西北農(nóng)林科技大學(xué)遙感綜合實(shí)習(xí)報(bào)告.doc
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遙感綜合實(shí)習(xí)報(bào)告一、前言古語(yǔ)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(jìn)行地物的解譯分析,實(shí)現(xiàn)土地利用動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè),我們?cè)诶蠋煹膸ьI(lǐng)下進(jìn)行了為期五天的遙感綜合實(shí)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(gè)縣市,行程1200余公里。在領(lǐng)略沿途自然景觀的同時(shí),將遙感影像與實(shí)地考察結(jié)合起來,注意觀察不同地區(qū)土地利用方式,實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)與野外實(shí)踐的驗(yàn)證和鞏固。二、實(shí)習(xí)時(shí)間:2011.6.132011.6.17三、實(shí)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(yáng)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(shí)習(xí)目的1、通過對(duì)渭河盆地、黃土高原地形地貌區(qū)的實(shí)地考察,結(jié)合遙感影像,進(jìn)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(biāo)志方法3、了解和掌握同一地區(qū)不同時(shí)期影像上的地物特征變化規(guī)律四、實(shí)習(xí)準(zhǔn)備1、自然地理環(huán)境1.1關(guān)中平原1.1.1關(guān)中簡(jiǎn)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(dá),人口密集地區(qū),富庶之地,號(hào)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(yùn)動(dòng)時(shí)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?cái)鄬泳€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(jì)松散沉積,最大厚度達(dá)7000余米。因地殼間歇性變動(dòng)和河流下切,形成高度不等的階地。基本地貌類型是河流階地和黃土臺(tái)塬。渭河橫貫盆地入黃河,河槽地勢(shì)低平,海拔326600米。從渭河河槽向南、北南側(cè),地勢(shì)呈不對(duì)稱性階梯狀增高,由一二級(jí)河流沖積階地過渡到高出渭河200500米的一級(jí)或二級(jí)黃土臺(tái)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(jí)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(jí)階地與陜北高原之間,分布著東西延伸的渭北黃土臺(tái)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(tái)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(jiǎn)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(guó)黃土高原的中心部分。1.2.2 地理地貌陜北黃土高原地勢(shì)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。基本地貌類型是黃土塬、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(jìn)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(yán)重,是以峁為主的峁梁溝壑丘陵區(qū);延安、延長(zhǎng)、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(zhǎng)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(shì)。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(zhǎng)。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(yùn)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(fù)地形部位,土壤含水量較高,地下水埋藏淺。在半干旱、半濕潤(rùn)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(zhǎng),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(zhǎng),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(shì)。1.2.4.3 坡向非地帶性陽(yáng)坡坡地的地面蒸發(fā)耗水大于陰坡,同一區(qū)域陽(yáng)坡的土壤水分條件往往較陰坡干旱。因此,陽(yáng)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(yáng)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(shí)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(zhǎng)0.45-0.52um,為藍(lán)色波段。該波段位于水體衰減系數(shù)最小的部位,對(duì)水體的穿透力最大,對(duì)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(jìn)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(zhǎng)0.52-0.60um,為綠波段。該波段位于綠色植物的反射峰附近,對(duì)水體具有一定的穿透力,對(duì)健康茂盛植物的反射敏感,用于探測(cè)健康植物綠色反射率, 識(shí)別植物類別和評(píng)價(jià)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(zhǎng)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(zhǎng)狀況等,此外該波段對(duì)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(zhǎng)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(shí)別、分類。同時(shí)它也位于水體的強(qiáng)吸收區(qū),用于勾繪水體邊界,識(shí)別與水有關(guān)的地質(zhì)構(gòu)造、地貌等。TM5 波長(zhǎng)1.55-1.75um,為短波紅外波段。該波段位于兩個(gè)水體吸收帶之間,對(duì)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(zhǎng)10.512.5um,為熱紅外波段。該波段對(duì)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(shí)別。TM7 波長(zhǎng)2.082.35um,為短波外波段。波長(zhǎng)比TM5大,是專為地質(zhì)調(diào)查追加的波段,該波段對(duì)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(cè)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道路的提取:TM6-(TM1+TM2+TM+-TM4+TM5+TM7)五、實(shí)習(xí)內(nèi)容1、實(shí)習(xí)站點(diǎn)及內(nèi)容1.1 第一天第一站 楊凌渭河大橋南岸:對(duì)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(cè)溝坡及溝底的植被生長(zhǎng)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(fēng)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(fēng)景區(qū)第二站 黃土風(fēng)情觀察區(qū)第三站 南泥灣鎮(zhèn):參觀南泥灣紀(jì)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(shí)驗(yàn)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(guó)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(jìn)行地質(zhì)現(xiàn)象的解釋時(shí), 只選一個(gè)波段是不夠的,常將幾個(gè)波段進(jìn)行組合,利用多波段圖像之間的差異進(jìn)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(lán)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(shí)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(lán)三種顏色生成假彩色合成圖像,這個(gè)組合的合成圖像不僅類似于自然色,較為符號(hào)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(lán)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?zhǔn)崭詈蟮貕K為淺綠色,裸地為青色,居民地為淺藍(lán)色,荷塘為墨色,道路為藍(lán)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(lán)色,水體為深黑色,白色區(qū)域?yàn)樯碁瑴\灰色為苔原。6 月份小麥?zhǔn)崭睿粺龤У柠湶绲?,在影像上呈墨綠色。7 月份,樹葉子長(zhǎng)勢(shì)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(yáng)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(zhǎng)勢(shì)好的植被顏色較暗,如濃密喬木林。水系為深藍(lán)色,植被為綠色。植被稀疏荷塘呈深藍(lán)色、黃河呈深藍(lán)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(wú)植被土地,包括道路均為藍(lán)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(duì)較高,所以水體呈深藍(lán)色。粉紅色的規(guī)則地塊為小麥?zhǔn)崭詈蟮穆愕?。此組合對(duì)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?zhǔn)崭畹?,黑色為溝、梁、山脊,紫色為水體、池塘。渭河為藍(lán)色,水淺,泥沙含量高。渭河邊上的黑色區(qū)域?yàn)闆]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(rùn)的季風(fēng)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(xì)小,根系發(fā)達(dá),有助于保水抗旱。 黃河三門峽大壩是新中國(guó)成立后我國(guó)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(wú)法排出,土地出現(xiàn)鹽堿化甚至沼澤化,嚴(yán)重影響了糧食產(chǎn)量。三門峽庫(kù)水庫(kù)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(guó)營(yíng)大荔農(nóng)場(chǎng)。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(yè)巖(在底部,層?。?、泥巖(抗風(fēng)化差,塊?。?、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(wàn)畝,木材蓄積量308萬(wàn)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(jì)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(dá)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(guó)農(nóng)墾事業(yè)的發(fā)祥地。六、實(shí)習(xí)總結(jié)五天的野外實(shí)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(dá)了腰鼓之鄉(xiāng)安塞。雖然每天大部分時(shí)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(shí)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(gè)站點(diǎn),常老師都先讓我們觀察地形、居民地分布、植被生長(zhǎng)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(shí)地觀察與遙感影像分析緊密結(jié)合,加深了我們對(duì)遙感解譯知識(shí)的理解和掌握,使課堂知識(shí)得到了鞏固和驗(yàn)證。一路走來,常老師以師者的身份教會(huì)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(jǐn)慎和艱辛。在中科院水保所安塞試驗(yàn)站,我們看到了很多先進(jìn)的農(nóng)業(yè)試驗(yàn)和觀測(cè)設(shè)施,以及為防治水土流失而引進(jìn)的國(guó)外植被品種。也讓我們意識(shí)到先進(jìn)的技術(shù)措施和設(shè)備對(duì)農(nóng)林業(yè)發(fā)展的重要性。安塞試驗(yàn)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(tái),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(jì)念館,知道了南泥灣的大生產(chǎn)運(yùn)動(dòng),也明白了新中國(guó)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(yàn)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(shí)習(xí)圓滿的落下了帷幕,在實(shí)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(fēng)土人情的同時(shí),我們也將遙感技術(shù)理論與這些實(shí)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。- 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