郑 洁，孙姣姣，舒 欣，周 涛

（西南科技大学城市学院，四川 绵阳 621000）

矿区周边植被覆盖情况调查的目的在于掌握植被覆盖的实时数量变化、质量好坏等情况对矿区周边的生态环境和自然经济发展的影响。同时挖掘出地质资源潜在生产力，能够实现对矿产资源合理开采，帮助矿业管理部门分析规划矿区建设，有效促进区域内生态环境可持续发展与合理保护[1]。

1 研究区概况及数据预处理

1.1 研究区概况

重庆市石柱县位于长江上游地区，地处东经107°59′～108°34′、北纬29°39′～30°33′之间。属中亚热带湿润季风区，年平均温度16.5℃，年均降雨量1126.6mm以上。县区总面积为3012平方公里，全境多山，主要为夷平面与侵蚀沟谷的组合，同时有山原、丘陵的地形特征[2]。

本文使用的数据为重庆市石柱县的Landsat8 OLI遥感影像数据，影像数据参数如表1所示。因为受到早春气候影响，此时间段内大多数植被都会出现早绿的现象，在光谱曲线信息中更加易于判读出植被信息[3]。数据包含了11个单波段影像和1个真彩色图片以及1个＊MTL元数据和1个＊ANG质量评估数据，通过这些数据可以知道传感器的运行环境参数、拍摄时间、太阳高度角、经纬度等信息来评估文件质量。

表1 影像数据参数

1.2 矿区植被覆盖情况的数据预处理

首先利用已校正的卫星数据对Landsat8 OLI遥感影像数据进行几何校正，利用Google Earth工具或者SPOT卫星数据实现校正精度验证。然后通过辐射定标将影像数据的DN值转化为数字值，以便进行物理量计算和不同遥感图像对比，描述出该图像的物理特征。再通过大气校正，消除大气对影像数据的影响。最后利用图像裁剪保留研究区域。

2 植被覆盖的信息建模与纹理信息提取

数据的预处理后，利用三色叠加原理对图像进行不同形式的波段组合。通过相关分析可知最佳原始波段组合为456波段，其地物信息反应效果最好。由于Landsat8数据的不同波段之间波谱区域存在重叠现象，因此利用主成分分析方法将波段进行重新组合，以减少数据量，达到图像信息增强的效果。之后利用衍生计算后保留绿度指数和植被覆盖指数与主成分PC1合成图像。通过模型建立与分析，各个地物目标间的不同特性更突出，植被的地物信息显示更加准确。

本文采用二阶概率统计滤波的方法对纹理信息进行提取。二阶矩阵工具进行数据计算，以相异性、同质性、信息熵三者之间相互组合、对比的方式来完成矿区遥感影像的纹理提取工作[4]。在地质调查中只需要考虑到完成矿区植被覆盖情况的信息提取工作，因此应选择植被在光谱辐射中反射度更高的近红外波段遥感影像作为提取数据，对每个提取像元之间的距离、灰度量化级别进行分析便可实现纹理信息提取。

图1 植被覆盖信息提取结果

3 实验分析

经过对重庆市矿区周边实地勘查后，本文利用监督分类法将研究区土地利用情况进行类别划分，采用目视判读和模型分析来对影像中的地物样本特征进行识别与离散型计算。如图1所示为信息提取的结果，通过对数据的观察和分析可以发现：如图（1-b）所示为主成分组合的数据分析结果，其地类解译结果与其它两种方式差异明显，其他植被覆盖情况信息最多，对地物信息的分离效果不太明显；如图（1-a）所示为原始波段组合的数据分析结果，该方法相对于主成分组合的图像能够更准确的显示出地物信息；如图（1-c）所示为衍生波段组合的数据分析结果，与前两种方法相比，效果最佳，各种地类层次分明，更真实的反映出了矿区周边的地物信息结果。

将遥感与GIS相结合，对样本地类进行属性划分与筛选，并对重庆市2018年1月中旬的矿区周边植被覆盖量、覆盖面积、植被类别、植被覆盖度等重要信息进行统计，如表2所示为2018年1月中旬植被覆盖面积统计表。

与以往的植被覆盖情况数据进行对比可知石柱县植被覆盖面积较大，主要分布在石柱县的西南角、中部和东北地区，其中灌木地和植被幼苗地的类型较少，有林地成分居多，整体自然资源丰富。全县的灌木林地如玫瑰、蔷薇等植被面积有434.69km2；其他迹地、幼苗地等植被的面积有125.72km2；有林地如乔木、松柏等大高树种的面积为1221.02km2。总体植被覆盖度达到了53.96%。

表2 2018年1月中旬重庆矿区周边植被覆盖面积统计表

表3 2015-2018年矿区植被覆盖度变化情况

对相关数据进行统计后，与已有的调查资料植被信息对比后发现，在这3年间重庆市对矿区周边地质开发进行了一定的投入，植被种植面积也有一定的增加。而总体的植被面积减少了156.25km2，考虑到该地区今后的发展需求，在经济发展的同时可合理利用环境资源的各种功能性，同时也降低了在经济发展的需求对生态系统的破坏力，科学、有效的保护了矿区周边的自然环境。

4 结论

本次矿区植被覆盖情况调查以重庆市石柱县为为例，首先对Landsat8 OLI遥感影像数据预处理，然后通过波段组合增强图像的信息显示效果，接着利用监督分类的方法解译出该研究区的地物信息数据，得到如植被覆盖面积、植被种类、覆盖度等重要信息，最后与往年的数据进行比对发现重庆市矿区周边地质环境优越，有利与其境内的生物生存繁衍，但矿区整体植被覆盖面积有所减少，因此在保证经济发展的同时，需要发掘出其自然资源的潜力，尽量减少对资源随意开采，保护生态环境可持续发展。