[01614605]高等级公路路域植被信息遥感定量反演及生态环境监测评价

1、课题来源、背景、意义： 高等级公路的建设对国民经济的发展发挥着着越来越重要的作用,然而公路的建设和运营加剧了环境、资源和人口之间的矛盾,对沿线生态环境造成了不可忽视的影响。绿色植被不仅是生态环境中最为敏感和最主要的环境要素,也是其他环境变化的一个典型指示因子,是反映区域生态环境好坏的重要标志之一。利用遥感技术对路域植被环境进行监测、评价,将从根本上解决监测与评价的及时性、快速性、宏观性。由定量遥感得到的反演成果能够快速、实时、动态地反应周边环境状况,通过综合分析评价路域两侧植被环境的受影响情况,能够及早地发现问题、采取措施、为今后的公路工程建设提供切实可行的经验,为恢复路域生态环境打下基础。本项目主要基于湖南省科技计划重点项目“湖南省高等级公路路域生态环境遥感监测与评价及防治研究”（2010WK4003）。对高等级公路路域植被信息进行遥感定量反演及生态环境监测评价,构建了适合南方丘陵地区高等级公路路域植被环境监测评价技术体系。 本项目研究拓宽了遥感基础理论研究的实际应用领域,促进了遥感定量反演技术应用研究的深入,推动了遥感应用于生态环境变化研究的深化。为全国其他地区的高等级公路的植被环境快速定量化监测评价提供可借鉴的新思路和方法,以及宝贵的先验知识,促进全国高等级公路路域植被生态环境质量监测评价的发展,推动两型社会的建设,为公路建设的可持续发展提供可靠的保障基础。为相关环保部门对公路路域植被环境评价与治理提供有力数据,将在该领域研究中大有发展潜力。 2、技术原理、指标 本项目以湖南省内长潭高速、浏醴高速、常吉高速、潭耒高速等路域为主要研究区域,通过获取遥感影像和野外采样试验,实地测定光谱、叶面积指数、叶绿素、样区植株各参数等数据,结合经验方法与修正的PROSAIL物理模型法,创新性地构建了路域植被各监测评价因子（LAI﹑VC、HLVV﹑CHL和HVHI）的遥感监测估算评价模型。以动态、定量的手段分析公路的修建和运营对路域植被健康状况的影响。该方法成果可靠,实时动态进行大范围监测,节省大量人力、物力和财力,为高等级公路路域植被健康评价提供理论和技术的支持,同时也将丰富了我国各等级公路路域生态环境监测评价理论,促进各等级公路路域植被环境评价技术体系的建立与完善。 3、成果的创造性、先进性 （1）本项目在地物分类和光谱特征分析的基础上,实现了路域植被信息的多阶段目标决策反演;进一步修正了PROSPECT叶片模型和SAIL冠层模型,构建了适合南方丘陵地区高等级公路路域植被环境因子的反演模型,提高了反演精度。 （2）研究提出并构建了一个新指标—路域植被健康指数（HVHI）,能够更直接地体现路域植被的健康程度。目前国内外尚无基于路域植被健康情况构建公路路域植被健康指数的研究。 （3）首次将叶面积指数（LAI）、植被覆盖度（VC）、叶绿素（CHL）、三维绿量（LVV）、植被健康指数（VHI）等指标引入到路域植被环境评价,建立了路域植被环境健康评价指标体系与评价方法。 4、社会经济效益 公路环境的动态监测评价治理既充分采用先进的科学技术和先进的科技生产力,为科技发展做了贡献,又为评价环境、保护环境提供直接服务。从经济上讲,其效益具有很大潜力。首先,利用遥感技术可以科学、实时、大范围、动态监测公路建设前、中、后期对其周边环境造成的影响和破坏,利用遥感技术对各等级公路路域环境进行追踪动态监测,为有关环保部门提供高效可靠的技术指导和依据,研究周期比实地研究周期短,从而节约了经济成本。其次,研究中野外实验时间、环境要求严格,大部分仪器都需要在特定的时间和天气条件下进行取样,而采用遥感技术进行公路环境研究不存在这样的问题。再次,利用遥感技术进行公路环境动态监测,可以预警环境突发性事故,为国家抢险救灾节约时间,节约开支。利用遥感技术可为国家相关部门节约大量的人力、物力和财力,提高工作效率。环境质量是直接影响人们身心健康的重要因素,对其进行监测分析并提出建设性的改善措施,体现了我国建设“环境友好型资源节约型”社会的宗旨。项目研究为交通建设,使得高等级公路建设和运营得以健康、可持续发展,为交通事业提供了有力的基础和保障。因此本研究具有间接的经济效益和显著的社会效益。