当前世界环境

介绍

土地覆盖是指地表覆盖，包括植被、聚落、水基土壤等。划定和绘制土地覆盖图对全球监测系统、资源管理和规划活动具有重要意义。土地覆盖的确定提供了可以进行监测活动(变化检测)的基线，并为基线专题地图提供了地面覆盖资料。沿海地区具有良好的生物物理和气候条件，自史前时代以来就吸引了人类定居。早期的定居点建立在沿海地区，用于商业和海军目的(Nurlu和Erdem 2002)。世界上一半以上的人口居住在沿海地区(Hinrichsen,1998年)。世界上几乎所有的沿海地区都面临着快速的城市增长;人口压力增加;扩大主要产业。因此，由于自然过程和人类活动，沿海地区的土地利用和土地覆盖正在发生巨大变化。 Land use and/land cover changes have become a central component for managing natural resources and monitoring environmental changes (Bottomley1998). Therefore, a lot of land cover and land use change models have been developed for assessing change on land use patterns for different purposes (U.S. EPA 2000).

具有重复性质的卫星数据已证明在绘制土地利用/土地覆盖格局和时间变化方面是有用的。遥感变化检测方法通常是对同一区域的连续图像进行分析，并对图像空间的检测和显示进行演化。有许多这样的方法适合于连续监测变化类型，包括图像差分(Lyon et al.， 1998)。在这种情况下，可以使用不同的方法，包括分类后比较和多日期分类(Cohen et al, 1998)。库马尔等(Kumar G. et al . 2008)利用多时相卫星数据研究了恒河流域土地利用、土地覆被变化格局。作为一种一般形式，土地覆盖分类为评估人类在环境中相互作用的影响以及评估土地系统及其利用的可持续性、脆弱性和复原力的科学基础提供了基本信息(Han et al. 2004)。土地利用和土地覆盖的变化是全球环境变化的关键因素(b rgi, 1999)。不断增长的人口导致土地短缺和荒地转为农业和其他用途，从而导致土地利用/土地覆盖的变化。人口增长会把农村贫困人口推到边缘土地上。土地利用和土地覆盖变化的其他重要决定因素包括几种类型的政策:人类住区和土地权属政策、财政政策、贸易政策和农业政策。 In addition, changes in technology (e.g., road building), culture, power, and political/economic institution scan influence land use/land cover change (Reid etal. 2000).The remote sensing (RS) and Geographical Information System (GIS) in the assessment of changes of land use/land cover are used increasingly(Iverson et al. 1994; Moody and Woodcock1995; Metzger and Muller 1996; Basnyat et al.1999; Mertens and Lambin 1999; Reid et al. 2000;Li et al. 2001; Apan et al. 2002; Backhaus et al.2002; Sahin and Kurum 2002; Göksel et al. 2004; Gulinck et al. 2001; Coskun et al. 2006;Nagendraet al. 2006). Remote sensing can provide valuable and timely information on natural resources and the environment (Waseret al. 2007). The percentage of land cover and land use types were calculated using Geographical Information System (Feoli et al. 2002; Weierset al.2004; Shalaby and Tateishi 2007). The Geographical Information System is a special type of tool evolved to analyze geographic data for efficient planning (Sengupta and Venkatachalam 1994).The GIS provided data about the environment by using raster images and other thematic maps which were pre processed, displayed, and analyzed(Apan et al. 2002). GIS and RS may play a vital role at the stages of exploration and analysis of local resources, planning, and evaluation. Current land use was studied using GIS, satellite RS, field observations, and published records. GIS analysis was carried out to create a comprehensive database, including land use, soil suitability, socioeconomic data, and rainfall (Göksel et al. 2004; Chang et al. 2008).

印度东部的奥里萨邦、西孟加拉邦、安德拉普拉德邦容易受到热带气旋、风暴潮和海啸等多种灾害的影响。随着人口的增长，沿海地区易受此类灾害的威胁增加了许多倍。由于接连发生了几次自然灾害，这些州的经济遭受了巨大的挫折。特别是奥里萨邦的沿海地区，过去经历了重大的海浪。在1999年的超级气旋中，风暴潮引发了严重的洪水，造成了巨大的生命财产损失。极端的海平面是该地区沿海洪灾的主要原因。土地流失到海洋中现在已经成为一种更经常发生的现象。识别脆弱地区并进行有效的风险绘图和评估是当务之急(Srinivasa Kumar et al.， 2010)。由于争夺食物的斗争迅速而主要地进行，因此重点是保护被作物覆盖的地区免受侵蚀。本文主要研究了奥里萨邦一个沿海村庄及其附近地区土地利用/土地覆盖类别和每种类别面积的变化问题。 The land cover (LC) is defined as the observed physical layer including natural and planted vegetation and human constructions, which cover thesurface of the Earth.

研究区域

目前的研究是在位于奥里萨邦肯德拉帕拉区的Mahakalapada街区的Sunity gram panchayat进行的，该地区位于纬度和经度从20.40开始的范围内⁰到20.50⁰N和86.45⁰到86.75⁰E分别。沿海地区的平均海平面只有0-3米。mahakalapadis人口最多，面积最大，地理面积为490.57平方公里。公里。在奥里萨邦肯德拉帕拉区的所有街区中。全年总降雨量为1509毫米。该区块的农业播种面积也最高，为28655公顷。因此，最大程度地重视这一区块，以获得用于检测变化的观测值。研究区域位置如图1所示。

图1:陆地卫星图像显示研究区域 点击这里查看图

材料与方法 遥感数据

利用遥感数据和辅助数据(标准地形图)对苏尼提及其周边地区近6年(2000-2006年)的土地覆盖变化数据进行了研究。土地覆被变化使用Landsat ETM+图像定义^{理查德·道金斯}2000年10月24日^th2006年10月。为了提高和验证图像的准确性，我们绘制了覆盖研究区域的1:25 000比例尺的地形图，显示了地形、土壤、森林、灌木、湿地等主要景观特征。被称为。利用地面控制点和辅助数据，利用ArcGIS 10.0软件对卫星数据进行解译。该软件还用于变更检测分析。探测自23年起6年内的土地覆盖变化^{理查德·道金斯}2000年10月至24日^th2006年10月，从全球土地覆盖基金(GLCF)网站(http://glcf.umiacs)下载正校正Landsat Enhanced Thematic Mapper+(Landsat ETM+)数据。以umd.edu/)为参考(Saranya K.R.L. etal 2014)。利用一阶(线性)多项式函数对投影UTM N45和基准WGS84中的多时相原始图像进行配准。选择最近邻重采样是为了保留图像中的辐射测量和光谱信息(Sabins 1987)。图像与图像配准的均方根误差达到<1(0.49-0.78)像素。为了减少由于不同日期大气条件造成的误差，使用了大气顶(TOA)反射程序(Chavez 1996)。采用ArcGIS 10.0软件启用系统对采集的图像进行处理。

方法

该方法的程序在图2中概述。

图2:方法流程图 (Saranya k.r.l. et al.， 2014) 点击这里查看图

结果与讨论

利用获取的研究区Landsat ETM+影像进行变化检测分析。FCC(假彩色合成)图像分别以RGB(红、绿、蓝)通道的7、4和2波段组合为2000年和2006年制备。图3显示了2000年和2006年的FCC图像(预分类)。虽然图像的观察效果很好，但由于图像中存在相似的模式，因此在检测变化时不能很好地进行区分。根据这些地区自然灾害的残酷程度，改变土地覆盖是必须的。因此，采用遥感分类方法定量检测变化。图像解释元素(形状、大小、色调、纹理、图案和关联)是识别用于特定目的的区域的关键。然后对卫星图像进行分类，编制2000年和2006年的土地利用/土地覆盖图。采用Iso聚类无监督分类方法生成土地覆盖图。观察后分类图像以检测变化。图2显示了2000年和2006年Landsat ETM+图像的后分类。

图3 A和B:作为FCCs(预分类)和C和 D作为后分类图像的研究区域为 分别是2000年和2006年。 点击这里查看图

分类图像可以很好地区分研究区域内的作物、水、其他植被和土壤以及荒芜地区等地理实体，如表1所示。

表1:苏尼提村及其周边土地覆盖变化 (选自2000年和2006年的分类图像) 点击这里查看表格

主要的土地覆被类型分为农业区、有其他植被的土地、水体和土壤/荒地。从分析结果来看，2000 ~ 2006年，水体和农作物面积分别增加了2.81%和8.01%，而其他植被和土壤和荒地面积分别减少了6.54%和4.27%。其中一个原因可能是由于1999年在沿海地区的超级气旋的影响。根据官方记录，超级气旋破坏了奥里萨邦90%的农业和其他作物，特别是在Jagatsinghpur和Kendrapara地区。这场灾难之后的局势继续以非常缓慢的速度得到协调。然而，在本研究中，分析是在2000年进行的，也就是超级气旋发生1年后。根据研究区收集的地面实况资料，即使在2000年，由于1999年后的超级强热带气旋的影响，种植面积也相对较少。但随着时间的推移，沿海地区的耕地面积逐渐增加，这从图像分析中可以反映出来。2006年，奥里萨邦大部分沿海地区的作物覆盖率都有所增加。在6年的时间间隔内，由于景观地貌的变化，水体略有增加。 Land cover having other vegetation inclusive of shrub, bushes and trees etc. have reduced because of the socio-economic developmental activities. Soil and barren areas have also reduced due to the settlement of the dwellings. Burgeoning of the population also induced to cause the change in those land covers.Quantitative outcomes made it easier to take the decision effectively and to promote the planning process for the well being of the locality and the coastal zone of the state as a whole.

结论

利用Landsat ETM+影像监测了2000 - 2006年苏尼提村及其周边地区6年间土地利用和土地覆盖的变化。影像分类结果表明，研究区土地利用和土地覆盖在6年间发生了显著变化。2000 - 2006年，水体和农作物面积分别增加了2.81%和8.01%，而其他植被和土壤和荒地面积分别减少了6.54%和4.27%。必须进行密集的农业规划，以增加粮食安全，必须对其他地区采取类似的办法，以迎接挑战。有效地利用卫星图像进行分类和监测环境成分的变化。本研究的结果将有助于决策者制定沿海居民和栖息地福祉的计划和发展战略。

致谢

在此，我们衷心感谢局长和所有积极参与此次调查的工作人员。

参考文献

1. Ahmed M. H, b.m. El Leithy, J. R. Thompson, R. J. Flower, M. Ramdani, F. ayache&s . M. Hassan, 2009。遥感在北非沿海泻湖选址和环境变化分析中的应用。水生生物学报(2009)622:147-171;DOI 10.1007 / s10750 - 008 - 9682 - 8。
2. Akumu C.E, S. Pathirana, S. Baban& D, Bucher, 2010。利用ASTER和Landsat卫星数据监测新南威尔士州东北部沿海湿地群落。湿地生态管理(2010)18:357-365;DOI 10.1007/s11273-010-9176-0。
3. Apan, a.a.， Raine, s.r.， & Paterson, m.s.(2002)。澳大利亚昆士兰州洛克耶河谷流域河岸景观结构变化的制图与分析。城市规划学报，29(1):53 - 57。doi: 10.1016 / s0169 - 2046(01) 00246 - 8。
4. 阿维拉·j·i·E和A.C.希门尼斯。dr . Green(主编)，沿海和海洋地理空间技术，沿海系统和139，大陆边缘13,DOI 10.1007/978-1-4020-9720-1_14。
5. Backhaus, R.， Bock, M.， and weiers, S.(2002)。景观可持续性的空间维度。环境、发展与可持续，4,237-251。doi: 10.1023 /: 1021138602157。
6. 巴斯尼亚特，P.，蒂特，L. D.，凯瑟琳，M.，弗林，K. M.，和洛克比，B. G.(1999)。海岸河口非点源污染输入与景观特征的关系。环境管理，23(4)，539-549。doi: 10.1007 / s002679900208。
7. B. R. Bottomley(1998)。利用多时相Landsat Thematic Mapper卫星图像绘制阿肯色州卡罗尔县农村土地利用和土地覆盖变化图。毕业论文，阿肯色大学。http://www.cast.uark.edu/local/brandon_thesis/。
8. [M.](1999)。瑞士低地森林变化的案例研究。生态学报，26(4):567-575。doi: 10.1023 /: 1008168209725。
9. 查韦斯，p.s.(1996)。重新审视并改进了基于图像的大气校正。测绘工程与遥感，62,1025-1036。
10. Cohen, w.b.， Forella, M.， Gray, J.， Helmer, E.和Anderson, K. 1998。一种利用陆地卫星图像在太平洋西北地区进行森林砍伐测绘的有效而准确的方法。Photogramm。Eng。遥感，64(4):293-300。
11. Coskun, H. G.， Gulergun, O.和Yilmaz, L.(2006)。利用卫星数据监测黑海海岸附近伊斯坦布尔市区Ë™Terkos饮用水水库保护带。地球观测与地球信息学报，8,49-60。doi: 10.1016 / j.jag.2005.06.003。
12. Feoli, E, Vuerich, L. G.， and woldu, Z.(2002)。埃塞俄比亚北部阿德瓦的环境退化进程和恢复机会。景观生态，17(4)，315-325。doi: 10.1023 /: 1020566801067。
13. Göksel, C.， Mercan, D. E.， Kabdasli, S.， Bektas, F.， &Seker, D. Z.(2004)。基于遥感和GIS的湖岸敏感区界定。Fresenıus环境通报，13(9)，860-864。
14. Gulinck, H.， Mugica, M.， Lucio, J. V.和atauri, J. A.(2001)。基于土地覆盖数据的比较景观分析和评价框架，在马德里地区(西班牙)的应用。园林学报，28(5):557 - 557。doi: 10.1016 / s0169 - 2046(01) 00159 - 1。
15. 韩凯生、尚波、鲁琼(2004)。使用SPOT4/植被数据的法国1公里分辨率的土地覆盖分类产品。遥感环境，2002,52 - 66。doi: 10.1016 / j.rse.2004.05.005。
16. Hinrichsen, D.(1998)。世界沿海水域:趋势、威胁和战略。ISBN 1 55963 383 2,275页。华盛顿特区:岛屿出版社。
17. Sabins, F. F.(1987)。遥感:原理和解译。纽约:W.H.弗里曼。
18. 艾弗森，L. R.，库克，E. A.， &格雷厄姆，R. L.(1994)。区域森林覆盖遥感估算:定标中心概念。景观生态，9(3)，159-174。doi: 10.1007 / BF00134745。
19. 凯斯金·b, nurlu工程师。, 2009年。土耳其坎达利湾沿海地区土地覆盖变化的遥感数据。环境监测与评价(2009)157:89-96。DOI 10.1007 / s10661 - 008 - 0517 - x
20. Kumar, G.， Sahoo, r.n.， Tomar, r.k.， Bhavanarayana, M.， Gupta, V.K.， Rao, c.s.， Sehgal, V.K.和Chakraborty, D. 2008。基于卫星遥感的活跃洪泛平原土地利用土地覆被变化研究日记账。阿格利司。《物理学》第8卷，第22-28页。
21. Kumar Srinivasa T.， R.S. Mahendra, ShaileshNayak, K.Radhakrishnan和K.C.Sahu。, 2010年。印度东海岸奥里萨邦沿海脆弱性评估。海岸研究杂志，Vol. 26, No. 3, 2010;DOI: 10.2112/09-1186.1
22. x J。,彼得森,J。,刘,g . J。&钱l . x(2001)。区域可持续性评价:以黄河中驿罗流域土地利用和土地覆盖变化为例应用地理，21(1)，87-106.doi:10.1016/S0143-6228(00)00020-5。
23. 里昂，j.g.，袁，D，和卢内塔，r.s.，埃尔维奇，C.D.;基于植被指数的变化检测实验。遥感与摄影工程，1998,64(4):143-150。
24. 莫滕斯，B.，兰宾，E.(1999)。土地覆盖动态建模:细尺度土地覆盖数据与景观属性的集成。应用地球观测与地理信息学报，1(1)，48-52。doi: 10.1016 / s0303 - 2434(99) 85027 - 2。
25. Metzger, j.p， & Muller, E.(1996)。景观边界复杂性的遥感表征。景观生态，11(2)，65-77。doi: 10.1007 / BF02093740。
26. Moody, A， & Woodcock, C. E.(1995)。尺度与景观空间特征对遥感土地覆盖制图的影响。景观生态，10(6)，363-379。doi: 10.1007 / BF00130213。
27. Nagendra, H.， Pareeth, S.， &Ghate, R.(2006)。印度TadobaAndhari老虎保护区内的公园-森林村庄，土地覆盖变化和景观破碎。应用地理(英国)，26(2)，96-112。doi: 10.1016 / j.apgeog.2005.11.002。
28. Nurlu, E, and erdem, U.(2002)。欧洲联盟框架内土耳其沿海地区管理概况。在D. Camarda& L. Grassini(编辑)，关于“地中海地区的农业和城市化”的第二次会议论文集。可持续利用土壤和水的扶持政策”(第107-111页)，《地中海选择》系列:A, 53年地中海研讨会，巴里。
29. 里德,R。S.， Kruska, R. L.， Muthui, N.， Taye, A.，Wotton, S.， Wilson, C. J.等(2000)。响应气候、生物和社会政治力量变化的土地利用和土地覆盖动态:埃塞俄比亚西南部的案例。景观生态，15,339 - 355.doi:10.1023/A:1008177712995。
30. Sahin, S.和Kurum, E.(2002)。GIS在环境影响评价中的侵蚀风险分析——以赛汉科普鲁大坝建设为例。环境科学学报，36(3)，379 - 379。doi: 10.1016 / s0301 - 4797(02) 90574 - 8。
31. Saranya K.R.L.等(2014)。利用遥感和GIS对印度相似生物圈保护区森林火灾的年代际监测。环境监测评估(2014)186:3283-3296 DOI 10.1007/s10661-014-3619-7。
32. Sengupta, S, and venkatachalam, P.(1994)。基于Gram-GIS的工业城镇健康危害评价环境监测与评价，32(2)，155-160。doi: 10.1007 / BF00547133。
33. Shalaby, A， &Tateishi, R.(2007)。遥感和地理信息系统用于绘制和监测埃及西北沿海地区的土地覆盖和土地利用变化。应用地理(英国)，27(1)，28-41。doi: 10.1016 / j.apgeog.2006.09.004。
34. 美国环保局(2000)。土地利用变化预测:评估社区增长和变化对土地利用模式影响的模型摘要。EPA/600/R-00/098，来自美国环境保护署，美国研发办公室。
35. Waser, L. T.， Kuechler, M.， Schwarz, M.， Ivits, E.， stoffer, S.， and scheidegger, C.(2007)。联合国教科文组织生物圈保护区地衣多样性预测——高分辨率遥感数据与野外样本的相关性。环境科学学报，2016,36(4)，391 - 398。doi: 10.1007 / s10666 - 006 - 9066 - 2。
36. 韦尔斯，S.，博克，M.，威森，M.，和罗斯纳，G.(2004)。利用遥感和地理信息系统方法在不同尺度上评估生境的制图和指标方法。园林学报，27(1)，393 - 393。doi: 10.1016 / s0169 - 2046(03) 00028 - 8。
37. Yilmaz R.， 2010。利用CORINE土地覆盖数据监测土地利用/土地覆盖变化:以伊斯坦布尔大都市Silivri沿海地区为例环境监测与评价(2010)(5):693 - 693;DOI 10.1007 / s10661 - 009 - 0972 - z。