以遙感為主要內涵、緊密銜接導航、通信等領域的空間信息，正成為數字政府深化建設和數字經濟創新發展的重要驅動力。遙感技術具有無可比擬的宏觀、快捷、精確等特點，改變了人類獲取地球系統數據和對地球系統的認知方式，為人類科學研究與實踐提供長期、穩定的空間數據，并對科學創新起到基礎性支撐作用。遙感數據可以為人類提供地球資源環境及其動態變化的豐富信息，受到世界各國的普遍重視，遙感技術在眾多領域中的應用顯示出明顯的社會、經濟、生態效益，已在國民經濟建設和國防建設的諸多領域發揮了重要作用。遙感已經成為獲取空間地理信息的主要信息源，為大范圍、動態、周期性的區域資源環境監測與評估提供了數據、技術支撐和成果精度保證。在生態環境監測中，遙感技術能大面積、準確地提供地表信息，如覆蓋度、土地荒漠化、植被地面生物量、水體變化等，并可以連續對地面進行長期觀測，構成時間和空間的一體化多維信息集合。這種大面積、實時準確的多維時空信息對生態環境的恢復和保育具有不可替代的作用。開拓遙感技術應用的深度和廣度，建立多應用場景的遙感信息平臺及其業務運行系統，準確及時地掌握資源與環境變化狀況，進而指導人們正確開發利用國土資源、保護生態環境，已成為國家決策部門和科學界普遍關注的問題。

地處歐亞大陸腹地的新疆，其干旱的氣候、遼闊的地域、獨特的地理景觀給遙感技術提供了優越的應用空間，是我國西部最具有空間信息開發潛力的區域。艾比湖流域位于新疆準噶爾盆地內陸區，介于43°38'～45°52'N、79°53'～85°02'E，行政上隸屬于新疆博爾塔拉蒙古自治州（簡稱博州）的博樂市、溫泉縣和精河縣，以及塔城地區的烏蘇市、托里縣，奎屯市及克拉瑪依市的獨山子區。艾比湖流域南、西、北三面環山，東部與準噶爾盆地相連，是準噶爾盆地西南緣的最低匯水中心，是新疆最大的咸水湖。流域總面積50621km2，其中山地24317km2，平原25762km2，現有湖泊面積約542km2。艾比湖洼地不但是中國內陸荒漠中為數不多的荒漠物種集中分布區，而且是指征準噶爾盆地生態環境變化的關鍵地區。中華人民共和國成立以來，圍繞艾比湖的環境演變進行了大量的科學研究，但是利用遙感和地理信息技術研究整個艾比湖地區的生態環境之動態變化及其機理，目前尚未見到系統報道。選取該區域開展生態環境綜合監測評價研究，不僅可以為該地區生態環境治理、新亞歐大陸橋暢通工程等西部重大項目提供決策依據，而且可為新疆天山北坡廣大區域生態恢復與保育提供范例。

技術路線

相關研究將在三個技術平臺的支撐下展開：

①由歷史資料構成的歷史過程信息采集系統；

②由野外定位觀測、水文氣象網站、遙感與GPS監測構成的現代資源環境過程數據采集系統；

③由地理信息系統、數學模型系統和有關的社會、經濟、環境、生態理論方法構成的定量分析與評價系統。

在上述技術系統的支撐下，通過對前期相關及專業調查的系統分析，利用遙感圖像的色調和紋形特征，解譯各類資源的發生區域，圈定其分布范圍，計算其分布面積。利用地形地貌、植被的覆蓋程度等景觀特征，對各類生態環境進行解譯研究，提取特征信息并利用定位觀測、實地調查進行驗證。通過系統分析，評價分析資源環境的現狀及動態變化。技術路線如圖所示。

本書的科技創新

1.針對高分辨率遙感圖像中地物的復雜、異質共性難點以及給地物自動提取帶來的痛點問題，系統論證了利用空間、語義、時間上下文信息提升地物信息提取精度的機理；針對遙感圖像分割的區域合并算法，發現了合并起始點動態遷移對于分割過程中空間上下文信息的利用效率及其對分割精度和效率的關鍵制約作用；針對不同應用場景和先驗知識條件，建立了遙感圖像分割跨尺度優化框架及面向對象的地物信息提取模型，提高地物分割的完整度和精度；挖掘多時相遙感數據之間的時間上下文信息以及空間關聯，建立多時相遙感圖像協同分割范式及算法，解決多時相專題信息提取和遙感變化檢測面臨的幾何邊界難統一的困境。

2.應用高分一號，基于大量歷史地面監測數據，利用遙感技術對山地森林、荒漠濕地生態系統植被生物量、覆蓋度與裸土等生態參數進行特征提取和標準化處理，經過耦合和集成，構建了植被覆蓋度模型，進行了遙感數據的可靠性驗證和各種生態要素的反演、調整和檢驗工作，提出了國產高分數據反射率參數的精度和范圍；構建了植被覆蓋度估算模型，為類似荒漠化區域的植被覆蓋度監測、荒漠化治理提供了借鑒。

本文摘編自《新疆艾比湖流域生態環境遙感綜合監測評價研究》一書，有刪減，圖片來源于該書。

《新疆艾比湖流域生態環境遙感綜合監測評價研究》

ISBN 978-7-03-078933-4
李 虎 陳冬花 等 著

責任編輯：黃 梅

本書系統介紹了利用多源遙感數據，對新疆艾比湖流域的生態環境進行綜合監測的系列技術與應用。重點介紹了基于衛星遙感數據和地面調查成果，開展下墊面不同地物信息提取與反演的指標體系、技術路線與研究方法，以及在艾比湖流域植被覆蓋度與時空變化反演、森林資源監測、土地荒漠化監測、 生態服務價值時空變化特征及其驅動力分析等方面的應用；同時基于研究成果，對艾比湖流域的生態環境進行了綜合評價。
本書可供地理信息科學、生態學、林學等專業碩士研究生參考，同時可供從事遙感、地理、生態、人文社科等專業人員參考。

（本文編輯：洪弘）

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