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

倫慶全

壽光市測繪有限公司

1 對土地利用動態(tài)監(jiān)測的任務(wù)

1.1 普查土地資源利用情況

土地資源利用情況的檢查重點在于對我國耕地總面積變動情況的監(jiān)控[1]。農(nóng)業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的調(diào)整和非農(nóng)建設(shè)占用耕地的增加，是我國耕地總量增長率下降的主要原因。普查土地資源的利用情況，首先是對農(nóng)業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的調(diào)整，可以恢復(fù)大部分需要占用的耕地。但對于非農(nóng)業(yè)建設(shè)中的占用，要想真正實現(xiàn)耕地的恢復(fù)就會相當(dāng)困難。因而加強對非農(nóng)建設(shè)項目的實時動態(tài)監(jiān)測也是相當(dāng)重要的。

1.2 實時監(jiān)測土地資源開發(fā)

通過定期對我國土地開發(fā)利用情況進行監(jiān)測，為全國各級土地行政部門和相關(guān)單位及社會公眾提供了有關(guān)我國土地開發(fā)利用情況的信息，以此來實現(xiàn)我國土地開發(fā)利用數(shù)據(jù)和統(tǒng)計結(jié)果的信息多樣化[2]。

1.3 動態(tài)監(jiān)管土地資源變化

我國的土地利用動態(tài)監(jiān)控管理體系，應(yīng)該是富有層次性的。第一層，表現(xiàn)在各個國家和省會的利用情況上，主要是為了提供來自全國以及每個省會的土地利用圖例和綜合利用信息[3]。第二個層面體現(xiàn)在對縣城和鄉(xiāng)鎮(zhèn)的利用上，主要是為了給縣城和鄉(xiāng)鎮(zhèn)之間的土地進行動態(tài)化利用指導(dǎo)。

2 土地利用過程中的動態(tài)監(jiān)控對于遙感數(shù)據(jù)資料要求

2.1 遙感資料的分辨力

在對土地利用的動態(tài)監(jiān)控中，衡量衛(wèi)星遙感信息資料的應(yīng)用情況，最大限度地提升了測定土地表層面積的可靠性和精準(zhǔn)率。遙感信息的分辨能力，是保證地域信息判讀和范圍測量精確度的重要關(guān)鍵[4]。遙感信息資料所能夠提供的各種模擬圖像以及其他數(shù)字圖像，都是通過傳感器對各種相同類型的圖像元素輻射，通過信號強度來判斷地形地貌，從實時記錄而制作生成的數(shù)據(jù)中進行對比。因此，圖像元素所需要具有的光譜輻射強度，與實測物光譜的亮度之間有著必然的相互聯(lián)系。

遙感信息主要是通過地物圖像的光譜特征來給出動態(tài)測評結(jié)果，而這一結(jié)果也可以認(rèn)為是地物屬性特征的重要識別標(biāo)志。在針對土地資源的動態(tài)管理中，甄別土地資源信息，對其中的耕地面積與施工用地進行分類，則可以參考遙感資料信息來進行判斷。地物光譜亮度代表了該地區(qū)的實際用地情況，通過光譜亮度系數(shù)來呈現(xiàn)不同區(qū)域內(nèi)的用地范圍，以及具體量值標(biāo)準(zhǔn)。照明亮度系數(shù)等價于反射率，并在判斷土地資源使用情況時，給出了正交向量的非特異性參考依據(jù)。所以，在讀取遙感信號的數(shù)據(jù)信息后，不同區(qū)域內(nèi)的地物情況出現(xiàn)了明顯差異，這也是測量數(shù)據(jù)能夠提供較高的參考價值的主要原因。而遙感資料的分辨率越高，地物甄別效果的條件越為清晰，也就是遙感器在成像中找到了明顯的區(qū)域劃分條件，對于每個區(qū)域的地物分析都提高了分辨力。

2.2 遙感資料的覆蓋面積

目前，由于世界各國土地利用動態(tài)監(jiān)測的規(guī)模和范圍都并不完全相同，從當(dāng)前到下一世紀(jì)初，將有機會計劃發(fā)射大量遙感衛(wèi)星，用于監(jiān)測本世紀(jì)的土地資源利用情況。根據(jù)目前的相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，從20世紀(jì)末到今天，全世界范圍內(nèi)發(fā)射的遙感衛(wèi)星數(shù)以千計。其中用于直接監(jiān)測土地資源利用情況的遙感衛(wèi)星超過了700個。自美國在1972年率先發(fā)射了用于觀測土地資源利用情況的遙感衛(wèi)星之后，各國都在全力研發(fā)遙感衛(wèi)星，也是為了爭取在短時間內(nèi)獲得更多遙感資料，以此來判斷各地區(qū)的土地資源利用率。遙感技術(shù)的發(fā)展，最終是為了獲得更多遙感資料信息，并以擴大覆蓋面積為最終目標(biāo)，來增強對于土地資源利用率的判斷。

遙感技術(shù)的商業(yè)化主要傾向于追求高分辨率和超低精度分辨率。美國早期研發(fā)的遙感衛(wèi)星可以將地面標(biāo)記物的分辨率提高到30 m范圍之內(nèi)。后續(xù)發(fā)射的遙感衛(wèi)星精度不斷提高，遙感數(shù)據(jù)信息回訪周期也僅需16日即可。雖然我國也掌握了遙感衛(wèi)星技術(shù)，并已經(jīng)應(yīng)用在了土地資源的動態(tài)監(jiān)測中。但是由于當(dāng)前我國的地形遼闊，很多地區(qū)的自然氣候和水文穩(wěn)定性得不到有效保障，一些低分辨率遙感衛(wèi)星的使用壽命也不太短，這樣收集全國各地所有記錄的信息數(shù)據(jù)并不容易。

3 遙感器技術(shù)應(yīng)用于土地利用動態(tài)監(jiān)控中的應(yīng)用價值

3.1 了解自然土地資源的生態(tài)環(huán)境

自然土地資源是我們這個時代，地球大陸架地質(zhì)表層最重要的地質(zhì)結(jié)構(gòu)變化產(chǎn)物，也是我們未來開展所有的各類地球地質(zhì)運動的重要物質(zhì)基礎(chǔ)和基本前提條件。所有國家都必須具備了解土地資源的相關(guān)數(shù)據(jù)指標(biāo)，包括：地質(zhì)固定性、地質(zhì)的形態(tài)差異性、利用各種途徑的生物多樣性和生態(tài)可變性。國家土地管理局在對我國土地和水資源合理利用情況調(diào)查時，動態(tài)監(jiān)測土地調(diào)查結(jié)果的實用性更高?？梢酝瑫r充分利用目前傳統(tǒng)的電子遙感對地信息觀察采集數(shù)據(jù)，其擁有的信息覆蓋區(qū)域范圍廣、特定的土地信息采集時效性高、信息的宏觀綜合性強、其中的宏觀地質(zhì)現(xiàn)象屬性優(yōu)勢明顯，可以真正實現(xiàn)全面地掌握土地和水資源綜合利用的動態(tài)狀況。

土地綜合利用作為構(gòu)成我國乃至地球一個區(qū)域整體治理體系的重要理論基礎(chǔ)，對我國土地綜合利用的總體動態(tài)性情況進行實時的分析監(jiān)測。這不僅僅是可以為聯(lián)合國家土地管理局研究制定土地自然資源的綜合利用管理政策方案，也提供了相當(dāng)可靠的土地科學(xué)理論基礎(chǔ)和政策依據(jù)。甚至可以為促進我國乃至覆蓋全球各個經(jīng)濟區(qū)域的生態(tài)環(huán)境具有參考價值，對提高自然資源綜合利用率具有深遠(yuǎn)意義，對提高發(fā)展水平更具有政策參考的實踐意義。目前，地球上各種自然環(huán)境的相互影響與發(fā)展中，已經(jīng)逐漸發(fā)展成為一個當(dāng)今世界各個地區(qū)都非常關(guān)心的深入研究課題，自然環(huán)境可能發(fā)生的重大變化，會直接地影響人類的健康，以及自然生存狀態(tài)。衛(wèi)星土地遙感器監(jiān)控技術(shù)的廣泛應(yīng)用，保障了國家土地管理局對于有關(guān)區(qū)域土地生態(tài)資源的安全監(jiān)控，更是土地綜合利用的安全管理依據(jù)，是加快建立我國地球資源生態(tài)環(huán)境安全監(jiān)控信息體系的重要組成內(nèi)容。

3.2 為重大發(fā)展決策提供參考數(shù)據(jù)

因為當(dāng)前世界范圍內(nèi)各個國家的社會發(fā)展體系、自然環(huán)境、管理制度、經(jīng)濟水平等因素之間存在很大的差距，導(dǎo)致了各個國家在土地開發(fā)利用過程中的動態(tài)監(jiān)控工作要求不斷提升，自然也對遙感技術(shù)的要求不斷提高。例如：俄羅斯、加拿大等一些地勢廣袤的國家，在人口生產(chǎn)活動痕跡少的地區(qū)，往往會選取衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)資料來進行土地監(jiān)測，對于人口生產(chǎn)活動密集地區(qū)則是采用了航空遙感數(shù)據(jù)監(jiān)測的方法。諸如，日本這種雖然占地面積較小但是經(jīng)濟發(fā)達(dá)的國家，土地開發(fā)利用和保護土地資源的相關(guān)數(shù)據(jù)資料基本齊全，按照正常的管理流程也是能夠準(zhǔn)確掌握土地資源信息的，而且環(huán)境數(shù)據(jù)信息的變化情況也能夠較為全面地掌握，并不需要大量使用遙感數(shù)據(jù)資料作為政策調(diào)控來參考。遙感技術(shù)的廣泛使用，必然在很大程度上改善了地理信息的真實性，是進一步增強國家經(jīng)濟和社會建設(shè)重要參考數(shù)據(jù)。與此同時，各級地方政府在農(nóng)林水利和工業(yè)環(huán)保等方面的能源控制與利用，也需要參考地理信息。遙感技術(shù)對土地資源的利用情況分析更為客觀且精準(zhǔn)，為農(nóng)業(yè)、水利、工業(yè)、環(huán)境保護、能源等領(lǐng)域制定有關(guān)政策措施提供可靠的科學(xué)依據(jù)，為國家土地管理局的實際工作提供相關(guān)依據(jù)。

4 結(jié)語

綜上所述，對土地利用動態(tài)監(jiān)測的任務(wù)主要是：普查土地資源利用情況，實時監(jiān)測土地資源開發(fā)，動態(tài)監(jiān)管土地資源變化。土地利用過程中的動態(tài)監(jiān)控對于遙感數(shù)據(jù)資料要求，包括對遙感資料的分辨力，以及對遙感資料的覆蓋面積分析。遙感器技術(shù)應(yīng)用于土地利用動態(tài)監(jiān)控中的應(yīng)用價值，重點在于了解自然土地資源的生態(tài)環(huán)境，同時為重大發(fā)展決策提供參考數(shù)據(jù)。