信息源是生態環境研究的基礎，其質量直接影響研究結果的準確性和科學性。塔裏木河流域生態遙感信息源的選擇遵循以下原則:①通過多種信息源的合理組合，實現對流域生態環境從宏觀、中觀到微觀的監測；②所選信息源的空間分辨率必須滿足不同等級監測尺度的精度要求，同時必須具有較高的光譜分辨率，能夠充分反映豐富的生態環境信息；③盡量選擇長期穩定運行的信息源，便於生態環境的長期動態監測；④高選擇性的信息源類型。
由於該地區地處暖溫帶和高寒地帶，冬季長，春夏秋短，生長期短而不是長。在生長期，植被生長茂盛，但在非生長期，都是枯黃、貧瘠或被大雪封凍。植被是生態環境的重要鏡子，具有顯著的象征性特征。因此，遙感信息源的季節階段確定為7-9月，此時植被生長旺盛，以滿足大比例尺遙感調查結果的壹致性和動態分析的可行性。此外，考慮到土壤次生鹽漬化的具體特點，每年非生長季節的2月下旬至3月上旬為返鹽期，不存在植被覆蓋的影響。因此，為了最大程度地反映土壤次生鹽漬化的豐富信息，選擇了2月下旬至3月上旬的影像進行土壤鹽漬化監測。
根據上述原則和要求，系統構建了從宏觀到精細、從整體到局部的三級監控體系，如圖5-1和表5-1所示。利用空間分辨率低、時間分辨率高的MODIS衛星數據，在全流域(板塊5-1內總體輪廓範圍)1 ∶ 50萬尺度上進行宏觀監測。利用Landsat-7的TM/ETM(ASTER)數據和CBERS數據進行監測，比例尺為1∶65438+百萬(在圖版5-1的棕色邊界內)。利用高空間分辨率的Spot-5數據和QUICKBIRD數據對幹流中下遊重點區域(地圖5-1: 10，000中的藍框內)進行了詳細監測。從中遊到下遊依次為烏斯曼、卡爾達伊和臺特馬湖三個重點監測區域，其中烏斯曼和卡爾達伊采用Spot-5數據監測，臺特馬湖采用Quick監測。這樣，不僅可以對流域進行宏觀調控，還可以準確把握重點區域的生態變化。
表5-1塔裏木河流域生態環境遙感監測系統指標表
(1)全流域高時間分辨率和低空間分辨率監測
充分利用MODIS衛星數據高時間分辨率、高光譜分辨率、寬景觀的特點，構建覆蓋全流域的壹級宏觀監測體系，及時掌握植被生長、地表溫度、洪澇幹旱等生態環境宏觀信息(X. Zhan等，2000)。
MODIS(Modem-Resolution Imaging Spectrometer)是安裝在美國地球觀測系統(EOS)第壹顆衛星TERRA和AQUA上最重要的傳感器，分別從1999 65438+2月和2000 65438+2月向地面發送數據。EOS地球觀測系統是美國國家航空航天局(美國國家航空航天局)為全球變化研究建立的壹個長期數據獲取系統。計劃在未來10年發射10顆衛星，形成15年的數據采集系統，其規模在對地觀測衛星發展史上是空前的(李登科，張舒羽，2003)。與以往的遙感數據相比，MODIS是國際上新壹代的“光譜集成”光學傳感器，其影像數據具有以下突出特點(，葛，，2000):
(1)光譜分辨率高，多通道同時觀測:MODIS傳感器在0。4 ~ 14.4微米，光譜範圍寬，高於SPOT、TM、AVHRR。
(2)大範圍多頻觀測:掃描觀測寬度2330km，兩顆衛星可觀測塔裏木盆地壹天兩次，壹夜兩次；
(3)適當的空間分辨率觀測:MODIS有2個通道的空間分辨率為250m，5個通道的空間分辨率為500m，29個通道的空間分辨率為1000m；
(4)高精度觀測:MODIS傳感器是世界上精度最高的輻射觀測儀器。每路輸出的量化級別為12位，溫度分辨率可達0。03℃.其次，MODIS首次采用可見光通道的復雜星上定標技術，保證了儀器的長期觀測穩定性；
(5)美國國家航空航天局對MODIS數據的全球免費接收政策使用戶能夠獲得廉價實用的數據資源。
因此，MODIS遙感數據在塔裏木河流域大尺度植被、幹旱和宏觀動態水體監測中具有重要作用，是理想的遙感信息源。
(B)"四源壹幹"中等空間分辨率監測
利用TM/ETM數據(ASTER數據)和CBERS數據，對塔裏木河“四源壹幹”地區的土地利用、植被類型和覆蓋度、沙漠化和土壤鹽漬化4個專題進行了遙感監測。
1.TM/ETM和ASTER數據
Landsat自1972發射第壹顆衛星以來，積累了豐富的影像數據，並有長期穩定運行的歷史。Landsat-5的TM從可見光到熱紅外有7個波段，Landsat-7的e TM有8個波段，波段設置有利於生態信息的獲取；影像空間分辨率高，TM和ETM地面分辨率分別達到30m和15m，滿足1∶65438+百萬及以下的制圖要求。該傳感器掃描寬度大，影像單景覆蓋面積達到185km ×185km，重復覆蓋周期16天，是目前國內遙感領域應用最廣泛的遙感數據。但Landsat-7衛星在2005年發生故障，Landsat-5傳感器已經嚴重老化，可以用ASTER數據來替代。ASTER是TERRA衛星上的傳感器，發射於1999 18年2月18。擁有3個15m分辨率的可見和近紅外波段，6個30m分辨率的短波紅外波段，5個90m分辨率的熱紅外波段，掃描寬度60km，重復觀測周期16天。隨著EOS系列衛星的運行，ASTER數據將成為穩定的遙感信息源。
2.CBERS數據
CBERS-1於1999年成功發射，結束了我國長期依賴國外衛星遙感數據的局面。光譜波段選擇與Landsat-7相似，空間分辨率達到19。5m。處理後的影像信息可以滿足1∶65438+百萬比例尺的制圖要求。CBERS數據目前已經免費發送，所以這次主要利用它進行實驗研究，探索中國自主知識產權衛星遙感數據作為Landsat數據替代數據源的可行性。
根據塔裏木河流域生態環境監測的實際需要，確定了各專題的遙感監測範圍。
1.土地利用監測
20世紀50年代以來，隨著人口的增加和社會經濟的發展，在以水資源開發利用為中心的高強度人類經濟社會活動的作用下，流域生態環境發生了顯著變化。在塔裏木河流域，新綠洲取代原有綠洲，人工植被取代自然植被，人工土壤取代自然土壤，人工生態取代自然生態，人工河道取代自然河流，人工水庫取代自然湖泊。其結果是土地生產力和水資源利用效率提高，綠洲小氣候改善，資源環境人口容量增加，而流域生態環境迅速惡化。塔裏木河流域下遊斷流和生態環境惡化的主要原因是源區和上遊地區不合理的土地開發和無序的調水。因此，對“四源壹幹”地區的土地利用進行監控，遏制大規模開墾和無節制用水，根據土地利用面積和種植結構合理配置水資源定額，實現科學用水調控，是保護生態環境的關鍵。塔裏木河源頭土地開發利用自然條件良好，是亂墾的重點區域。近年來，在棉花種植經濟效益的驅動下，幹流區域土地復墾現象日益嚴重，因此土地利用監測覆蓋範圍為“四源壹幹”區域，面積約為1:65438+10萬標準圖。
2.植被覆蓋和植被類型監測
20世紀70年代以來，塔裏木河下遊近400公裏斷流萎縮，中下遊植被衰退，胡楊林大面積死亡，荒漠化擴大，是塔裏木河流域生態惡化最嚴重的地區，也是綜合治理和生態保護的重點區域。從博斯騰湖通過大西海子水庫向幹流進行了7次應急調水。為科學監測和評價綜合治理措施實施後流域植被覆蓋度和植被類型的恢復情況，選擇幹流中下遊作為植被因子遙感監測範圍，覆蓋1∶65438+萬的20幅圖。
3.土地沙漠化的監測
土地沙漠化是指在幹旱多風的沙質地表環境中，脆弱的生態平衡被過度的人類活動破壞，以至於在原有的非沙漠地區出現類似沙塵暴活動為主要特征的沙漠景觀，導致土地生產力下降的環境退化過程。
從空間分布來看，沙漠化和植被覆蓋度是相互遞減的。植被衰退最嚴重的地區，也是沙漠化最嚴重的地區，所以沙漠化的監測範圍與植被監測壹致，選在幹流中下遊。
4.土壤鹽漬化監測
塔裏木盆地是壹個封閉的內陸盆地，氣候幹旱蒸發強烈。塔裏木河流域由於水資源的不合理利用和灌溉排水不當，土壤普遍積鹽，形成大面積鹽漬土。特別是阿拉爾-沙雅地區，地處三源交匯的幹流上遊，地下水位高，沿塔裏木河修建了大量平原水庫，大面積開荒，采用漫灌，水資源利用率低，土壤次生鹽漬化嚴重。因此，選擇塔裏木河幹流上遊作為土壤鹽漬化遙感調查與監測的工作區域。覆蓋範圍1: 13張百萬張。
(3)幹流重點區域的高空間分辨率監測系統
SPOT-5衛星是由法國SPOT公司於2002年5月4日成功發射的近極太陽同步軌道衛星。遙感器有:高分辨率幾何成像儀(HRG)、高分辨率立體成像儀(HRS)和植被探測器。拍攝時全色圖像的基本分辨率為5.0m，同壹區域的兩幅5m分辨率的圖像由兩個不同的傳感器通道同時獲得。這兩幅圖像在同壹焦平面上，並且錯開1/2個像素。CNEG通過其專利的Supermode編碼技術，將兩幅圖像疊加並處理成2.5米分辨率的圖像。多光譜圖像的綠色(B1)、紅色(B2)、近紅外(B3)均為10m，短波紅外(SWIR)為20m。立體圖像的像素大小為5m×10m。全色和多光譜圖像幀為60km×60km，立體圖像幀為120km×600km，覆蓋周期為26天。由於SPOT-5數據信息的光譜分辨率和空間分辨率高，針對性強，可以根據不同的應用目的進行多種組合處理和專題提取，大大拓展了其在環境、地質等方面的應用範圍。綜合考慮經濟和技術因素，選擇spot-5全色波段(2.5m，5m)和多光譜數據(10m)作為幹流重點區域的遙感監測信息源。
幹流中下遊是生態環境監測和修復的重點。在中等分辨率監測幹流中下遊植被覆蓋度和植被類型的基礎上，從中遊到河尾選擇三個重點監測區(圖5-1):幹流中遊的烏斯曼重點監測區，用於監測塔裏木河流域綜合治理以來建設的堤防工程對兩岸生態的影響；在幹流下遊的卡爾達依重點監測區，自多次應急輸水以來，對幹流下遊植被恢復進行了監測和評估；塔裏木河末端的臺特瑪湖監測區，監測和評價水資源綜合管理措施背景下的臺特瑪湖水域和植被變化。