時間：2023-12-13 11:12:03
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Abstract: As new information science and technology, remote sensing has become a important tool of land resource management and investigation. Using remote sensing data, building dynamic monitoring system of land resources and obtaining changes of land resources in time, to provide the scientific basis and technical services for the land resources management and operations, for all levels of government to formulate land and resources management policies, for long-term economic and social development planning, for community information needs of land resources.
關(guān)鍵詞: 遙感;國土資源
Key words: remote sensing;land resource
中圖分類號:TP7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1006-4311(2010)31-0215-01
0引言
遙感(Remote Sensing)即遙遠(yuǎn)感知,是指在高空和外層空間的各種平臺上,運用各種傳感器獲取反映地表特征的各種數(shù)據(jù),通過傳輸、變換和處理,提取有用的信息,實現(xiàn)研究地物空間形狀、位置、性質(zhì)、變化及其與環(huán)境的相互關(guān)系的一門現(xiàn)代應(yīng)用科學(xué)。遙感信息具有周期性、動態(tài)性、信息豐富,獲取效率高,可直接以數(shù)字方式記錄傳送等特點。遙感技術(shù)以宏觀、綜合、快速、動態(tài)、準(zhǔn)確的優(yōu)勢為國土資源管理與調(diào)查提供了先進(jìn)的探測與研究手段,國土資源遙感調(diào)查的成果將為經(jīng)濟建設(shè)的決策、規(guī)劃提供依據(jù),為國土綜合開發(fā)、整治規(guī)劃和地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展提供重要的系列基礎(chǔ)資料,并能保證資料的科學(xué)性、現(xiàn)實性和全面性。
1遙感技術(shù)在國土資源管理的應(yīng)用
1.1 在土地利用動態(tài)監(jiān)測中的應(yīng)用隨著我國人口持續(xù)增長、經(jīng)濟飛躍發(fā)展和城市化進(jìn)程的加速,土地資源緊缺的問題已顯得越來越突出。從1999年開始,國土資源部組織航遙中心等單位對全國50萬以上人口城市和部分熱點地區(qū)的土地利用動態(tài)進(jìn)行遙感監(jiān)測工作,采用多種高分辨率遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)和人機交互解譯的工作方法,監(jiān)測成果由國土資源部統(tǒng)一管理,宏觀分析土地利用情況,特別新增建設(shè)用地及其占用耕地情況、年度計劃指標(biāo)執(zhí)行情況、基本農(nóng)田保護情況、城市擴展情況等,監(jiān)督檢查土地管理和土地調(diào)控措施的落實等,為國家和省直接掌握主要地類面積,核對地方上報面積數(shù),特別是耕地保有量,提供最直接、最迅捷、最翔實的土地利用數(shù)據(jù),同時滿足針對土地利用問題開展的快速應(yīng)急監(jiān)測的需要。
1.2 在土地利用總體規(guī)劃中的應(yīng)用遙感技術(shù)用于土地利用總體規(guī)劃管理,使規(guī)劃由虛變實。一是為土地利用總體規(guī)劃修編服務(wù),遙感正射影像圖作為新一輪土地利用總體規(guī)劃修編的基礎(chǔ)圖件,改變了以往規(guī)劃編制使用的底圖比例尺小、現(xiàn)勢性差等缺點,為規(guī)劃修編提供了準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù);二是監(jiān)督土地利用總體規(guī)劃執(zhí)行情況,將城市土地利用總體規(guī)劃范圍和規(guī)劃用途等信息套合至遙感監(jiān)測圖上,新增建設(shè)用地的規(guī)劃執(zhí)行情況一目了然。
1.3 在自然災(zāi)害監(jiān)測與防治中的應(yīng)用利用衛(wèi)星遙感技術(shù), 可建立差分GPS服務(wù)系統(tǒng), 實現(xiàn)對滑坡、地震多發(fā)區(qū)及火山、冰川、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測,實現(xiàn)對所有水電站、水庫形變的監(jiān)測;利用氣象衛(wèi)星和海洋衛(wèi)星數(shù)據(jù)可以監(jiān)測和預(yù)測臺風(fēng)的形成和走向;利用圖像可以監(jiān)測洪水災(zāi)害, 將它與GIS、DEM、氣象信息系統(tǒng)和MIS系統(tǒng)相結(jié)合,可建立洪水監(jiān)測、防治和災(zāi)害評估系統(tǒng);利用干涉和差分干涉雷達(dá)可以自動測定城市地表下沉;還可監(jiān)測森林火災(zāi), 估算災(zāi)害損失。從衛(wèi)星圖片上結(jié)合專家系統(tǒng)、模式識別等,即可分析一定的致災(zāi)因子,又可評估災(zāi)害防治措施的可行性,為災(zāi)害防治規(guī)劃提供依據(jù)。
1.4 在國土執(zhí)法監(jiān)察中的應(yīng)用我國初步建立土地動態(tài)遙感監(jiān)測體系,為國土資源管理部門進(jìn)行土地管理執(zhí)法監(jiān)察添上了一對“千里眼”。遙感監(jiān)測與土地執(zhí)法檢查相結(jié)合,最大限度地做到了及早發(fā)現(xiàn)土地違法行為,并將其消滅在萌芽狀態(tài),特別是能夠及時發(fā)現(xiàn)因執(zhí)法監(jiān)察不到位而造成的隱漏現(xiàn)象,以及因為交通不便、不易通過巡查發(fā)現(xiàn)的土地違法行為。為監(jiān)測建設(shè)用地變化趨勢,輔助檢查土地利用總體規(guī)劃執(zhí)行情況、布局及規(guī)模,強化國土資源執(zhí)法監(jiān)察發(fā)揮了重要作用。
2遙感技術(shù)在國土資源調(diào)查中的應(yīng)用
2.1 在土地變更調(diào)查的應(yīng)用利用不同時相、不同年份的的衛(wèi)星影像, 可以方便地發(fā)現(xiàn)土地利用的變化, 進(jìn)行土地變更調(diào)查,利用不同時相的影像進(jìn)行融合,可以一目了然地發(fā)現(xiàn)和監(jiān)測土地利用的變化。過去進(jìn)行土地利用變更調(diào)查,完全依靠野外作業(yè),不僅費時費力,可靠性還受影響,現(xiàn)在利用遙感監(jiān)測成果輔助土地利用變更調(diào)查,針對性強,節(jié)省了外業(yè)查找變化圖斑的時間。將數(shù)據(jù)庫的底圖和正射影像圖相加進(jìn)行動態(tài)更新,能保證數(shù)據(jù)良好的現(xiàn)勢性, 便于圖斑界線和權(quán)屬界線的調(diào)查定界,防止了不合理的變更及土地登記的發(fā)生, 還能保證地籍信息在時間上的現(xiàn)勢性,能滿足國土資源部提出的“月清季累” 和統(tǒng)一時氣報的數(shù)據(jù)的要求, 使得實施農(nóng)村土地動態(tài)監(jiān)測成為可能。
2.2 在礦產(chǎn)資源調(diào)查、開發(fā)利用監(jiān)測中的應(yīng)用遙感技術(shù),主要是高光譜遙感技術(shù)的應(yīng)用為礦產(chǎn)資源調(diào)查和開發(fā)利用監(jiān)測提供了新手段和有效的技術(shù)支撐。高光譜遙感通過搭載于航空或航天平臺上的成像光譜儀測量巖石、礦物等地物的光譜特性,獲取圖譜合一的信息來識別地物、探測環(huán)境,即獲取光譜數(shù)據(jù)的空間模式?；诘V物診斷性光譜特性,我國高光譜礦物填圖技術(shù)逐步普遍應(yīng)用于地表巖石、礦物的精細(xì)識別與填圖。在地質(zhì)礦產(chǎn)資源調(diào)查方面,遙感技術(shù)在我國已經(jīng)從間接探測發(fā)展到了直接探測階段。利用該遙感圖像數(shù)據(jù)通過信息增強和提取,捕捉到了油氣藏在地表的微滲漏所造成的烴異常,進(jìn)而達(dá)到直接探測的目的。此外,近年來發(fā)展起來的干涉測量雷達(dá)技術(shù)已經(jīng)在三峽大壩等大型工程的環(huán)境監(jiān)測和油氣區(qū)地面沉降等應(yīng)用領(lǐng)域顯示出巨大的應(yīng)用潛力。
3結(jié)語
遙感和計算機技術(shù)應(yīng)用于國土資源管理及調(diào)查,不僅能獲得多信息、高效率、多層次、現(xiàn)勢性較強的國土資源與環(huán)境信息,而且具有工作費用低、速度快、科學(xué)性和準(zhǔn)確性高的優(yōu)點,并能促進(jìn)國土資源綜合調(diào)查向系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、商品化方向發(fā)展, 最大限度地為國民經(jīng)濟建設(shè)服務(wù)。遙感技術(shù)在國土資源管理與調(diào)查中的應(yīng)用,標(biāo)志著國土資源信息獲取和分析處理方法的提高,它的廣泛應(yīng)用必將進(jìn)一步促進(jìn)國土資源在區(qū)域和全球尺度上研究內(nèi)容的深化。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞：無人機遙感技術(shù) 土地執(zhí)法 遙感監(jiān)測
中圖分類號：TP79 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）06（a）-0009-05
無人機遙感技術(shù)較傳統(tǒng)的遙感技術(shù)而言，是一種低空遙感技術(shù)，它是以獲取低空高分辨率遙感數(shù)據(jù)為目標(biāo)，操作方便、靈活性強、成本較低的一種專業(yè)化遙感系統(tǒng)。隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，各行各業(yè)對高分辨率的基礎(chǔ)地理信息需求越來越大，僅靠以往傳統(tǒng)的衛(wèi)星數(shù)據(jù)系統(tǒng)獲得的遙感信息數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù)已無法滿足現(xiàn)實需求。因此，無人機遙感技術(shù)作為一種新興的、低成本、高分辨率、易操作的遙感技術(shù)自然受到各行業(yè)的追捧。當(dāng)前，無人機遙感系統(tǒng)廣泛運用于土地執(zhí)法監(jiān)測，這樣有助于監(jiān)測土地利用情況，并對其進(jìn)行合理規(guī)劃和土地資源管理。
1 無人機遙感技術(shù)概述
1.1 無人機遙感技術(shù)的特點
1.1.1 操作簡單
隨著無人機技術(shù)的不斷成熟，其操作也愈顯簡便化，在使用無人機進(jìn)行土地執(zhí)法檢查時，可以事先設(shè)定好飛行路線，針對空中和地面實際情況，通過校正數(shù)據(jù)以達(dá)到對目標(biāo)的精確測量；當(dāng)無人機出現(xiàn)故障時，其系統(tǒng)可以自動進(jìn)行診斷，一旦出現(xiàn)故障，無人機可以自行返航到起點，以等待排除故障重新進(jìn)行測量。
1.1.2 靈活方便
無人機不需要專門的場地進(jìn)行起飛或降落，使用起來極為方便，可以通過多種方式在山坡、田地等地域進(jìn)行起飛，并快速到達(dá)預(yù)定目標(biāo)進(jìn)行測量，完成測量任務(wù)后可以通過傘降或滑行方式回收。同時，無人機機身重量較輕，體型不大，攜帶也較為方便。
1.1.3 高分辨率
相比傳統(tǒng)航拍技術(shù)，無人機遙感技術(shù)具有高分辨率獲取影像數(shù)據(jù)的能力，這是無人機遙感技術(shù)的最大特點，無人機遙感技術(shù)獲取影像的空間分辨率最高可以達(dá)到厘米級，主要得益于其具備面積覆蓋、傾斜成像的技術(shù)能力。
1.1.4 低使用和維護成本
日常的維護、保養(yǎng)費用低，作業(yè)時的成本不高，正常情況下的支出：系統(tǒng)的直接成本很低，只需要設(shè)備的折舊費、人員工資、交通開支等。隨著大量實驗生產(chǎn)的開展，低空遙感技術(shù)已日趨成熟，無人機遙感技術(shù)以其機動、靈活、快速的反應(yīng)能力和運行成本低等優(yōu)勢，正逐步成為航空遙感系統(tǒng)的有力補充，尤其是在小范圍的遙感調(diào)查中能發(fā)揮非常重要的作用。近年來已成為影像數(shù)據(jù)獲取的有效手段之一，能彌補衛(wèi)星RS的不足。
1.2 無人機遙感的影像處理流程
1.2.1 影像的畸變差糾正
由于無人機遙感系統(tǒng)操作簡單、運用靈活，成像分辨率高的特點，便廣泛用于航拍領(lǐng)域中。因無人機相機的不同，無人機的類型也不盡相同，大多數(shù)情況下無人機遙感系統(tǒng)使用的都是普通相機，其拍攝出來的相片會出現(xiàn)畸變現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)畸變，在后期相片數(shù)據(jù)處理結(jié)果上會出現(xiàn)誤差，為了保障數(shù)據(jù)的真實準(zhǔn)確性，都會事先糾正影像畸變，常見的處理方式有消除主點偏移、旋轉(zhuǎn)影像等。
1.2.2 影像的三角測量
無人機遙感系統(tǒng)在低空進(jìn)行航拍時會自動完成影像的三角測量，傳統(tǒng)影像的選點和轉(zhuǎn)點工作是由人工完成的，其效率較低，而無人機遙感技術(shù)能夠自動完成選點和轉(zhuǎn)點工作，工作效率大大提高。同時，影像中的各個坐標(biāo)也是自動獲取的，其坐標(biāo)系中密點位置及參數(shù)也是自動形成。
1.3 無人機遙感系統(tǒng)簡介
無人機遙感系統(tǒng)分為空中控制、地面控制以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，空中控制系統(tǒng)主要包括無人機機身、影像獲取系統(tǒng)、控制飛行的動力系統(tǒng)等；地面控制系統(tǒng)主要包括無線通信系統(tǒng)及接收系統(tǒng)等，以對無人機進(jìn)行航線規(guī)劃及飛行控制。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)主要是影像數(shù)據(jù)處理軟件。目前無人機遙感系統(tǒng)在國土遙感應(yīng)用、能源遙感應(yīng)用、林業(yè)遙感應(yīng)用和農(nóng)業(yè)遙感應(yīng)用等領(lǐng)域得到了廣泛推廣，具體無人機航測遙感系統(tǒng)如圖1所示。
民用無人機通常分為固定翼無人機、無人直升機和多旋翼無人機這3個種類。固定翼無人機是多數(shù)民用無人機的主流平臺，這種飛行器的發(fā)展趨勢主要向微型化和長航時發(fā)展，當(dāng)前微型化的無人飛機大小只有巴掌大，長航時無人機能飛行時間大約10小時，起飛的方式也多種多樣，有彈射、滑行、車載等等，降落的方式也可以選擇傘降、滑行和撞網(wǎng)都可以；無人直升機是靈活性最強的無人機平臺，可以原地垂直起飛和懸停；多旋翼（多軸）無人機是消費級和部分民用用途的首選平臺，靈活性介于固定翼和直升機中間（起降需要推力），但操縱簡單、成本較低。
2 無人機遙感技術(shù)在土地執(zhí)法工作中的運用
土地執(zhí)法是指縣級以上人民政府國土資源行政主管部門按照法定程序和方式，依據(jù)該行政區(qū)域內(nèi)土地管理法律和法規(guī)，通過遙感監(jiān)測、動態(tài)巡查、地理信息系統(tǒng)等技術(shù)手段掌握該行政區(qū)域的新增建設(shè)用地和耕地保護情況，起到發(fā)現(xiàn)、制止并監(jiān)督查處違法用地行為。具體體現(xiàn)在土地衛(wèi)片執(zhí)法檢查的應(yīng)用、土地管理動態(tài)巡查監(jiān)測、違法土地案件整改情況監(jiān)測和耕地保護的日常監(jiān)測等方面的工作。
2.1 土地衛(wèi)片執(zhí)法檢查的應(yīng)用
國土資源部在2010年頒布了15號令，并且在全國開展了土地衛(wèi)片執(zhí)法檢查工作，土地衛(wèi)片執(zhí)法檢查是指通過衛(wèi)星遙感監(jiān)測、地理信息系統(tǒng)等技術(shù)手段對一個地區(qū)的土地利用情況進(jìn)行監(jiān)測，制成遙感影像圖，將同一地域前后兩個不同時點的遙感影像圖進(jìn)行疊加對比，可以反映出該地域土地利用的地表變化情況。通過對衛(wèi)片監(jiān)測所反映土地利用情況發(fā)生變化的地塊逐一核查，掌握該行政區(qū)域的新增建設(shè)用地情況，發(fā)現(xiàn)、制止并查處違法用地行為。這幾年持續(xù)的土地衛(wèi)片執(zhí)法工作使得湖南土地管理和土地合理利用得到了進(jìn)一步改善；個人、企業(yè)及各地政府依法使用土地的意識有所提高；土地市場秩序有所好轉(zhuǎn)，但是由于衛(wèi)星影像是全國統(tǒng)一時點獲取，獲取時間是在土地衛(wèi)片執(zhí)法開展前一年的8月份，所以在開展土地衛(wèi)片執(zhí)法時，較發(fā)達(dá)地區(qū)的影像和實地有較大的差別；另外有的地區(qū)的衛(wèi)星影像分辨率不高，影像的清晰度不夠，因此，較發(fā)達(dá)地區(qū)的國土資源局為了加強對土地利用情況監(jiān)督，有效遏制土地違法使用行為，進(jìn)一步規(guī)范土地管理，采取無人機航拍監(jiān)測方式對該地域進(jìn)行土地監(jiān)測。以2015年湖南省岳陽市土地衛(wèi)片執(zhí)法檢查工作為例，2015年4月，岳陽市國土資源局獲得了國家下發(fā)的2014年8月的2M分辨率彩色衛(wèi)星影像，但是由于得到的衛(wèi)星影像部分區(qū)域出現(xiàn)被云層，薄霧遮擋，清晰度不夠，并且衛(wèi)片執(zhí)法開展時間和衛(wèi)片拍攝時間相差半年，為了保證該市土地衛(wèi)片執(zhí)法檢查工作的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，政府部門采用了無人機遙感技術(shù)對該市區(qū)進(jìn)行航拍取像。在無人機機型中，固定翼無人機是飛行速度最快，續(xù)航能力最強的機型，因此，政府部門選用了IRSA（中遙）Ⅱ固定翼無人機，佳能HF M52相機進(jìn)行航拍，拍攝的航片影像的分辨率為0.2 m，從線路規(guī)劃、無人機飛行、航片的快速處理（如圖2）和影像的建設(shè)用地解譯等全部工作共用了15天順利完成。
2.2 土地管理動態(tài)巡查監(jiān)測
近年來，由于土地經(jīng)濟市場繁榮，從而導(dǎo)致違法占用土地、違法建設(shè)現(xiàn)象時有發(fā)生，基層執(zhí)法部門任務(wù)繁重，在日常巡查過程中，由于受地域條件等因素制約，巡查工作有一定困難，存在對違法用地發(fā)現(xiàn)率低、發(fā)現(xiàn)不及時等弊端?！盁o人機航拍監(jiān)測具有靈活機動、精細(xì)準(zhǔn)確等特點，不受地形地貌等因素干擾，能夠獲得準(zhǔn)確的視頻和高精度的圖片，確保不留盲區(qū)和死角，實現(xiàn)對轄區(qū)范圍的全覆蓋。土地執(zhí)法部門通過無人機對該區(qū)域土地進(jìn)行動態(tài)巡查監(jiān)測，可以全面有效地了解該區(qū)域違法用地、違法建筑的情況。通過對制定區(qū)域進(jìn)行無人機監(jiān)測，對比同一區(qū)域前后不同時間點的影像數(shù)據(jù)資料，利用對比軟件設(shè)備進(jìn)行解譯，最終為執(zhí)法部門的執(zhí)法行為提供數(shù)據(jù)來源。筆者所在的長沙市國土資源局在開展土地執(zhí)法的動態(tài)巡查工作中，對涉及的違法用地進(jìn)行了執(zhí)法檢查，對部分違法情況不清楚的地方或者某區(qū)域可能存在違法用地行為的，采用了無人機遙感技術(shù)對其進(jìn)行拍攝，對土地監(jiān)察動態(tài)進(jìn)行定點巡查，其期限通常為3個月，為了保證航拍影像質(zhì)量，航拍效率，使用了高質(zhì)量、高安全性的無人機遙感技術(shù)。從而取得清晰的遙感監(jiān)測圖斑。圖3為岳陽市某廣場的影像對比圖，由于2012年的衛(wèi)星影像分辨率太低，無法有效辨認(rèn)影像中的一些信息，無法為違法占用土地立案工作提供有力的依據(jù)，2013年是用無人機航拍，無人機是運用zc-5型，長2.1 m、翼展2.6 m，可以抵抗五級左右大風(fēng)，飛行范圍一般在2 000 km2，配置相機是佳能5D Mark Ⅱ、24 mm定焦鏡頭。在最終形成的清晰航片影像中，可以發(fā)現(xiàn)分辨率較高，建設(shè)面積和類型非常明顯。
2.3 違法土地案件整改情況監(jiān)測
在土地執(zhí)法工作中，許多違法占用土地、違法建設(shè)案件被發(fā)現(xiàn)和查處整改，而土地執(zhí)法部門在對違法占用土地查處整改情況進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查取證時，如果用常規(guī)全站儀實地野外數(shù)據(jù)采集方法成圖，作業(yè)量大，耗費時間長，成本高（每平方公里的費用達(dá)到8～15萬元），且不宜大面積開展，不僅給土地執(zhí)法工作帶來不便，也嚴(yán)重影響了遏制違法占用土地的行為。相比野外實測，無人機航測具有周期短、效率高和成本低等特點，對于面積較小的大比例尺土地測量任務(wù)受天氣和空域管理的限制較少，成本較低。而將無人機遙感系統(tǒng)進(jìn)行工程化、實用化開發(fā)，則可利用它機動、快速、經(jīng)濟等優(yōu)勢，在陰天、輕霧天也能獲取合格的彩色影像，從而將大量的野外工作轉(zhuǎn)入內(nèi)業(yè)，保證違法土地整改查處情況監(jiān)測的高效性。所以越來越多的國土資源局通過使用無人機遙感技術(shù)對違法占用土地面積較大和集中的區(qū)域進(jìn)行航拍攝像，更直觀和快捷地了解該區(qū)域的實際查處整改情況，而基于無人機機動性能強、不受場地情況限制，并且攜帶方便，執(zhí)法部門可以充分利用無人機對違法占用土地進(jìn)行監(jiān)測攝像，實時記錄土地違法案件的整改情況。
2.4 耕地保護的日常監(jiān)測
耕地保護是加快經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變的根本要求，在2015年1月視頻會議作出重要批示，批示指出我國人多地少，任何時候都要守住耕地紅線，守住基本農(nóng)田紅線。要堅持?jǐn)?shù)量與質(zhì)量并重，嚴(yán)格劃定永久基本農(nóng)田，既要明確其特殊用地政策，又要嚴(yán)格規(guī)范用地管理，加強監(jiān)測督察，對土地違法違規(guī)問題動真碰硬、重點問責(zé)。這對土地執(zhí)法的工作有了很高的要求，為了認(rèn)真落實耕地保護，一些政府對于耕地較集中，耕種條件較好的區(qū)域開展了無人機遙感的定期巡查。比如常德市政府今年計劃對該市區(qū)撥款150萬元，運用無人機，分辨率為0.5 m的遙感技術(shù)，隔兩三個月拍一次重點基本農(nóng)田的保護區(qū)，以第一次作為基礎(chǔ)，如果地面上有變化，比如耕地變成建設(shè)用地，或者耕地變成其他地類而引起耕地被破壞，這樣就可以清楚地在內(nèi)業(yè)處理后的航片影像中發(fā)現(xiàn)，常德市計劃通過此項工作來開展對重點基本農(nóng)田保護區(qū)的監(jiān)測和耕地保護的高技術(shù)、高效率的推廣工作。
3 無人機遙感技術(shù)可能存在的問題
無人機遙感技術(shù)作為一種低空航拍影像數(shù)據(jù)采集的主要方式，其靈活機動、續(xù)航時間較長、影像收集實時等優(yōu)點，已成為衛(wèi)星遙感系統(tǒng)的有效補充，而隨著社會的不斷發(fā)展，無人機遙感技術(shù)的運用將更加廣泛，然而，基于無人機自身的限制，還需要不斷完善無人機系統(tǒng)，以確保無人機遙感技術(shù)的穩(wěn)定性和抗風(fēng)險性。
3.1 抗風(fēng)險能力有待提高
無人機機身較輕，由行高度低，容易受到風(fēng)速影響，但為了提高無人機的抗風(fēng)險性，通常情況下都是采取增加無人機機身重量，但是無人機承擔(dān)量小，如果增加機身重量，其穩(wěn)定性會下降。因此，如何在機身較低或不增加重量的情況下，通過改善無人機遙感技術(shù)來提高無人機系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗風(fēng)險性，保證無人機飛行安全是當(dāng)前無人機遙感技術(shù)需要解決的重要問題。
3.2 拍攝范圍不大
由于是低空飛行，一個架次拍攝的范圍較小，并且體積不大，續(xù)航時間較短，一般只能飛行幾個小時到十幾個小時，僅適用于小范圍區(qū)域的調(diào)查，對于大面積區(qū)域的全天候調(diào)查，需要配合大飛機、衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)開展調(diào)查。
3.3 遙感數(shù)據(jù)的后處理技術(shù)
當(dāng)前使用的無人機遙感攝像設(shè)備是一種小型的數(shù)字相機，與傳統(tǒng)的衛(wèi)星攝像系統(tǒng)相比，其攝像數(shù)據(jù)太多，影像篇幅小，從而導(dǎo)致后期數(shù)據(jù)處理時間較長，因此，針對這類問題，應(yīng)開發(fā)影像自動識別和拼接軟件，提供影像數(shù)據(jù)處理效率，節(jié)省數(shù)據(jù)處理時間。
4 結(jié)語
當(dāng)前，與傳統(tǒng)航空遙感系統(tǒng)相比，無人機遙感技術(shù)具有更大的靈活性，使用便利，并且攝像時間短、影像分辨率高，彌補了傳統(tǒng)航空遙感系統(tǒng)的不足，從而被廣泛運用于土地執(zhí)法監(jiān)測領(lǐng)域。通過無人機遙感技術(shù)獲取的高分辨率影像，對各類地物信息進(jìn)行提取，可以有效提供土地利用情況的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。然而，無人機遙感技術(shù)作為衛(wèi)星遙感系統(tǒng)的補充，多運用于一般的小范圍區(qū)域地形圖繪制，加之無人機自身的一些不足和限制，無法滿足大范圍監(jiān)測需求，因此，改進(jìn)無人機系統(tǒng)質(zhì)量，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和抗風(fēng)險性，改進(jìn)遙感數(shù)據(jù)的處理技術(shù)等，是下一步無人機遙感技術(shù)發(fā)展完善的一個方向。
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（鄭州測繪學(xué)校，河南 鄭州 450015）
【摘 要】土地資源調(diào)查的技能和方法是《國土資源調(diào)查》專業(yè)學(xué)生應(yīng)該掌握的專業(yè)核心能力，目前該專業(yè)的學(xué)生所學(xué)習(xí)的土地變更調(diào)查技能還停留在手工調(diào)查的階段，傳統(tǒng)的變更調(diào)查方法已不能滿足土地管理現(xiàn)代化、信息化的需要。研究了基于DOM的土地資源調(diào)查方法和基于遙感圖像變化檢測的土地資源變更調(diào)查方法。
關(guān)鍵詞 遙感；國土資源調(diào)查；實踐教學(xué)
基金項目：河南省職業(yè)教育教學(xué)改革項目（ZJB11161）。
作者簡介：王勇（1979—），男，河北永年人，工程碩士，畢業(yè)于武漢大學(xué)遙感信息工程學(xué)院，講師，主要從事攝影測量內(nèi)外業(yè)和遙感圖像處理教學(xué)及研究工作。
0 引言
開展國土資源調(diào)查的目的是為了摸清“家底”，利用調(diào)查的結(jié)果指導(dǎo)當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。由于經(jīng)濟社會發(fā)展變化較快，國土資源的使用變化情況較大，因此必須適時的開展國土資源調(diào)查工作。土地資源是國土資源的重要組成部分,土地資源變更調(diào)查是國土資源管理部門每年都要進(jìn)行的重要工作，它的主要作用是：為土地資源管理提供基本數(shù)據(jù)和有關(guān)圖件；為合理利用土地、充分發(fā)掘土地資源潛力提供基礎(chǔ)工作和動態(tài)監(jiān)測；為制定綜合農(nóng)業(yè)區(qū)劃、改善或調(diào)整土地利用方式提供重要依據(jù)。土地資源調(diào)查的技能和方法是《國土資源調(diào)查》專業(yè)學(xué)生應(yīng)該掌握的專業(yè)核心能力，目前該專業(yè)的學(xué)生所學(xué)習(xí)的土地變更調(diào)查技能還停留在手工調(diào)查的階段，傳統(tǒng)的變更調(diào)查方法已不能滿足土地管理現(xiàn)代化、信息化的需要。采用簡便先進(jìn)的技術(shù)手段獲取土地利用變化的地理位置和屬性數(shù)據(jù)，利用高科技手段進(jìn)行實時動態(tài)的土地變更調(diào)查、監(jiān)測勢在必行。本文研究了基于DOM的土地資源調(diào)查方法和基于遙感圖像變化檢測的土地資源變更調(diào)查方法，為改進(jìn)《國土資源調(diào)查》專業(yè)的課程設(shè)置和學(xué)生的操作技能培養(yǎng)打下堅實的基礎(chǔ)，能進(jìn)一步提高中職院校培養(yǎng)實用型人才的水平。
1 傳統(tǒng)土地資源調(diào)查方法及優(yōu)缺點
（1）不能準(zhǔn)確地獲取變化圖斑邊界的準(zhǔn)確位置，僅依靠圖像的相關(guān)特征進(jìn)行判讀和量測，很難準(zhǔn)確的獲取變化邊界的具置，從而導(dǎo)致地類的圖斑形狀產(chǎn)生變形和量測的面積不準(zhǔn)確。
（2）傳統(tǒng)的土地變更調(diào)查、統(tǒng)計，過程非常復(fù)雜、工作量也比較大，既要到外業(yè)實地調(diào)查，又要進(jìn)行面積量算、更新圖件，數(shù)據(jù)統(tǒng)計、編寫文字報告主要依靠人工操作來完成，很難保證調(diào)查成果的質(zhì)量。
（3）通過基層上報得到的各種統(tǒng)計數(shù)據(jù)，受行政干預(yù)和地方利益的影響較大，會存在錯報、瞞報、漏報的現(xiàn)象，大大降低了土地資源變更調(diào)查的準(zhǔn)確性。
2 基于遙感影像的土地資源調(diào)查方法
2.1 土地資源調(diào)查底圖制作
首先要利用gps技術(shù)獲取正射糾正所需的控制點，搜集測區(qū)已有的數(shù)字高程模型（DEM）,對多光譜影像和全色影像進(jìn)行正射糾正，然后經(jīng)過影像融合、鑲嵌生成正射影像圖（DOM）。在正射糾正前，要先配準(zhǔn)同步獲取的全色和多光譜影像使得全色和多光譜影像具有統(tǒng)一的地面分辨率，并進(jìn)行融合。多光譜影像分辨率如果能夠滿足DOM生產(chǎn)規(guī)定要求時，可不與全色影像融合，直接進(jìn)行正射糾正。影像糾正要保證每景影像不少于9個控制點且均勻分布；配準(zhǔn)后的影像應(yīng)保留原始影像波段數(shù)目、順序和采樣間隔；經(jīng)過融合處理后的影像應(yīng)有合適的反差，清晰的紋理、均勻的色調(diào)、逼真的色彩，保證影像能夠?qū)⒏氐戎匾仡愵愋颓逦呐凶x出來；鑲嵌處的影像應(yīng)無裂縫、模糊和重影現(xiàn)象；最后按標(biāo)準(zhǔn)圖幅內(nèi)圖廓外接矩形外擴1cm范圍裁切標(biāo)準(zhǔn)分幅影像。
2.2 土地資源調(diào)查判讀
首先要進(jìn)行室內(nèi)預(yù)判，以DOM為基礎(chǔ)，利用MAPGIS軟件平臺，以遙感圖像解譯的方法為基礎(chǔ)，認(rèn)真的分析比較土地利用詳查資料，將我們所需的線狀地物、行政和權(quán)屬界線、土地利用的地類界及地類屬性等要素進(jìn)行分析提取，在MAPGIS軟件上進(jìn)行矢量化并把屬性進(jìn)行整理輸入，制作出土地利用更新調(diào)查底圖供外業(yè)調(diào)繪使用，同時要打印好外業(yè)調(diào)查表。然后按照統(tǒng)一性、科學(xué)性、實用性的原則進(jìn)行土地利用現(xiàn)狀分類，分類時要靠充分考慮到土地的利用方式、覆蓋特征以及它的用途和經(jīng)營特點等因素，確定土地利用分類系統(tǒng)。分類系統(tǒng)建立好以后建立解譯標(biāo)志，好的解譯標(biāo)志能夠提高判讀的質(zhì)量。 最后利用計算機自動識別與目視解譯相結(jié)合的信息提取技術(shù)，利用外業(yè)調(diào)繪底圖數(shù)字化每一地塊的位置、形狀、范圍，最終將包括每一塊土地的界線、范圍、面積的土地利用信息準(zhǔn)確獲得。
3 基于變化檢測的土地資源調(diào)查方法
3.1 選擇數(shù)據(jù)源
利用衛(wèi)星影像進(jìn)行土地資源變更調(diào)查需要大量的同一地區(qū)不同時相的遙感影像，因此我們要選擇價格適中、易于獲取的衛(wèi)星遙感影像，來保證遙感影像的數(shù)量，并且衛(wèi)星影像的數(shù)據(jù)來源一定要連續(xù)、穩(wěn)定，能夠滿足我們所進(jìn)行的土地資源變更調(diào)查的精度要求。
3.2 校正和配準(zhǔn)
通過圖像配準(zhǔn)和相對輻射校正方法實現(xiàn)不同時相遙感圖像的幾何和輻射校正是利用圖像差分法進(jìn)行變化檢測的關(guān)鍵。配準(zhǔn)是將多時相圖像的同名像點互相重疊，將一幅影像作為基準(zhǔn)圖像(t2時刻影像)，另一幅作為待配準(zhǔn)圖像(t1時刻影像)，并通過選取的控制點采用多項式的方法確定基準(zhǔn)圖像與待配準(zhǔn)圖像之間的對應(yīng)關(guān)系，實現(xiàn)相對配準(zhǔn)。
3.3 影像裁剪
由于糾正后，兩幅影像實現(xiàn)了幾何位置的配準(zhǔn)，但圖像的形狀發(fā)生了變化，因此要對兩幅圖像進(jìn)行剪裁，使兩幅圖像所覆蓋的是同一地區(qū)的同樣大小的范圍，這樣才能保證檢測信息的準(zhǔn)確性。
3.4 基于差分圖像融合的變化檢測
首先對變化前圖像、變化后圖像分別進(jìn)行灰度差分和紋理差分，得到灰度差分圖像和紋理差分圖像；然后根據(jù)乘積變換算法融合紋理差分圖像和灰度差分圖像；接著根據(jù)ISODATA算法進(jìn)行融合后的分類，結(jié)合目視解譯，得到變化區(qū)域。
3.5 土地利用變化信息提取
利用監(jiān)督分類方法將遙感圖像中被增強顯示的變化信息分離出來，最終得到土地利用發(fā)生變化的位置、大小和范圍。
變化信息提取后結(jié)合外業(yè)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行核對比較。必要時還要注意：1）分層規(guī)范、內(nèi)容齊全；2）影像覆蓋完整轄區(qū)；3）保留的圖斑及其編號與整理后的《變化圖斑外業(yè)核查記錄表》以及外業(yè)調(diào)查圖、變更調(diào)查圖上的相應(yīng)圖斑一致。
4 結(jié)論
傳統(tǒng)的土地資源調(diào)查方法費事費力且精度低，已經(jīng)不能滿足目前國土資源管理的工作需要?！秶临Y源調(diào)查》作為中職院校的骨干專業(yè)，根據(jù)職業(yè)院校培養(yǎng)技能型人才的目標(biāo)要求，本文研究總結(jié)了利用DOM作為土地資源調(diào)查底圖的制作方法、規(guī)范要求和基于遙感影像變化檢測的土地資源調(diào)查過程方法，對進(jìn)行該專業(yè)建設(shè)、課程設(shè)置具有重要意義。
隨著遙感技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步和應(yīng)用需求的加大，利用遙感技術(shù)進(jìn)行土地資源調(diào)查將成為各級國土資源管理部門的重要技術(shù)手段，對于《國土資源調(diào)查》專業(yè)的理論教學(xué)和實踐教學(xué)有很高的指導(dǎo)意義，可以作為各中職院校進(jìn)行《國土資源調(diào)查》教學(xué)改革的重要依據(jù)和參考，該專業(yè)的學(xué)生應(yīng)該熟練掌握這項技能，為工作就業(yè)打下堅實的基礎(chǔ)。
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關(guān)鍵詞：遙感；土地管理；3S
Abstract： As a new science and technology， remote sensing is playing a decisive role in land management. This pape analyses several aspects of remote sensing dynamic monitoring in land management， urban cadastral management， application of land detailed investigation， and discusses the importance of remote sensing technology in land management， and then looks ahead of development trend of remote sensing in land management application based on the current technology situation.
Key words： RS， land management， 3S
1 前言
土地資源是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，及時準(zhǔn)確地掌握土地資源的數(shù)量、質(zhì)量分布及其變化趨勢，直接關(guān)系到國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展與和諧社會的構(gòu)建，具有重要的戰(zhàn)略意義。隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，土地的供需矛盾日益凸顯，土地的管理工作顯得更為重要。然而傳統(tǒng)的土地資源管理模式已經(jīng)制約著土地資源管理事業(yè)的發(fā)展。土地管理工作需要不斷深化，其工作需要逐步從常規(guī)管理向科學(xué)化管理邁進(jìn)，在各項基礎(chǔ)業(yè)務(wù)的拓展上，積極穩(wěn)妥的開展新技術(shù)的應(yīng)用研究顯得尤為重要。
遙感技術(shù)作為一門迅速倔起的新興科學(xué)技術(shù)，已在土地管理中得到較為廣泛的應(yīng)用，從土地詳查到城鎮(zhèn)地籍調(diào)查及耕地動態(tài)監(jiān)測，幾乎所有土地管理基礎(chǔ)業(yè)務(wù)的完成都離不開遙感技術(shù)的支持，遙感技術(shù)為土地管理工作的發(fā)展起到了巨大的推動作用。
2 遙感技術(shù)在土地管理中的應(yīng)用分析
2.1 遙感地管理動態(tài)監(jiān)測中的應(yīng)用
土地資源動態(tài)監(jiān)測主要是對土地類型、土地利用現(xiàn)狀、土地質(zhì)量等土地資源的基本狀況進(jìn)行監(jiān)測，是土地管理工作中一個極為重要的環(huán)節(jié)，是各級土地管理職能部門為了掌握土地資源的分布、質(zhì)量、利用現(xiàn)狀，合理土地利用結(jié)構(gòu)，嚴(yán)格土地執(zhí)法的重要手段。為實現(xiàn)這一目標(biāo)，必須建立一套完整的技術(shù)系統(tǒng)，即土地資源遙感動態(tài)監(jiān)測技術(shù)系統(tǒng)，它是一個多技術(shù)、多信息源、多方法、高精度的監(jiān)測技術(shù)系統(tǒng)。
土地資源遙感動態(tài)監(jiān)測技術(shù)系統(tǒng)由三方面的技術(shù)學(xué)科組成：（1）土地科學(xué)（土地資源和土地管理）；（2）空間信息技術(shù)（包括全球定位系統(tǒng)和遙感），（3）計算機應(yīng)用技術(shù)（圖像技術(shù)、圖形技術(shù)、數(shù)據(jù)管理技術(shù)和人工智能技術(shù)）。多種學(xué)科和技術(shù)的交叉和應(yīng)用，完善和豐富著土地資源遙感動態(tài)監(jiān)測技術(shù)系統(tǒng)。
目前衛(wèi)星遙感技術(shù)于土地管理動態(tài)監(jiān)測中的應(yīng)用主要有三個方面：
（1）土地退化的衛(wèi)星遙感監(jiān)測
主要指對土壤的侵蝕、土地的沙摸化、土壤的鹽漬化的監(jiān)測。對土壤侵蝕的監(jiān)測主要從侵蝕因子的識別（包括地貌因子地表組成物質(zhì)，植被覆蓋度和類型因子等）、侵蝕地貌發(fā)育的分析、侵蝕強度的分析等方面來把握土壤侵蝕的發(fā)展趨勢。對沙漠化的監(jiān)測主要是利用遙感資料對自然指標(biāo)（土壤、水分和地表）、生物學(xué)及農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)（植物，動物和土地利用等） 進(jìn)行分析，并建立起植被的干早化與土地沙漠化過程和危害程度之間的關(guān)系，從而從數(shù)量上和程度上實現(xiàn)對沙漠化的監(jiān)測。通過對土壤表層色調(diào)和濕度的監(jiān)測同時結(jié)合對地形地貌的疊加分析又形成了對鹽漬化土壤的有效監(jiān)測。
（2）土地利用現(xiàn)狀的衛(wèi)星遙感動態(tài)監(jiān)測
這是土地資源遙感動態(tài)監(jiān)測技術(shù)系統(tǒng)中的核心內(nèi)容，是土地管理工作中極為重要的技術(shù)手段。主要根據(jù)獲取的同一地區(qū)不同時相的遙感影像的差異來識別土地利用變化；進(jìn)而監(jiān)測各地區(qū)的土地利用結(jié)構(gòu)，各利用類型在數(shù)量上、空間上的分布。
（3）土地質(zhì)量的衛(wèi)星遙感監(jiān)測與評價
土地質(zhì)量的監(jiān)測較多集中在土地自然特性的監(jiān)測方面，如：土地的地學(xué)特性，土地的土壤學(xué)特性和土地的生物學(xué)特性等（有條件的地區(qū)還可增加土地社會經(jīng)濟特性的監(jiān)測）。在土地生產(chǎn)潛力評價理論和適宜性評價理論的指導(dǎo)下對所監(jiān)測的區(qū)域進(jìn)行農(nóng)林牧用地的綜合評價（經(jīng)濟基礎(chǔ)較好的地區(qū)可開展土地的經(jīng)濟性評價），以人工智能為支撐形成“土地監(jiān)測評價專家系統(tǒng)”。
在土地管理的各個環(huán)節(jié)，無論是土地規(guī)劃編制、土地資源調(diào)查、耕地保護，還是土地征用和土地執(zhí)法監(jiān)察，遙感技術(shù)都在不同程度地發(fā)揮作用。它已經(jīng)成為土地資源管理的重要技術(shù)支撐，大大提高了土地管理工作的科學(xué)化和現(xiàn)代化水平。
2.2 遙感在城鎮(zhèn)地籍管理中的應(yīng)用
城鎮(zhèn)地籍調(diào)查是土地管理工作的重點和難點。該項工作動用人力、物力、財力很大，既涉及相關(guān)政策、法律，又有較強的業(yè)務(wù)性。需要法律、測繪、計算機等相關(guān)專業(yè)知識的有機結(jié)合，而且全國各城市經(jīng)濟發(fā)展水平，可利用資料，技術(shù)水平差異較大。從長遠(yuǎn)的觀點來考慮，城市土地情況是動態(tài)變化的，隨時隨地都在發(fā)生權(quán)屬的轉(zhuǎn)移、用地類型和面積的變遷，而且經(jīng)濟發(fā)展越迅猛，用地情況變化越頻繁。為從根本上解決土地變化與地籍管理落后的矛盾，部分地方在采集地籍調(diào)查數(shù)據(jù)方式上應(yīng)用遙感圖像為信息源，內(nèi)業(yè)處理依據(jù)計算機技術(shù)建立圖形與數(shù)據(jù)庫，變更調(diào)查管理依據(jù)計算機來完成，有效提高了工作的效率和管理水平。此外，遙感技術(shù)在農(nóng)村產(chǎn)權(quán)調(diào)查、城市集約利用潛力評價等工作中得到充分應(yīng)用。在農(nóng)村產(chǎn)權(quán)調(diào)查中利用航空和航天數(shù)據(jù)，節(jié)省了大量的時間和人力，提高了成果精度，在大多數(shù)省份的農(nóng)村產(chǎn)權(quán)調(diào)查中得到廣泛應(yīng)用；在城市集約利用潛力評價和耕地后備資源調(diào)查評價中采用遙感數(shù)據(jù)輔助調(diào)查，取得了良好的效果。
可以應(yīng)用遙感技術(shù)，通過航空攝影測量，可以獲取城鎮(zhèn)地籍圖和地籍影像圖，并以此為依據(jù)建立相應(yīng)的城鎮(zhèn)地籍?dāng)?shù)據(jù)庫及管理系統(tǒng)，逐步形成全市范圍內(nèi)的城鎮(zhèn)地籍信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，這不僅有利于更有效的利用土地資源，還有利于土地權(quán)屬管理落實各項土地管理措施。
2.3 遙感在國土資源詳查中的應(yīng)用
土地詳查是對類四十六個二級土地分類的調(diào)查， 需要查清各類土地的數(shù)量、質(zhì)量和分布狀況。由于我國地域遼闊，地形、地貌復(fù)雜， 很多地方采用常規(guī)測量方式，人員、設(shè)備無法涉足， 成為常規(guī)測量的盲區(qū)。而通過采用遙感技術(shù)則很容易能夠獲得常規(guī)測量盲區(qū)的高分辨率影像，通過對這些影像進(jìn)行解譯，并結(jié)合人工實地調(diào)查可以高質(zhì)量高速度完成土地詳查工作任務(wù)。
3 遙感技術(shù)在土地管理中的應(yīng)用展望
當(dāng)前的遙感技術(shù)正向三高方向發(fā)展，三高即高空間分辨率，高時間分辨率和高光譜分辨率。其中高光譜遙感圖像的光譜信息層次很豐富，可以探測出更多的地物，更方便地管理土地資源，而高空間分辨率及高時間分辨率可以更加提高遙感監(jiān)測的準(zhǔn)確性。另外，隨著遙感分類技術(shù)和對地物的自動識別能力的提高，將促進(jìn)分類的自動化智能化，大大提高作業(yè)效率。
隨著GIS和GPS的發(fā)展，現(xiàn)在趨向于RS、GIS及GPS三者的綜合應(yīng)用，即“3S”技術(shù)?！?S”技術(shù)是地理信息系統(tǒng)（GIS）、遙感（RS）及全球定位系統(tǒng)（GPS）的總稱，即利用GIS的空間查詢、分析和綜合處理能力，RS的大面積獲取地物信息特征，GPS快速定位和獲取數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的能力，三者有機結(jié)合形成一個系統(tǒng)，實現(xiàn)各種技術(shù)的綜合，從而更好的服務(wù)于土地管理工作。目前隨著3S技術(shù)的日益成熟，3S集成技術(shù)在土地調(diào)查監(jiān)測數(shù)據(jù)采集、處理和數(shù)據(jù)產(chǎn)品生成中，呈現(xiàn)著強大的生命力，在土地利用更新調(diào)查、土地利用動態(tài)監(jiān)測中表現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。因此，在現(xiàn)代計算機技術(shù)和通訊技術(shù)的支持下，大力發(fā)展“3S”集成系統(tǒng)，以RS為信息源、以GPS為空間坐標(biāo)、以GIS為工作平臺，形成一種有機的結(jié)合、在線的連接、實時的處理和系統(tǒng)的整體性是今后的發(fā)展方向和必然趨勢。
4 結(jié)語
迅速發(fā)展的數(shù)字遙感技術(shù)和計算機技術(shù)，為土地利用現(xiàn)狀及變化信息的獲取提供了及時有效的技術(shù)手段。遙感技術(shù)應(yīng)用的第二階段必然是動態(tài)監(jiān)測。遙感由靜態(tài)到動態(tài)，由定性解釋到定量調(diào)查，這是它的必然過程。遙感技術(shù)在土地資源管理中應(yīng)用的深度和廣度必然會日新月異，多時相、高分辨率的遙感數(shù)據(jù)會進(jìn)一步加強高精度、大比例尺土地利用動態(tài)監(jiān)測。在時空一體化的基礎(chǔ)上，“3S ”一體化技術(shù)的研究成為必然趨勢，其應(yīng)用成果將更好地把握土地利用變化趨勢，為經(jīng)濟社會資源的和諧發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。
參考文獻(xiàn)：
[1] 張恩.衛(wèi)星遙感技術(shù)在土地管理動態(tài)監(jiān)測中的應(yīng)用[J].東科技大學(xué)學(xué)報，2007（26）：105-108.
[2] 閻雨，陳圣波，田靜等.衛(wèi)星遙感佑產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展與展望[J].吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，20 04（2）：187-191.
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[4] 朱有法，謝德體，駱云中.遙感技術(shù)在我國土地管理中的應(yīng)用與進(jìn)展[J]. 國土資源科技管理，2007（21）1：105-109.
[5] 梁輝池. 現(xiàn)代遙感技術(shù)及其在土地管理中的應(yīng)用[J]. 科技咨詢導(dǎo)報，2007（80）12.
【關(guān)鍵詞】遙感技術(shù)；土地調(diào)查；應(yīng)用研究
引言
伴隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，土地方面的工作人員將科技研究成績應(yīng)用到了實際工作之中，這不僅提升了工作成效也提升了研究工作的質(zhì)量。遙感技術(shù)由于自身所具備的優(yōu)勢，成為土地工作人員在技術(shù)方面的首要選擇。面對著經(jīng)濟發(fā)展中土地資源的緊缺現(xiàn)狀，這就要求必須從土地調(diào)查工作做起，制定科學(xué)合理的土地資源利用計劃。遙感技術(shù)在土地調(diào)查工作應(yīng)用，不僅能夠掌握到隨時的土地資源變化情況，也為土地調(diào)查工作的順利進(jìn)行提供保障。
就目前國內(nèi)經(jīng)濟情況綜合分析，土地資源的利用問題已經(jīng)成為當(dāng)前社會中日益重要的問題，而做好土地調(diào)查工作，不僅能夠保障土地資源科學(xué)合理應(yīng)用，也是保障有限耕地資源，為土地的策劃工作提供事實依據(jù)，緩解土地資源利用矛盾。如何能夠保障土地資源充分合理的應(yīng)用，就必須了解土地應(yīng)用與國家土地資源分配情況，而這部分的工作中為了能夠獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，就必須應(yīng)用到現(xiàn)代化的科學(xué)手段，與之前的技術(shù)方式比較，遙感技術(shù)的應(yīng)用具備多方面不可替代的優(yōu)勢，在保證真實、準(zhǔn)確、及時的數(shù)據(jù)傳遞同時，不僅信息覆蓋比較大，而且信息方面比較系統(tǒng)全面。因此，遙感技術(shù)成為土地方面工作人員在土地調(diào)查工作首選，并且為土地資源合理利用與國土資源合理分配提供重要數(shù)據(jù)根據(jù)。
1、目前實行土地調(diào)查工作的現(xiàn)實意義以及目的
土地資源是人類生活中根本的自然資源，是人類社會進(jìn)步的稀缺資源，對于人類的生存與進(jìn)步都有著重要基礎(chǔ)作用。國家國土資源方面的研究對于人類社會的生存以及經(jīng)濟方面的發(fā)展有著重要保障作用，這就需要在工作中以科學(xué)、正確的研究態(tài)度進(jìn)行土地資源的調(diào)查工作，以準(zhǔn)確的科學(xué)數(shù)據(jù)為社會經(jīng)濟發(fā)展提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
土地調(diào)查目的主要有：（1）為土地利用和規(guī)劃提供資料。對土地基本情況的了解是否準(zhǔn)確基本上決定了土地利用的長期計劃是否合理，是實現(xiàn)合理、科學(xué)的土地利用的關(guān)鍵。（2）為制定國民經(jīng)濟計劃提供基本依據(jù)。國民經(jīng)濟計劃的制定、城市化的進(jìn)程、農(nóng)、林、牧、副、漁各業(yè)的合理安排、生產(chǎn)指標(biāo)的確定以及財政稅收的組織都必須以土地調(diào)查所獲得的各類用地及其變化狀況數(shù)據(jù)資料為依托。（3）為土地的有效管理提供可靠的基礎(chǔ)。通過土地調(diào)查，我們可以準(zhǔn)確地掌握土地利用狀況和權(quán)屬狀況，從而制定出科學(xué)的土地管理法規(guī)和政策，為建立和完善土地管理市場打下堅實的基礎(chǔ)。（4）為土地科學(xué)研究和建立土地信息系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)資料。土地調(diào)查的過程就是采集土地信息的過程，是土地科學(xué)研究的重要組成部分，它能向各級政府部門及各行業(yè)提供重要的參考資料和合理的服務(wù)。
2、遙感技術(shù)在土地調(diào)查工作中的實用性
2.1遙感技術(shù)所具備的技術(shù)優(yōu)點
信息獲取很少受環(huán)境限制。不同區(qū)域的耕地所處的地質(zhì)條件和自然環(huán)境各不相同，差異很大，甚至有些自然環(huán)境如高山峻嶺、地勢崎嶇難行的山坡以及沼澤等地方的條件十分惡劣，人類難以順利到達(dá)并獲取所需的數(shù)據(jù)和信息。然而由于遙感技術(shù)并不受地面條件的限制，只需利用航天遙感或者是衛(wèi)星遙感便可以最大范圍的對各種環(huán)境的資料進(jìn)行獲取和加工，為進(jìn)一步研究和分析提供信息服務(wù)。第四方面就是在 獲取信息的方法較多，擁有較大的信息量 任務(wù)的復(fù)雜和不同決定了遙感技術(shù)在獲取信息數(shù)據(jù)時也會采取不同的波段以及儀器。
2.2遙感技術(shù)在土地調(diào)查工作中的使用方面
2.2.1能夠隨時提供土地資源利用情況
（1）宏觀對土地進(jìn)行監(jiān)測。遙感技術(shù)對土地的監(jiān)控提供了大量的TM圖像以及其他相關(guān)土地數(shù)據(jù)資料，這些資料和圖像都為監(jiān)測土地的利用變化情況提供了科學(xué)依據(jù)，能夠做到科學(xué)、準(zhǔn)確、直接的掌握土地利用變化的實際情況，為土地監(jiān)測提供了真實可靠的第一手資料。（2）監(jiān)測城市化進(jìn)程擴展趨勢?，F(xiàn)階段農(nóng)村進(jìn)城務(wù)工的人員越來越多，因此各地城市的人口數(shù)量也處于急劇上升的趨勢，城市規(guī)模在不斷擴大和延伸，農(nóng)村和城鎮(zhèn)的耕地資源在日益減少。
2.2.2在土地情況調(diào)查中利用遙感技術(shù)落實工作方法
如今多數(shù)地區(qū)都在采用遙感技術(shù)對土地的利用現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查，其較高的準(zhǔn)確度，已經(jīng)使人們放棄了傳統(tǒng)的調(diào)查方法。衛(wèi)星的掃描給調(diào)查工作帶來了十分的便利，無論是惡劣的地質(zhì)條件或是氣候條件，都可以在衛(wèi)星的掃描之下得到第一手的調(diào)查數(shù)據(jù)，全時段的服務(wù)于土地調(diào)查工作。另外，遙感技術(shù)在土地調(diào)查中具有極高的工作效率，省去了傳統(tǒng)調(diào)查工作中的繁瑣步驟，尤其是在對復(fù)雜地形進(jìn)行調(diào)查時，大大節(jié)省了調(diào)查時間，能夠直接得到土地調(diào)查的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。
2.2.3應(yīng)用遙感技術(shù)檢測生態(tài)環(huán)境變化
土地資源是不可再生的自然資源，是保證國家可持續(xù)發(fā)展政策方針的重要資源基礎(chǔ)，而遙感技術(shù)能夠隨時檢測到生態(tài)環(huán)境的變化情況，這種科學(xué)的技術(shù)系統(tǒng)，是運用科學(xué)合理的工作方式，掌控的信息情況包括土地與生態(tài)兩個方面，并且對于變化信息實現(xiàn)實時的動態(tài)掌控，是第一手的信息數(shù)據(jù)，這可以對于生態(tài)保護區(qū)域做好保護工作，根據(jù)現(xiàn)實的情況制定相應(yīng)的規(guī)劃工作。做好遙感技術(shù)工作也是相關(guān)部門工作的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。這不僅對于土地調(diào)查工作有深遠(yuǎn)意義，同時對于生態(tài)環(huán)境保護方面也是非常重要的，綜合信息數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)資源合理分配，將土地資源與生態(tài)環(huán)境工作合理結(jié)合，是土地規(guī)劃管理工作的一個工作重點。
總結(jié)
目前經(jīng)濟發(fā)展與國家土地資源減少，所形成的矛盾已經(jīng)引起土地工作人員重視，而做好土地調(diào)查工作，不僅是土地規(guī)劃方面的工作重點，同時也是合理科學(xué)分配土地資源的工作基礎(chǔ)。而遙感技術(shù)在土地調(diào)查工作的應(yīng)用，已經(jīng)成為在兔子資源綜合管理與分配工作中最實用的技術(shù)手段。與之前的技術(shù)方式比較，遙感技術(shù)的應(yīng)用具備多方面不可替代的優(yōu)勢，在保證真實、準(zhǔn)確、及時的數(shù)據(jù)傳遞同時，不僅信息覆蓋比較大，而且信息方面比較系統(tǒng)全面。因此，遙感技術(shù)成為土地方面工作人員在土地調(diào)查工作首選，并且為土地資源合理利用與國土資源合理分配提供重要數(shù)據(jù)依據(jù)，保障土地資源可持續(xù)利用。
參考文獻(xiàn)
[1]翁玉坤，劉排英，王鵬生.遙感技術(shù)在土地調(diào)查與動態(tài)監(jiān)測中的應(yīng)用綜述[J].北京測繪，2009（3）：64-66.
[關(guān)鍵詞]土地調(diào)查 遙感技術(shù) 應(yīng)用
[中圖分類號] TP79 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-2-213-1
0引言
由于社會生活的逐步提升，人民逐漸步入城鎮(zhèn)一體化的現(xiàn)代生活，而土地資源的逐漸減少與日益增長的土地需求，成為經(jīng)濟發(fā)展中最主要的矛盾，如何解決土地資源的利用問題成為經(jīng)濟發(fā)展的工作重點，而土地方面的工作人員而言合理高效的利用現(xiàn)有的土地資源也成為工作中主要研究問題。
就目前國內(nèi)經(jīng)濟情況綜合分析，土地資源的利用問題已經(jīng)成為當(dāng)前社會中日益重要的問題，而做好土地調(diào)查工作，不僅能夠保障土地資源科學(xué)合理應(yīng)用，也是保障有限耕地資源，為土地的策劃工作提供事實依據(jù)，緩解土地資源利用矛盾。如何能夠保障土地資源充分合理的應(yīng)用，就必須了解土地應(yīng)用與國家土地資源分配情況，而這部分的工作中為了能夠獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，就必須應(yīng)用到現(xiàn)代化的科學(xué)手段，與之前的技術(shù)方式比較，遙感技術(shù)的應(yīng)用具備多方面不可替代的優(yōu)勢，在保證真實、準(zhǔn)確、及時的數(shù)據(jù)傳遞同時，不僅信息覆蓋比較大，而且信息方面比較系統(tǒng)全面。因此，遙感技術(shù)成為土地方面工作人員在土地調(diào)查工作首選，并且為土地資源合理利用與國土資源合理分配提供重要數(shù)據(jù)根據(jù)。
1目前實行土地調(diào)查工作的現(xiàn)實意義以及目的
1.1土地資源是人類生活中根本的自然資源，是人類社會進(jìn)步的稀缺資源，對于人類的生存與進(jìn)步都有著重要基礎(chǔ)作用。國家國土資源方面的研究對于人類社會的生存以及經(jīng)濟方面的發(fā)展有著重要保障作用，這就需要在工作中以科學(xué)、正確的研究態(tài)度進(jìn)行土地資源的調(diào)查工作，以準(zhǔn)確的科學(xué)數(shù)據(jù)為社會經(jīng)濟發(fā)展提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
1.2土地調(diào)查目的
（1）為土地利用和規(guī)劃提供資料。對土地基本情況的了解是否準(zhǔn)確基本上決定了土地利用的長期計劃是否合理，是實現(xiàn)合理、科學(xué)的土地利用的關(guān)鍵。
（2）為制定國民經(jīng)濟計劃提供基本依據(jù)。國民經(jīng)濟計劃的制定、城市化的進(jìn)程、農(nóng)、林、牧、副、漁各業(yè)的合理安排、生產(chǎn)指標(biāo)的確定以及財政稅收的組織都必須以土地調(diào)查所獲得的各類用地及其變化狀況數(shù)據(jù)資料為依托。
（3）為土地的有效管理提供可靠的基礎(chǔ)。通過土地調(diào)查，我們可以準(zhǔn)確地掌握土地利用狀況和權(quán)屬狀況，從而制定出科學(xué)的土地管理法規(guī)和政策，為建立和完善土地管理市場打下堅實的基礎(chǔ)。
（4）為土地科學(xué)研究和建立土地信息系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)資料。土地調(diào)查的過程就是采集土地信息的過程，是土地科學(xué)研究的重要組成部分，它能向各級政府部門及各行業(yè)提供重要的參考資料和合理的服
2遙感技術(shù)在土地調(diào)查工作中的實用性
2.1遙感技術(shù)所具備的技術(shù)優(yōu)點
信息獲取很少受環(huán)境限制。不同區(qū)域的耕地所處的地質(zhì)條件和自然環(huán)境各不相同，差異很大，甚至有些自然環(huán)境如高山峻嶺、地勢崎嶇難行的山坡以及沼澤等地方的條件十分惡劣，人類難以順利到達(dá)并獲取所需的數(shù)據(jù)和信息。然而由于遙感技術(shù)并不受地面條件的限制，只需利用航天遙感或者是衛(wèi)星遙感便可以最大范圍的對各種環(huán)境的資料進(jìn)行獲取和加工，為進(jìn)一步研究和分析提供信息服務(wù)。第四方面就是在 獲取信息的方法較多，擁有較大的信息量 任務(wù)的復(fù)雜和不同決定了遙感技術(shù)在獲取信息數(shù)據(jù)時也會采取不同的波段以及儀器。
2.2遙感技術(shù)在土地調(diào)查工作中的使用方面
2.2.1能夠隨時提供土地資源利用情況
（1）宏觀對土地進(jìn)行監(jiān)測。遙感技術(shù)對土地的監(jiān)控提供了大量的TM圖像以及其他相關(guān)土地數(shù)據(jù)資料，這些資料和圖像都為監(jiān)測土地的利用變化情況提供了科學(xué)依據(jù)，能夠做到科學(xué)、準(zhǔn)確、直接的掌握土地利用變化的實際情況，為土地監(jiān)測提供了真實可靠的第一手資料。（2）監(jiān)測城市化進(jìn)程擴展趨勢?，F(xiàn)階段農(nóng)村進(jìn)城務(wù)工的人員越來越多，因此各地城市的人口數(shù)量也處于急劇上升的趨勢，城市規(guī)模在不斷擴大和延伸，農(nóng)村和城鎮(zhèn)的耕地資源在日益減少。
2.2.2在土地情況調(diào)查中利用遙感技術(shù)落實工作方法
如今多數(shù)地區(qū)都在采用遙感技術(shù)對土地的利用現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查，其較高的準(zhǔn)確度，已經(jīng)使人們放棄了傳統(tǒng)的調(diào)查方法。衛(wèi)星的掃描給調(diào)查工作帶來了十分的便利，無論是惡劣的地質(zhì)條件或是氣候條件，都可以在衛(wèi)星的掃描之下得到第一手的調(diào)查數(shù)據(jù)，全時段的服務(wù)于土地調(diào)查工作。
2.2.3應(yīng)用遙感技術(shù)檢測生態(tài)環(huán)境變化
土地資源是不可再生的自然資源，是保證國家可持續(xù)發(fā)展政策方針的重要資源基礎(chǔ)，而遙感技術(shù)能夠隨時檢測到生態(tài)環(huán)境的變化情況，這種科學(xué)的技術(shù)系統(tǒng)，是運用科學(xué)合理的工作方式，掌控的信息情況包括土地與生態(tài)兩個方面，并且對于變化信息實現(xiàn)實時的動態(tài)掌控，是第一手的信息數(shù)據(jù)，這可以對于生態(tài)保護區(qū)域做好保護工作，根據(jù)現(xiàn)實的情況制定相應(yīng)的規(guī)劃工作。做好遙感技術(shù)工作也是相關(guān)部門工作的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。這不僅對于土地調(diào)查工作有深遠(yuǎn)意義，同時對于生態(tài)環(huán)境保護方面也是非常重要的，綜合信息數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)資源合理分配，將土地資源與生態(tài)環(huán)境工作合理結(jié)合，是土地規(guī)劃管理工作的一個工作重點。
3總結(jié)
遙感技術(shù)的發(fā)展極大便利了土地利用的調(diào)查，使得調(diào)查周期縮短，準(zhǔn)確度和可靠性大大提高，減少了傳統(tǒng)調(diào)查方式下的人力財力投入。雖然在實際操作中遙感技術(shù)還存在一些缺陷，相信隨著計算機信息技術(shù)的進(jìn)一步提高，高新技術(shù)的不斷發(fā)展，遙感技術(shù)在土地利用調(diào)查中的應(yīng)用會日趨完善。并且為土地資源合理利用與國土資源合理分配提供重要數(shù)據(jù)依據(jù)，保障土地資源可持續(xù)利用。
參考文獻(xiàn)
Abstract： The land resources are important means of production， its change and development not only affects the change of global environment， but also is the foundation of people's survival and development. Timely and objective and accurate information of the land use situation is indirectly related to the change of the environment. Remote sensing technology with its characteristics of macroscopical quality， timeliness， periodicity and integrated， it can realize the scientific management of land resource， master the change information. Its success or failure is directly related to the national economic planning and policy making.
關(guān)鍵詞： 動態(tài)遙感監(jiān)測；解譯；變化檢測
Key words： dynamic remote sensing monitoring；interpretation；change detection
中圖分類號：TP7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）19-0216-02
0 引言
常規(guī)的土地資源調(diào)查方法，獲取數(shù)據(jù)的周期長而且精度差，無法提供及時、準(zhǔn)確、全方位的信息，主要原因是數(shù)據(jù)和圖件的管理、傳輸、分析手段落后，往往耗資巨大的調(diào)查結(jié)果卻難以反映當(dāng)前土地資源現(xiàn)狀，再加上每年土地利用和土地覆蓋狀況都在變化，應(yīng)用遙感技術(shù)則可快速獲得土地利用和土地覆蓋的動態(tài)變化信息。
我國的遙感事業(yè)自上世紀(jì)70年代起步以來，經(jīng)歷了迅速的發(fā)展并取得了長足的進(jìn)步，我國土地利用狀況的調(diào)查研究、城市動態(tài)變化的監(jiān)測、以及對各種自然災(zāi)害的監(jiān)測等方面都需要利用遙感技術(shù)進(jìn)行研究，而如何進(jìn)行遙感圖像的糾正、融合、分類、變化檢測等是遙感技術(shù)研究的基礎(chǔ)和關(guān)鍵問題，具有十分重要的意義。
1 土地利用動態(tài)遙感監(jiān)測
土地利用動態(tài)遙感監(jiān)測是以土地利用調(diào)查的數(shù)據(jù)及圖件為基礎(chǔ)，運用遙感圖像處理與識別技術(shù)，從遙感圖像上提取變化信息，從而達(dá)到對土地利用變化情況進(jìn)行及時、直接、客觀的定期監(jiān)測，核查土地利用總體規(guī)劃及年度用地計劃的執(zhí)行情況，并重點檢查每年土地變更調(diào)查匯總數(shù)據(jù)，為國家宏觀決策提供比較可靠、準(zhǔn)確的土地利用變化情況，同時對違法或涉嫌違法用地的地區(qū)及其他特定目標(biāo)等進(jìn)行快速的日常監(jiān)測，為違法用地的查處以及突發(fā)事件的處理提供依據(jù)。土地利用動態(tài)遙感監(jiān)測的主要思路是：對多源數(shù)據(jù)進(jìn)行糾正、配準(zhǔn)、融合等預(yù)處理，通過圖像處理和影像判讀來確定變化屬性及進(jìn)行統(tǒng)計分析，結(jié)合人工判讀目視解譯，發(fā)現(xiàn)和提取土地利用的變化信息，實地核查并建立土地利用動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)庫。土地利用動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的技術(shù)流程如圖1。
2 遙感圖像數(shù)字處理及解譯
隨著計算機硬件價格的降低和軟件水平的提高，計算機圖像處理越來越深入遙感領(lǐng)域。
在進(jìn)行遙感數(shù)據(jù)處理的過程中，有很多的軟件可以選擇，其中Erdas和ENVI軟件在學(xué)習(xí)工作中最為常用，大家可根據(jù)具體情況選擇適合的軟件進(jìn)行符合要求的操作。
遙感圖像解譯是從遙感圖像上獲取目標(biāo)地物信息的過程。遙感圖像解譯分為兩種：一種是目視解譯，又稱目視判讀，它指專業(yè)人員通過直接觀察或借助輔助判讀儀器在遙感圖像上獲取特定目標(biāo)地物信息的過程。另一種是遙感圖像計算機解譯，又稱遙感圖像理解，它以計算機系統(tǒng)為支撐環(huán)境，利用模式識別技術(shù)與人工智能技術(shù)相結(jié)合，根據(jù)遙感圖像中目標(biāo)地物的各種影像特征，結(jié)合專家知識庫中目標(biāo)地物的解譯經(jīng)驗和成像規(guī)律等知識進(jìn)行分析和推理，實現(xiàn)對遙感圖像的理解，完成對遙感圖像的解譯，此種方法是遙感處理中最常用也是最快捷的方法。
遙感圖像解譯是一個復(fù)雜的認(rèn)知過程，對一個目標(biāo)的識別，往往需要經(jīng)歷幾次反復(fù)判讀才能得到正確的結(jié)果。概括來說，遙感圖像的認(rèn)知過程包括了自下向上的信息獲取、特征提取與識別證據(jù)積累過程和自上向下的特征匹配、提出假設(shè)與目標(biāo)辨識過程。
遙感圖像分類的主要依據(jù)是地物的光譜特征，而就某種特定地物的分類而言，多波段影像的原始亮度值并不能很好地表達(dá)類別特征，因此需要對數(shù)字圖像進(jìn)行運算處理，以尋找能有效描述第五類別特征的模式變量，然后利用這些特征變量對數(shù)字圖像進(jìn)行分類。
3 基于遙感影像的變化檢測
基于遙感影像的變化檢測就是從不同時間獲取的遙感影像中，定量地分析和確定地表變化的特征和過程的技術(shù)?？偟膩碚f，變化檢測就是指應(yīng)用多時相的數(shù)據(jù)集來定性的分析現(xiàn)象的時間效應(yīng)。具體到遙感領(lǐng)域來說，多次觀測即指多時相獲取的同一地區(qū)的遙感影像。一個完整的遙感影像變化檢測工作流程應(yīng)依次包含以下步驟：工程定義和描述、數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)預(yù)處理、變化檢測、精度評估、產(chǎn)品輸出。其中，數(shù)據(jù)預(yù)處理即影像的幾何配準(zhǔn)和輻射校正，變化檢測和檢測結(jié)果精度評估是進(jìn)行變化檢測的關(guān)鍵步驟。而眾多方法之中，分類后比較法應(yīng)用最為廣泛。此方法是對不同時相的影像分類后進(jìn)行比較分類結(jié)果，找出變化信息。其優(yōu)點是容易理解，且給出了變化類型，可以回避輻射歸一化問題，而其缺點是存在分類誤差的累計，分類工作量大。
4 結(jié)論與展望
地質(zhì)災(zāi)害的頻繁發(fā)生，嚴(yán)重制約我國經(jīng)濟的發(fā)展，面對各種自然災(zāi)害的發(fā)生，能否在短時間內(nèi)獲得災(zāi)區(qū)信息就顯得尤為重要，此時遙感技術(shù)以其快速、精確、范圍廣的優(yōu)點得到應(yīng)用。
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關(guān)鍵詞：遙感；土壤；重金屬
Abstract：Remote sensing technology has the advantages of macroscopic characteristics，strong currency and comprehensive abundant information. It provides a feasible method for soil heavy metal pollution evaluation of mining area. This paper summarizes the research of evaluation for mining area of soil heavy metal pollution with remote sensing technology.
Key Words：remote sensing；soil；heavy metal
1. 引言
礦產(chǎn)資源是生產(chǎn)資料和生活資料的重要來源，人類社會的發(fā)展進(jìn)步與礦產(chǎn)的開發(fā)利用密不可分。礦產(chǎn)的開采、冶煉、加工過程中大量的鉛、鋅、鉻、鎘、鈷、銅、鎳等重金屬以及類金屬砷等進(jìn)入大氣、水、土壤引起嚴(yán)重的環(huán)境污染。根據(jù)2014年4月17日環(huán)境保護部、國土資源部的《全國土壤污染調(diào)查公報》，“全國土壤環(huán)境狀況總體不容樂觀，部分地區(qū)土壤污染較重，總的超標(biāo)率達(dá)16.1%”、“在調(diào)查的70個礦區(qū)的1672個土壤點位中，超標(biāo)點位占33.4%，主要污染物為鎘、鉛、砷和多環(huán)芳烴”。資源、環(huán)境是制約社會經(jīng)濟發(fā)展的兩大瓶頸，如何克服這個瓶頸問題同時又能實現(xiàn)礦山開發(fā)的可持續(xù)發(fā)展，是我國社會必須面對和解決的緊迫的社會問題[1]。
傳統(tǒng)的土壤重金屬污染監(jiān)測方法有實驗室監(jiān)測、現(xiàn)場快速監(jiān)測等方法。實驗室監(jiān)測方法雖然測量精度高，但是存在勞動強度大、采樣分析費時，適用范圍小的缺點；現(xiàn)場快速監(jiān)測法雖然具有大面積、連續(xù)、高密度獲取信息的特點，但是還大多處于定性或半定量的試驗階段，易受周圍因素影響[2]。
各種巖石、土壤、植被及水體等均有各自獨特的光譜特征。地物光譜特征的差異，是遙感技術(shù)識別各類地物的主要依據(jù)，也是應(yīng)用遙感技術(shù)開展土壤重金屬污染評價的理論基礎(chǔ)。遙感技術(shù)以其宏觀性和現(xiàn)勢性強、綜合信息豐富等優(yōu)勢，在礦區(qū)土壤重金屬污染評價中起到了積極的先導(dǎo)作用，并取得了良好的應(yīng)用效果。
一般情況下，土壤中的有機質(zhì)、水分、鐵氧化物、重金屬等對土壤光譜反射率有一定影響。國外相關(guān)研究起步較早，始自20世紀(jì)六十年代土壤光譜研究[3]。國外有研究中表明，當(dāng)土壤有機質(zhì)含量超過2%，鐵氧化物、重金屬等光譜信息有可能被土壤中的有機質(zhì)的光譜信息所掩蓋，進(jìn)一步加大了光譜信息提取的難度；同時土壤的反射率會因鐵氧化物的存在而在整個波譜范圍內(nèi)有明顯的下降趨勢，土壤的光譜反射率都朝著藍(lán)波方向下降，并且這種下降趨勢可以擴展到紫外區(qū)域[4]，相關(guān)研究陸續(xù)拓展至礦區(qū)重金屬污染中來[5]；國內(nèi)自20世紀(jì)八十年代在云南騰沖系統(tǒng)地開展土壤光譜與理化性狀關(guān)系的研究[6～7]，并于九十年代末開展遙感技術(shù)在礦區(qū)重金屬污染監(jiān)測的探索。
目前遙感技術(shù)對礦區(qū)土壤重金屬污染評價研究主要有兩個方向：一是植被反演。根據(jù)地表植被覆蓋以及重金屬在植被根莖、葉片中富集，植被在重金屬脅迫下葉綠素等光譜特征發(fā)生變化的特點，通過植被光譜數(shù)據(jù)反演土壤中的重金屬含量，間接評價重金屬污染。二是土壤監(jiān)測。利用重金屬對土壤波譜特性的影響，通過土壤光譜數(shù)據(jù)監(jiān)測重金屬含量[8-10]。
2. 植被反演方法
植被在生長發(fā)育的過程中，礦區(qū)土壤中的重金屬被吸收和富集，對植物的產(chǎn)生的影響主要體現(xiàn)在長勢方面產(chǎn)生了生物地球化學(xué)效應(yīng)，如色素含量、水含量、葉面溫度的變化，進(jìn)而影響植被的光譜反射率，植被光譜的變化能夠在遙感光譜信息中有所體現(xiàn)?；谝陨险J(rèn)識，可以通過植被光譜信息、波譜曲線變化的分析提取污染信息[11]。不同植物對重金屬敏感性不同，重金屬脅迫導(dǎo)致植物體內(nèi)生物化學(xué)成分發(fā)生改變，使電磁波譜反射特性不同。
植被反演方法的原理是，運用遙感技術(shù)研究重金屬污染條件下植被光譜特征變化，建立植被光譜特征與重金屬污染條件下植被生長狀態(tài)參數(shù)變化之間的關(guān)系[7]；研究葉綠素含量與重金屬污染之間的關(guān)系，分析葉綠素變化敏感的光譜指數(shù)及其響應(yīng)規(guī)律，并進(jìn)行了區(qū)域應(yīng)用與驗證[11-13]。研究表明，隨著土壤中重金屬含量增加，植被近紅外、可見光反射光譜特征發(fā)生顯著變化，表現(xiàn)為可見光光譜反射增強，近紅外光譜減少，紅邊移動范圍減少[14-15]。此方法適用于礦區(qū)植被覆蓋較茂密的區(qū)域。
王杰等（2005年）以江西德興銅礦去為實驗區(qū)，采用美國陸地衛(wèi)星（Landsat）ETM +數(shù)據(jù)，采用比值分析、彩色合成、影像融合等方法增強影像視覺效果，對污染區(qū)的植被的波譜曲線與正常區(qū)的同種植被的光譜特征作對比，總結(jié)出受毒化植物葉冠的波譜形態(tài)與正常植物葉冠的波譜形態(tài)相比發(fā)生的形態(tài)變異的特征，總結(jié)對照區(qū)和污染區(qū)植被的波譜特征差異和各污染區(qū)的受污染程度，分析出不同污染區(qū)植物的受毒害程度[16]。
雷國靜等（2006年）在南方植被茂密區(qū)離子型稀土礦區(qū)采用高分辨率QuickBird遙感數(shù)據(jù)采取坐標(biāo)換的方式，消除土壤信息干擾，獲取了較真實的植被受污染影響程度的信息，運用了歸一化植被指數(shù)密度分割方法和通過旋轉(zhuǎn)二維散點圖獲得植被綠度方法來提取植被污染信息，取得了較好的效果[17]。
李新芝等（2010年）以肥城煤礦區(qū)為實驗區(qū)，將SPOT-5數(shù)據(jù)2.5米分辨率的全色波段進(jìn)行小波變換、主成分分析等融合方法提高圖像的空間信息量，綜合運用纓帽變換、植被與土壤相關(guān)性分析、支持向量機分類等方法提取礦區(qū)植被信息，并制作了植被等級分布圖，確定了不同污染程度的植被覆蓋面積，與礦區(qū)污染分布的規(guī)律具有較好的一致性[11]。
黃鐵蘭等（2014年）以廣東大寶山礦區(qū)及周邊10 公里范圍作為研究區(qū)，分別以ASTER及QuickBird為數(shù)據(jù)源，采用植被指數(shù)法和植被綠度法對植被污染信息進(jìn)行識別，對獲取的植被綠度信息圖像進(jìn)行密度分割，獲得植被污染程度及分布情況。同時建議大范圍的礦山植被污染信息的識別，考慮到項目綜合成本等因素，采用ASTER等低分辨率的數(shù)據(jù)源，選擇植被綠度指數(shù)法進(jìn)行識別。對于小范圍的典型礦區(qū)，可選用QuickBird 等高分辨率的數(shù)據(jù)源，用植被指數(shù)法進(jìn)行識別[18]。
由于混合像元、大氣效應(yīng)的存在，植被信息提取過程中容易出現(xiàn)錯分、漏分現(xiàn)象；相關(guān)系數(shù)的設(shè)置易受經(jīng)驗的影響。同時信息提取易受云層、山體陰影和人類生產(chǎn)活動的影響，均存在一定的誤提現(xiàn)象。未來應(yīng)加強信息提取技術(shù)、多源遙感數(shù)據(jù)在植被反演中的應(yīng)用研究，以解決上述問題。
3. 土壤監(jiān)測方法
土壤是由多種物理化學(xué)特性不同的物質(zhì)的組成的混合體，例如有機質(zhì)、重金屬、水、其他礦物質(zhì)等。各種物質(zhì)均有發(fā)射、反射、吸收光譜的特性，都會對土壤光譜特征產(chǎn)生影響，同時植被覆蓋也對土壤光譜的監(jiān)測有較大影響，因此對于通過土壤光譜數(shù)據(jù)直接監(jiān)測土壤重金屬含量的研究，尚處于探索階段。
土壤監(jiān)測方法的原理是，利用光譜分析方法室內(nèi)測定土壤發(fā)射光譜數(shù)據(jù)，經(jīng)線性回歸分析或指數(shù)回歸分析、標(biāo)準(zhǔn)化比值計算、特征光譜寬化處理后，利用回歸分析方法建立重金屬元素含量與發(fā)射率變量之間的土壤重金屬反演模型，定量反演出礦區(qū)土壤重金屬含量[19-23]。此類方法適用于植被覆蓋率較低的地區(qū)。
Thomas Kemper等（1998年）在西班牙Aznalcóllar 尾礦庫潰壩事件土壤重金屬污染監(jiān)測中，基于多元線性回歸分析（MLR）和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）方法分別通過化學(xué)分析、特征光譜--近紅外反射光譜（0.35?0.35μm）手段監(jiān)測土壤重金屬含量，兩種手段對 As、 Fe 、Hg、Pb、S、Sb等六種元素監(jiān)測有較高的相似度。為相似礦區(qū)環(huán)境的監(jiān)測提供了較好的借鑒意義[13]。
李淑敏等（2010年）以北京為研究區(qū)，研究土壤中8種重金屬（Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb、Hg）的含量與熱紅外發(fā)射率的關(guān)系，分析了土壤重金屬的特征光譜，并模擬預(yù)測了重金屬含量的回歸模型，為基于遙感光譜的土壤重金屬含量監(jiān)測奠定了基礎(chǔ)[24]。
宋練等（2014年）以重慶市萬盛采礦區(qū)為研究區(qū)，通過光譜特征物質(zhì)之間的自相關(guān)性來分析土壤中光譜特征物質(zhì)，在回歸分析的基礎(chǔ)上建立As、Cd、Zn重金屬含量的遙感定量反演模型，監(jiān)測三種重金屬含量，結(jié)果表明土壤在近紅外波段和可見光波段的反射值比值與土壤中As、Cd、Zn含量存在較好相關(guān)性[25]。
部分研究對波段選擇和光譜分辨率的重要性認(rèn)識不高，影響了重金屬元素光譜信息識別、重金屬污染預(yù)測精度；土壤中絕大部分重金屬，如鉛、鋅、鉻、砷等在可見光―近紅外波段區(qū)間的光譜特征較弱，易被植被、土壤波譜信息掩蓋，對直接利用土壤重金屬光譜特征來提取污染信息帶來了難度。研究發(fā)現(xiàn)，鐵氧化物的波譜特征較明顯，今后需加強土壤中重金屬與鐵氧化物相關(guān)性的研究，以提高污染信息提取的準(zhǔn)確性。
4. 未來展望
近年來，遙感技術(shù)用于礦區(qū)土壤重金屬評價取得了一定進(jìn)展，今后要在以下幾個方面尋求突破：
（1）研究遙感信息提取新技術(shù)新方法。地物波譜特性易受土壤成分、大氣效應(yīng)、植被等環(huán)境噪音的影響，需進(jìn)一步加強波譜信息提取技術(shù)的研究，以提高遙感信息提取的準(zhǔn)確性。
（2）加強田間光譜測量研究。目前對土壤重金屬監(jiān)測僅局限于實驗室級別的光譜監(jiān)測，需要進(jìn)一步探討其他因素對重金屬吸附的影響以建立準(zhǔn)確的土壤重金屬含量光譜估算模型，并進(jìn)行大量而精確的實驗室與田間的光譜測量工作。
（3）由定性監(jiān)測向定量監(jiān)測轉(zhuǎn)變。遙感技術(shù)在礦區(qū)土壤重金屬污染評價方面的研究大多是定性或半定量評價，尚達(dá)不到定量評價。需在遙感反演土壤污染信息模型與理論方法、土壤重金屬含量與光譜變量的相關(guān)關(guān)系等方面加強研究，以接近或達(dá)到定量評價污染的水平，進(jìn)而利用遙感技術(shù)評價大面積土壤污染及修復(fù)。
（4）研制高性能的衛(wèi)星，提高遙感信息獲取能力。作為中國16個重大科技專項（2006年～2020年）之一的高分辨率對地觀測系統(tǒng)已進(jìn)入全面建設(shè)階段，其中2014年8月發(fā)射升空的高分二號衛(wèi)星空間分辨優(yōu)于1m，這必將改變遙感數(shù)據(jù)普遍采用國外遙感數(shù)據(jù)（SPOT、Landsat、QuickBrid等）的局面。
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