遥感信息技术与地理信息系统在土地动态监测中的应用

2015-03-31李巍张晖于美娜

地球 2015年10期

关键词：土地利用动态变化

■李巍张晖于美娜

（1内蒙古自治区国土资源信息院内蒙古呼和浩特 010010；2内蒙古自治区国土资源储备交易登记中心内蒙古呼和浩特 010020）

遥感信息技术与地理信息系统在土地动态监测中的应用

■李巍1张晖1于美娜2

（1内蒙古自治区国土资源信息院内蒙古呼和浩特 010010；2内蒙古自治区国土资源储备交易登记中心内蒙古呼和浩特 010020）

本文通过对国内外研究动态的介绍和RS与GIS在土地检测中的实际应用，阐述了遥感与地理信息系统在土地利用动态监测中的应用，论证了遥感与地理信息系统在土地利用动态监测中的应用方法，得出了利用遥感与地理信息系统技术监测土地利用变化可快速发现并能反应研究区域的变化趋势。RS，GIS技术的结合也为有效进行土地利用动态监测和快速决策提供了科学依据，因而有着十分重要的意义。

遥感信息技术地理信息动态监测土地利用

1 国内外研究动态

1.1 国外研究动态

早在20世纪60年代，加拿大R:F.Tomlinson等人就提出用数字计算机处理分析大量的土地利用地图数据。20世纪90年代以来，隶属于“国际科学联合会(ICSU)的IGBP”，和隶属于“国际社会科学联合会(ISSC)”的HDP建立了土地利用/土地覆盖变化(简称LUCC)模型，借此深入了解了土地利用/土地覆盖变化成因、过程、预测未来发展变化趋势。在1990年的学术会议上第一次认识到土地利用是全球主要和最直接的作用因素。明确了LUCC是国际全球环境变化人文因素计划(IHDP)的六大遥感技术在LUCC研究中的应用研究方向之一，从此拉开了土地利用的序幕。1995年国际地圈生物计划 (IGBP)和IHDP联合推出LUCC项目及其科学计划。1999年4月，LUCC又提出了《土地利用/土地覆盖变化项目执行草案》，继续推进国际上的LUCC研究。目前国际上的LUCC研究方面重点强调大规模、跨学科和综合性，建立了不少不同尺度、不同内容的分析模型。联合国环境规划署(UNEP)于1994年启动了“土地覆盖评价和模拟”(LCSM)项目，国际应用系统分析研究所于1995年启动了“欧洲和北亚土地利用覆盖变化模拟”项目。美国全球变化委员会将土地覆盖变化与气候变化，臭氧层的耗损一起被列为全球变化研究的主要领域，日本为跟近土地利用灌溉变化核心项目提出了“为全球环境保护的土地利用研究项目”。这些项目启动，极大促进了土地利用变化与全球变化的研究。但目前国际上有关土地利用/覆盖变化的研究项目，侧重于土地覆盖的分类和动态监测及其对全球环境变化的影响。最近一些研究文献虽涉及到驱动力的分析，但对土地利用变化的驱动机制及区域土地持续利用重视不够，直接影响了未来土地利用和覆盖变化的预测与调控。

1.2 国内研究动态

我国经过了3个五年计划的科技攻关，遥感和地理信息系统技术已形成了相当的科学积累，遥感应用取得了重大进展。“八五”期间，中国科学院和农业合作部，完成了“中国资源环境遥感宏观调查与动态”的研究；“九五”期间，中国承担并实施完成了全国范围的土地资源及其生态环境背景的遥感调查与监测。近10年来，我国开展了一系列土地利用变化研究。工作重点涉及以下几个方面:

（1）对国外研究动向和研究成果的介绍；

（2）一些热点地区土地利用变化、土地利用土建更新的研究；

（3）土地利用驱动力、转化机制的研究；

（4）土地利用变化对生态环境的影响；

（5）土地利用变化对粮食生产的影响。

2 RS与GIS在土地监测中的应用

2.1 遥感在土地监测中的应用

目前我国基于遥感和地理信息系统技术在土地利用动态监测方面已进行了多方面研究，如清华大学地理空间信息研究所以图像设计为理论基础，对土地遥感动态监测信息管理系统进行了设计研究；北京师范大学潘耀钟教授利用遥感信息融合技术，对不同时相的多元遥感数据进行融合，提出一套土地利用动态变化信息的监测方法；北京大学遥感与地理信息系统研究所李天俊通过土地利用动态监测遥感综合时空信息进行土地利用动态监测的技术方案；中国科学院遥感应用研究所长张显峰研究员基于RS，GIS和GPS的集成技术建立了面向工程目标的土地利用动态监测的新方法。目前正加紧进行的遥感课题的研究，主要有“SAR”数据应用研究、“西部生态退耕检测方法试验”“高分辨率卫星数据应用研究”“遥感监测公报制度研究”“利用遥感技术辅助更新调查基础土建方法研究”“面向县级土地利用图更新的最佳卫星遥感数据组合研究”“土地利用动态遥感监测精度评价研究”等。

2.2 遥感与地理信息系统的结合

遥感与地理信息系统是支撑现代地理学的两大空间技术工具，近年来它们的结合引起人们的普遍关注和研究。随着遥感的应用领域由定性到定量、由静态到动态、由现状到预测报的不断深入和提高，它们的结合也由低级向高级发展。遥感技术在获得地面信息中具有宏观性、实时性、动态性等特点，是土地利用动态检测的有效手段。地理信息系统是以空间数据为基础，在计算机软硬件的支持下，对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析和模拟显示，并采用地理模型分析方法，适时提供各种定向的动态地理信息，为地理研究和地理决策服务建立技术系统。CIS和RS是两个相互独立发展起来的工程技术领域，但它们之间存在着密切关系:一方面RS为GIS提供多时相、多波段信息源使系统中的信息具有现势性；另一方面GIS为RS提供数据管理的地理模型分析功能，为RS的信息提取和地学动态分析提供工具；同时GIS中的辅助数据提高了遥感信息的分类精度。总之 RS是GIS的主要数据源和数据更新手段，GIS的应用和发展又进一步支持遥感的综合开发与利用。