遙感技術(shù)在土地利用動態(tài)監(jiān)測中的應(yīng)用

1、1當前遙感技術(shù)在土地利用動態(tài)監(jiān)測中應(yīng)用的意義在當前我國經(jīng)濟不斷向前發(fā)展的大形勢之下， 遙感技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為當前 城市化進程不斷向前推進的一個重要的措施。 之所以會產(chǎn)生這樣的情況，主要原 因就在于當前城市所在的一些區(qū)域內(nèi)部對土地的利用和覆蓋情況已經(jīng)發(fā)生了較 大的變化與不同。當前我國眾多城市的人口增長情況主要顯示為人口增長過快過 多，與此同時就是城市化進程過快的情況， 在這樣的情況之下，我國眾多城市的 城市面貌都得到了極大程度上的改進與變化?！皟?nèi)部結(jié)構(gòu)重組”和“外圍地域擴展”成為當今城市空間結(jié)構(gòu)變化的主要方式。 在面對當前我國這個快速發(fā)展與變 化的城市系統(tǒng)的時候，首要任務(wù)就是要及時而又準確的掌握

2、其對土地的利用情況 與發(fā)展情況，只有這樣才能有效的實現(xiàn)對當前我國土地的合理利用與配置。經(jīng)過我國當前土地等相關(guān)的工作人員們對現(xiàn)有狀況的認真分析與研究，不難發(fā)現(xiàn)的就是，我國過去傳統(tǒng)、較為陳舊的對土地利用狀況進行的調(diào)查的形式，是一種耗時又耗力的一種方法，這種方法在一定程度上不利于我國城市的發(fā)展。 遙 感技術(shù)作為當前一種較為先進的內(nèi)容與技術(shù)， 可以有效的實現(xiàn)對城市土地利用的 變化研究提供多時相、大范圍的實時信息。與此同時，要想獲得更加有效的監(jiān)測 效果，還可以將這一技術(shù)與當前同樣發(fā)展較為成熟的圖像處理技術(shù)、識別模式的技術(shù)進行有機的結(jié)合，正是這樣的效果與情況，可以有效的為我國當前的城市土 地的利用動態(tài)方面

3、出現(xiàn)的變化研究提供多時相、大范圍的實時信息。在對我國土 地情況進行一定的監(jiān)測的情況之下，可以通過對遙感技術(shù)的實際應(yīng)用獲得與土地 利用情況相關(guān)的一些類型與位置。這些變化信息的記錄不單單可以有效的實現(xiàn)對 前期開發(fā)效果進行有效的處理與開發(fā)，還可以有效的實現(xiàn)對日后我國相關(guān)城市內(nèi) 部開發(fā)的第治理與規(guī)劃情況，從而有效的促進我國眾多城市能夠更加可持續(xù)的發(fā) 展。辺2國內(nèi)外相關(guān)內(nèi)容方面的研究綜述2.1國外的研究成果國外在關(guān)于遙感技術(shù)在城市土地利用動態(tài)發(fā)展的監(jiān)測方面的研究，最早是在卜世紀六十年代，加拿大的Tomlinson最先提出了對相關(guān)內(nèi)容進行一定研究的 具體方法，即將當前收集到的大量土地利用數(shù)據(jù)通過計算機這一

4、先進的科學技術(shù) 進行綜合的分析與研究。到了二十世紀九十年代，主要是由當前屬于國際社會科 學會的HDP這一組織進行的了解，主要借此對當前我國土地的利用情況進行了 一個較為詳細的總結(jié)與預(yù)測。不得不說的是，這一方面的監(jiān)測內(nèi)容與措施在二十世紀九十年代所舉辦的一 次學術(shù)會議上，曾經(jīng)使人們第一次認真的意識到當前全世界發(fā)展的最主要的因素 就是對土地的合理利用。在這次學術(shù)會議上，使人們第一次認識到對土地進行合 理的利用是當前全世界不斷發(fā)展的重要因素，與此同時，還有效的明確了 LUCC 是當前世界上與環(huán)境變化相關(guān)的人文計劃的幾個主要的遙感技術(shù)在相關(guān)研究中 的研究方向之一。這樣一來，有效的實現(xiàn)了對當前土地的有效利

5、用與實踐。 上個 世紀九十年代末，國際地圈生物計劃與IHDP共同聯(lián)合在一起，著重推出了 LUCC 這個項目以及其自身的科學計劃。在 1994年，LUCC再一次提出了許多與土地 遙感動態(tài)監(jiān)測信息相關(guān)的設(shè)計研究，這些研究在一定程度上有效的實現(xiàn)了對當前 土地利用情況的分析與研究。聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署是在上個世紀九十年代末， 初步 啟動了 “土地覆蓋評價和模擬”的項目；而在 1995年，由國際應(yīng)用系統(tǒng)對當時 的研究工作啟動了“歐洲和北亞土地利用”的項目。另外，美國的全球變化在一 定程度上將臭氧層對人們生活環(huán)境所產(chǎn)生的環(huán)境進行了認真的分析與研究，隨之而來的就是日本提出的“為全球環(huán)境保護的土地利用研究項目”，

6、這一觀點與項目的提出，主要闡述的是與當時土地發(fā)展的情況與現(xiàn)狀，而這些相關(guān)的研究成果在一定程度上有效的實現(xiàn)了對我國土地利用情況的詳細而又認真的分析與研究。 以上的這些項目，都對世界上的與土地利用技術(shù)相關(guān)的詳細技術(shù)進行一定的詳細 的分析與總結(jié)，在這樣的情況之下，能夠在極大程度上實現(xiàn)對土地的合理利用的 終極目標，從而能夠更加有效的實現(xiàn)對當前全世界具體情況的分析與了解。然而，雖然當前遙感技術(shù)在土地利用監(jiān)測方面展現(xiàn)出了其自身獨特的特點與優(yōu)勢，但是當前國際方面在對土地利用情況進行詳細而又認真的分析之時，仍然發(fā)現(xiàn)了一些對未來土地事業(yè)發(fā)展的情況產(chǎn)生消極影響的現(xiàn)象。這種消極的情況與現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為缺乏對土地利用

7、情況的驅(qū)動機制的重視，還在一定程度上忽略了對當前土地資源進行可持續(xù)利用等內(nèi)容。 這些都會直接或間接的影響到未來我國土地資源在利用與覆蓋方面進行的一些預(yù)測與分析工作32.2國內(nèi)的研究成果我國在經(jīng)歷了多個五年計劃以后，在科技上已經(jīng)得到了極大程度的提高與發(fā) 展。隨之而來的就是我國的技術(shù)在遙感技術(shù)、 地理信息技術(shù)方面已經(jīng)有了一定的 科學積累。其中，遙感技術(shù)主要是由我國農(nóng)業(yè)合作部與科學院合作而進行的一項 宏觀調(diào)查與研究。我國在過去的幾十年中，與土地利用工作相關(guān)的工作人員們已 經(jīng)對全國范圍內(nèi)的土地資源進行了一個整體的調(diào)查，這次調(diào)查中，相關(guān)的工作人員們主要開展了一系列認真的分析與研究工作，主要包括以下幾個方

8、面。首先， 是對當前國外在此方面內(nèi)容上已有的研究成果與資料進行研究與整理；其次，是對當前土地利用的變化情況對糧食的產(chǎn)生造成什么樣的消極影響。在以上這些內(nèi)容方面，我國在與國外情況進行對比的情況下可以發(fā)現(xiàn)的是，當前我國在對土地利用情況方面進行的研究對我國的社會經(jīng)濟發(fā)展情況產(chǎn)生了一定的影響。為了能夠使我國的土地利用變化研究跟上世界的發(fā)展潮流， 學者們積極向國際組織看 齊，對中國土地利用與土地覆被變化進行深入的研究。舉例子來說，劉家福等一些技術(shù)人員積極主動的將當前先進的遙感技術(shù)實踐 到我國日常土地利用動態(tài)變化的研究過程中。 與此同時，張海玲也在自己所發(fā)表 的文章中，具體而又成系統(tǒng)的對當前的應(yīng)用遙感與地

9、理信息系統(tǒng)技術(shù)做出了詳細 的闡述，并且在一定程度上有效的介紹了當前利用土地動態(tài)監(jiān)測的重大意義，還在最后對當前的遙感與地理信息系統(tǒng)的有機結(jié)合進行動態(tài)監(jiān)測自身獨特的優(yōu)勢 及方法進行了詳細的分析與總結(jié)。潘耀鐘先生作為我國北京師范大學的一名知名 教授，他在經(jīng)過不斷的研究與實踐的基礎(chǔ)上， 有效的實現(xiàn)了對當前遙感技術(shù)與信 息技術(shù)得到一定有效的結(jié)合，并且將其技術(shù)與當前眾多的多元遙感數(shù)據(jù)進行了一 定的結(jié)合與融合，他的觀點對于我國在土地利用方面起到了一定積極有效的促 進、借鑒作用。43課題研究（或設(shè)計）的內(nèi)容本文主要論述的是當前我國在土地利用動態(tài)監(jiān)測方面的發(fā)展現(xiàn)狀，針對當前的發(fā)展形勢與內(nèi)容作出了一定的努力與創(chuàng)新

10、。 土地利用動態(tài)監(jiān)測的目的，主要是認真考慮到了運用遙感技術(shù)在內(nèi)等眾多先進技術(shù)的方法，建立起一個具有一定實效性的土地利用監(jiān)測體系，這樣將會對我國的土地利用情況產(chǎn)生一定的有效作 用。本文通過對當前眾多監(jiān)測方法進行認真的分析與總結(jié)之后，認真的對其中的幾個較為突出的方法進行了分別論述和闡述， 主要目的就是能為本人的研究提供 一定的數(shù)據(jù)、內(nèi)容方面的資料與內(nèi)容。通過對前人在我國土地利用動態(tài)監(jiān)測方面 的研究，我們可以看到的就是，在相關(guān)的理論對土地利用實際情況等方面存在一 定的問題與不足，這些問題都對我國土地利用動態(tài)監(jiān)測的事業(yè)產(chǎn)生了一定的直接5影響。本文主要的論述目標不單單是為了能夠在理論知識方面取得一定有效

11、的成就，更多的還是希望能夠通過論文方面的指導加強對相關(guān)工作內(nèi)容的實踐，為日后我國在土地利用動態(tài)監(jiān)測的這些方面的內(nèi)容上起到一定的促進作用，從而能夠為我國在類似的工作方面的進步與創(chuàng)新起到積極的促進作用。研究方法上主要是對揚州的實際情況進行分析與總結(jié)，這個過程中需要同學們之間進行良好的溝通 與合作，在實施之前做好認真的分配工作，從而有效的提高收集資料的效率與質(zhì) 量。4對我國當前在遙感技術(shù)土地利用監(jiān)測中的研究方法經(jīng)過近些年來我國在遙感技術(shù)動態(tài)監(jiān)測方面的分析與研究可以發(fā)現(xiàn)的是， 當 前進行監(jiān)測有很多種方法，而其中比較有效的方法主要有兩種，以下便將對這兩 種方法分別進行認真的闡述與論證。 首先，是逐個像元

12、比較法。這種對土地動態(tài)監(jiān)測的方法主要的工作原理就是 對不同時相的遙感圖像像元進行比較，其主要目的是得到監(jiān)測像元是否發(fā)生了一 些變化。其次，是分類后比較。這種對土地動態(tài)監(jiān)測的方法主要的工作原理就是 對各時相的遙感影像進行單獨分類，按照比較之后得到的結(jié)果進行認真的分類。 這種方法主要是對當前各時相的遙感影像進行單獨分類，經(jīng)過認真的分析與總 結(jié)，得到在監(jiān)測土地等方面是否存在利用數(shù)量、類型與位置等方面的變化?？偟膩碚f，這兩種較為主要的方法在實際應(yīng)用的過程中， 都具有自身各自不同的 利于弊。對于第一種方法的實踐效果來說， 雖然這種方法的步驟十分簡單，但是 只能簡單的測算出像元具體的變化情況，并不能十分有

13、效的得到土地變化方面的 詳細類型與內(nèi)容。然而，第二種方法因為受到了兩時相數(shù)據(jù)分類精度的影響，導致監(jiān)測精度累計了兩次分類的誤差，這樣一來就會使得監(jiān)測結(jié)果的精確程度很 低，并不能十分有效的對相關(guān)工作起到一定的指導作用與意義。9在當前從事土地利用動態(tài)監(jiān)測工作方面的相關(guān)工作人員們對當前我國土地利用情況進行認真的分析與研究以后，對這兩種較為主要的監(jiān)測方法進行一定的 總結(jié)與整合，從而在此基礎(chǔ)之上得到了更多的能夠有效實現(xiàn)對土地進行監(jiān)測的有 效措施與方法。以下筆者將會著重對其中的集中方法進行描述與闡述。4.1目視解譯法目視解譯法這種方法是我國相關(guān)行業(yè)發(fā)展歷史中的一種最簡單、最基本的遙感解譯方法。這種遙感解譯方

14、法主要是由較大比例尺衛(wèi)片、以及土地詳查成果圖這二者綜合在一起產(chǎn)生的，這種方法主要是以目視解譯為主、計算機識別為輔的 一種人機交互式的具體方法。這種方法好在判讀精度較高，其仍然有一些缺點。 例如，工作步驟較為麻煩復雜、對解譯人員的個人素質(zhì)和專業(yè)知識要求比較高。io4.2分類后對比法分類后對比法這種方法是我國相關(guān)行業(yè)發(fā)展歷史中的一個較為重要的方法， 也是當前比較常用的一種方法。這一方法首先是對不用時相遙感圖像分別進行分 類，然后再對分類結(jié)果進行比較分析， 獲取土地利用變化信息。從這種方法被研 究出來以后，我國便有很多的學者對其進行了一定詳細而又認真的分析與研究。ii唐伶戴昌達應(yīng)用北京地區(qū)1987-

15、1992年這四年中的時間，進行認真而又仔 細的分析與研究，通過對試驗區(qū)八年之間在城鎮(zhèn)土地利用等方面的詳細情況的記 錄與分析后，可以有效的制定出城市擴展的變化圖件。另外，還有范作江范作江等以北京地區(qū)十年的城市擴展情況為例子， 主要應(yīng)用的是地理信息系統(tǒng)與遙感兩種方法有機結(jié)合的一種方法，其主要目的就是能夠更有效的實現(xiàn)對城市擴展的研 究與分析。采用這種對比的方法可以有效的使得城市實體擴展的范圍得到一定的 擴展，并且有效的實現(xiàn)將此種內(nèi)容進行有效的疊加，從而能夠研究出更多時期的特點與內(nèi)容。12采用分類后對比法，可以有效的實現(xiàn)對城市的實體范圍進行有效的擴展，并且還能在同一時期的城市專題方面將圖像進行疊加，從

16、而有效的研究了不同時間內(nèi)城市擴展的不同特點與特征。沙晉明等相關(guān)的技術(shù)工作人員們經(jīng)過認真的分析 與研究后，得到了對浙江省紹興市城鎮(zhèn)土地擴展的詳細內(nèi)容進行了一定的研究。 主要是采用了具體問題具體分析這一較為主要的方法，即在經(jīng)過對該地區(qū)實際情況有了詳細的了解以后，制訂了與之相適應(yīng)的圖像處理技術(shù)， 從而有效的獲得了 不同時期之內(nèi)的城鎮(zhèn)邊界范圍，為我國日后在土地動態(tài)監(jiān)測工作方面的順利進行 打下了堅實的基礎(chǔ)。13雖然這種方法具有其自身獨特的特點與優(yōu)勢， 例如變化區(qū)域的土地利用類型 與范圍用分類后對比法可以被直觀的監(jiān)測出， 但是其自身仍然存在著極大的缺點 與不足，即多次單獨分類難以避免形成累積誤差，使監(jiān)測總

17、精度受到一定程度的 影響。這樣一來，便會對當前土地動態(tài)情況的研究產(chǎn)生一定消極的影響。然而， 在認識到這種方法所存在的有點與缺點以后， 就在一定程度上更加有利于相關(guān)的 工作人員們對自己日后的研究與實踐方向進行一定的合理規(guī)劃，從而實現(xiàn)對其自身綜合能力的提高與發(fā)展。網(wǎng)4.3影像比值差值法影像比值差值法這種方法是我國相關(guān)行業(yè)發(fā)展歷史中一個同樣重要的方法 與措施。這種方法主要針對的是當前不同年份、 而時相又十分相近的影像，將其 進行幾何匹配以后，用年份相近的一份遙感影像某一波段像元， 除以或者減去年 份較遠的遙感影像相對應(yīng)波段的相應(yīng)像元。當影像表現(xiàn)為正常的色調(diào)紋理，則表 示土地利用類型未發(fā)生變化；當影像

18、表現(xiàn)為較為突兀的色調(diào)與紋理，與周圍的地 物極為不協(xié)調(diào)時，表明土地利用類型發(fā)生變化，我們可以由此判斷變化信息，該 方法可以快速進行土地利用動態(tài)監(jiān)測。15比值差值法在實踐操作方面具有極高的應(yīng)用價值， 作為一種比較典型的操作 逐個像元比較方法，這種方法在數(shù)據(jù)源方面的要求就是， 其數(shù)據(jù)源一定要保證是 在同一季節(jié)的數(shù)據(jù)，如果不是這樣，則會在一定程度上引發(fā)同物異譜現(xiàn)象， 在一 定程度上會影響到其自身數(shù)據(jù)的精準程度。164.4主成分分析法主成分分析法這種方法是我國在土地利用監(jiān)測事業(yè)方面比較常用的一種方 法，是對不同時相的數(shù)據(jù)進行一定的主分量變換，以此來更好的達到壓縮數(shù)據(jù)的目的，從而更加有效的突出其內(nèi)部較為主

19、要的信息與內(nèi)容、提取變化信息。這種方法將多光譜圖像中各個波段那些高度相關(guān)的信息集中到少數(shù)的幾個波段，不斷的保證這些波段的信息能夠互相不干涉的情況與現(xiàn)狀，即用幾個綜合性波段代表多波段的原圖像，使處理的數(shù)據(jù)量減少。17黎夏等人主要將這種方法應(yīng)用于相關(guān)的實踐過程中去，提出使用主成分將全色SPOT影像與具有1米分辨率的多光譜IKNOS影像疊加作主分量變換，然 后選取適宜的特征分量進行假彩色合成的方法，來生成光譜特征變異影像以突出 變化信息，充分展示了 IKNOS影像的應(yīng)用巨大潛力。這種具體的組合方式不單 單能夠有效的實現(xiàn)對原有圖像信息的保留與豐富，還能有效地做到將相關(guān)的數(shù)字 信息進行有效的凸顯與變化。

20、184.5影像融合法影像融合法這種方法是我國在土地利用監(jiān)測事業(yè)方面比較常用的一種方法，這種方法的目的主要就是發(fā)現(xiàn)其自身變化的特點約特征， 而具體的手段與方法則 是將兩種不同的時相數(shù)據(jù)進行結(jié)合。 這樣一來，在兩種不同的數(shù)據(jù)中，統(tǒng)一地面 位置將會對應(yīng)著相應(yīng)的地面目標， 也會有效地反映出一些相似的光譜特征。 一旦 兩個不同源的數(shù)據(jù)如若受到實際土地利用變化的影響， 不同時相的影像在相同的 位置則對應(yīng)不同的地面目標，從而導致光譜特征不一致，使該處的融合影像上出 現(xiàn)光譜突變，并與周圍的地物在光譜上失去協(xié)調(diào)性，從而檢測出土地變化信息。這種方法主要是建立在圖像融合技術(shù)之上的一種變化的提取方式，這種方法十分有利于不同時相、不同數(shù)據(jù)源的遙感融合影像，也能準確的確定土地利用變 化所在的位置與范圍