基于高分一号卫星数据的玛纳斯河流域弃耕地动态监测研究

In order to understand the quantity of land resource, to protect the agricultural ecological environment and promote agricultural sustainable development better, study the amount and quantity of abandoned arable land in the oasis is necessary. But our country mainly choose manual survey to get the information, it is a very time-consuming and laborious work. The remote sensing monitoring method can solve some technical problem of land survey, such as large range, dynamic and efficiency, and so on. The project make Manasi river valley, the typical oasis region of northern Xingjian, as the objective, use the remote sensing data of GF-1 satellite, and with the space-time characteristics and soil quality of abandoned arable land as the study target, explore the applied technology of GF-1 data, then using computer algorithm such as PCA and supervised classification methods analyzed the time-space distribution of abandoned arable land. A soil quality evaluation index system was established, soil quality assessment method was set up and applied based on these bases above, and dynamic monitoring the amount and soil quality of abandoned arable land were realized. The study results can provide scientific guidance for prime farmland protection, the rational development and utilization of water-land resources in the oasis of Manasi River.

对弃耕地数量和质量的掌握便于更好的了解耕地资源、保护绿洲—荒漠过渡带农业生态环境、促进绿洲区农业的可持续发展，但是目前弃耕地数据的获取多以人工调查为主，缺少大范围、实时快速的调查方法，制约了对弃耕地空间分布及其土壤质量的监测。本项目以北疆典型绿洲区——玛纳斯河流域为研究区，以国产高分一号数据为数据源，以弃耕地时空变化特征及土壤质量的演变为研究对象，探究国产高分卫星数据在弃耕地数量识别和土壤质量监测中的应用技术，并结合历史资料、矢量图件和野外实测土样数据，采用分层提取、监督分类等算法，对研究区多年弃耕地数量及时空分布特征进行研究；在此基础上以土壤质量评价基本理论与方法为依据建立适当的评价指标体系对弃耕地土壤质量进行综合评价，实现对弃耕地空间分布和土壤质量演变的动态监测，为绿洲区耕地及基本农田保护、合理开发利用水土资源、提高土地的利用效率提供研究依据。

耕地弃耕是耕地利用方式变化的重要表现之一，在许多国家和地区都有发生。然而对弃耕地的空间分布情况的了解目前还很有限。本项目选取西北内陆典型的绿洲区——玛纳斯河流域为研究区，以多年国产高分一号（GF-1）数据为数据源，以Landsat TM/ETM+/OLI 影像以及HJ-1A/1B影像为辅助数据源，结合历史资料、矢量图件、野外调查数据和土壤采样数据对玛纳斯河流域土地利用/土地覆盖变化（LUCC）信息进行监测。探究国产高分卫星数据在弃耕地数量识别和土壤质量监测中的应用技术。取得重要结果有：（1）通过与国内外卫星数据在遥感信息解译、地物提取结果及精度等方面进行对比分析，建立GF-1卫星数据在研究区耕地信息提取过程的技术流程。（2）以研究区栽培管理特点为依据，结合物候学规律和社会经济学统计资料及野外勘察采样数据，的出以时间序列NDVI数据为结合行政区划图能够较好的监测研究区弃耕地的时空分布情况，监测精度达到85%。（3）构建由3个物理指标、6个化学指标和1个生物指标构成的弃耕地评价指标体系，为动态监测弃耕地土壤质量的演变奠定基础；并在此基础上对研究区多年弃耕地土壤质量的演变特征进行分析评价。项目利用国产卫星数据的优势，监测并绘制了研究区弃耕地分布图，对决策者和土地管理者制定合理科学的土地管理措施具有重要意义。同时也提供了一种可用于耕地保护的数据库、用于探讨农田保护的决定因素。