[发明专利]基于遥感数据的生态环境质量评价系统与方法

说明书

技术领域

本发明涉及生态环境质量评价，更具体涉及完全基于遥感数据的生态环境质量评价系统与方法。

背景技术

生态环境质量是指生态环境的优劣程度，它以生态学理论为基础,在特定的时间和空间范围内，从生态系统层次上，反映生态环境对人类生存及社会经济持续发展的适宜程度，是根据人类的具体要求对生态环境的性质及变化状态的结果进行评定。

生态环境质量评价就是根据特定的目的，选择具有代表性、可比性、可操作性的评价指标和方法，对生态环境质量的优劣程度进行定性或定量的分析和判别。

生态环境质量评价的结果将用于指导人类的生产和生活。进行生态环境质量评价，以及将生态环境质量评价的结果用于指导人类的生产和生活，反映了人类在改造自然界的过程中尊重自然规律并利用自然规律，从而合理改造自然界的思想与实践。

传统的生态环境质量评价体系，输入数据中除了遥感提取的表征植被长势的植被指数外，还大量使用了社会经济等统计数据，因此，所得到的生态环境质量评价结果通常是以县或市为单元来评价。

然而，以县或市为单元来进行生态环境质量评价，丢失了很多县或市内部的生态环境质量细节。

因此，希望提出一种完全基于遥感数据的生态环境质量综合评价体系，能够提供像元尺度上的评价结果，增加生态环境质量在空间上的细节信息。

发明内容

基于以上的讨论，本发明的目的是提出一种完全基于遥感数据的生态环境质量综合评价体系，该方法能够提供像元尺度上的评价结果，增加生态环境质量在空间上的细节信息。

根据本发明的第一方面，提供一种生态环境质量评价系统，该系统完全基于遥感数据输出评价结果，所述系统包括：生境本底指标单元，用于基于遥感数据计算生境本底指标；生态服务功能单元，用于基于遥感数据评价生态服务功能；环境压力指数单元，用于基于遥感数据计算环境压力指数；生境风险指标单元，用于基于遥感数据计算生境风险指标；以及综合评价单元，用于基于通过以上单元分别得到的生境本底指标、生态服务功能、环境压力指数和生境风险指标来对生态环境质量做出综合评价。

在根据本发明的生态环境质量评价系统中，所述生境本底指标单元可以进一步被配置用于基于地表组成复杂度、植被覆盖稳定性和景观结构指数计算生境本底指标；所述生态服务功能单元可以进一步被配置用于基于生产功能、固碳能力和气候调节三个因子来评价生态服务功能；所述环境压力指数单元可以进一步被配置用于基于近地面颗粒物污染物浓度、空气污染指数和土壤侵蚀强度来计算环境压力指数；以及所述生境风险指标单元可以进一步被配置用于基于待评价区域至道路、城镇和水体的距离来计算生境风险指标。

在根据本发明的生态环境质量评价系统中，所述生境本底指标单元可以进一步被配置用于基于高分辨率遥感影像提取的植被精细分类数据来表征地表组成复杂程度，通过年度归一化植被指数最大值和最小值的差值来表示植被覆盖的稳定程度，以及利用植被精细分类数据计算景观结构指数；所述生态服务功能单元可以进一步被配置用于通过遥感数据反演的生物量来表示生态系统的生产功能，利用遥感反射率数据计算的增强植被指数(EVI)定量表示生态系统的固碳能力，以及利用基于遥感数据的地表能量平衡模型来反演植被蒸散量(ET)从而反映气候调节；所述环境压力指数单元可以进一步被配置用于通过卫星遥感反演的PM_2.5、PM₁₀来表示近地面颗粒物污染物浓度，通过卫星遥感反演的SO₂，NO₂和CO来表示空气污染指数，以及通过数字高程模型(DEM)数据提取的坡度数据和遥感植被指数计算的植被覆盖度来量化土壤侵蚀强度；以及所述生境风险指标单元可以进一步被配置用于通过遥感数据提取的道路、城镇和水体数据，利用空间分析的方法生成缓冲区分析待评价的区域至道路、城镇和水体的距离。

在根据本发明的生态环境质量评价系统中，植被组成越复杂、景观结构越连通、植被覆盖度越稳定，生境本底状况和生态环境质量越好；生态系统的生物量值、EVI和ET数值越大，表明生态服务功能和生态环境质量越好；污染物浓度越低、坡度越小和植被覆盖度越高，表明环境压力越小，生态环境质量越好；以及待评价区域距离道路和城镇越远，同时距离水体越远，表明生境风险指标越低，生态环境质量越好。