数字遗产

Digital heritage

吴哥遗产地环境遥感

时间:2016-01-24

1. 项目名称:吴哥遗产地环境遥感
2. 项目负责人:郭华东
3. 项目组成员:
王成、王心源、陈富龙、范湘涛、何国金、洪天华
4. 项目委托单位:中国科学院国际合作局(待批)
5. 项目起止时间:2014.1-2016.12
6. 项目概况:
通过中柬合作双方多渠道收集或者采集多源遥感数据(包括高分辨率卫星遥感数据、长时间序列中分辨率光学卫星数据、微波遥感数据、激光雷达数据)以及其他辅助数据,并进行数据标准化、建成吴哥遗产地空间数据库;提取吴哥遗址本体及周边森林、水系、地表形变等环境特征要素的时空分布信息,分析人类活动和气候变化对这些因素的驱动方式,并探索这些环境特征要素对吴哥遗址本体的影响机制;同时,综合遥感、地理信息系统、数据库等技术,构建吴哥高精度的交互式三维信息管理系统,为吴哥遗产的科学研究、监测、保护提供空间技术支撑。总体技术路线图如下:

图1. 吴哥遗产地环境遥感总体技术路线图

7. 项目成果: 
7.1. 吴哥遗产地空间数据标准化及数据库
目标:构建吴哥科学、系统的多源空间信息数据库,主要内容包括:吴哥遗址多源空间数据收集;吴哥遗址多源空间数据规范处理研究,标准化系列空间数据产品处理技术研究。
进展:基本完成了研究多源空间数据收集工作,完成了部分数据的规范处理和标准化,搭建了数据库框架(图2)。
图2. 吴哥遗产地空间信息数据库框架

7.2. 吴哥森林对遗产影响的遥感研究
目标:森林结构动态变化的遥感监测及其对吴哥遗产本体的影响分析,主要包括:吴哥遗产地土地利用/土地覆盖动态遥感监测;基于多源遥感数据的吴哥森林立体观测研究;森林结构动态变化的空间格局分析;森林变化对吴哥遗址本体的影响分析。
进展:完成了1985-2003年共9景(或时相)遥感影像的吴哥遗产地土地利用/土地覆盖分类(图3),并对分类结果进行了统计分析(图4);完成了森林面积动态分析(图5),图6为森林变化的遥感影像实例。
图3. 吴哥遗产地地表覆盖类型分布图(2009.1)

图4. 1985-2013年间吴哥遗产地地表覆盖动态变化
图5. 1985-2013吴哥森林覆盖面积变化及归因分析
图6. 森林变化实例(TM影像)

7.3. 吴哥水系对遗产影响的遥感研究
目标:利用多元遥感数据和地面调查对吴哥窟周边的水环境进行特征信息提取、分析与重建,综合研究在气候变化、人类活动影响要素对水系(体)变化—城市兴衰—庙宇兴废的影响,揭示水系(体)变化的驱动机制。主要包括:水体及相关地物目标特征信息的遥感识别与提取研究;基于GIS空间分析的水系数字化重建与分析;吴哥水系崩溃原因及其对吴哥文明影响的遥感考古研究。
进展:完成了多元数据( landsat TM,SPOT,DEM,前人研究成果)的研究区水系初步解译综合图(图7)。图7为研究区水系—道路—遗址点综合分部图,其中:红线是前人研究的研究区边界,蓝线是水系,橙色是居民地,黑线是今天的主要道路,黄线是吴哥时代的西北的一条重要古道。圆点是已知的遗址点,三角形是我们依据图上解译的疑似遗址点。可以看出:水系—道路—居住地(遗址点)的有机联系与各自特征。
图7. 吴哥遗产地水系分布图

7.4. 吴哥遗产地地面沉降的遥感研究
目的:从吴哥遗址地面沉降监测出发,分析遗产本体倒塌与地表形变之间的关系。主要包括:典型遗产目标雷达电磁波作用机理研究;基于星载SAR数据的文化遗产本体及周边环境预警监测与时空模型;吴哥遗产倒塌溯源并分析环境变化、人类活动对遗址的病害驱动作用。
进展:利用2011.2-2013.7间共42景TerraSAR-X SAR数据,完成了吴哥遗产地地表沉降速率的分布图(图8)。
图8. 吴哥遗产地地表沉降速率分布图

7.5. 环境变化对吴哥遗产地的综合分析模型及交互式三维管理信息系统建设
目标:综合分析吴哥遗址周围环境变化对吴哥遗址的影响机制,推演并构建吴哥遗产地三维环境模型,最终建成吴哥遗产地三维管理信息系统。主要包括:吴哥遗产环境要素综合分析模型研究;研究吴哥遗产地自然环境可视化表达;建立基于数字地球平台的遗产地交互式三维管理信息系统。
进展:完成了吴哥世界遗产典型寺庙—茶胶寺的激光三维扫描,并进行了部分数据的三维建模(图9)。

图9. 茶胶寺三维激光扫描及建模