北京大学遥感与地理信息系统研究所  毛赞猷

毛赞猷,男，1930年生于广东东莞。1953年毕业于中山大学地理系，并分配在北京大学工作至今。先后任国家大地图集编辑部编辑，国家遥感中心培训部副主任。从事北京大学遥感技术应用所遥感制图和地图学讲授等，同时任《内蒙古1:150万资源系列地图》总编辑。发表有：“地图感受论中的格式塔原则”、“用陆地卫星影像编制专题地图”、《影像地图集的编制》等论著多篇。曾兼任中国地理学会地图学与地理信息系统专业委员会会员等职。

一、内蒙古草场地理背景

内蒙古自治区草场是欧亚大陆草原的重要组成部分，中国温带草原的主体，面积计80万平方公里。几十年来，我国科考人员曾对该区部分地区进行过单项及多次综合考察，20世纪50年代前，内蒙古地区交通闭塞，科考只能在有限线路上徒步、骑乘调查，记录的载体则是古旧的地图。到了60年代，中国科学院治沙队划片进行了内蒙古地区的综合考察，例如，北大就分工进行了毛乌素沙地调查十多年之久（1962-1976，完成《毛乌素沙地自然条件及其改良利用》一书及1︰50万专题地图9幅），虽然花费过许多人力物力，但调查的周期很长，资料老化，难以及时掌握区域草场（及各种自然因子）的演变趋势。在内蒙古地区，近年由于牲畜迅速增长和垦殖率增加，草场生产力下降，许多地段出现草场退化和土地沙化。从国民经济考虑，维护草场是生态平衡和发展畜牧业的当务之急。

自1981年底开始，北京大学对太原幅卫星图像进行了农业自然条件目视解译的研究，以承继成为首的团队完成了在我国第一幅卫星影像的分析（《陆地卫星像片太原幅农业自然条件目视系列解译图》）。当年正值第六个五年计划科技攻关，国家科委三局、教委科技司因势利导，组织了高等学校为主投入内蒙古草场遥感的调查工作。

二、内蒙古草场生态系统与遥感监测分析

生物群落及其地理环境相互作用的自然系统，被称为生态系统。草场生态系统包含着4个基本组成部分，即：

1.无机环境。如太阳幅射和大气环流的气候要素。地表力形成的地貌特征与地表水作用。

2.草场的生产者。植被广布成为草场利用的基础。

3.草场的消费者。牲畜及竞争的野生动物，土地利用的分割。

4.草场的分解者。微生物与士壤的生成与反馈。

在草场生态系统内，地理环境与草场相联系，形成各自的结构特征，这些结构的功能制约着草场生物产量。因此，要维持平衡就要对草场生态系统中各要素进行全面的调查。例如，对气候因素的调查，地貌是影响地方型气候差异的基础，植被是地方型气候的最佳指示物，以地貌和植被为主构成的下垫面状况必然引起地方型气候的改变。所以，利用卫星影像、提供的下垫面信息区分气候类型时，地貌形态是推断热量条件的依据，植被、土壤类型则是间接地判别水分年变的依据，以此获得地方气候类型及其分布范围。

地方气候类型的遥感解译方法使对气候资源的认识具体化，本课题编制的气候类型图除了划分出更多地方类型气候区外，还揭示了内蒙古地区每升高100米，>10ºC的活动积温下降约130ºC；从南往北每差1纬度，活动积温下降180-190ºC；与地面相适应的半干旱与干旱气候界线，年湿润度为N.N.Ivanov指数0.23而不是过去认为的0.30。

可见为完成内蒙古草场类型的调查、建全草场生态系统，必须地学学科的参与。本课题组织了10个单位（北京大学、内蒙古大学、北京师范大学、东北师范大学、华东师范大学、南京大学、内蒙古师范大学、内蒙古农学院、内蒙古林学院和内蒙古气象局）参加，多位参与草场生态系统建设的学者李博、雍世鹏、林儒耕、杨美华、赵济、李天杰、刘树人、梅安新、陈钦峦、陈凯、崔海亭和毛赞猷等带领研究生和本科大学生共100人（见图1），完成了为期4年（1953-1956）的内蒙古草场遥感应用研究。

图1  进发草场科考目的地之情景

三、内蒙古草场图像处理与地物解译制图

内蒙古地区卫星信息源主要为单波段的负片，受当地云量的影响，当云量在影像上超过10%（分散）或20%（集中）时，像幅的解译和合成影像的使用效益受到影响，我们当年所能收集到的卫星图像位置如图2所示。

我们还采用了70年代航空像片作为局部解译的补充。卫星影像的解译在三个波段的假彩色合成影像上进行，因为信息源主要来自MSS数据，据测算合成比例尺为1:35万，成图比例尺为1:50万。在有MSS数据的自治区东部地区，为使各专业获得影像载体，我们采用彩色印刷方式产生假彩色合成图像，而在西部仅有TM数据地区，生产数量较少的像纸假彩色合成图像供野外分析解译。影像的解译是基于对自然环境的形成规律和分布特征的认识，而遥感影像中所包含的信息源、能量谱和地理场的含义不易为解译者全部理解，并由于负片提供因大气散射及太阳高度角的影响，地物影像间光密度差偏低，直接合成的彩色影像平淡，像面暗调，对影进行增强处理，才有可能得到信息丰富用于资源调查的通用影像图，其方法如下：

1.确定多波段的最佳组合。

2.负片的连续色调及半色调影像增强。

3.印刷影像图上还增加河流及少量居民点注记（图3）。

在复杂地区，由于地物间色差过小，光/机混合处理或数字图像处理能不同程度解决旱地/草地、耕地/低滩地、沙地/盐碱地、灌从/草地等的分类与识别，提高疑难地段的解译程度（表1），经过局部地区的影像处理后，满足1:50万成图比例尺的要求。对此，多位年青学者刘雪萍、郭仕德、益建芳等在后期的光学和数字图像处理参与了许多工作。

四、野外草场遥感调查作业

内蒙古自治区面积计118万平方公里，为我国陆地面积的1/8.2；内蒙古当年的行政单位下辖9个盟和3个市，从最东边的呼伦贝尔盟到西边的阿拉善盟，经历了草甸草原、干草原到荒漠草原的过度带。

我们的外业是从东四盟开始，每一个盟配备约20到30人，作业基本程序是:地物光谱测试、草地测产、植物及土壤剖面测定和影像定位解译（图4-7），然后按盟进行草场线路的调查与填图。

在内蒙古考察的教学活动中，教师和学生是不分学校的，能者为师，同学对任何学校来的老师都“不耻下问”。在这种办学环境中同学的知识面广了，毕业论文结合生产实践，毕业后许多同学承担了教学和科研工作（图8-10）。例如，赵济老师每年口授一个（或多个）爱徒：周启鸣、范卫红、廖赤眉、刘慧平……通过遥感考察，把综合自然地理的精义传承下去。主持土地利用调查的是梅安新老师，而队伍中的主力是内蒙古师范大学的王静爰老师。

内蒙古西部的荒漠化草场考察是比较艰苦的，1985年我们专门组织内蒙古大学生物系为主的阿拉善盟考察。队伍不能从北边的巴丹吉林沙漠进入，而是绕道甘肃的金塔地区调查阿拉善盟南缘的荒漠化草场现状（图11），再迂回到额济纳地区，那里是千年古木胡杨林盛开长的地方，再往西，越过布满砾漠的卫星发射基地，在“千山飞鸟绝，万径人踪灭”的马鬃山东部留下我们的考察足迹。

五、草场遥感调查的效益分析

通过4年的内蒙古草场调查工作，提供了详细的草地资源数据、解译成全区域1:50万专题系列原图（图12）。摸清了近年来士地沙化、草场退化和水土流失的原因和分布规律。草场退化表现为生产力下降，草群变稀、变矮、种类结构简化，饲用植物组合变劣。经统计，草场总面积占全自治区的68.41%，有效草场为全自治区面积的51.84%，而退化面积即占有效草场的35.57%，约22,000平方公里，草场退化是生态系统入不敷出，能量流动和物质循环受人为干扰而失去平衡的结果。

调查表明，人口较密、畜群高产地区草场退化最为严重，而在草场围封保护地，已经退化的草地有可能在4、5年内得到自然恢复。调查成果被认为是20世纪80年代内蒙古地区自然资源宏观研究的基本资料。能提供地方政府草原管理、环境保护、农牧业规划、生产布局与环境整治的参考。1988年，内蒙古自治区政府经评审授予本课题省（区）科技进步一等奖，1989年本课题荣获国家科技进步三等奖。

鉴于本课题研究的实用性和科学价值，自治区拨专款，于1990年印刷出版公开发行了该项遥感调查的综合性专题图:《内蒙古自治区1:1500 000资源系列地图》（共7幅：气候类型图、地貌类型图、土壤类型图、植被类型图、草场类型图、士地利用图、水资源分布图，见图13-15）。