西北农林科技大学遥感综合实习报告
遥感综合实习报告
一、前言
古语有云“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”。为了更好的了解陕西省地理环境特征以及土地利用方式，掌握利用遥感影像进行地物的解译分析，实现土地利用动态变化监测，我们在老师的带领下进行了为期五天的遥感综合实习。途径关中平原、土石山区、陕北黄土高原地形地貌区的20多个县市，行程1200余公里。在领略沿途自然景观的同时，将遥感影像与实地考察结合起来，注意观察不同地区土地利用方式，实现理论知识与野外实践的验证和巩固。
二、实习时间：2011.6.13——2011.6.17
三、实习路线
杨凌→西安市周至县哑柏镇→渭南市华县→渭南市合阳县洽川镇→渭南市韩城市→延安市宜川县→延安市宜川县壶口乡→延安市宝塔区南泥湾镇→延安市安塞县→延安市宜川县枣园→延安市洛川县→延安市三原县→杨凌
三、实习目的
1、通过对渭河盆地、黄土高原地形地貌区的实地考察，结合遥感影像，进行土
地利用规律分析
2、根据遥感影像形状、大小、阴影、色调、纹理、图案、位置和布局，掌握主
要土地利用类型解译标志方法
3、了解和掌握同一地区不同时期影像上的地物特征变化规律
四、实习准备
1、自然地理环境
1.1关中平原
1.1.1关中简介
关中，指陕西省秦岭北麓渭河冲积平原（渭河流域一带），平均海拔约500米，所以有渭河平原、关中平原等称呼，其北部为陕北黄土高原，向南则是陕
或是与黄土期前的古丘陵地形有继承关系。沟大都是流水集中进行线状侵蚀并伴以滑塌、泻溜的结果。
1.2.3 区域特征
从区域组成特征看，延安以北地面切割严重，是以峁为主的峁梁沟壑丘陵区；延安、延长、延川是以梁为主的梁峁沟壑丘陵区；西部为较大河流的分水岭多梁状丘陵。延安以南是以塬为主的塬梁沟壑区。洛川原是保存较完整、面积较大的黄土塬。宜川、彬县、长武一带，因沟谷蚕食，形成了破碎塬。
陕北黄土高原上分布着一些不太高的山地，有白于山、子午岭、崂山、黄龙山等。延河上游在安塞县故址沿河湾一劈为二：东面一条为延河，西面一条为杏子河。
1.2.4 黄土高原植被
1.2.4.1 植被分布地带性
黄土高原植被分布的地带性规律使毋庸置疑的，子南向北，自然植被呈呈森林向草原过渡的总体趋势。不同土质、地形部位和坡向的地块，土壤水分状况存在一定差异，适合不同植被群落的生长。但黄土高原的植被分布也存在以下非地带性特征，其植被分布的总体特征应为植被的地带性分布与非地带性分布两者的自然组合。
1.2.4.2 土质非地带性
微地貌非地带性黄土高原沟壑密集，地形切割深。由于地表径流和土壤重力自由水向下运移，塬面、梁峁等正地形部位，土壤含水量较低，地下水埋藏深；沟谷及沟坡中下部等负地形部位，土壤含水量较高，地下水埋藏浅。在半干旱、半湿润的气候条件下，沟谷及沟坡中下部的土壤水分条件往往适合树木的生长，自然植被为森林，梁峁、塬面及沟坡中上部的土壤水分条件往往适合草灌的生长，自然植被为草原。沟坡森林植被的分布高度，自南向北呈降低的趋势。
1.2.4.3 坡向非地带性
阳坡坡地的地面蒸发耗水大于阴坡，同一区域阳坡的土壤水分条件往往较阴坡干旱。因此，阳坡的植被群落往往较阴坡更耐干旱。沟坡的森林分布上限，阴坡高于阳坡。
黄土高原的自然植被具有明显的地带性与非地带性特征。史前时期，黄土高原在土石山区和黄土谷地发育繁茂的森林，而在黄土高原梁峁和塬面上以草原植被为主。黄土高原的植被建设必须按照植被的自然分布规律，遵循土壤水分的可持续利用原则，因地制宜，科学规划。在自然植被为森林的区域，恢复森林植被，在草原区域恢复草原植被
2、遥感影像特征
2.1 TM各波段特征
TM1 波长0.45-0.52um，为蓝色波段。该波段位于水体衰减系数最小的部位，对水体的穿透力最大，对叶绿素和叶色素浓度敏感，用于区分土壤与植被、落叶林与针叶林，进行水系及浅海水域制图，有助于判别水深及水中叶绿素分布以及水中是否有水华等。
TM2 波长0.52-0.60um,为绿波段。该波段位于绿色植物的反射峰附近，对水体具有一定的穿透力，对健康茂盛植物的反射敏感,用于探测健康植物绿色反射率, 识别植物类别和评价植物生产力，可反映水下地形、沙洲、沿岸沙坝等特征。
TM3 波长0.62-0.69um，为红波段。该波段位于叶绿素的主要吸收带，可用于区分植物类型、覆盖度、判断植物生长状况等，此外该波段对裸露地表、植被、岩性、地层、构造、地貌、水文等特征均可提供丰富的植物信息TM4 波长0.76-0.96um，为近红外波段。该波段位于植物的高反射区，反映了大量的植物信息，多用于植物的识别、分类。同时它也位于水体的强吸收区，用于勾绘水体边界，识别与水有关的地质构造、地貌等。
TM5 波长1.55-1.75um，为短波红外波段。该波段位于两个水体吸收带之间，对植物和土壤水分含量敏感，从而提高了区分作物的能力。此外，在该波段上雪比云的反射率低，两者易于区分，TM5的信息量大，应用率较高。
TM6 波长10.5—12.5um，为热红外波段。该波段对地物热量辐射敏感，根
据辐射热差异可用于作物与森林区分、水体、岩石等地表特征识别。
TM7 波长2.08—2.35um，为短波外波段。波长比TM5大，是专为地质调查追加的波段，该波段对岩石、特定矿物反应敏感，用于区分主要岩石类型、岩石水热蚀变，探测与交代岩石有关的粘土矿物等。
2.2光谱差异
TM1居民地与河流菜地不易分开；TM2居民地与河流菜地不易分；TM3乡村与菜地不易分；TM4农田与道路不易分，乡镇，道路，河滩易混；TM5县城与农田不易分；TM6村庄与河流易混。所以在遥感类型的提取上，一般采取：城市与乡镇的提取:TM1+TM7+TM3+TM5+TM6+TM2-TM4
乡镇与村落:TM1+TM2+TM3+TM6+TM7-TM4-TM5
河流的提取:TM5+TM6+TM7-TM1-TM2-TM4
道路的提取：TM6-（TM1+TM2+TM+-TM4+TM5+TM7）
五、实习内容
1、实习站点及内容
1.1 第一天
第一站杨凌渭河大桥南岸：对比观察渭河南北两岸的土地利用方式，分析遥感影像上该地区的地物特征
第二站华西镇杨村渭河大桥：
第三站大荔县路旁沙丘：分析沙地在遥感影像上的特征，观察沙丘上种植的植被
第四站西禹高速金水沟大桥：观测沟坡及沟底的植被生长状况，分析沟壑在影像上的特征
1.2 第二天
第一站洽川镇黄河魂风景区：参观大里湾引黄枢纽水电站以及黄河湿地，在这里，看到了大片的荷花池
第二站黄龙山大岭：在黄龙山一路颠簸，途中观察土石山地貌，分析其在影像上的特征
1.3 第三天
第一站黄河壶口瀑布风景区
第二站黄土风情观察区
第三站南泥湾镇：参观南泥湾纪念馆，观察种植的稻田，分析稻田的影响特征
1.4 第四天
第一站中科院水保所安塞站：了解该实验站基本情况
第二站安塞腰鼓山：观察黄土高原典型地貌及黄土高原沟坡中植被在影像上的特征
1.5 第五天
第一站黄土国家地址公园
第二战浊峪河桥头：观察黄土丘陵到关中平原过渡的地貌特征
2、波段组合及专题应用
由于地物的复杂性和多样性,在进行地质现象的解释时, 只选一个波段是不够的,常将几个波段进行组合，利用多波段图像之间的差异进行特征提取,可获得较多的信息量。
321：真彩色合成，即3、2、1波段分别赋予红、绿、蓝色，则获得自然彩色合成图像，图像的色彩与原地区或景物的实际色彩一致。321波段组合上，裸地比较清晰，水系不清晰。水体和植被均为绿色，区别不大。耕地为土黄色，建筑用地为白色。该波段组合不常用。
543：5、4、3波段分别赋予红、绿、蓝三种颜色生成假彩色合成图像，这个组合的合成图像不仅类似于自然色，较为符号人们的视觉习惯，而且由于信息量丰富，能充分显示各种地物影像特征的差别。在543 波段合成影像上，河床两边灌木茂密，呈现墨绿色。山顶的白色为耕地，紫红色为石山地，绿色为乔木林。黄土高原有明显的陡坎，塬面上为淡绿色，沟里的苹果园呈绿色，但颜色比乔木浅。水体边界界限清晰，内部色调均匀。山体的边界有明显的颜色过度。
432：红外假彩色合成，即4、3、2波段分别赋予红、绿、蓝色。在植被、农作物、土地利用和湿地分析的遥感方面，这是最常用的波段组合。在 432 波段合成影像上，植被都为红色，包括农田、草地、沟谷中小灌木。小麦收割后地块为浅绿色，裸地为青色，居民地为浅蓝色，荷塘为墨色，道路为蓝色，裸
露田地偏灰色。4、6月影像中，黄土覆盖的沟谷呈绿色，岩石裸露的沟谷呈蓝色，水体为深黑色，白色区域为沙滩，浅灰色为苔原。6 月份小麦收割，被烧毁的麦茬地，在影像上呈墨绿色。7 月份，树叶子长势好，地里种植有棉花、黄花菜、玉米等。秦岭地带，白色斑块为云，阴影为黑色，以此可以判断太阳方位。
542：在542 波段合成影像上，绿色表示植被，如白水等地的苹果园，长势好的植被颜色较暗，如浓密乔木林。水系为深蓝色，植被为绿色。植被稀疏荷塘呈深蓝色、黄河呈深蓝偏黑色，建筑用地为白色，塬面淡紫色为耕地，坡向延伸紫色为荒草地。居民地和无植被土地，包括道路均为蓝色，但居民地色调更深。5 波段和4 波段水体反射率低，颜色深，2 波段反射率相对较高，所以水体呈深蓝色。粉红色的规则地块为小麦收割后的裸地。此组合对沟谷的区分度差，但水系较清晰。
342：在342 波段合成影像上，植被为绿色，紫红色为小麦收割地，黑色为沟、梁、山脊，紫色为水体、池塘。渭河为蓝色，水浅，泥沙含量高。渭河边上的黑色区域为没有种植荷花区域。此组合沟谷边缘变化明显。根据地块的大小、分布和方向可以推断海拔的变化，山地中的地块较小、分散且方向一致，而平原上的地块大、连续。
3.土地利用方式
3.1关中平原
关中平原属于暖温带半湿润的季风气候区，雨量适中，四季分明。境内有渭河、洛河等流域，年降水量507.7－719.8毫米。以渭河为界，由于水热条件以及地形因素的影响，渭河以南主要是种植苗木，另外还种植花生、棉花、西瓜、黄花菜等；而渭河以北多种植小麦玉米等农作物。位于洛河和渭河之间的大荔县由于降水量较周边地区少，多为沙地、盐碱地，这里主要种植耐旱的枣树、棉花、油菜、花生等，包括沙地上的草木，叶子细小，根系发达，有助于保水抗旱。
黄河三门峡大坝是新中国成立后我国在黄河上兴建的第一座大型水利枢纽工程。后来，三门峡河道泥沙堆积，导致潼关的河道抬高，渭河成为悬河，关中平原的地下水无法排出，土地出现盐碱化甚至沼泽化，严重影响了粮食产量。
三门峡库水库坝低水高导致周围大部分地区被淹没，居民大量外迁，最后形成大面积良田，现为国营大荔农场。
黄龙山作为典型的土石山区，海拔约为1683 米，土层薄，岩石多，多为沉积岩如页岩（在底部，层薄）、泥岩（抗风化差，块小）、砂岩。山坡坡缓没有陡崖，山上树木茂密，垂直地带性明显，从乔木林逐渐过渡到灌木林。河流两岸居民地分散，多种植花椒树、玉米、花生等作物。
总之，关中平原的土地利用类型主要为耕地，根据水热条件等的不同，种植作物类型不同；居民地沿河流、道路分布；渭河沿岸有大面积苗木基地。
3.2 陕北黄土高原
陕北地域辽阔，自然资源丰富，天然次生林163万亩，木材蓄积量308万立方米。但由于环境和土质的影响，很少有大范围的农耕区，耕地大都分散分布在山顶或者谷地，适宜发展畜牧业、林果业，如洛川大面积的苹果园，除小麦、玉米、谷子、荞麦、黄豆、绿豆、红豆等粮食作物外，还盛产烤烟、花生、瓜类、薯类等经济作物。
由于特殊的地形，居民地一般沿沟谷分散分布，也有坐落于山谷中的城镇，如安塞县，四面环山。
南泥湾因其有利的地形、气候等条件，成为发展农、林、牧渔的理想地区，素有“陕北小江南”之称。这里流域面积达365平方公里，水源丰富。系丘陵沟壑区，土壤为黄绵土、水稻土，主要农作物有水稻和玉米。南泥湾是延安精神的发源地，也是中国农垦事业的发祥地。
六、实习总结
五天的野外实习考察，我们一路北上，途径关中平原、土石山区、陕北黄土高原，最北到达了腰鼓之乡——安塞。虽然每天大部分时间都是在车上，但一路的自然景观、不同的地质地貌，还是让我们学地理信息的人饶有兴趣。
实习中，常老师、李老师亲自带我们爬山坡、下沟谷、趟水走田埂。每到一个站点，常老师都先让我们观察地形、居民地分布、植被生长状况等各种自然地理环境信息，然后在遥感影像图上确定我们所在的位置，分析周围各种土地利用类型在不同影像上的表现特征，找出同一地区不同影像上地物特征变化
规律。实地观察与遥感影像分析紧密结合，加深了我们对遥感解译知识的理解和掌握，使课堂知识得到了巩固和验证。一路走来，常老师以师者的身份教会我们如何做学问，以学者的身份让我们明白科研的谨慎和艰辛。
在中科院水保所安塞试验站，我们看到了很多先进的农业试验和观测设施，以及为防治水土流失而引进的国外植被品种。也让我们意识到先进的技术措施和设备对农林业发展的重要性。安塞试验站作为黄土高原水土保持与可持续生态建设的平台，在黄土高原农林业建设中发挥了积极作用。在延安红色革命根据地，我们参观了枣园革命旧址，路经宝塔山、毛泽东纪念馆，知道了南泥湾的大生产运动，也明白了新中国胜利的来之不易。在“千里黄河一泻倾”的壶口瀑布，大家趟水嬉戏、拍照留念，体验了奔腾汹涌的黄河水流，感受了如黄河水一样湍流不息的中华民族精神。
遥感综合实习圆满的落下了帷幕，在实地观察黄土高原特殊的地形地貌、领略壶口瀑布的雄浑壮观和陕北自然风土人情的同时，我们也将遥感技术理论与这些实际的地理地形现象相结合，掌握了遥感影像解译方法和技巧，了解了陕西部分地区土地利用类型，培养了综合分析观察能力。