基于MODIS影像喀斯特石漠化状况研究 ——以贵州省为
例
吴林霖1，2，官云兰1，2，李嘉伟3，袁晨鑫1，李 睿1
【摘 要】摘要：石漠化在喀斯特地貌发达的区域广泛存在，快速获取大范围的石漠化现状，监测石漠化的变化具有重大意义。以喀斯特地貌发育最广的贵州省为研究区域，基于2007年、2010年、2016年3个时期的MODIS影像估算植被覆盖度和基岩裸露度，加入坡度和人口密度共同作为评价因子，比较各个因子对石漠化的贡献量，建立判断矩阵，采用层次分析法计算各因子的权值并进行一致性检验。根据所计算的权值建立石漠化评价模型划分石漠化程度，提取贵州省近10 a间的石漠化信息，获得了研究区石漠化概况及转移特征，分析了石漠化的时空演化和动态变化。研究结果表明：①研究区石漠化在近10 a间有了显著改善，2010—2016年间石漠化治理效果尤为突出，由2010年轻度石漠化与中度石漠化各占总面积的55.67%和40.53%，到2016年轻度石漠化与中度石漠化各占总面积的79.71%和17.35%；②在石漠化等级转化过程中，中度石漠化为重度石漠化与轻度石漠化相互转化的过渡期，从石漠化治理角度可以先由重度石漠化改善为中度石漠化，再由中度石漠化改善为轻度石漠化；③中度石漠化与轻度石漠化具有跳跃性，重度石漠化改善难度大，转移比例小且较为稳定。
【期刊名称】《国土资源遥感》 【年(卷),期】2024(031)004 【总页数】8
【关键词】喀斯特石漠化；石漠化评价模型；贵州石漠化；MODIS
中图法分类号：TP 79
引用格式：吴林霖,官云兰,李嘉伟,等.基于MODIS影像喀斯特石漠化状况研究——以贵州省为例[J].国土资源遥感,2024,31(4)：235-242.(Wu L L,Guan Y L,Li J W,et al.Assessment of Karst rocky desertification based on MODIS:Exemplified by Guizhou Province[J].Remote Sensing for Land and Resources,2024,31(4):235-242.)
基金项目：国家自然科学基金项目“基于特征的大场景地面LiDAR点云配准”(编号：41401437)、江西省学位与研究生教育教学改革研究项目“基于PBL教学模式的《遥感数字图像处理》课程教学改革与实践”(编号：JXYJG-2016-113)和江西省教育厅教改项目“基于PBL教学模式的《遥感原理与应用》课程教学改革与实践”(编号：JXJG-17-6-9)共同资助。
0 引言
喀斯特地貌在我国又称为岩溶地貌，一般指碳酸盐岩分布地区或存在流经石灰岩的地下水所形成的特有地貌现象[1]。贵州省是我国喀斯特地貌分布最广的省份，比“喀斯特”名称起源地的前南斯拉夫的喀斯特地貌分布面积占比还大，其石漠化问题也最为突出[2]。由袁道先院士首先提出了石漠化的概念，即含有植被、土地覆盖的喀斯特地区经各类因素使得岩石裸露的过程，并指出了石漠化是中国南方亚热带喀斯特地区严峻的生态问题[3]。我国对石漠化重视较早，取得了一定的治理进展，研究方法也由最初的人工调查转变为基于3S集成技术的石漠化时空演化与动态变化分析，以及石漠化信息提取和目标识别。李水明等[4]基于K2结构学习算法结合样本分类信息获取石漠化特征子集，并以此提取石漠化信息；蓝安军等[5]分析了植被覆盖率与石漠化的负相关关系并引入
石漠化动力指数来表征石漠化的分级和现状；李松等[6]基于1992年、2001年2个时期的TM/ETM+影像，在进行数据预处理后采用图像差值法对石漠化进行了变化检测，并提取了变化信息。当前对喀斯特石漠化的研究主要集中在石漠化分布状况、动态监测、预警分析、演化机制和生态治理等方面[7]，但大多是在小区域尺度范围内进行的，仅依据遥感提取的石漠化信息做单因素的石漠化特征反演，获得的成果有一定的局限性；并且由于选取的指标各不相同，研究结果难以进行相互间的分析、比较。
为此，本文利用MODIS影像大空间尺度的特点，综合考虑人地因素对石漠化的影响，引入4类石漠化评价因子(植被覆盖度(vegetation fractional cover，VFC)、基岩裸露度、坡度和人口密度(population density，PD))建立石漠化评价模型，研究贵州省近10 a间的石漠化分布状况，提取石漠化信息并对石漠化进行变化检测，进而分析石漠化变化特征与时空演化趋势。快速、高效地了解大范围的石漠化现状，监测石漠化变化情况是提供石漠化治理方向和改善生态环境的基础，在石漠化研究中具有重大的意义。
1 研究区及数据源
1.1 研究区概况
贵州省地处长江和珠江两大水系的分水岭地区，云贵高原东部，气候温暖湿润，属亚热带湿润季风气候[8]。全省总面积为176 167 km2，地势西部最高，中部稍低，并分别向北部四川盆地、东部湖南低山丘陵和南部广西盆地逐步过渡，东西呈三级阶梯，南北有两大斜坡，平均海拔为1 100 m，最大高差达2 763 m，形成了一个总体地势较高，内部分异较大，深受河流切割的亚热带喀斯特高原山区[9]。贵州省是一个碳酸盐岩广泛分布、喀斯特强烈发育的区域，碳酸
基于MODIS影像喀斯特石漠化状况研究——以贵州省为例
