以遥感为主要内涵、紧密衔接导航、通信等领域的空间信息，正成为数字政府深化建设和数字经济创新发展的重要驱动力。遥感技术具有无可比拟的宏观、快捷、精确等特点，改变了人类获取地球系统数据和对地球系统的认知方式，为人类科学研究与实践提供长期、稳定的空间数据，并对科学创新起到基础性支撑作用。遥感数据可以为人类提供地球资源环境及其动态变化的丰富信息，受到世界各国的普遍重视，遥感技术在众多领域中的应用显示出明显的社会、经济、生态效益，已在国民经济建设和国防建设的诸多领域发挥了重要作用。遥感已经成为获取空间地理信息的主要信息源，为大范围、动态、周期性的区域资源环境监测与评估提供了数据、技术支撑和成果精度保证。在生态环境监测中，遥感技术能大面积、准确地提供地表信息，如覆盖度、土地荒漠化、植被地面生物量、水体变化等，并可以连续对地面进行长期观测，构成时间和空间的一体化多维信息集合。这种大面积、实时准确的多维时空信息对生态环境的恢复和保育具有不可替代的作用。开拓遥感技术应用的深度和广度，建立多应用场景的遥感信息平台及其业务运行系统，准确及时地掌握资源与环境变化状况，进而指导人们正确开发利用国土资源、保护生态环境，已成为国家决策部门和科学界普遍关注的问题。

地处欧亚大陆腹地的新疆，其干旱的气候、辽阔的地域、独特的地理景观给遥感技术提供了优越的应用空间，是我国西部最具有空间信息开发潜力的区域。艾比湖流域位于新疆准噶尔盆地内陆区，介于43°38'～45°52'N、79°53'～85°02'E，行政上隶属于新疆博尔塔拉蒙古自治州（简称博州）的博乐市、温泉县和精河县，以及塔城地区的乌苏市、托里县，奎屯市及克拉玛依市的独山子区。艾比湖流域南、西、北三面环山，东部与准噶尔盆地相连，是准噶尔盆地西南缘的最低汇水中心，是新疆最大的咸水湖。流域总面积50621km²，其中山地24317km²，平原25762km²，现有湖泊面积约542km²。艾比湖洼地不但是中国内陆荒漠中为数不多的荒漠物种集中分布区，而且是指征准噶尔盆地生态环境变化的关键地区。中华人民共和国成立以来，围绕艾比湖的环境演变进行了大量的科学研究，但是利用遥感和地理信息技术研究整个艾比湖地区的生态环境之动态变化及其机理，目前尚未见到系统报道。选取该区域开展生态环境综合监测评价研究，不仅可以为该地区生态环境治理、新亚欧大陆桥畅通工程等西部重大项目提供决策依据，而且可为新疆天山北坡广大区域生态恢复与保育提供范例。

技术路线

相关研究将在三个技术平台的支撑下展开：

①由历史资料构成的历史过程信息采集系统；

②由野外定位观测、水文气象网站、遥感与GPS监测构成的现代资源环境过程数据采集系统；

③由地理信息系统、数学模型系统和有关的社会、经济、环境、生态理论方法构成的定量分析与评价系统。

在上述技术系统的支撑下，通过对前期相关及专业调查的系统分析，利用遥感图像的色调和纹形特征，解译各类资源的发生区域，圈定其分布范围，计算其分布面积。利用地形地貌、植被的覆盖程度等景观特征，对各类生态环境进行解译研究，提取特征信息并利用定位观测、实地调查进行验证。通过系统分析，评价分析资源环境的现状及动态变化。技术路线如图所示。

本书的科技创新

1.针对高分辨率遥感图像中地物的复杂、异质共性难点以及给地物自动提取带来的痛点问题，系统论证了利用空间、语义、时间上下文信息提升地物信息提取精度的机理；针对遥感图像分割的区域合并算法，发现了合并起始点动态迁移对于分割过程中空间上下文信息的利用效率及其对分割精度和效率的关键制约作用；针对不同应用场景和先验知识条件，建立了遥感图像分割跨尺度优化框架及面向对象的地物信息提取模型，提高地物分割的完整度和精度；挖掘多时相遥感数据之间的时间上下文信息以及空间关联，建立多时相遥感图像协同分割范式及算法，解决多时相专题信息提取和遥感变化检测面临的几何边界难统一的困境。

2.应用高分一号，基于大量历史地面监测数据，利用遥感技术对山地森林、荒漠湿地生态系统植被生物量、覆盖度与裸土等生态参数进行特征提取和标准化处理，经过耦合和集成，构建了植被覆盖度模型，进行了遥感数据的可靠性验证和各种生态要素的反演、调整和检验工作，提出了国产高分数据反射率参数的精度和范围；构建了植被覆盖度估算模型，为类似荒漠化区域的植被覆盖度监测、荒漠化治理提供了借鉴。

本文摘编自《新疆艾比湖流域生态环境遥感综合监测评价研究》一书，有删减，图片来源于该书。

《新疆艾比湖流域生态环境遥感综合监测评价研究》

ISBN 978-7-03-078933-4
李 虎 陈冬花 等 著

责任编辑：黄 梅

本书系统介绍了利用多源遥感数据，对新疆艾比湖流域的生态环境进行综合监测的系列技术与应用。重点介绍了基于卫星遥感数据和地面调查成果，开展下垫面不同地物信息提取与反演的指标体系、技术路线与研究方法，以及在艾比湖流域植被覆盖度与时空变化反演、森林资源监测、土地荒漠化监测、 生态服务价值时空变化特征及其驱动力分析等方面的应用；同时基于研究成果，对艾比湖流域的生态环境进行了综合评价。
本书可供地理信息科学、生态学、林学等专业硕士研究生参考，同时可供从事遥感、地理、生态、人文社科等专业人员参考。

（本文编辑：洪弘）

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