经过研究整理，按照当地民族利用的广度和多度，将其中具有民族文化特征的植物共218种，(按用途计食用86种，药用71种，纤维木材29种，香料、染料、饮料22种，其它10种。)汇集为《西双版纳民族有用植物集要》。植物的排列顺序，有花植物按照哈钦松分类系统，蕨类植物按照秦仁昌系统，以植物学名字母先后为序，每种植物有拉丁名、中名、当地名(按当地民族语注汉语拼音)，用途及利用方法简述等。 ——这里提供参考
我国的华北地区由于悠久的农业开发，森林植被遭到了严重的破坏。在20世纪初的时候，山西汾河、滹沱河流域土壤侵蚀之严重，水涝灾害之频繁已经引起了国内外的严重关注。但这并未引起后来国人、尤其是决策者应有的觉悟，导致我国保留较好的东北林区在短时间内遭到迅速的破坏。本文试图就“护林”这种众所周知的“善举”难以成就的原因进行剖析，以期对今天的环境保护事业提供某种借鉴。近二十年来，伴随经济的快速发展，我国政府对资源和环境越来越重视，把环境保护当作一个基本“国策”。目前，正在大张旗鼓地实施天然林保护工程，越来越多的青山和湿地被纳入自然保护区网，这当然是社会进步的一个重要标志，无疑是件值得欣慰的事情。20世纪中，我国森林资源的掠夺性开发历程表明，决策者和生产者如果缺乏长远的眼光，不能遵循森林更替的科学规律，并很好地理解“永续利用”的意义，只凭主观意志，就不能有效地保护资源。因此，提高国人的科学素养，按照科学规律安排生产和建设是至关重要的，因为资源和环境问题毕竟是一个需要从长远和全方位角度考虑的问题。一．近代华北森林破坏的状况我国是一个有着悠久农业开发历史的大国，在长期的农业实践中，我们的祖先积累了丰富的建设家园保护环境的经验。但由于长期强调人口的增长和发展农业种植业，使林地面积不断减少，更由于近数百年来人口压力的缘故，对耕地和薪柴的需求，使森林资源越来越少，我国的自然环境不断恶化，生物多样性面临越来越严重的威胁。这种情况尤以清中期以来最为明显。 众所周知，清代经过所谓的“康乾盛世”之后，我国人口激增，加上从美洲引入了一些适合于山区和高寒地区种植的高产作物如甘薯、玉米和马铃薯等，大量的贫民因此涌进深山老林，毁林开荒，结果使原先并不适于开垦的荒山陡坡也都种上了粮食，使自然环境遭到很大的破坏。当然水患灾害也因此频繁起来。 由于当时政治腐败，社会黑暗，民不聊生，苟延残喘的政府不可能考虑从根本上解决防灾减灾的问题，使得日趋恶化的环境问题不断严重起来。关于这方面的情况，可以很清楚地从近代一些在华考察生物的西方人的著作中看出来。 从19世纪中晚期开始，一些在我国华北等地长期进行考察和博物学收集的西方人如古伯察（E. Huc）、谭微道（A. David）都曾在有关文章中提到他们在内蒙等地所见的森林植被破坏与环境恶化的情形[1]。另外，在20世纪初期的时候，还有一些西方学者指出河北北部承德、东陵等地的森林遭到迅速破坏，随之而来的自然灾害也在不断地加重[2]、[3]。 不惟如此，1930年，我国著名植物学家、林学家刘慎谔先生也曾就东陵森林破坏之情形指出：东陵自前清入关以来，附近诸山辟为禁地二百余年，草木得其自然生长，遍地成林，老树参天，山明水秀，风景不亚于西欧。民国元年以来，东陵开禁，政府设专局（林垦局）从事割伐至今才十余年间，而森林已摧残殆尽。……东陵森林割伐后第一步手续则在焚烧林下草木，次年施种，有灰为肥，收成甚佳。为山林无林木之保护，雨水逐年将昔日林下酿成之沃土渐为冲去，终至岩石露出，山瘦地薄，耕之不利，必至放弃。此时东陵诸山即完全变为今日之西山时期。此所谓“荒山”，“土山”。荒山不仅无益而且有害，夏季大雨时期水不停留，直向山巅下流，沙土岩石悉被冲下，河流加涨，桥梁断截，河道更易，民房种田不择。即以民国十八年西山一带损失论之当以万计，穷民流离，怨声载道，不知者或指为天灾，岂知森林割伐之后，事有必至，理有固然。……东陵在短期内先后得封禁、开禁关系，显出山林之变化，诚足贵也。然当局者之任意割伐，亦足惜也。[4]当然，给人印象更为深刻的是，我国文明发端很早的山西一些经长期开发的农业区的环境恶化状况。20世纪初，黄河流域旱涝灾害频繁。当时有个叫梅耶（F. Meyer）的美国人在山西五台山收集植物标本和作物种子。他发现那一带由于森林破坏很严重，滹沱河、汾河流域的水土流失非常严重。因为这个缘故，水涝灾害频繁发生。他拍了不少反映这种实际情况的照片，同时将这种情况报告给他的雇主——美国农业部外国作物引种处。1908年美国总统罗斯福（T. Roosevelt）在国会上作的一个关于自然保护重要性的报告中，利用他和另外一些人拍的同类照片和相关的文字说明[5]，提醒美国人注意在中国发生的不注重自然保护的灾难后果。要求大家保护森林，保护环境，以免重蹈中国的覆辙。其后，在山西南部和中部作过植物调查的瑞典人史密斯，在《中国期刊》中发表过“山西南部和中部植物学调查初步报告”[6]指出：山西的土地被超强度利用，森林遭受严重的过度开发。当地的居民用火和斧子毁坏一切森林。他认为这与时局混乱和政治不良密切相关。其结果是侵蚀加剧，土地砂石化。要重新造林非常困难。在南京金陵大学森林系任教授和森林系研究部主任的美国学者罗德民（W. C. Lowdermilk），曾利用1924和1925两年暑假在山西、河南、陕西等地作过森林考察和水土流失方面的调查，写过《山西森林滥伐和斜坡侵蚀》、《山西土地利用的变迁》等论文。文章列举了大量的事实，指出山西汾河流域的宁武等地区，由于植被被随意破坏，以垦荒种地，导致当地环境恶化。气候干燥时，旱灾严重；一旦下雨，由于缺少涵养水源林，经常洪涝成灾。因为地表径流造成土壤严重侵蚀，河流淤塞，导致平原地区土地、房屋被淹。在陡坡毁林开荒的结果使自然灾害不断加重。他不但写下了大量的文字资料，而且也摄取了大量的图片。生动地记录了我国各地自然植被遭到破坏，土壤受到侵蚀，河流和农田水利设施为泥沙淤积所破坏，自然灾害不断加剧的客观现实。并被作为一种惨痛的教训在国外用于警醒世人。他还提出应该设法恢复森林植被，进行水土保持以减轻自然灾害[7]。可能受罗德民等学者工作的影响，后来于1930年，当时的国民政府行政院公布了“堤防造林及限制倾斜地垦殖办法”。 从上面这个事例中可以看出，当时西方人的这些文章在我国的学者中是产生过一定的影响的，尤其是梅耶的资料经当时美国总统罗斯福在国会上宣讲后，当时也曾由我国林学家向国人作了介绍。环境恶化到被当作反面教材的地步，按理说本国的政府和人民应该警醒，可惜在战乱期间，尽管我国的林学家进行各种宣传、教育以唤醒世人对自然环境破坏导致各种恶果的醒悟。在他们的影响下，当时的政府也制订了一些保护森林植被和植造防护林的措施，有的还进行了初步的工作。但终究缺乏合适的社会大环境，这种关系建设的声音和民众的呻吟都被随时产生的炮火声给淹没了。二．东北地区森林的破坏中华人民共和国成立后，其实森林的覆盖率已经很低。总体而言，东北是唯一农业开发程度较轻、保存较多原始林区的地方。根据林业部门的资料，东北大兴安岭林区有林地面积1500万公顷，森林覆盖率约62%，森林总蓄积量为14亿立方米，是我国最大的林区[8]；小兴安岭林区有林地面积为600多万公顷，森林总蓄积为亿立方米；东北东部山地林区有林地面积约1000多万公顷，森林覆盖率为，森林总蓄积量为亿立方米。这3 处林区的林地和蓄积量分别占全国林地总面积11528万公顷和森林总蓄积量亿立方米的27%和30%。按理说应该充分利用有利的社会条件，吸取华北等地森林破坏的严重教训，做好这片“绿宝盆”的维护工作。 解放初期，东北森林的采伐方式普遍采用“强渡择伐”，当地的森林工业干部不同意皆伐的作业方式。根据经验，他们知道，用皆伐方式砍掉红松之后，再长出来的就不是红松[9]。值得一提的是，当时很多学有所长的植物学家和林学家如刘慎鄂等都曾经指出，应该保护森林植被，在林区进行采伐作业时，应该根据森林植被的演替规律，采取合适的采伐方式，以达到合理利用资源、持续利用的目的。 刘慎谔在1954年的一个报告中就森林的采伐应该采取择伐抑或皆伐方式时认为：“……择伐作业的方式，虽然不利于拖拉机的运输。但是采伐方式的目的，首先是为更新服务，保证森林的迅速恢复，不能脱离更新的利益或忽视树种生长的特殊习性，单纯为拖拉机化追求有利条件”。同时还指出：“两者相较，则以来自择伐迹地的补苗更新，优于来自皆伐迹地的植树造林。此则后者不仅在目前受有人力物力的限制，而且将受有采伐循环的影响”[10]。道明了在林区实行择伐的益处。 1957年，这位正直而富有才华的学者在“关于大小兴安岭的森林更新问题”一文中进一步就东北地区森林资源的合理利用提出了自己卓越的见解。文中严肃地指出：“森林更新的研究工作，必须建立在植物生态学和地植物学的基础之上，而不应该看成是一种单纯的林业技术问题。我们强调这一点，因为现在东北林区有大量的采伐迹地不能更新或不易更新，造成严重的破坏现象。有些外宾在参观我们的林区之后，提出忠告说，我们应该对我们的后代子孙负责。但在森林经营部门常常只认为是技术问题，要求提高技术，改进技术……但是我们认为……如果不从生态地植物学的观点找出森林更替演变的全面规律性，只凭主观愿望在技术方面要求改进，则技术就会缺乏理论依据，解决不了森林的更新问题。”文中还就具体的造林问题提出要考虑造林树种的生物特性和林地的立地条件。认为：“正是由于我们在造林方面往往不顾树种的生物特性和林地的立地条件，而选定一种优良树种，逢地皆栽，结果成活率不高，说是技术问题；苗木发育不良，也说是技术问题。……但是否是技术问题，就是疑问。”文中还就当时片面强调机械化皆伐提出不同的看法。他说：“我们只听到说，苏联或其他国家采用的什么采伐方式或什么样的机械化，而不问人家的树种如何？树性如何？生长地点又如何？因而就想机械地搬运过来。在森林工业部门有好多人是这样想法，在森林经营部门有好多人也是这样想法”，但这种想法无疑是片面的，“因为每一树种有每一树种的生物特性，有其每一树种的更新规律性，而不能强求一律，强求就会造成在采伐以后无可弥补的严重损失。” 1963年，刘慎谔在“动态地植物学”一文中，具体就人工植被的建立和自然植被的改造问题，提出了很好的见解。文中反对采用皆伐的作业方式，倡导采取措施，保护森林的天然更新。面对大跃进时期一些盲目主张“皆伐”进行森林人工更新的主张，这位学者指出：“必须重新对人工更新和天然更新的树木生长量进行比较统计，不能象以前那样单凭主观想象和主观愿望”。 因此刘慎谔主张采取择伐，最好是弱度择伐。这样既有利于红松等林内更新的树种更新，也有利于保留林中的幼壮树木，从而缩短森林的采伐周期，使其迅速循环，以保证国家对木材的源源供应。另外，采用择伐还可以保全较好的森林植被，而不象皆伐那样，使林地迅速变成荒山秃岭，造成严重的水旱灾害。他还指出：“近几年来，东北的水灾不是愈来愈轻而是愈来愈重，本年夏季松花江的水位高涨，已经打破过去以前从来没有的记录……近来经过大面积的皆伐作业之后，不能不对东北的水灾直接产生一定的影响，这是值得引起林业当局高度警惕的。”[11] 可悲的是，无论是林区干部的经验，还是这些“首先觉悟者”们的主张并没有引起人们的重视。特别是刘慎鄂这样对东北林区有充分调查，同时知道如何合理利用森林资源的学者的建议并未被当地林业部门的决策者采纳[12]，还是规定：“以人工更新为主”。因为：“在领导方面，为了要进行机械化，就强调皆伐作业，认为不同意机械化，好象就是旧脑筋不能接受新事物。……规定的采伐方式，称为‘伐区式皆伐’，现在又改称为‘窄带皆伐’……询之森林经营部门干部的意见，他们说，他们是按照制度办事，上面怎么交代，下面就怎么办，……可是更新的问题是否解决了？好象谁也没有把握。”[13] 事实证明刘慎谔等专家的意见是有道理的。因为当时即使在所谓强度择伐迹地上的红松小苗也常因为遮荫不足而枯死。在皆伐的迹地上上的情况就更为不妙。在皆伐林区，尽管留了一些针叶母树，同时进行了红松的直播造林，但是并没有红松长出，代之出现的是以糠椴、山杨等阔叶树为主的针阔混交林。原因在于红松、云杉、冷杉都是在林内更新，而全光不适于这类树木小苗的生长，因此无法直接恢复。另外，在有些皆伐的迹地中长出的是杂草。结果是“只见砍伐森林，不见恢复森林”。[14]而且情况日趋严重。 当时存在的问题在于不注意以往经验的总结。不根据客观情况，片面强调学习苏联经验，盲目主张皆伐。全然不顾苏联森林面积很广，远非中国可比这样一种实际情况；也不考虑捷克、法国和东德仍然采用择伐的国家的经验。此外，一方面强调采伐工业的速度，提高木材产量。另一方面效率低下和浪费木材的现象却十分严重。有专家指出，我国当时森林资源的利用只有27%，原木的利用率只有50%。而发达国家的原木利用都已利用到80—90%以上。东德的一个教授在看到东北林区内木材的惊人浪费现象时感慨地说：“如果你们说你们的木材不够用的话，你们只要少糟蹋一些，还可以少砍一些，也就等于多生长一些。”其实只要少浪费一些，我们的森林破坏速度也会减缓一些。当时甚至流行放手采伐，然后进行全面人工造林的主张；而全然不顾森林的演替规律，以及当地森林生长缓慢和木材供应的持续性之特点；有人则从一种急攻近利的观点出发，主张放弃生长比较迟缓的针叶树种，通过重新造林以发展速生树种森林来解决木材需求和发展林业，完全不顾国家建设和人民生活中的不同需要。 由于决策者缺乏科学的育林用林思想，诚如有人指出的那样：“在全部伐区的任务，都集中在怎样完成和超额完成采伐任务的观点上”[15]只是抱着迅速进入理想的共产主义社会的良好愿望。充满激情的劳动者为了多快好省地建设社会主义，在缺乏远见的领导指挥下，盲目地模仿苏联做法，使我国仅存的比较完好的东北的原始森林，被一片片地“皆伐”。一个个林业局，一个个林场，把颇有哲理的“斧斤以时进山林”、和“木不中伐，不鬻于市”的古训当作旧观念加以抛弃。无形中充当了可怕的“绿色杀手”。他们在剃头式地砍树过程中，虽然也有大炼钢铁和毁林开荒等盲目的破坏；但另一方面，应当承认，在短期内，林业部门确实为当时国家建设提供了大量的木材和资金，也使自己成为富有的“林大头”。然而这种杀鸡取蛋式的掠夺自然方式，不但使天然林遭到史无前例的迅速破坏，而且也使自己赖以生存的经济发生了很大的危机。 有资料表明，自上个世纪50年代以来，我国东北林区经历着严重的过度采伐。以东北原先森林覆盖率最突出的黑龙江为例，“三江平原从1962年至1976年的14年间，该地区天然林面积减少了25%，……又如，爱辉县的北师河、西峰山、得都县的小兴安等公社，垦荒点建在小兴安岭南部的岭脊，由于毁林开荒使小兴安岭南部的兴安岭主脉，已接近被垦通，成为大小兴安岭天然防护林体系的突破口”。 “由于森林资源的日渐败落和近20余年的集中过量采伐，可采资源已日趋减少，全省48个林业（企业）局，已有35个局已感到难以维持现有生产水平，乌敏河、八面通等12个林业局，可采资源已枯竭，不得不被迫停产而转为经营局。有半数的局不能实现永续利用，积重难返。”[16]在吉林发生的情况也差不多，“1958年至1966年，长白山林区蒙受过量采伐和乱砍滥伐的威胁。十年‘文化大革命’期间的森林过量采伐尤为严重。仅以松江何林业局为例，1971年—1975年的采伐面积较前5年的多1倍，比1958—1962年多5倍。1958—1978年总采伐面积4万多公顷，其中皆伐面积有2万多公顷。虽然采伐基地大多数已更新造林，但已由高大成片的原始林变成低矮的幼丛林。特别是长白山林区的采伐量在60年代达到了高峰，与1930年开采前相比较，在降水量等方面已发生巨大变化。”[17]严酷的现实是，当遍布各地的林业局在不顾一切的向青山杀去的时候，就注定这种杀鸡取蛋式的掠夺行为不能持久。终于在这些林场、林业局一个个刀光闪闪地会师时，这些勤劳的劳动者们终于悲哀地发现，他们的面前已经无树可砍。 森林破坏导致的恶果是非常严重的。以上述的黑龙江省为例，它“致使气候恶化……平均大风日数每年增加22天。……蒸发量是降水量的四、五倍，十年九旱，……泰来、杜蒙、肇源、大庆、齐市（齐齐哈尔），有沙地面积1200万亩，现在洼地盐碱化、岗地沙化、草原退化。杜蒙现有土地，70%是沙地，风剥现象连年发生，1980年5月27日的一场大风，70%的耕地受灾，24万亩毁种”。 “全省的耕地土壤肥力下降，有机质含量以千分之一到千分之二的速度递减，耕地黑土层厚度以每年一厘米的速度递减……近年来全省水土流失面积已达7500万亩，超过全省耕地面积的一半以上，每年流失土量亿立米。黑龙江的森林资源严重破坏还造成松嫩平原、三江平原严重水灾”[18]。 随着他们不得不放下“屠刀”的同时，不但往日的经济繁荣已经不再可见，而且原先的老虎、梅花鹿、山参等珍贵的生物资源也成为昨日黄花[19]、[20]。镜泊湖等名胜，原先应有的瀑布，已经难以再现，湖边的参天大树的无情清除，使这棵东北明珠失去往昔固有深邃、含蓄的富有韵味之美，粼粼的波光没有了树海的掩映、松涛声的协拍，低矮的次生林掩饰不了长湖的悲凉和神伤。从东北这棵明珠经历的沧桑，也使人深深地体会到“风光”—“风景”—“风水”的丢失。更令人难堪的是，大自然开始了狠狠的报复，使东北地区水涝灾害加剧，1998年的洪灾使当地人民遭受了巨大的生命财产的损失。而原先令人自豪的黑土地，也随着日益加剧的侵蚀而面临危机。原来在华北少林地区频繁出现的水涝灾害和严重的土壤侵蚀，仅仅在半个世纪之后又在东北初露端倪。林业部降格为林业局也从一个侧面体现了砍树“林大头”的终结，而环保局成为环保总局也从一个侧面表明原先从资源的过度耗费已经使人们不得不把保护放到了更高的议事日程。三．有关的思考 当然东北林区森林破坏只是我国这方面的一个缩影，实际上，在上个世纪下半叶，我国森林的采育和更新由于缺乏科学的管理和规划，一直在遭受着严重的摧残。1949年，国家计划内的木材产量为567万立方米，到1984年前后，增加到5000万立方米左右[21]。以这种速度砍树，环境恶化恐怕就是意料之中的事了。有人这样写道：“在左的路线影响下，森林资源方面的政策失误，管理不善，致使全国主要采伐林区超量采伐，消耗量大于生长量。到80年代末，出现了森林资源危机和经济危机的严重局面。”[22]充分说明了后果的严重性。 东北林区的破坏，很好地证明，一个地区乃至整个国家，如果不能很好地合理利用资源，缺乏长远的战略眼光，没有长远的打算，那么很快就会酿成灾难。当然首先是自然灾害，处理不当，就会使之发展为社会灾难。因为自然和社会是通过经济加以联系的。应该说东北地区的人们和其他地区的人们一样是勤劳勇敢的。他们也都不缺乏智慧和聪明。那么问题出在哪里呢？很显然，是我们的政策缺乏长远的考虑。也没有使人民真的有“主人翁”的责任感，就是说有保护森林的自觉性。或者说他们过于相信上级，并未考虑到森林的破坏与他们和社会的切身关系，他们只是服从国家的命令，完成上级交给的任务。一旦上级的指示出了问题，他们是不会考虑，或者考虑也不起作用的。 另外，不尊重合理的科学建议，是这块“宝地”遭到迅速破坏的主要原因之一。很显然，假如在开发东被森林资源的时候，稍微考虑一下刘慎谔等林学家的合理建议，采取弱度的“择伐”，那么毫无疑问就能较好地保持森林的天然更新，使其良性循环，完整地维持这个巨大的“绿色金库”，使之更好地发挥应有的长远经济效益和生态效益。按理说，实事求是是唯物主义者的优良传统，但遇到一些具体的决策问题时，一些政府领导却往往忽略了这种应有的基本精神。 大家知道，在东北那种气温低、降水量少的林区，树木的生长和更新是非常缓慢的。只有分期分批把适合开采的林木逐步采伐，同时抚育那些还属于未成熟或幼龄的森林，才能使这种可更新资源达到持续利用的目的。这样做还有另一方面的好处，即保持良好的植物生态群落。中华人民共和国成立以来，国内的造林方式存在着很突出的问题。且不论当时的形式主义，年年造林，年年不见新林出现，常搞些虚幻的数字，自欺欺人；致命的弱点体现在不讲究科学。正如刘慎谔所指出的那样，红松林的更新是有其自身的规律性的，仅凭主观意志结果只是适得其反。 这种情况在全国是普遍存在的。在南方的红壤土丘陵中，马尾松通常能生长在向阳和山梁上，而杉木通常生长在比较潮湿和遮荫的山坳和山坡中。而当地的一些地方干部一般只知道凭着良好的愿望，经常令百姓一座山一座山地把原来的植被砍伐甚至烧掉，然后再种上经济价值较高或生长较快的单一数种。殊不知，违反了植物分布的基本规律，结果常常是事倍功半得不偿失。其实维护原来的植被，合理地进行适当的人工更新，比这种“整齐划一”的造林方式要经济和可行得多。在不适合地方种植不合适的树不能达到理想的结果；至于在不合适的地方造林，胡乱地号召、发动群众做违反树木本身生长规律的事，盲目鼓吹“人定胜天”只能是劳民伤财。 对于森林的爱护，古人已经多有很好的论述，护林碑在我国各地都有。但是为何大家都知道护林的重要，甚至立碑强调它的重要性，为何还是不管用呢？其中很重要的一个原因就是法律的保障方面存在着缺陷，因而生产建设中存在的急功近利、好大喜功的浮躁、短视行为就很容易给包括森林在内的各种资源带来致命的危害。因为开发资源非常容易显露成绩，迅速带来本部门的荣耀和种种经济乃至政治上的好处，而维护资源则是一个需要耐心、进行持久而细致甚至艰苦工作的过程，成绩的显现也要缓慢得多。另外，中华人民共和国成立后，五六十年代的初期和八十年代初期两次的所有制变革也给集体森林带来了严重的破坏。头次是因为公有制使不少农民试图将要成为公有的林木尽量采伐，到手的就是自己的或是小集体的财产。改革开放以后，不少地区的山林又划归私人经营，许多农民生怕以后政策又发生变化，马上把树尽量砍伐，造成了森林的第二次严重破坏。如果我们的森林法从一开始就考虑得全面一点，对业绩的评价体系有更客观的指标，法律能被始终如一地执行，那么那种不计后果的开发方式可能就不会蔓延。 也许我们应该从我国东北林区的破坏吸取这样一个教训，即涉及资源、环境这样一些重大决策的问题，应该避免主观浮躁、急功近利和片面强调部门利益。片面地迎合所谓的“建设需求”。应该充分总结以往的有关国家和地区的发展经验，要有长远的战略眼光，多听取各方面的意见。有严肃的科学理论分析和实验依据，用科学的理论指导实践。使实践符合自然规律。急功近利往往欲速则不达，有时甚至走向劳民伤财的一面。因为这种涉及整个国家和民族利益的问题，需要严谨、科学，忌讳哗众取宠、欺世盗名。一旦处理不好，将带来严重的灾难性后果。不但给国家和人民造成严重的经济财产损失，而且可能使我们的生存环境恶化，失去持续发展的先机，为以后的发展背上承重的包袱，在后人身上造孽。这种教训有过不少，这种失误不是哪个部门和团体对此负责就能了事的，追究个人责任既无可能也无意义。
学术堂整理了十五个植物景观设计方向的论文选题,供大家参考:1.郑州紫荆山公园植物群落美景度评价2.多肉植物在景观园林绿化中的应用3.南宁市彩叶植物研究概况4.合肥滨湖国家森林公园植物配置研究5.浅析园林植物病虫害现状及综合防治6.佳木斯市园林木本植物多样性与应用调查研究7.基于层次分析法的宁夏职业技术学院校园植物景观美学评价8.塔里木盆地园林工程提高植物成活率的途径9.地锦育苗及园林绿化栽培技术10.陕西关中主要城市观花树种花的观赏性状分析11.城市园林植物病虫害的特点及生态控制策略12.广西地区15种典型园林观赏植物的耐阴性及光合特性13.上海常绿树种固碳释氧和降温增湿效益研究14.南京市不同园林植物根际土壤养分和重金属富集特征15.园林道路绿化种植的配置方法探索
专科相对好写。。。不知你是做设计还是要只写论文可以写你们地区某个公园的植物景观设计分析、某小区的植物景观设计、老城区或商业区的植物设计 也可以写一些特殊区域的，比如 工厂、矿区或者医院，这些地方在做植物设计的时候都有额外的要求。