作为全球范围内影响较为严重的生态环境问题之一,土壤侵蚀不仅对人类的生存构成威胁,而且也阻碍了社会的发展。土壤侵蚀的防治,必须建立在土壤侵蚀定量评价制图、掌握土壤侵蚀基本状况的基础上。泛第三极地区以青藏高原为核心,包含?65个国家,是全球气候与环境变化的敏感区和功能脆弱区,但是该地区土壤侵蚀观测数据以及调查制图数据匮乏,不能满足区域水土保持和生态环境建设的需求,从而阻碍了绿色“一带一路”的倡议的实施。为了满足泛第三极地区对土壤侵蚀数据的需求,进一步完善土壤侵蚀的抽样调查方法,快速精确地估算土壤侵蚀实际速率,为区域土壤侵蚀调查制图提供数据基础,本文对区域土壤侵蚀遥感快速抽样调查方法进行了研究。考虑到土壤侵蚀及其防治的时空特征和中美土壤侵蚀抽样调查的实践积累,本研究以分层不等概系统空间抽样的方式布设调查单元,基于公开高分辨率遥感影像的目视解译来完成泛第三极地区土地利用和水土保持措施的遥感抽样调查。该方法可为解决区域土壤侵蚀调查评价中精确数据的快速获取提供方法支持,解译结果将为区域乃至全球土壤侵蚀定量评价制图提供数据基础。本研究依托的项目完成了31900个抽样调查单元的遥感解译,提取了土地利用和水土保持措施信息。基于抽样遥感解译结果,进一步进行了野外校检及精度评价、抽样单元解译结果的区域代表性研究以及结果的适用性评价。研究得到的主要结论如下:(1)基于现有公开高分辨率遥感影像,采用目视解译的方法,可以实现区域土壤侵蚀的抽样调查。遥感抽样调查的主要内容包括抽样单元定位、单元边界的确定、土地利用和水土保持措施的遥感解译、解译结果的野外校核和抽样单元土壤侵蚀速率计算5个部分。该抽样调查方法以土壤侵蚀的发生特征为理论基础,以现代空间信息技术最新发展为技术支撑,充分利用了公开共享的高分遥感影像数据,将室内解译、野外验证、空间数据高效管理有机结合,能够实现信息的快速提取,可满足大区域土壤侵蚀调查及制图的需求。(2)抽样调查的数据解译精度在单元尺度可达80%以上,因此,该方法能够获取与地表实际情况接近的高分辨率的土地利用和水土保持措施信息。该方法的精确度在西藏、新疆、泰国以及巴基斯坦地区分别为80.1%、81.9%、85.8%和88.3%,该精度略高于我国水土流失动态监测的解译精度(64%—91%,面积加权平均精度值为76.86%)。对于解译中出现的典型一级类、二级类偏差问题,可通过实地考察修订完善解译标志库,结合先验知识、常识判断以及经验总结,并考虑历史影像与季相变化特征,进一步提高解译精度。(3)抽样遥感解译结果(Remotely Sensed Sampling Unit,RS-SU)对于土地利用特征的表达具有较好的区域代表性(representativeness),具有较高的抽样精度。在泛第三极范围内划分的11个样区分别为东北黑土缓坡丘陵(中国)、西北黄土丘陵(中国)、南方红壤丘陵(中国)、青海东部山地(中国)、西藏东南部河谷山地(中国)、新疆东部干旱山地(中国)、南亚湿润山地(泰国中北部)、中亚大湖平原(哈萨克斯坦中部)、中东山地(伊朗中部)、东欧缓坡丘陵(乌克兰中部)和俄罗斯高寒平原(俄罗斯中部)地区。样区内RS-SU数据与全球已有土地覆盖数据产品(GLC1km、GLC300m、GLC30m和GLC10m)比较表明,对比土地覆盖产品分辨率越高,RS-SU数据与之越相似,特别是与中高分辨率GLC10m数据产品的HS平均值可达到0.83。因此,RS-SU数据对于区域土地利用的特征具有较好的区域代表性表达,可用于土壤侵蚀的定量评价研究。RS-SU数据与各种土地覆盖产品的地类差异主要源于草地、灌木林地、未利用土地和耕地。遥感解译过程对不同类型的混分问题进行了系统全面的校检与修正。(4)基于抽样遥感解译结果,结合其他土壤侵蚀因子数据产品,可以完成抽样单元尺度上的土壤侵蚀速率精确计算。典型单元计算结果表明,土壤侵蚀主要发生在坡耕地和裸地,部分稀疏林地以及草地也存在侵蚀。基于抽样遥感解译结果得到的典型单元处的土壤侵蚀强度以及反映的实地土壤侵蚀情况与文献报道基本一致,结果能够表达调查单元所在地的土壤侵蚀状况和单元内部的局地空间变异特征。潜在土壤侵蚀速率(Ap=RKLSB)的平均值高于真实土壤侵蚀速率(A=RKLSBET)的平均值,在耕地处差异尤为明显。因此,抽样调查方法计算得到的土壤侵蚀速率更接近于地表真实情况,该方法可以弥补传统遥感制图方法基本上只能表现土壤侵蚀危险性的缺陷,在适量增加采集信息后,有望形成大区域乃至“全球土壤侵蚀抽样调查方法”,成为全球土壤侵蚀制图的技术基础。