土地利用动态监测方法

土地利用动态监测技术 随着全球人口的不断增加，土地资源更加紧缺，人类生存环境受到了严峻的威逼。驾驭土地利用现状和改变规律从而制定正确决策是各国政府追求的目标。在我国，县级行政区是土地资源管理的基本行政单元，它的土地利用统计数据意义重大。由于传统土地变更调查方法工期长、误差大、费用高，给我国实现持续发展造成了不利影响。 航天遥感 RSRemote Sensing 技术以其宏观性、周期性，地理信息系统 GISGeographical Ination System 以其对空间数据管理的有效性已在“小比例尺、低精度、大范围、调查性”的资源动态监测工作中得到了广泛应用，但在以“大比例尺、高精度”为特点的工作中还没有应用的先例。引入全球定位系统 GPSGlobal Positioning System，建立 3S 技术体系进行土地利用动态监测是一个崭新的思路。 人类大规模的活动与自然资源开发，已引起全球范围内生态环境的快速改变，而土地利用改变作为目前全球改变的主要缘由之一，对它进行遥感动态监测探讨具有突出的现实意义。但是，一方面，目前土地利用遥感动态监测主要运用人机交互判读的方式发觉改变，或者利用光谱分类的方式提取改变信息。然而目视判读的方式对判读人员的要求较高，并且判读的工作量特别巨大；分类的方法也存在精度不高的问题。这些不足严峻制约了土地利用遥感动态监测技术的推广。另一方面，随着卫星辨别率的提高，遥感图像中空间信息特别突出，如何利用遥感图像丰富的纹理信息来提高土地利用遥感动态监测的效率与精度，减小对操作人员的要求是值得探讨的课题。 随着20世纪70年头以气候动态监测为开端，大批的地学。生物学、经济学等诸多领域的学者投入对全球改变及其影响的探讨工作中。随着探讨的进展，作为引起全球改变的两大基本人类因素之一的土地利用与土地覆盖改变在全球改变中所发挥的作用，引起人们极大的关注，对其探讨也进入到了一个新的阶段。在土地利用和土地覆盖改变探讨中已经采纳了多种模拟方法。很多土地利用模拟模型选用统计方法来分析空间数据，如在CLUE模型和GEOMOD运用统计方法来分析栅格空间数据，这些方法是把探讨区细分为很多栅格单元，用一系列自然和社会经济变量来描述，通过回来分析选取一系列变量来定量地描述土地利用格局改变。这些变量就是所谓的土地利用改变的驱动力。 土地利用改变的动态信息包括区域土地利用改变的类型、位置和数量等信息，特殊是耕地。居民点及工矿用地的改变以及闲置土地等。我国已经建立对全国重点城市建设用地规模扩展和耕地改变状况的监测体系，分析全国土地利用的改变趋势和全国年度土地利用平衡面积估计，有重点地核查地方上报的土地变更调查数据的真是程度。为实现耕地总量动态平衡的雄伟目标，必需有安排地进行土地整理、土地开发和土地复垦。为保证这些土地管理措施的正的确施及经费的合理利用，必需精确地驾驭区域以及全国耕地改变的状况。农业内部结构调整反映土地利用用途的改变，刚好驾驭这些信息可为土地利用用途关管制及农用地的管理服务。 从以上的论述中可知，由于辨别率和遥感图像分类精确率等缘由，仅仅依靠遥感数据尚 不能精确获得土地利用改变信息，满意不了1∶1万比例尺的动态监测要求。但是利用卫星遥 感数据主动地发觉土地利用类型的改变“靶区”，却是特别有用。在传统的土地管理中，仅 靠用地申报数据来确定改变，但不能刚好、精确地驾驭改变的空间位置、属性和数量，存在 占用土地不报或少报等现象。遥感手段的运用，不仅可主动发觉改变，而且解除了人为干扰 。 但是，目前常用的卫星遥感数据的辨别率尚不能满意1∶1万比例尺的成图要求，必需运 用DGPS精确地获得改变的数量信息。由于遥感数据和GPS数据都是以数字方式存贮，因此可 以特别便利地输入到GIS系统中，并与土地详查本底数据进行空间分析与集成。综上所述，我们归纳出基于RS、GIS和GPS集成技术的土地利用动态监测新方法。 我国国土幅员广袤，土地利用动态性强。遥感 RS 是一种快速获得地面宏观信息的技术手段，结合全球定位系统 GPS 以及地理信息系统 GIS 就可以精确、客观、刚好、大面积地得到土地利用现状信息，为土地利用管理科学制定相应的政策服务。因此，基于“3S”技术的土地利用动态监测方法应运而生。很多单位在这方面做过大量的工作，并取得了不小的成果。这种方法是利用不同时相的遥感影像[1]或不同时相的遥感影像与土地详查图，通过人机交互判读的方式定性地发觉改变的靶区 Target，即变更地块，再利用 GPS 实地测出改变的信息。但是这种目视判读的方式不仅对判读人员的要求较高，而且判读的工作量也特别巨大；这两点严峻制约了土地利用动态监测技术的推广。 土地利用动态监测面临的实际状况与一般的遥感监测有所不同土地利用动态监测的实施单位通常具有前一时相的土地利用状况矢量数据。一般来讲，以一年为一个土地利用变更调查时段的土地利用状况改变不会太大，据统计，在一个土地管理行政区改变地块在 10～20 之间。在这一特定的数据背景下，运用现势的高辨别率的遥感数据图像资料，开发图像处理与判读技术，定位定量地自动判定这种用地变更状况、制作土地利用变更图件是遥感技术应用于国土资源管理的一个探讨课题。 土地利用动态监测是土地管理部门的一项重要而繁重的工作,土地利用动态监测的目的就是精确而快速的发觉土地利用状况的改变并获得改变的信息。土地利用动态监测传统的方法受技术条件的限制,只能是利用用地单位的上报、登记数据,被动的了解改变,并且获得数据的精度较差。 由于传统的土地管理中只能被动地由用地部门上报用地数字，存在误报、漏报的问题 ，而且对于改变地块的空间性质不清晰。采纳遥感手段则可以主动发觉改变区域，空间位置 一目了然。考虑到目前遥感影像的计算机自动分类的精度不高和充分利用人的阅历和学问， 采纳交互式屏幕数字化提取改变区域的方法。详细做法是将叠加后的图象显示在屏幕上， 通过人机交互判读发觉地块改变，用不同颜色的符号标注出来（包括属性）。判读完成后将 结果回放输出，供GPS野外测量运用。 在郊区县前明乡的试点证明，用TM遥感影像可以很好地发觉土地利用的改变。该乡实 际改变地块为106处，通过遥感手段发觉98处，其中有10块是人工手段难于发觉而借助遥感 手段较易发觉。对于面积太小，遥感手段不能发觉的地块，以用地部门上报数据为准。 由此，我们得出一个结论，遥感动态监测不仅是土地管理部门的重要工作内容，而且干脆关系到区域国民经济的持续发 展。传统的土地利用更新和管理方法不符合信息时代的要求，探究新的方法具有重要意义。从“六.五”以来遥感（RS）和地理信息系统（GIS）技术得到了长足的发展，全球定位系 统（GPS）从1993年以来在各个领域的应用发展很快。但是如何运用RS、GIS和GPS等高新技 术建立大比例尺土地利用动态监测的好用技术，是一个值得进一步探讨的课题。通过在ＸＸ市郊区的试验，基本上建立了基于RS、GIS和GPS技术的土地动态监测新方法。该方法与传统 方法相比较具有以下优点。 （1）运用遥感可以主动发觉土地利用的改变信息，提取改变地块的