遙感綜合實習(xí)報告一、前言古語有云“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”。為了更好的了解陜西省地理環(huán)境特征以及土地利用方式，掌握利用遙感影像進行地物的解譯分析，實現(xiàn)土地利用動態(tài)變化監(jiān)測，我們在老師的帶領(lǐng)下進行了為期五天的遙感綜合實習(xí)。途徑關(guān)中平原、土石山區(qū)、陜北黃土高原地形地貌區(qū)的20多個縣市，行程1200余公里。在領(lǐng)略沿途自然景觀的同時，將遙感影像與實地考察結(jié)合起來，注意觀察不同地區(qū)土地利用方式，實現(xiàn)理論知識與野外實踐的驗證和鞏固。二、實習(xí)時間：2011.6.132011.6.17三、實習(xí)路線楊凌西安市周至縣啞柏鎮(zhèn)渭南市華縣渭南市合陽縣洽川鎮(zhèn)渭南市韓城市延安市宜川縣延安市宜川縣壺口鄉(xiāng)延安市寶塔區(qū)南泥灣鎮(zhèn)延安市安塞縣延安市宜川縣棗園延安市洛川縣延安市三原縣楊凌三、實習(xí)目的1、通過對渭河盆地、黃土高原地形地貌區(qū)的實地考察，結(jié)合遙感影像，進行土地利用規(guī)律分析2、根據(jù)遙感影像形狀、大小、陰影、色調(diào)、紋理、圖案、位置和布局，掌握主要土地利用類型解譯標志方法3、了解和掌握同一地區(qū)不同時期影像上的地物特征變化規(guī)律四、實習(xí)準備1、自然地理環(huán)境1.1關(guān)中平原1.1.1關(guān)中簡介關(guān)中，指陜西省秦嶺北麓渭河沖積平原（渭河流域一帶），平均海拔約500米，所以有渭河平原、關(guān)中平原等稱呼，其北部為陜北黃土高原，向南則是陜南盆地、秦巴山脈，為陜西的工、農(nóng)業(yè)發(fā)達，人口密集地區(qū)，富庶之地，號稱“八百里秦川”。1.1.2地理地貌關(guān)中盆地夾持于陜北高原與秦嶺山脈之間，為喜馬拉雅運動時期形成的巨型斷陷帶。盆地兩側(cè)均為高角度正斷層。斷層線上有一連串泉水和溫泉出露。南北兩側(cè)山脈沿斷層線不斷上升，盆地徐徐下降，形成地塹式構(gòu)造平原。關(guān)中平原形成后，不僅有黃土堆積其間，更重要的是渭河及其兩側(cè)支流攜帶大量泥沙填充淤積其中，第四紀松散沉積，最大厚度達7000余米。因地殼間歇性變動和河流下切，形成高度不等的階地?；镜孛差愋褪呛恿麟A地和黃土臺塬。渭河橫貫盆地入黃河，河槽地勢低平，海拔326600米。從渭河河槽向南、北南側(cè)，地勢呈不對稱性階梯狀增高，由一二級河流沖積階地過渡到高出渭河200500米的一級或二級黃土臺塬。階地在北岸呈連續(xù)狀分布，南岸則殘缺不全。渭河各主要支流，也有相應(yīng)的多級階地。寬廣的階地平原是關(guān)中最肥沃的地帶。渭河北岸二級階地與陜北高原之間，分布著東西延伸的渭北黃土臺塬，塬面廣闊，一般海拔460800米，是關(guān)中主要的產(chǎn)糧區(qū)。渭河南側(cè)的黃土臺塬斷續(xù)分布，高出渭河約250400米，呈階梯狀或傾斜的盾狀，由秦嶺北麓向渭河平原緩傾。1.2 陜北黃土高原1.2.1 簡介黃土高原按地形差別分隴中高原、陜北高原、山西高原和豫西山地等區(qū)。陜北黃土高原位于“北山”（指陜北黃土高原南緣與關(guān)中盆地過渡地帶的一系列以灰?guī)r為主的石質(zhì)山丘）以北，是我國黃土高原的中心部分。1.2.2 地理地貌陜北黃土高原地勢西北高，東南低?？偯娣e92521.4平方公里，是在中生代基巖所構(gòu)成的古地形基礎(chǔ)上，覆蓋新生代紅土和很厚的黃土層，再經(jīng)過流水切割和土壤侵蝕而形成的?；镜孛差愋褪屈S土塬、梁、峁、溝、塬，是黃土高原經(jīng)過現(xiàn)代溝壑分割后留存下來的高原面。梁、峁，是黃土塬經(jīng)溝壑分割破碎而形成的黃土丘陵，或是與黃土期前的古丘陵地形有繼承關(guān)系。溝大都是流水集中進行線狀侵蝕并伴以滑塌、瀉溜的結(jié)果。1.2.3 區(qū)域特征從區(qū)域組成特征看，延安以北地面切割嚴重，是以峁為主的峁梁溝壑丘陵區(qū)；延安、延長、延川是以梁為主的梁峁溝壑丘陵區(qū)；西部為較大河流的分水嶺多梁狀丘陵。延安以南是以塬為主的塬梁溝壑區(qū)。洛川原是保存較完整、面積較大的黃土塬。宜川、彬縣、長武一帶，因溝谷蠶食，形成了破碎塬。陜北黃土高原上分布著一些不太高的山地，有白于山、子午嶺、嶗山、黃龍山等。延河上游在安塞縣故址沿河灣一劈為二：東面一條為延河，西面一條為杏子河。1.2.4 黃土高原植被1.2.4.1 植被分布地帶性黃土高原植被分布的地帶性規(guī)律使毋庸置疑的，子南向北，自然植被呈呈森林向草原過渡的總體趨勢。不同土質(zhì)、地形部位和坡向的地塊，土壤水分狀況存在一定差異，適合不同植被群落的生長。但黃土高原的植被分布也存在以下非地帶性特征，其植被分布的總體特征應(yīng)為植被的地帶性分布與非地帶性分布兩者的自然組合。1.2.4.2 土質(zhì)非地帶性微地貌非地帶性黃土高原溝壑密集，地形切割深。由于地表徑流和土壤重力自由水向下運移，塬面、梁峁等正地形部位，土壤含水量較低，地下水埋藏深；溝谷及溝坡中下部等負地形部位，土壤含水量較高，地下水埋藏淺。在半干旱、半濕潤的氣候條件下，溝谷及溝坡中下部的土壤水分條件往往適合樹木的生長，自然植被為森林，梁峁、塬面及溝坡中上部的土壤水分條件往往適合草灌的生長，自然植被為草原。溝坡森林植被的分布高度，自南向北呈降低的趨勢。1.2.4.3 坡向非地帶性陽坡坡地的地面蒸發(fā)耗水大于陰坡，同一區(qū)域陽坡的土壤水分條件往往較陰坡干旱。因此，陽坡的植被群落往往較陰坡更耐干旱。溝坡的森林分布上限，陰坡高于陽坡。黃土高原的自然植被具有明顯的地帶性與非地帶性特征。史前時期，黃土高原在土石山區(qū)和黃土谷地發(fā)育繁茂的森林，而在黃土高原梁峁和塬面上以草原植被為主。黃土高原的植被建設(shè)必須按照植被的自然分布規(guī)律，遵循土壤水分的可持續(xù)利用原則，因地制宜，科學(xué)規(guī)劃。在自然植被為森林的區(qū)域，恢復(fù)森林植被，在草原區(qū)域恢復(fù)草原植被2、遙感影像特征2.1 TM各波段特征TM1 波長0.45-0.52um，為藍色波段。該波段位于水體衰減系數(shù)最小的部位，對水體的穿透力最大，對葉綠素和葉色素濃度敏感，用于區(qū)分土壤與植被、落葉林與針葉林，進行水系及淺海水域制圖，有助于判別水深及水中葉綠素分布以及水中是否有水華等。TM2 波長0.52-0.60um,為綠波段。該波段位于綠色植物的反射峰附近，對水體具有一定的穿透力，對健康茂盛植物的反射敏感,用于探測健康植物綠色反射率, 識別植物類別和評價植物生產(chǎn)力，可反映水下地形、沙洲、沿岸沙壩等特征。TM3 波長0.62-0.69um，為紅波段。該波段位于葉綠素的主要吸收帶，可用于區(qū)分植物類型、覆蓋度、判斷植物生長狀況等，此外該波段對裸露地表、植被、巖性、地層、構(gòu)造、地貌、水文等特征均可提供豐富的植物信息TM4 波長0.76-0.96um，為近紅外波段。該波段位于植物的高反射區(qū)，反映了大量的植物信息，多用于植物的識別、分類。同時它也位于水體的強吸收區(qū)，用于勾繪水體邊界，識別與水有關(guān)的地質(zhì)構(gòu)造、地貌等。TM5 波長1.55-1.75um，為短波紅外波段。該波段位于兩個水體吸收帶之間，對植物和土壤水分含量敏感，從而提高了區(qū)分作物的能力。此外，在該波段上雪比云的反射率低，兩者易于區(qū)分，TM5的信息量大，應(yīng)用率較高。TM6 波長10.512.5um，為熱紅外波段。該波段對地物熱量輻射敏感，根據(jù)輻射熱差異可用于作物與森林區(qū)分、水體、巖石等地表特征識別。TM7 波長2.082.35um，為短波外波段。波長比TM5大，是專為地質(zhì)調(diào)查追加的波段，該波段對巖石、特定礦物反應(yīng)敏感，用于區(qū)分主要巖石類型、巖石水熱蝕變，探測與交代巖石有關(guān)的粘土礦物等。2.2光譜差異TM1居民地與河流菜地不易分開；TM2居民地與河流菜地不易分；TM3鄉(xiāng)村與菜地不易分；TM4農(nóng)田與道路不易分，鄉(xiāng)鎮(zhèn)，道路，河灘易混；TM5縣城與農(nóng)田不易分；TM6村莊與河流易混。所以在遙感類型的提取上，一般采?。撼鞘信c鄉(xiāng)鎮(zhèn)的提取:TM1+TM7+TM3+TM5+TM6+TM2-TM4鄉(xiāng)鎮(zhèn)與村落:TM1+TM2+TM3+TM6+TM7-TM4-TM5河流的提取:TM5+TM6+TM7-TM1-TM2-TM4道路的提?。篢M6-（TM1+TM2+TM+-TM4+TM5+TM7）五、實習(xí)內(nèi)容1、實習(xí)站點及內(nèi)容1.1 第一天第一站 楊凌渭河大橋南岸：對比觀察渭河南北兩岸的土地利用方式，分析遙感影像上該地區(qū)的地物特征第二站 華西鎮(zhèn)楊村渭河大橋：第三站 大荔縣路旁沙丘：分析沙地在遙感影像上的特征，觀察沙丘上種植的植被第四站 西禹高速金水溝大橋：觀測溝坡及溝底的植被生長狀況，分析溝壑在影像上的特征1.2 第二天 第一站 洽川鎮(zhèn)黃河魂風景區(qū)：參觀大里灣引黃樞紐水電站以及黃河濕地，在這里，看到了大片的荷花池第二站 黃龍山大嶺：在黃龍山一路顛簸，途中觀察土石山地貌，分析其在影像上的特征1.3 第三天第一站 黃河壺口瀑布風景區(qū)第二站 黃土風情觀察區(qū)第三站 南泥灣鎮(zhèn)：參觀南泥灣紀念館，觀察種植的稻田，分析稻田的影響特征1.4 第四天第一站 中科院水保所安塞站 ：了解該實驗站基本情況第二站 安塞腰鼓山：觀察黃土高原典型地貌及黃土高原溝坡中植被在影像上的特征1.5 第五天第一站 黃土國家地址公園第二戰(zhàn) 濁峪河橋頭：觀察黃土丘陵到關(guān)中平原過渡的地貌特征2、波段組合及專題應(yīng)用由于地物的復(fù)雜性和多樣性,在進行地質(zhì)現(xiàn)象的解釋時, 只選一個波段是不夠的,常將幾個波段進行組合，利用多波段圖像之間的差異進行特征提取,可獲得較多的信息量。321：真彩色合成，即3、2、1波段分別賦予紅、綠、藍色，則獲得自然彩色合成圖像，圖像的色彩與原地區(qū)或景物的實際色彩一致。321波段組合上，裸地比較清晰，水系不清晰。水體和植被均為綠色，區(qū)別不大。耕地為土黃色，建筑用地為白色。該波段組合不常用。543：5、4、3波段分別賦予紅、綠、 藍三種顏色生成假彩色合成圖像，這個組合的合成圖像不僅類似于自然色，較為符號人們的視覺習(xí)慣，而且由于信息量豐富，能充分顯示各種地物影像特征的差別。在543 波段合成影像上，河床兩邊灌木茂密，呈現(xiàn)墨綠色。山頂?shù)陌咨珵楦?，紫紅色為石山地，綠色為喬木林。黃土高原有明顯的陡坎，塬面上為淡綠色，溝里的蘋果園呈綠色，但顏色比喬木淺。水體邊界界限清晰，內(nèi)部色調(diào)均勻。山體的邊界有明顯的顏色過度。432：紅外假彩色合成，即4、3、2波段分別賦予紅、綠、藍色。在植被、農(nóng)作物、土地利用和濕地分析的遙感方面，這是最常用的波段組合。在 432 波段合成影像上，植被都為紅色，包括農(nóng)田、草地、溝谷中小灌木。小麥收割后地塊為淺綠色，裸地為青色，居民地為淺藍色，荷塘為墨色，道路為藍色，裸露田地偏灰色。4、6月影像中，黃土覆蓋的溝谷呈綠色，巖石裸露的溝谷呈藍色，水體為深黑色，白色區(qū)域為沙灘，淺灰色為苔原。6 月份小麥收割，被燒毀的麥茬地，在影像上呈墨綠色。7 月份，樹葉子長勢好，地里種植有棉花、黃花菜、玉米等。 秦嶺地帶，白色斑塊為云，陰影為黑色，以此可以判斷太陽方位。542：在542 波段合成影像上，綠色表示植被，如白水等地的蘋果園，長勢好的植被顏色較暗，如濃密喬木林。水系為深藍色，植被為綠色。植被稀疏荷塘呈深藍色、黃河呈深藍偏黑色，建筑用地為白色，塬面淡紫色為耕地，坡向延伸紫色為荒草地。居民地和無植被土地，包括道路均為藍色，但居民地色調(diào)更深。5 波段和4 波段水體反射率低，顏色深，2 波段反射率相對較高，所以水體呈深藍色。粉紅色的規(guī)則地塊為小麥收割后的裸地。此組合對溝谷的區(qū)分度差，但水系較清晰。342：在342 波段合成影像上，植被為綠色，紫紅色為小麥收割地，黑色為溝、梁、山脊，紫色為水體、池塘。渭河為藍色，水淺，泥沙含量高。渭河邊上的黑色區(qū)域為沒有種植荷花區(qū)域。此組合溝谷邊緣變化明顯。根據(jù)地塊的大小、分布和方向可以推斷海拔的變化，山地中的地塊較小、分散且方向一致，而平原上的地塊大、連續(xù)。3.土地利用方式3.1關(guān)中平原關(guān)中平原屬于暖溫帶半濕潤的季風氣候區(qū)，雨量適中，四季分明。境內(nèi)有渭河、洛河等流域，年降水量507.7719.8毫米。以渭河為界，由于水熱條件以及地形因素的影響，渭河以南主要是種植苗木，另外還種植花生、棉花、西瓜、黃花菜等；而渭河以北多種植小麥玉米等農(nóng)作物。 位于洛河和渭河之間的大荔縣由于降水量較周邊地區(qū)少，多為沙地、鹽堿地，這里主要種植耐旱的棗樹、棉花、油菜、花生等，包括沙地上的草木，葉子細小，根系發(fā)達，有助于保水抗旱。 黃河三門峽大壩是新中國成立后我國在黃河上興建的第一座大型水利樞紐工程。后來，三門峽河道泥沙堆積，導(dǎo)致潼關(guān)的河道抬高，渭河成為懸河，關(guān)中平原的地下水無法排出，土地出現(xiàn)鹽堿化甚至沼澤化，嚴重影響了糧食產(chǎn)量。三門峽庫水庫壩低水高導(dǎo)致周圍大部分地區(qū)被淹沒，居民大量外遷，最后形成大面積良田，現(xiàn)為國營大荔農(nóng)場。黃龍山作為典型的土石山區(qū)，海拔約為1683 米，土層薄，巖石多，多為沉積巖如頁巖（在底部，層?。?、泥巖（抗風化差，塊小）、砂巖。山坡坡緩沒有陡崖，山上樹木茂密，垂直地帶性明顯，從喬木林逐漸過渡到灌木林。河流兩岸居民地分散，多種植花椒樹、玉米、花生等作物?？傊?，關(guān)中平原的土地利用類型主要為耕地，根據(jù)水熱條件等的不同，種植作物類型不同；居民地沿河流、道路分布；渭河沿岸有大面積苗木基地。3.2 陜北黃土高原陜北地域遼闊，自然資源豐富，天然次生林163萬畝，木材蓄積量308萬立方米。但由于環(huán)境和土質(zhì)的影響，很少有大范圍的農(nóng)耕區(qū)，耕地大都分散分布在山頂或者谷地，適宜發(fā)展畜牧業(yè)、林果業(yè)，如洛川大面積的蘋果園，除小麥、玉米、谷子、蕎麥、黃豆、綠豆、紅豆等糧食作物外，還盛產(chǎn)烤煙、花生、瓜類、薯類等經(jīng)濟作物。由于特殊的地形，居民地一般沿溝谷分散分布，也有坐落于山谷中的城鎮(zhèn)，如安塞縣，四面環(huán)山。南泥灣因其有利的地形、氣候等條件， 成為發(fā)展農(nóng)、林、牧漁的理想地區(qū)，素有“陜北小江南”之稱。這里流域面積達365平方公里，水源豐富。系丘陵溝壑區(qū)，土壤為黃綿土、水稻土，主要農(nóng)作物有水稻和玉米。南泥灣是延安精神的發(fā)源地，也是中國農(nóng)墾事業(yè)的發(fā)祥地。六、實習(xí)總結(jié)五天的野外實習(xí)考察，我們一路北上，途徑關(guān)中平原、土石山區(qū)、陜北黃土高原，最北到達了腰鼓之鄉(xiāng)安塞。雖然每天大部分時間都是在車上，但一路的自然景觀、不同的地質(zhì)地貌，還是讓我們學(xué)地理信息的人饒有興趣。實習(xí)中，常老師、李老師親自帶我們爬山坡、下溝谷、趟水走田埂。每到一個站點，常老師都先讓我們觀察地形、居民地分布、植被生長狀況等各種自然地理環(huán)境信息，然后在遙感影像圖上確定我們所在的位置，分析周圍各種土地利用類型在不同影像上的表現(xiàn)特征，找出同一地區(qū)不同影像上地物特征變化規(guī)律。實地觀察與遙感影像分析緊密結(jié)合，加深了我們對遙感解譯知識的理解和掌握，使課堂知識得到了鞏固和驗證。一路走來，常老師以師者的身份教會我們?nèi)绾巫鰧W(xué)問，以學(xué)者的身份讓我們明白科研的謹慎和艱辛。在中科院水保所安塞試驗站，我們看到了很多先進的農(nóng)業(yè)試驗和觀測設(shè)施，以及為防治水土流失而引進的國外植被品種。也讓我們意識到先進的技術(shù)措施和設(shè)備對農(nóng)林業(yè)發(fā)展的重要性。安塞試驗站作為黃土高原水土保持與可持續(xù)生態(tài)建設(shè)的平臺，在黃土高原農(nóng)林業(yè)建設(shè)中發(fā)揮了積極作用。在延安紅色革命根據(jù)地，我們參觀了棗園革命舊址，路經(jīng)寶塔山、毛澤東紀念館，知道了南泥灣的大生產(chǎn)運動，也明白了新中國勝利的來之不易。在“千里黃河一瀉傾”的壺口瀑布，大家趟水嬉戲、拍照留念，體驗了奔騰洶涌的黃河水流，感受了如黃河水一樣湍流不息的中華民族精神。遙感綜合實習(xí)圓滿的落下了帷幕，在實地觀察黃土高原特殊的地形地貌、領(lǐng)略壺口瀑布的雄渾壯觀和陜北自然風土人情的同時，我們也將遙感技術(shù)理論與這些實際的地理地形現(xiàn)象相結(jié)合，掌握了遙感影像解譯方法和技巧，了解了陜西部分地區(qū)土地利用類型，培養(yǎng)了綜合分析觀察能力。