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 No.1 P.27-29,55
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 INVENTORY
Wang 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 given.
Key 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2.5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98.7o ，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：
2.1 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。
2.2 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0.3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1：2.5万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。
2.3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。
2.4 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。
2.5 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。
2.6 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2.5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：
2.7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
3.1 几何精度
利用SPOT5物理模型，采用1：1万地形图和2.5万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。
3.2 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。
3.3 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，北京，2001.88-90
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, 1996,51-52.
21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；P237.9
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
1.1 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0.62m，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。
1.2 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。
1.3 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。
1.4 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。
1.5 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。
1.6 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
2.1 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。
2.2 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。
2.3 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。
2.4 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）。
2.5 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、保密及技术服务标准以及元数据标准等；（3）地球空间信息的时空变化理论，包括时空变化发现的方法和对时空变化特征的和规律的研究；（4）地球空间信息的认知，主要通过各目标各要素的位置、结构形态、相互关联等从静态上的形态分析、发生上的成因分析、动态上的过程分析、演化上的力学分析以及时态上的演化分析达到对地球空间的客观认知；（5）地球空间信息的不确定性，包括类型的不确定性、空间位置的不确定性、空间关系的不确定性、逻辑的不一致性和信息的不完备性；（6）地球空间信息的解译与反演，包括定性解译和定量反演，贯穿在信息获取、信息处理和认知过程中；（7）地球空间信息的表达与可视化，涉及到空间数据库多分辨率表示、数字地图自动综合、图形可视化、动态仿真和虚拟现实等。目前，这些方面的研究对建立完备的理论尚嫌不足，需要在今后加强这方面的基础研究。
关于遥感与GIS的集成，涉及到GPS和通信技术的集成，本文未作具体讨论，其具体内容可参见文献[4—6]。
3 结语
遥感与GIS在20世纪出现，在21世纪不仅将形成自身的理论体系和技术体系，而且将形成天地一体化的空间信息服务产业，为国民经济建设、国家安全、社会可持续发展和提高人民生活质量做出愈来愈大的贡献。
参考文献：
[1] Li D R, Sui H G. Automatic Change Detection of Geospatial Data from Imagery. The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 2002,34(II):245—251
[2] 龚健雅. 地理信息系统基础. 北京：科学出版社，2001
[3] 邸凯昌. 空间数据发掘与知识发现（第一版）. 武汉：武汉大学出版社，2000. 182
[4] 李德仁，关泽群. 空间信息系统的集成与实现（第一版）. 武汉：武汉测绘科技大学出版社，2000. 244
[5] 李德仁，李清泉. 论地球空间信息技术与通信技术的集成. 武汉大学学报（信息科学版），2001，26（1）：1—7
[6] 李德
灌木在边坡生态防护中的作用
摘要：大规模的交通、水利、矿山等工程建设，给自然界留下了大量裸露的边坡，导致生态环境恶化。运用生态学理论与方法，探讨了边坡生态防护的理论体系，在分析生态防护现状的基础上，论述了灌木在边坡生态防护中的重要性。
关键词：边坡 生态环境 生态防护 灌木
在公路、铁路、水利、矿山等基础设施的施工过程中，原地貌植被的破坏不可避免，弃土、弃石、开挖等会给和谐的自然环境留下大量的裸露边坡。这些边坡有的是岩质边坡，有的是土质边坡，或陡或平。根据恢复生态学原理，在排除环境干扰的条件下，土质边坡有自我修复、恢复的能力，但这是个漫长的过程，随着环境的变化有很多不确定性，不能及时达到防护和绿化的效果。岩质边坡因缺乏植被生长的条件，更难于自我恢复[1]。鉴于此，只有借助人工才能加快其恢复过程。利用植被稳定边坡、改善生态环境在生态学上称为边坡生态防护。近10多年来，人们开发出了多种既能起到良好的边坡防护作用，又能改善工程环境、体现自然环境美的边坡植物防护新技术。它不同于以往的工程防护措施，能与传统的坡面工程防护措施共同形成边坡工程植物防护体系，以坡面长期稳定为目的，以保护当地自然植物群落结构、恢复生态系统、防止水土流失、减轻管理工作量为宗旨，主要靠植物根系与土壤之间的附着力以及根系之间的相互缠绕来达到加固边坡的目的。边坡生态防护可以涵养水源、减少水土流失，还可以有效地净化空气、保护生态、美化环境，具有生态效益[2]。
边坡生态防护的主体是植物，目前采用最多的是豆科、禾本科等草本植物[3]，对灌木、乔木等木本植物研究较少，实践中也不太成功，但木本植物在生态防护中有自己的优势。本文通过分析草本、木本植物在边坡生态防护中的作用，着重研究灌木的应用前景。
1 生态防护的理论体系
生态防护的目标之一是使植物存活并正常生长。然而长期以来，人们仅把不良自然条件下树或草坪的成活作为研究目的，并在栽培方面获得了很大成功，形成了一系列在不同条件下的施工工艺或技术，如植生带、土工网、三维网、草袋、保水剂、生根粉等[4]。现代生态防护工程则不能仅以植物存活为研究目的。大量的施工实践证明，边坡防护施工后，有的看似达到了生态防护的目的，表面上植被恢复了，水土流失也得到了一定的控制，但时间一长，由于植物之间的恶性竞争或外界环境不能满足植物生态习性的要求，致使植物生长势逐渐减弱，群落开始逆行演替，刚刚恢复植被覆盖的土地又会退化为裸地，形成水土流失现象[5]。
为发挥植物持续永久的综合生态功能，应运用生态学原理构建一个和谐有序、稳定的植物群落，这一点非常重要，其关键是护坡植物的选择。下面研究在不同的边坡上制定物种配方应遵循的原则。
1.1 遵从植物生态习性，因地制宜
植物的生态习性是指植物生长对环境条件的要求，包括气候生态条件、土壤生态条件、生物生态条件等。气候生态条件(光照、湿度、温度等)影响植物的生长繁殖，决定植物能否顺利越冬、越夏;土
壤生态条件(养分、肥力、结构、pH值、盐分等)与植物的生长密切相关;生物生态条件关系着植物的生长发育。如果外界环境不能满足植物的生态习性，植物生长就要受到阻碍甚至发生退化。因此，在选配植物时应综合考虑环境条件，因地制宜合理种植。
1.2 保持物种多样性，建立自然群落结构
目前，学术界就物种多样性在生态系统中的作用提出了很多假设，如冗余种假设[6]、零假设、特异反应假设、铆钉假设等，对这个问题的看法还没有完全一致的认识。多数生态学家认为，物种多样性是群落稳定的一个重要尺度，物种多样性指数高的群落，物种之间往往形成比较复杂的关系，植物链或植物网更加趋于复杂，当面对来自外界环境的变化或群落内部种群的波动时，群落有一个较强的反馈系统，可以缓冲干扰。当某一物种发生病虫害时，不可能侵染所有的物种，即病虫害不易传播。植物的自然群落结构是草、灌、乔三位一体的多层次的复杂结构，物种多样性指数高，在一般的情况下抗外界干扰的能力强，即使群落中一种或几种植物受到病虫害的危害而死亡，其他的植物也会填补其留下的空白。
1.3 遵从生态位原则，优化植物配置
青山不老树为本，绿水长流林是源。森林与我们的生活息息相关，人类离不开森林，森林更需要人类的保护。毁林开荒、乱砍滥伐，使我国本来就不多的森林资源破坏非常严重。火灾、虫灾等也加剧了对森林的破坏。面对森林资源的严重不足，对现有森林资源的保护就日益重要。建设节约型社会，对林业来说，首先是保护好森林资源，第二是科学规划和布局，合理经营和利用好森林资源。加强木材的综合利用和林地的综合利用，延长木材使用寿命。提倡节约消费，加强回收利用，发展循环经济。下面是我个人对森林资源保护的一点浅见，如下：
1 保护森林资源，要建立和完善林业机构，加强林业法制宣传教育
1.1 健全森林法制、加强林区管理。要管好林业，首先要建立和完善林业机构；二是加强林业法制宣传教育；三是严格森林采伐计划、采伐量、采伐方式；四是严格采伐审批手续；五是重视森林火灾和病虫害的防治；六是用征收森林资源补偿金的方法，加强森林保护。这对林区的百姓来说，应该转变过去"靠山吃山"的观念。 “靠山吃山”的陈旧观念根深蒂固，祖祖辈辈习惯上山砍树，不习惯搞综合开发和林木深加工，因此乱砍乱伐根本没有羞辱感，更谈不上法律意识。山上的森林不只是“祖先”只传给你的，还要留给子孙后代的。如果现在把树木砍伐光了，山秃了，水土流失就会日益严重，就会发生洪涝灾害，就会留给我们惨痛的历史甚至生命的代价。
1.2 以法兴林，切实抓好森林资源保护管理。保护森林资源，改善生态环境，是生态建设的主要目标，也是林业建设的一项重要内容。正确认识和统筹好保护与发展的关系，牢固树立保护就是发展的观念，坚持建设与保护并重、数量与质量并举，认真贯彻落实《森林法》、《中央国务院关于加快林业发展的决定》等林业政策法规，严格执法守法，严格依法行政，依法坚决制止乱排乱放、滥砍滥伐、毁林开荒和乱占耕地、林地、绿地的现象，切实维护森林资源安全和林区社会稳定，不断巩固生态建设成果。加强执法队伍建设，全面提高执法人员的整体素质和依法行政水平，造就一支作风过硬、业务熟练、清正廉洁、严格执法的林业执法队伍，真正做到有法必依、执法必严，违法必究。
1.3 要深入村屯、副业点进行法律法规宣传工作，真正把心思放在干事业上，把精力用在抓落实上，真正从源头上做工作，才能做到人与自然发展。只有通过宣传学习法律法规，转变村民靠山吃山的传统观念，不断增强村民的法律意识，提高村民对森林生态功能和社会效益、生态效益认识的重要性，才能从源头上杜绝破坏森林资源的违法行为，切实做到科学发展，人与自然和谐发展。
1.4 是要加大对管护林场基础设施建设资金投入，才能适应新时期护林工作的管理建设。只有加大对林场护林站点、护林道路、交通工具、护林监测设备等基础设施设备的投入，解决林场长期以来基础设施落后、工作环境差、护林交通工具不足等问题，才能把护林工作真正做到科学发展，科学保护，才能确保森保工程成效。
1.5 要大力发展林区后续产业，才能确保林区又好又快发展。林区后续产业开发进度缓慢，产业规模不大，自营经济等年收入只能维持职工工资及其他日常费用开支。
1.6 是以资源为依托，全力推进林业产业建设。生态建设和产业建设是林业建设的两个重要方面。不重视林业在生态建设中的主体地位和作用，林业的发展就会迷失方向；不重视林业产业发展，林业就会失去持久的动力。林业产业建设必须在建设和保护好生态的前提下，合理开发利用山地、林地、树种和劳动资源，积极培育和壮大林业产业。
2 制定生态工程计划
在保护森林资源的同时，制定并实施多项林业生态工程计划，大力植树造林，保护生态环境；大力实施提升森林资源储备和促进生态修复为主的林业工程项目。大力更新造林，封山育林，尽快恢复和重建被破坏的天然林生态系统，在不断扩大森林面积的同时，注重森林生态结构的改善和功能的增强。
3 保证生态、经济、环境三者协调发展
对森林资源保护，重点开展对森林生态系统生态效益、经济效益、环境效益三者之间关系研究。特别是在取得经济效益的同时注意改善生态状况，力求生态、经济、环境三者之间相对协调发展。最重要的是提高民众对森林生态系统功能的认识，强化人类生存环境意识，一些地方天然植被遭到破坏，其防风固沙、调节气候、涵养水源、繁衍物种等生态功能大大削弱。
4 有效调和两种对立关系
有效调和“生态与生存”、“保护与发展”之间的对立关系， 实现“生态增量、林业增效、农村增产、农民增收”这一和谐发展目标，积极引进一批适宜当地发展的林业特色经济产业项目，帮助林区群众培植多元经济、拓宽增收渠道。
5 合理利用天然林区
利用森林资源，一定要合理采伐，伐后及时更新，使木材生长量和采伐量基本平衡。同时要提高木材利用率和综合利用率。 既要加强森林资源的管护和培育，又可对林木进行适度的间伐和择伐，因地制宜开发利用林间资源。
6 加强森防工作，实行领导负责制
加强对森防工作的领导，充实和健全各级森防组织机构，实行各级领导负责制。加强护林员队伍建设，通过培训，制定实施岗位责任制、跟踪考察、奖惩兑现等条例措施，进一步加强护林员队伍建设，调动了职工工作积极性，加大了对林内火源的监控力度。认真落实森林防火目标责任制，强化森林防火24小时值班制度和领导带班制度，结合新修订的《森林防火条例》，严格野外火源管理，完善扑火预案，备足扑火物质，专业扑火队伍24小时待命，要加大巡查力度，畅通信息报送渠道，做到有火情及早发现、早出动、早扑灭。
7 继续抓好造林绿化工作
抓住有利时机，把造林绿化工作落实好、完成好。加快造林绿化进度，继续抓好抗旱浇水工作，绿化工程所栽植苗木，要确保栽后3天内浇足定根水。在保质保量的前提下，加快绿化进度，确保在规定的时限内完成绿化任务；抓好义务植树工作，通过全民义务植树的重要性、全民性、法定性和义务性进行宣传，使广大群众对全民义务植树对人类生存和经济可持续性发展的重大意义，组织营造“青年林”“妇女林”来提高义务植树的自觉性，进一步提高群众对植树造林工作的认识。继续抓营造林后续管理，巩固造林成果；按照“造一片，成一片”的要求，切实加强营造林后续质量管理，巩固造林成果。加大对造林地的管护，实行责任制，使管护工作落实到位；加强造林地补植，对存活率低的地块组织补植；狠抓幼林抚育做好灌溉、除草、松土和病虫鼠害防治工作，促进幼林生长。“三分造、七分管”说的就是要重视经营，只有这样，才能保护生物多样性，发挥林业生产力，最终实现森林的可持续经营，但由于生境的异质性,使造林带有明显的区域性。开展造林区划、林业区划和主要造林树种的生态气候区划,这些成果无疑将对分区指导起到重大作用。建立乔灌草立体配置、系统稳定、生物多样性丰富的森林生态系统。
自觉提高生态保护意识，树立生态价值观、生态道德观、生态消费观，自觉争当保护森林资源的卫士，积极踊跃举报各种破坏森林资源的犯罪行为。让我们携起手来，呵护森林、呵护绿色、呵护我们共同的家园，共创山更清、水更秀、天更蓝、地更绿的美好家园，为共建和谐新林区做出应有的贡献!
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就算最后没有被退稿，此类稿件较书写格式规范的稿件被录用的可能性大大降低。其实作者犯的是一个很低级的错误，让编辑很自然地联想到，该作者不太尊重期刊，还有期刊的编辑以及审稿专家。
因此，作者在投稿前一定要注意期刊参考文献的著录方式，以免产生不必要的负面影响。其实，并不复杂，只要稍稍留意即可。
林业部国际合作司.中国林科院 第十一届世界林业大会文献选编 1998 张守攻 森林可持续经营导论 2001 蒋有绪 森林可持续经营与林业可持续发展 2001(4) 邵青还 第二次林业革命-"接近自然的林业" 1991(4) 陈鑫峰.王剑波 生态旅游与森林公园中开展生态旅游实践的探讨 [期刊论文] -世界林业研究2001(4) 李吉跃 新世纪的城市林业:回顾与晨望 2001(8) 盛炜彤 恒备林及其育林体系 2001(6) 学位论文 中国林业社会化变革与发展制度研究 2006 学位论文 基于可持续发展的黑龙江省社会林业研究 2005 期刊论文 发展生态经济型林业--对绥化市提升林业战略地位、发展生态经济型林业的思考 - 林业经济2002(9) 学位论文 云南省林业发展战略研究 2005 学位论文 内蒙古国有林区发展模式研究 2003 期刊论文 加速发展林业是加快山区经济发展的一大战略 - 四川林业科技2000,21(1) 期刊论文 发展立体林业繁荣山区经济 - 贵州农业科学2001,29(3) 会议论文 农用林业的概念、发展与研究 全国立体农业开发与普及研讨会1990 期刊论文 林业标准化促进林业保险发展的机理分析 - 林业经济问题2006,26(2) 期刊论文 发展林业是山区新农村建设的现实选择 - 中国农学通报2007,23(4)
