时间：2023-12-13 11:12:03
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇遥感技术的用途，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
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.
关键词: 遥感;国土资源
Key words: remote sensing;land resource
中图分类号:TP7 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)31-0215-01
0引言
遥感(Remote Sensing)即遥远感知,是指在高空和外层空间的各种平台上,运用各种传感器获取反映地表特征的各种数据,通过传输、变换和处理,提取有用的信息,实现研究地物空间形状、位置、性质、变化及其与环境的相互关系的一门现代应用科学。遥感信息具有周期性、动态性、信息丰富,获取效率高,可直接以数字方式记录传送等特点。遥感技术以宏观、综合、快速、动态、准确的优势为国土资源管理与调查提供了先进的探测与研究手段,国土资源遥感调查的成果将为经济建设的决策、规划提供依据,为国土综合开发、整治规划和地区经济发展提供重要的系列基础资料,并能保证资料的科学性、现实性和全面性。
1遥感技术在国土资源管理的应用
1.1 在土地利用动态监测中的应用随着我国人口持续增长、经济飞跃发展和城市化进程的加速,土地资源紧缺的问题已显得越来越突出。从1999年开始,国土资源部组织航遥中心等单位对全国50万以上人口城市和部分热点地区的土地利用动态进行遥感监测工作,采用多种高分辨率遥感卫星数据和人机交互解译的工作方法,监测成果由国土资源部统一管理,宏观分析土地利用情况,特别新增建设用地及其占用耕地情况、年度计划指标执行情况、基本农田保护情况、城市扩展情况等,监督检查土地管理和土地调控措施的落实等,为国家和省直接掌握主要地类面积,核对地方上报面积数,特别是耕地保有量,提供最直接、最迅捷、最翔实的土地利用数据,同时满足针对土地利用问题开展的快速应急监测的需要。
1.2 在土地利用总体规划中的应用遥感技术用于土地利用总体规划管理,使规划由虚变实。一是为土地利用总体规划修编服务,遥感正射影像图作为新一轮土地利用总体规划修编的基础图件,改变了以往规划编制使用的底图比例尺小、现势性差等缺点,为规划修编提供了准确的基础数据;二是监督土地利用总体规划执行情况,将城市土地利用总体规划范围和规划用途等信息套合至遥感监测图上,新增建设用地的规划执行情况一目了然。
1.3 在自然灾害监测与防治中的应用利用卫星遥感技术, 可建立差分GPS服务系统, 实现对滑坡、地震多发区及火山、冰川、泥石流等地质灾害的监测,实现对所有水电站、水库形变的监测;利用气象卫星和海洋卫星数据可以监测和预测台风的形成和走向;利用图像可以监测洪水灾害, 将它与GIS、DEM、气象信息系统和MIS系统相结合,可建立洪水监测、防治和灾害评估系统;利用干涉和差分干涉雷达可以自动测定城市地表下沉;还可监测森林火灾, 估算灾害损失。从卫星图片上结合专家系统、模式识别等,即可分析一定的致灾因子,又可评估灾害防治措施的可行性,为灾害防治规划提供依据。
1.4 在国土执法监察中的应用我国初步建立土地动态遥感监测体系,为国土资源管理部门进行土地管理执法监察添上了一对“千里眼”。遥感监测与土地执法检查相结合,最大限度地做到了及早发现土地违法行为,并将其消灭在萌芽状态,特别是能够及时发现因执法监察不到位而造成的隐漏现象,以及因为交通不便、不易通过巡查发现的土地违法行为。为监测建设用地变化趋势,辅助检查土地利用总体规划执行情况、布局及规模,强化国土资源执法监察发挥了重要作用。
2遥感技术在国土资源调查中的应用
2.1 在土地变更调查的应用利用不同时相、不同年份的的卫星影像, 可以方便地发现土地利用的变化, 进行土地变更调查,利用不同时相的影像进行融合,可以一目了然地发现和监测土地利用的变化。过去进行土地利用变更调查,完全依靠野外作业,不仅费时费力,可靠性还受影响,现在利用遥感监测成果辅助土地利用变更调查,针对性强,节省了外业查找变化图斑的时间。将数据库的底图和正射影像图相加进行动态更新,能保证数据良好的现势性, 便于图斑界线和权属界线的调查定界,防止了不合理的变更及土地登记的发生, 还能保证地籍信息在时间上的现势性,能满足国土资源部提出的“月清季累” 和统一时气报的数据的要求, 使得实施农村土地动态监测成为可能。
2.2 在矿产资源调查、开发利用监测中的应用遥感技术,主要是高光谱遥感技术的应用为矿产资源调查和开发利用监测提供了新手段和有效的技术支撑。高光谱遥感通过搭载于航空或航天平台上的成像光谱仪测量岩石、矿物等地物的光谱特性,获取图谱合一的信息来识别地物、探测环境,即获取光谱数据的空间模式。基于矿物诊断性光谱特性,我国高光谱矿物填图技术逐步普遍应用于地表岩石、矿物的精细识别与填图。在地质矿产资源调查方面,遥感技术在我国已经从间接探测发展到了直接探测阶段。利用该遥感图像数据通过信息增强和提取,捕捉到了油气藏在地表的微渗漏所造成的烃异常,进而达到直接探测的目的。此外,近年来发展起来的干涉测量雷达技术已经在三峡大坝等大型工程的环境监测和油气区地面沉降等应用领域显示出巨大的应用潜力。
3结语
遥感和计算机技术应用于国土资源管理及调查,不仅能获得多信息、高效率、多层次、现势性较强的国土资源与环境信息,而且具有工作费用低、速度快、科学性和准确性高的优点,并能促进国土资源综合调查向系列化、标准化、规范化、商品化方向发展, 最大限度地为国民经济建设服务。遥感技术在国土资源管理与调查中的应用,标志着国土资源信息获取和分析处理方法的提高,它的广泛应用必将进一步促进国土资源在区域和全球尺度上研究内容的深化。
参考文献:
关键词：无人机遥感技术 土地执法 遥感监测
中图分类号：TP79 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）06（a）-0009-05
无人机遥感技术较传统的遥感技术而言，是一种低空遥感技术，它是以获取低空高分辨率遥感数据为目标，操作方便、灵活性强、成本较低的一种专业化遥感系统。随着社会经济的快速发展，各行各业对高分辨率的基础地理信息需求越来越大，仅靠以往传统的卫星数据系统获得的遥感信息数据和影像数据已无法满足现实需求。因此，无人机遥感技术作为一种新兴的、低成本、高分辨率、易操作的遥感技术自然受到各行业的追捧。当前，无人机遥感系统广泛运用于土地执法监测，这样有助于监测土地利用情况，并对其进行合理规划和土地资源管理。
1 无人机遥感技术概述
1.1 无人机遥感技术的特点
1.1.1 操作简单
随着无人机技术的不断成熟，其操作也愈显简便化，在使用无人机进行土地执法检查时，可以事先设定好飞行路线，针对空中和地面实际情况，通过校正数据以达到对目标的精确测量；当无人机出现故障时，其系统可以自动进行诊断，一旦出现故障，无人机可以自行返航到起点，以等待排除故障重新进行测量。
1.1.2 灵活方便
无人机不需要专门的场地进行起飞或降落，使用起来极为方便，可以通过多种方式在山坡、田地等地域进行起飞，并快速到达预定目标进行测量，完成测量任务后可以通过伞降或滑行方式回收。同时，无人机机身重量较轻，体型不大，携带也较为方便。
1.1.3 高分辨率
相比传统航拍技术，无人机遥感技术具有高分辨率获取影像数据的能力，这是无人机遥感技术的最大特点，无人机遥感技术获取影像的空间分辨率最高可以达到厘米级，主要得益于其具备面积覆盖、倾斜成像的技术能力。
1.1.4 低使用和维护成本
日常的维护、保养费用低，作业时的成本不高，正常情况下的支出：系统的直接成本很低，只需要设备的折旧费、人员工资、交通开支等。随着大量实验生产的开展，低空遥感技术已日趋成熟，无人机遥感技术以其机动、灵活、快速的反应能力和运行成本低等优势，正逐步成为航空遥感系统的有力补充，尤其是在小范围的遥感调查中能发挥非常重要的作用。近年来已成为影像数据获取的有效手段之一，能弥补卫星RS的不足。
1.2 无人机遥感的影像处理流程
1.2.1 影像的畸变差纠正
由于无人机遥感系统操作简单、运用灵活，成像分辨率高的特点，便广泛用于航拍领域中。因无人机相机的不同，无人机的类型也不尽相同，大多数情况下无人机遥感系统使用的都是普通相机，其拍摄出来的相片会出现畸变现象，一旦出现畸变，在后期相片数据处理结果上会出现误差，为了保障数据的真实准确性，都会事先纠正影像畸变，常见的处理方式有消除主点偏移、旋转影像等。
1.2.2 影像的三角测量
无人机遥感系统在低空进行航拍时会自动完成影像的三角测量，传统影像的选点和转点工作是由人工完成的，其效率较低，而无人机遥感技术能够自动完成选点和转点工作，工作效率大大提高。同时，影像中的各个坐标也是自动获取的，其坐标系中密点位置及参数也是自动形成。
1.3 无人机遥感系统简介
无人机遥感系统分为空中控制、地面控制以及数据处理系统，空中控制系统主要包括无人机机身、影像获取系统、控制飞行的动力系统等；地面控制系统主要包括无线通信系统及接收系统等，以对无人机进行航线规划及飞行控制。数据处理系统主要是影像数据处理软件。目前无人机遥感系统在国土遥感应用、能源遥感应用、林业遥感应用和农业遥感应用等领域得到了广泛推广，具体无人机航测遥感系统如图1所示。
民用无人机通常分为固定翼无人机、无人直升机和多旋翼无人机这3个种类。固定翼无人机是多数民用无人机的主流平台，这种飞行器的发展趋势主要向微型化和长航时发展，当前微型化的无人飞机大小只有巴掌大，长航时无人机能飞行时间大约10小时，起飞的方式也多种多样，有弹射、滑行、车载等等，降落的方式也可以选择伞降、滑行和撞网都可以；无人直升机是灵活性最强的无人机平台，可以原地垂直起飞和悬停；多旋翼（多轴）无人机是消费级和部分民用用途的首选平台，灵活性介于固定翼和直升机中间（起降需要推力），但操纵简单、成本较低。
2 无人机遥感技术在土地执法工作中的运用
土地执法是指县级以上人民政府国土资源行政主管部门按照法定程序和方式，依据该行政区域内土地管理法律和法规，通过遥感监测、动态巡查、地理信息系统等技术手段掌握该行政区域的新增建设用地和耕地保护情况，起到发现、制止并监督查处违法用地行为。具体体现在土地卫片执法检查的应用、土地管理动态巡查监测、违法土地案件整改情况监测和耕地保护的日常监测等方面的工作。
2.1 土地卫片执法检查的应用
国土资源部在2010年颁布了15号令，并且在全国开展了土地卫片执法检查工作，土地卫片执法检查是指通过卫星遥感监测、地理信息系统等技术手段对一个地区的土地利用情况进行监测，制成遥感影像图，将同一地域前后两个不同时点的遥感影像图进行叠加对比，可以反映出该地域土地利用的地表变化情况。通过对卫片监测所反映土地利用情况发生变化的地块逐一核查，掌握该行政区域的新增建设用地情况，发现、制止并查处违法用地行为。这几年持续的土地卫片执法工作使得湖南土地管理和土地合理利用得到了进一步改善；个人、企业及各地政府依法使用土地的意识有所提高；土地市场秩序有所好转，但是由于卫星影像是全国统一时点获取，获取时间是在土地卫片执法开展前一年的8月份，所以在开展土地卫片执法时，较发达地区的影像和实地有较大的差别；另外有的地区的卫星影像分辨率不高，影像的清晰度不够，因此，较发达地区的国土资源局为了加强对土地利用情况监督，有效遏制土地违法使用行为，进一步规范土地管理，采取无人机航拍监测方式对该地域进行土地监测。以2015年湖南省岳阳市土地卫片执法检查工作为例，2015年4月，岳阳市国土资源局获得了国家下发的2014年8月的2M分辨率彩色卫星影像，但是由于得到的卫星影像部分区域出现被云层，薄雾遮挡，清晰度不够，并且卫片执法开展时间和卫片拍摄时间相差半年，为了保证该市土地卫片执法检查工作的科学性和准确性，政府部门采用了无人机遥感技术对该市区进行航拍取像。在无人机机型中，固定翼无人机是飞行速度最快，续航能力最强的机型，因此，政府部门选用了IRSA（中遥）Ⅱ固定翼无人机，佳能HF M52相机进行航拍，拍摄的航片影像的分辨率为0.2 m，从线路规划、无人机飞行、航片的快速处理（如图2）和影像的建设用地解译等全部工作共用了15天顺利完成。
2.2 土地管理动态巡查监测
近年来，由于土地经济市场繁荣，从而导致违法占用土地、违法建设现象时有发生，基层执法部门任务繁重，在日常巡查过程中，由于受地域条件等因素制约，巡查工作有一定困难，存在对违法用地发现率低、发现不及时等弊端。“无人机航拍监测具有灵活机动、精细准确等特点，不受地形地貌等因素干扰，能够获得准确的视频和高精度的图片，确保不留盲区和死角，实现对辖区范围的全覆盖。土地执法部门通过无人机对该区域土地进行动态巡查监测，可以全面有效地了解该区域违法用地、违法建筑的情况。通过对制定区域进行无人机监测，对比同一区域前后不同时间点的影像数据资料，利用对比软件设备进行解译，最终为执法部门的执法行为提供数据来源。笔者所在的长沙市国土资源局在开展土地执法的动态巡查工作中，对涉及的违法用地进行了执法检查，对部分违法情况不清楚的地方或者某区域可能存在违法用地行为的，采用了无人机遥感技术对其进行拍摄，对土地监察动态进行定点巡查，其期限通常为3个月，为了保证航拍影像质量，航拍效率，使用了高质量、高安全性的无人机遥感技术。从而取得清晰的遥感监测图斑。图3为岳阳市某广场的影像对比图，由于2012年的卫星影像分辨率太低，无法有效辨认影像中的一些信息，无法为违法占用土地立案工作提供有力的依据，2013年是用无人机航拍，无人机是运用zc-5型，长2.1 m、翼展2.6 m，可以抵抗五级左右大风，飞行范围一般在2 000 km2，配置相机是佳能5D Mark Ⅱ、24 mm定焦镜头。在最终形成的清晰航片影像中，可以发现分辨率较高，建设面积和类型非常明显。
2.3 违法土地案件整改情况监测
在土地执法工作中，许多违法占用土地、违法建设案件被发现和查处整改，而土地执法部门在对违法占用土地查处整改情况进行现场调查取证时，如果用常规全站仪实地野外数据采集方法成图，作业量大，耗费时间长，成本高（每平方公里的费用达到8～15万元），且不宜大面积开展，不仅给土地执法工作带来不便，也严重影响了遏制违法占用土地的行为。相比野外实测，无人机航测具有周期短、效率高和成本低等特点，对于面积较小的大比例尺土地测量任务受天气和空域管理的限制较少，成本较低。而将无人机遥感系统进行工程化、实用化开发，则可利用它机动、快速、经济等优势，在阴天、轻雾天也能获取合格的彩色影像，从而将大量的野外工作转入内业，保证违法土地整改查处情况监测的高效性。所以越来越多的国土资源局通过使用无人机遥感技术对违法占用土地面积较大和集中的区域进行航拍摄像，更直观和快捷地了解该区域的实际查处整改情况，而基于无人机机动性能强、不受场地情况限制，并且携带方便，执法部门可以充分利用无人机对违法占用土地进行监测摄像，实时记录土地违法案件的整改情况。
2.4 耕地保护的日常监测
耕地保护是加快经济发展方式转变的根本要求，在2015年1月视频会议作出重要批示，批示指出我国人多地少，任何时候都要守住耕地红线，守住基本农田红线。要坚持数量与质量并重，严格划定永久基本农田，既要明确其特殊用地政策，又要严格规范用地管理，加强监测督察，对土地违法违规问题动真碰硬、重点问责。这对土地执法的工作有了很高的要求，为了认真落实耕地保护，一些政府对于耕地较集中，耕种条件较好的区域开展了无人机遥感的定期巡查。比如常德市政府今年计划对该市区拨款150万元，运用无人机，分辨率为0.5 m的遥感技术，隔两三个月拍一次重点基本农田的保护区，以第一次作为基础，如果地面上有变化，比如耕地变成建设用地，或者耕地变成其他地类而引起耕地被破坏，这样就可以清楚地在内业处理后的航片影像中发现，常德市计划通过此项工作来开展对重点基本农田保护区的监测和耕地保护的高技术、高效率的推广工作。
3 无人机遥感技术可能存在的问题
无人机遥感技术作为一种低空航拍影像数据采集的主要方式，其灵活机动、续航时间较长、影像收集实时等优点，已成为卫星遥感系统的有效补充，而随着社会的不断发展，无人机遥感技术的运用将更加广泛，然而，基于无人机自身的限制，还需要不断完善无人机系统，以确保无人机遥感技术的稳定性和抗风险性。
3.1 抗风险能力有待提高
无人机机身较轻，由行高度低，容易受到风速影响，但为了提高无人机的抗风险性，通常情况下都是采取增加无人机机身重量，但是无人机承担量小，如果增加机身重量，其稳定性会下降。因此，如何在机身较低或不增加重量的情况下，通过改善无人机遥感技术来提高无人机系统的稳定性和抗风险性，保证无人机飞行安全是当前无人机遥感技术需要解决的重要问题。
3.2 拍摄范围不大
由于是低空飞行，一个架次拍摄的范围较小，并且体积不大，续航时间较短，一般只能飞行几个小时到十几个小时，仅适用于小范围区域的调查，对于大面积区域的全天候调查，需要配合大飞机、卫星影像数据开展调查。
3.3 遥感数据的后处理技术
当前使用的无人机遥感摄像设备是一种小型的数字相机，与传统的卫星摄像系统相比，其摄像数据太多，影像篇幅小，从而导致后期数据处理时间较长，因此，针对这类问题，应开发影像自动识别和拼接软件，提供影像数据处理效率，节省数据处理时间。
4 结语
当前，与传统航空遥感系统相比，无人机遥感技术具有更大的灵活性，使用便利，并且摄像时间短、影像分辨率高，弥补了传统航空遥感系统的不足，从而被广泛运用于土地执法监测领域。通过无人机遥感技术获取的高分辨率影像，对各类地物信息进行提取，可以有效提供土地利用情况的准确数据。然而，无人机遥感技术作为卫星遥感系统的补充，多运用于一般的小范围区域地形图绘制，加之无人机自身的一些不足和限制，无法满足大范围监测需求，因此，改进无人机系统质量，提高系统稳定性和抗风险性，改进遥感数据的处理技术等，是下一步无人机遥感技术发展完善的一个方向。
参考文献
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（郑州测绘学校，河南 郑州 450015）
【摘 要】土地资源调查的技能和方法是《国土资源调查》专业学生应该掌握的专业核心能力，目前该专业的学生所学习的土地变更调查技能还停留在手工调查的阶段，传统的变更调查方法已不能满足土地管理现代化、信息化的需要。研究了基于DOM的土地资源调查方法和基于遥感图像变化检测的土地资源变更调查方法。
关键词 遥感；国土资源调查；实践教学
基金项目：河南省职业教育教学改革项目（ZJB11161）。
作者简介：王勇（1979—），男，河北永年人，工程硕士，毕业于武汉大学遥感信息工程学院，讲师，主要从事摄影测量内外业和遥感图像处理教学及研究工作。
0 引言
开展国土资源调查的目的是为了摸清“家底”，利用调查的结果指导当地社会经济可持续发展。由于经济社会发展变化较快，国土资源的使用变化情况较大，因此必须适时的开展国土资源调查工作。土地资源是国土资源的重要组成部分,土地资源变更调查是国土资源管理部门每年都要进行的重要工作，它的主要作用是：为土地资源管理提供基本数据和有关图件；为合理利用土地、充分发掘土地资源潜力提供基础工作和动态监测；为制定综合农业区划、改善或调整土地利用方式提供重要依据。土地资源调查的技能和方法是《国土资源调查》专业学生应该掌握的专业核心能力，目前该专业的学生所学习的土地变更调查技能还停留在手工调查的阶段，传统的变更调查方法已不能满足土地管理现代化、信息化的需要。采用简便先进的技术手段获取土地利用变化的地理位置和属性数据，利用高科技手段进行实时动态的土地变更调查、监测势在必行。本文研究了基于DOM的土地资源调查方法和基于遥感图像变化检测的土地资源变更调查方法，为改进《国土资源调查》专业的课程设置和学生的操作技能培养打下坚实的基础，能进一步提高中职院校培养实用型人才的水平。
1 传统土地资源调查方法及优缺点
（1）不能准确地获取变化图斑边界的准确位置，仅依靠图像的相关特征进行判读和量测，很难准确的获取变化边界的具置，从而导致地类的图斑形状产生变形和量测的面积不准确。
（2）传统的土地变更调查、统计，过程非常复杂、工作量也比较大，既要到外业实地调查，又要进行面积量算、更新图件，数据统计、编写文字报告主要依靠人工操作来完成，很难保证调查成果的质量。
（3）通过基层上报得到的各种统计数据，受行政干预和地方利益的影响较大，会存在错报、瞒报、漏报的现象，大大降低了土地资源变更调查的准确性。
2 基于遥感影像的土地资源调查方法
2.1 土地资源调查底图制作
首先要利用gps技术获取正射纠正所需的控制点，搜集测区已有的数字高程模型（DEM）,对多光谱影像和全色影像进行正射纠正，然后经过影像融合、镶嵌生成正射影像图（DOM）。在正射纠正前，要先配准同步获取的全色和多光谱影像使得全色和多光谱影像具有统一的地面分辨率，并进行融合。多光谱影像分辨率如果能够满足DOM生产规定要求时，可不与全色影像融合，直接进行正射纠正。影像纠正要保证每景影像不少于9个控制点且均匀分布；配准后的影像应保留原始影像波段数目、顺序和采样间隔；经过融合处理后的影像应有合适的反差，清晰的纹理、均匀的色调、逼真的色彩，保证影像能够将耕地等重要地类类型清晰的判读出来；镶嵌处的影像应无裂缝、模糊和重影现象；最后按标准图幅内图廓外接矩形外扩1cm范围裁切标准分幅影像。
2.2 土地资源调查判读
首先要进行室内预判，以DOM为基础，利用MAPGIS软件平台，以遥感图像解译的方法为基础，认真的分析比较土地利用详查资料，将我们所需的线状地物、行政和权属界线、土地利用的地类界及地类属性等要素进行分析提取，在MAPGIS软件上进行矢量化并把属性进行整理输入，制作出土地利用更新调查底图供外业调绘使用，同时要打印好外业调查表。然后按照统一性、科学性、实用性的原则进行土地利用现状分类，分类时要靠充分考虑到土地的利用方式、覆盖特征以及它的用途和经营特点等因素，确定土地利用分类系统。分类系统建立好以后建立解译标志，好的解译标志能够提高判读的质量。 最后利用计算机自动识别与目视解译相结合的信息提取技术，利用外业调绘底图数字化每一地块的位置、形状、范围，最终将包括每一块土地的界线、范围、面积的土地利用信息准确获得。
3 基于变化检测的土地资源调查方法
3.1 选择数据源
利用卫星影像进行土地资源变更调查需要大量的同一地区不同时相的遥感影像，因此我们要选择价格适中、易于获取的卫星遥感影像，来保证遥感影像的数量，并且卫星影像的数据来源一定要连续、稳定，能够满足我们所进行的土地资源变更调查的精度要求。
3.2 校正和配准
通过图像配准和相对辐射校正方法实现不同时相遥感图像的几何和辐射校正是利用图像差分法进行变化检测的关键。配准是将多时相图像的同名像点互相重叠，将一幅影像作为基准图像(t2时刻影像)，另一幅作为待配准图像(t1时刻影像)，并通过选取的控制点采用多项式的方法确定基准图像与待配准图像之间的对应关系，实现相对配准。
3.3 影像裁剪
由于纠正后，两幅影像实现了几何位置的配准，但图像的形状发生了变化，因此要对两幅图像进行剪裁，使两幅图像所覆盖的是同一地区的同样大小的范围，这样才能保证检测信息的准确性。
3.4 基于差分图像融合的变化检测
首先对变化前图像、变化后图像分别进行灰度差分和纹理差分，得到灰度差分图像和纹理差分图像；然后根据乘积变换算法融合纹理差分图像和灰度差分图像；接着根据ISODATA算法进行融合后的分类，结合目视解译，得到变化区域。
3.5 土地利用变化信息提取
利用监督分类方法将遥感图像中被增强显示的变化信息分离出来，最终得到土地利用发生变化的位置、大小和范围。
变化信息提取后结合外业调查结果进行核对比较。必要时还要注意：1）分层规范、内容齐全；2）影像覆盖完整辖区；3）保留的图斑及其编号与整理后的《变化图斑外业核查记录表》以及外业调查图、变更调查图上的相应图斑一致。
4 结论
传统的土地资源调查方法费事费力且精度低，已经不能满足目前国土资源管理的工作需要。《国土资源调查》作为中职院校的骨干专业，根据职业院校培养技能型人才的目标要求，本文研究总结了利用DOM作为土地资源调查底图的制作方法、规范要求和基于遥感影像变化检测的土地资源调查过程方法，对进行该专业建设、课程设置具有重要意义。
随着遥感技术的发展进步和应用需求的加大，利用遥感技术进行土地资源调查将成为各级国土资源管理部门的重要技术手段，对于《国土资源调查》专业的理论教学和实践教学有很高的指导意义，可以作为各中职院校进行《国土资源调查》教学改革的重要依据和参考，该专业的学生应该熟练掌握这项技能，为工作就业打下坚实的基础。
参考文献
［1］江晓波,等.基于遥感与GIS的土地利用动态变化研究[J].长江流域资源与环境,2003,12(2):130-134.
［2］田静毅,等.基于3S技术的土地利用动态变化研究[J].燕山大学学报,2005,11.
［3］李宗华,等.高分辨率卫星遥感影像在土地利用变更调查中的应用[J].测绘信息与工程,2005,8.
关键词：遥感；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
土地资源是人类赖以生存和发展的物质基础，及时准确地掌握土地资源的数量、质量分布及其变化趋势，直接关系到国民经济的可持续发展与和谐社会的构建，具有重要的战略意义。随着社会经济的快速发展，土地的供需矛盾日益凸显，土地的管理工作显得更为重要。然而传统的土地资源管理模式已经制约着土地资源管理事业的发展。土地管理工作需要不断深化，其工作需要逐步从常规管理向科学化管理迈进，在各项基础业务的拓展上，积极稳妥的开展新技术的应用研究显得尤为重要。
遥感技术作为一门迅速倔起的新兴科学技术，已在土地管理中得到较为广泛的应用，从土地详查到城镇地籍调查及耕地动态监测，几乎所有土地管理基础业务的完成都离不开遥感技术的支持，遥感技术为土地管理工作的发展起到了巨大的推动作用。
2 遥感技术在土地管理中的应用分析
2.1 遥感地管理动态监测中的应用
土地资源动态监测主要是对土地类型、土地利用现状、土地质量等土地资源的基本状况进行监测，是土地管理工作中一个极为重要的环节，是各级土地管理职能部门为了掌握土地资源的分布、质量、利用现状，合理土地利用结构，严格土地执法的重要手段。为实现这一目标，必须建立一套完整的技术系统，即土地资源遥感动态监测技术系统，它是一个多技术、多信息源、多方法、高精度的监测技术系统。
土地资源遥感动态监测技术系统由三方面的技术学科组成：（1）土地科学（土地资源和土地管理）；（2）空间信息技术（包括全球定位系统和遥感），（3）计算机应用技术（图像技术、图形技术、数据管理技术和人工智能技术）。多种学科和技术的交叉和应用，完善和丰富着土地资源遥感动态监测技术系统。
目前卫星遥感技术于土地管理动态监测中的应用主要有三个方面：
（1）土地退化的卫星遥感监测
主要指对土壤的侵蚀、土地的沙摸化、土壤的盐渍化的监测。对土壤侵蚀的监测主要从侵蚀因子的识别（包括地貌因子地表组成物质，植被覆盖度和类型因子等）、侵蚀地貌发育的分析、侵蚀强度的分析等方面来把握土壤侵蚀的发展趋势。对沙漠化的监测主要是利用遥感资料对自然指标（土壤、水分和地表）、生物学及农业结构（植物，动物和土地利用等） 进行分析，并建立起植被的干早化与土地沙漠化过程和危害程度之间的关系，从而从数量上和程度上实现对沙漠化的监测。通过对土壤表层色调和湿度的监测同时结合对地形地貌的叠加分析又形成了对盐渍化土壤的有效监测。
（2）土地利用现状的卫星遥感动态监测
这是土地资源遥感动态监测技术系统中的核心内容，是土地管理工作中极为重要的技术手段。主要根据获取的同一地区不同时相的遥感影像的差异来识别土地利用变化；进而监测各地区的土地利用结构，各利用类型在数量上、空间上的分布。
（3）土地质量的卫星遥感监测与评价
土地质量的监测较多集中在土地自然特性的监测方面，如：土地的地学特性，土地的土壤学特性和土地的生物学特性等（有条件的地区还可增加土地社会经济特性的监测）。在土地生产潜力评价理论和适宜性评价理论的指导下对所监测的区域进行农林牧用地的综合评价（经济基础较好的地区可开展土地的经济性评价），以人工智能为支撑形成“土地监测评价专家系统”。
在土地管理的各个环节，无论是土地规划编制、土地资源调查、耕地保护，还是土地征用和土地执法监察，遥感技术都在不同程度地发挥作用。它已经成为土地资源管理的重要技术支撑，大大提高了土地管理工作的科学化和现代化水平。
2.2 遥感在城镇地籍管理中的应用
城镇地籍调查是土地管理工作的重点和难点。该项工作动用人力、物力、财力很大，既涉及相关政策、法律，又有较强的业务性。需要法律、测绘、计算机等相关专业知识的有机结合，而且全国各城市经济发展水平，可利用资料，技术水平差异较大。从长远的观点来考虑，城市土地情况是动态变化的，随时随地都在发生权属的转移、用地类型和面积的变迁，而且经济发展越迅猛，用地情况变化越频繁。为从根本上解决土地变化与地籍管理落后的矛盾，部分地方在采集地籍调查数据方式上应用遥感图像为信息源，内业处理依据计算机技术建立图形与数据库，变更调查管理依据计算机来完成，有效提高了工作的效率和管理水平。此外，遥感技术在农村产权调查、城市集约利用潜力评价等工作中得到充分应用。在农村产权调查中利用航空和航天数据，节省了大量的时间和人力，提高了成果精度，在大多数省份的农村产权调查中得到广泛应用；在城市集约利用潜力评价和耕地后备资源调查评价中采用遥感数据辅助调查，取得了良好的效果。
可以应用遥感技术，通过航空摄影测量，可以获取城镇地籍图和地籍影像图，并以此为依据建立相应的城镇地籍数据库及管理系统，逐步形成全市范围内的城镇地籍信息系统网络，这不仅有利于更有效的利用土地资源，还有利于土地权属管理落实各项土地管理措施。
2.3 遥感在国土资源详查中的应用
土地详查是对类四十六个二级土地分类的调查， 需要查清各类土地的数量、质量和分布状况。由于我国地域辽阔，地形、地貌复杂， 很多地方采用常规测量方式，人员、设备无法涉足， 成为常规测量的盲区。而通过采用遥感技术则很容易能够获得常规测量盲区的高分辨率影像，通过对这些影像进行解译，并结合人工实地调查可以高质量高速度完成土地详查工作任务。
3 遥感技术在土地管理中的应用展望
当前的遥感技术正向三高方向发展，三高即高空间分辨率，高时间分辨率和高光谱分辨率。其中高光谱遥感图像的光谱信息层次很丰富，可以探测出更多的地物，更方便地管理土地资源，而高空间分辨率及高时间分辨率可以更加提高遥感监测的准确性。另外，随着遥感分类技术和对地物的自动识别能力的提高，将促进分类的自动化智能化，大大提高作业效率。
随着GIS和GPS的发展，现在趋向于RS、GIS及GPS三者的综合应用，即“3S”技术。“3S”技术是地理信息系统（GIS）、遥感（RS）及全球定位系统（GPS）的总称，即利用GIS的空间查询、分析和综合处理能力，RS的大面积获取地物信息特征，GPS快速定位和获取数据准确的能力，三者有机结合形成一个系统，实现各种技术的综合，从而更好的服务于土地管理工作。目前随着3S技术的日益成熟，3S集成技术在土地调查监测数据采集、处理和数据产品生成中，呈现着强大的生命力，在土地利用更新调查、土地利用动态监测中表现出良好的应用前景。因此，在现代计算机技术和通讯技术的支持下，大力发展“3S”集成系统，以RS为信息源、以GPS为空间坐标、以GIS为工作平台，形成一种有机的结合、在线的连接、实时的处理和系统的整体性是今后的发展方向和必然趋势。
4 结语
迅速发展的数字遥感技术和计算机技术，为土地利用现状及变化信息的获取提供了及时有效的技术手段。遥感技术应用的第二阶段必然是动态监测。遥感由静态到动态，由定性解释到定量调查，这是它的必然过程。遥感技术在土地资源管理中应用的深度和广度必然会日新月异，多时相、高分辨率的遥感数据会进一步加强高精度、大比例尺土地利用动态监测。在时空一体化的基础上，“3S ”一体化技术的研究成为必然趋势，其应用成果将更好地把握土地利用变化趋势，为经济社会资源的和谐发展提供科学依据。
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[5] 梁辉池. 现代遥感技术及其在土地管理中的应用[J]. 科技咨询导报，2007（80）12.
【关键词】遥感技术；土地调查；应用研究
引言
伴随着科学技术的快速发展，土地方面的工作人员将科技研究成绩应用到了实际工作之中，这不仅提升了工作成效也提升了研究工作的质量。遥感技术由于自身所具备的优势，成为土地工作人员在技术方面的首要选择。面对着经济发展中土地资源的紧缺现状，这就要求必须从土地调查工作做起，制定科学合理的土地资源利用计划。遥感技术在土地调查工作应用，不仅能够掌握到随时的土地资源变化情况，也为土地调查工作的顺利进行提供保障。
就目前国内经济情况综合分析，土地资源的利用问题已经成为当前社会中日益重要的问题，而做好土地调查工作，不仅能够保障土地资源科学合理应用，也是保障有限耕地资源，为土地的策划工作提供事实依据，缓解土地资源利用矛盾。如何能够保障土地资源充分合理的应用，就必须了解土地应用与国家土地资源分配情况，而这部分的工作中为了能够获取准确的数据信息，就必须应用到现代化的科学手段，与之前的技术方式比较，遥感技术的应用具备多方面不可替代的优势，在保证真实、准确、及时的数据传递同时，不仅信息覆盖比较大，而且信息方面比较系统全面。因此，遥感技术成为土地方面工作人员在土地调查工作首选，并且为土地资源合理利用与国土资源合理分配提供重要数据根据。
1、目前实行土地调查工作的现实意义以及目的
土地资源是人类生活中根本的自然资源，是人类社会进步的稀缺资源，对于人类的生存与进步都有着重要基础作用。国家国土资源方面的研究对于人类社会的生存以及经济方面的发展有着重要保障作用，这就需要在工作中以科学、正确的研究态度进行土地资源的调查工作，以准确的科学数据为社会经济发展提供数据基础。
土地调查目的主要有：（1）为土地利用和规划提供资料。对土地基本情况的了解是否准确基本上决定了土地利用的长期计划是否合理，是实现合理、科学的土地利用的关键。（2）为制定国民经济计划提供基本依据。国民经济计划的制定、城市化的进程、农、林、牧、副、渔各业的合理安排、生产指标的确定以及财政税收的组织都必须以土地调查所获得的各类用地及其变化状况数据资料为依托。（3）为土地的有效管理提供可靠的基础。通过土地调查，我们可以准确地掌握土地利用状况和权属状况，从而制定出科学的土地管理法规和政策，为建立和完善土地管理市场打下坚实的基础。（4）为土地科学研究和建立土地信息系统提供准确的数据资料。土地调查的过程就是采集土地信息的过程，是土地科学研究的重要组成部分，它能向各级政府部门及各行业提供重要的参考资料和合理的服务。
2、遥感技术在土地调查工作中的实用性
2.1遥感技术所具备的技术优点
信息获取很少受环境限制。不同区域的耕地所处的地质条件和自然环境各不相同，差异很大，甚至有些自然环境如高山峻岭、地势崎岖难行的山坡以及沼泽等地方的条件十分恶劣，人类难以顺利到达并获取所需的数据和信息。然而由于遥感技术并不受地面条件的限制，只需利用航天遥感或者是卫星遥感便可以最大范围的对各种环境的资料进行获取和加工，为进一步研究和分析提供信息服务。第四方面就是在 获取信息的方法较多，拥有较大的信息量 任务的复杂和不同决定了遥感技术在获取信息数据时也会采取不同的波段以及仪器。
2.2遥感技术在土地调查工作中的使用方面
2.2.1能够随时提供土地资源利用情况
（1）宏观对土地进行监测。遥感技术对土地的监控提供了大量的TM图像以及其他相关土地数据资料，这些资料和图像都为监测土地的利用变化情况提供了科学依据，能够做到科学、准确、直接的掌握土地利用变化的实际情况，为土地监测提供了真实可靠的第一手资料。（2）监测城市化进程扩展趋势。现阶段农村进城务工的人员越来越多，因此各地城市的人口数量也处于急剧上升的趋势，城市规模在不断扩大和延伸，农村和城镇的耕地资源在日益减少。
2.2.2在土地情况调查中利用遥感技术落实工作方法
如今多数地区都在采用遥感技术对土地的利用现状进行调查，其较高的准确度，已经使人们放弃了传统的调查方法。卫星的扫描给调查工作带来了十分的便利，无论是恶劣的地质条件或是气候条件，都可以在卫星的扫描之下得到第一手的调查数据，全时段的服务于土地调查工作。另外，遥感技术在土地调查中具有极高的工作效率，省去了传统调查工作中的繁琐步骤，尤其是在对复杂地形进行调查时，大大节省了调查时间，能够直接得到土地调查的准确数据。
2.2.3应用遥感技术检测生态环境变化
土地资源是不可再生的自然资源，是保证国家可持续发展政策方针的重要资源基础，而遥感技术能够随时检测到生态环境的变化情况，这种科学的技术系统，是运用科学合理的工作方式，掌控的信息情况包括土地与生态两个方面，并且对于变化信息实现实时的动态掌控，是第一手的信息数据，这可以对于生态保护区域做好保护工作，根据现实的情况制定相应的规划工作。做好遥感技术工作也是相关部门工作的数据基础。这不仅对于土地调查工作有深远意义，同时对于生态环境保护方面也是非常重要的，综合信息数据可以实现资源合理分配，将土地资源与生态环境工作合理结合，是土地规划管理工作的一个工作重点。
总结
目前经济发展与国家土地资源减少，所形成的矛盾已经引起土地工作人员重视，而做好土地调查工作，不仅是土地规划方面的工作重点，同时也是合理科学分配土地资源的工作基础。而遥感技术在土地调查工作的应用，已经成为在兔子资源综合管理与分配工作中最实用的技术手段。与之前的技术方式比较，遥感技术的应用具备多方面不可替代的优势，在保证真实、准确、及时的数据传递同时，不仅信息覆盖比较大，而且信息方面比较系统全面。因此，遥感技术成为土地方面工作人员在土地调查工作首选，并且为土地资源合理利用与国土资源合理分配提供重要数据依据，保障土地资源可持续利用。
参考文献
[1]翁玉坤，刘排英，王鹏生.遥感技术在土地调查与动态监测中的应用综述[J].北京测绘，2009（3）：64-66.
[关键词]土地调查 遥感技术 应用
[中图分类号] TP79 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-2-213-1
0引言
由于社会生活的逐步提升，人民逐渐步入城镇一体化的现代生活，而土地资源的逐渐减少与日益增长的土地需求，成为经济发展中最主要的矛盾，如何解决土地资源的利用问题成为经济发展的工作重点，而土地方面的工作人员而言合理高效的利用现有的土地资源也成为工作中主要研究问题。
就目前国内经济情况综合分析，土地资源的利用问题已经成为当前社会中日益重要的问题，而做好土地调查工作，不仅能够保障土地资源科学合理应用，也是保障有限耕地资源，为土地的策划工作提供事实依据，缓解土地资源利用矛盾。如何能够保障土地资源充分合理的应用，就必须了解土地应用与国家土地资源分配情况，而这部分的工作中为了能够获取准确的数据信息，就必须应用到现代化的科学手段，与之前的技术方式比较，遥感技术的应用具备多方面不可替代的优势，在保证真实、准确、及时的数据传递同时，不仅信息覆盖比较大，而且信息方面比较系统全面。因此，遥感技术成为土地方面工作人员在土地调查工作首选，并且为土地资源合理利用与国土资源合理分配提供重要数据根据。
1目前实行土地调查工作的现实意义以及目的
1.1土地资源是人类生活中根本的自然资源，是人类社会进步的稀缺资源，对于人类的生存与进步都有着重要基础作用。国家国土资源方面的研究对于人类社会的生存以及经济方面的发展有着重要保障作用，这就需要在工作中以科学、正确的研究态度进行土地资源的调查工作，以准确的科学数据为社会经济发展提供数据基础。
1.2土地调查目的
（1）为土地利用和规划提供资料。对土地基本情况的了解是否准确基本上决定了土地利用的长期计划是否合理，是实现合理、科学的土地利用的关键。
（2）为制定国民经济计划提供基本依据。国民经济计划的制定、城市化的进程、农、林、牧、副、渔各业的合理安排、生产指标的确定以及财政税收的组织都必须以土地调查所获得的各类用地及其变化状况数据资料为依托。
（3）为土地的有效管理提供可靠的基础。通过土地调查，我们可以准确地掌握土地利用状况和权属状况，从而制定出科学的土地管理法规和政策，为建立和完善土地管理市场打下坚实的基础。
（4）为土地科学研究和建立土地信息系统提供准确的数据资料。土地调查的过程就是采集土地信息的过程，是土地科学研究的重要组成部分，它能向各级政府部门及各行业提供重要的参考资料和合理的服
2遥感技术在土地调查工作中的实用性
2.1遥感技术所具备的技术优点
信息获取很少受环境限制。不同区域的耕地所处的地质条件和自然环境各不相同，差异很大，甚至有些自然环境如高山峻岭、地势崎岖难行的山坡以及沼泽等地方的条件十分恶劣，人类难以顺利到达并获取所需的数据和信息。然而由于遥感技术并不受地面条件的限制，只需利用航天遥感或者是卫星遥感便可以最大范围的对各种环境的资料进行获取和加工，为进一步研究和分析提供信息服务。第四方面就是在 获取信息的方法较多，拥有较大的信息量 任务的复杂和不同决定了遥感技术在获取信息数据时也会采取不同的波段以及仪器。
2.2遥感技术在土地调查工作中的使用方面
2.2.1能够随时提供土地资源利用情况
（1）宏观对土地进行监测。遥感技术对土地的监控提供了大量的TM图像以及其他相关土地数据资料，这些资料和图像都为监测土地的利用变化情况提供了科学依据，能够做到科学、准确、直接的掌握土地利用变化的实际情况，为土地监测提供了真实可靠的第一手资料。（2）监测城市化进程扩展趋势。现阶段农村进城务工的人员越来越多，因此各地城市的人口数量也处于急剧上升的趋势，城市规模在不断扩大和延伸，农村和城镇的耕地资源在日益减少。
2.2.2在土地情况调查中利用遥感技术落实工作方法
如今多数地区都在采用遥感技术对土地的利用现状进行调查，其较高的准确度，已经使人们放弃了传统的调查方法。卫星的扫描给调查工作带来了十分的便利，无论是恶劣的地质条件或是气候条件，都可以在卫星的扫描之下得到第一手的调查数据，全时段的服务于土地调查工作。
2.2.3应用遥感技术检测生态环境变化
土地资源是不可再生的自然资源，是保证国家可持续发展政策方针的重要资源基础，而遥感技术能够随时检测到生态环境的变化情况，这种科学的技术系统，是运用科学合理的工作方式，掌控的信息情况包括土地与生态两个方面，并且对于变化信息实现实时的动态掌控，是第一手的信息数据，这可以对于生态保护区域做好保护工作，根据现实的情况制定相应的规划工作。做好遥感技术工作也是相关部门工作的数据基础。这不仅对于土地调查工作有深远意义，同时对于生态环境保护方面也是非常重要的，综合信息数据可以实现资源合理分配，将土地资源与生态环境工作合理结合，是土地规划管理工作的一个工作重点。
3总结
遥感技术的发展极大便利了土地利用的调查，使得调查周期缩短，准确度和可靠性大大提高，减少了传统调查方式下的人力财力投入。虽然在实际操作中遥感技术还存在一些缺陷，相信随着计算机信息技术的进一步提高，高新技术的不断发展，遥感技术在土地利用调查中的应用会日趋完善。并且为土地资源合理利用与国土资源合理分配提供重要数据依据，保障土地资源可持续利用。
参考文献
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.
关键词： 动态遥感监测；解译；变化检测
Key words： dynamic remote sensing monitoring；interpretation；change detection
中图分类号：TP7 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）19-0216-02
0 引言
常规的土地资源调查方法，获取数据的周期长而且精度差，无法提供及时、准确、全方位的信息，主要原因是数据和图件的管理、传输、分析手段落后，往往耗资巨大的调查结果却难以反映当前土地资源现状，再加上每年土地利用和土地覆盖状况都在变化，应用遥感技术则可快速获得土地利用和土地覆盖的动态变化信息。
我国的遥感事业自上世纪70年代起步以来，经历了迅速的发展并取得了长足的进步，我国土地利用状况的调查研究、城市动态变化的监测、以及对各种自然灾害的监测等方面都需要利用遥感技术进行研究，而如何进行遥感图像的纠正、融合、分类、变化检测等是遥感技术研究的基础和关键问题，具有十分重要的意义。
1 土地利用动态遥感监测
土地利用动态遥感监测是以土地利用调查的数据及图件为基础，运用遥感图像处理与识别技术，从遥感图像上提取变化信息，从而达到对土地利用变化情况进行及时、直接、客观的定期监测，核查土地利用总体规划及年度用地计划的执行情况，并重点检查每年土地变更调查汇总数据，为国家宏观决策提供比较可靠、准确的土地利用变化情况，同时对违法或涉嫌违法用地的地区及其他特定目标等进行快速的日常监测，为违法用地的查处以及突发事件的处理提供依据。土地利用动态遥感监测的主要思路是：对多源数据进行纠正、配准、融合等预处理，通过图像处理和影像判读来确定变化属性及进行统计分析，结合人工判读目视解译，发现和提取土地利用的变化信息，实地核查并建立土地利用动态监测数据库。土地利用动态监测系统的技术流程如图1。
2 遥感图像数字处理及解译
随着计算机硬件价格的降低和软件水平的提高，计算机图像处理越来越深入遥感领域。
在进行遥感数据处理的过程中，有很多的软件可以选择，其中Erdas和ENVI软件在学习工作中最为常用，大家可根据具体情况选择适合的软件进行符合要求的操作。
遥感图像解译是从遥感图像上获取目标地物信息的过程。遥感图像解译分为两种：一种是目视解译，又称目视判读，它指专业人员通过直接观察或借助辅助判读仪器在遥感图像上获取特定目标地物信息的过程。另一种是遥感图像计算机解译，又称遥感图像理解，它以计算机系统为支撑环境，利用模式识别技术与人工智能技术相结合，根据遥感图像中目标地物的各种影像特征，结合专家知识库中目标地物的解译经验和成像规律等知识进行分析和推理，实现对遥感图像的理解，完成对遥感图像的解译，此种方法是遥感处理中最常用也是最快捷的方法。
遥感图像解译是一个复杂的认知过程，对一个目标的识别，往往需要经历几次反复判读才能得到正确的结果。概括来说，遥感图像的认知过程包括了自下向上的信息获取、特征提取与识别证据积累过程和自上向下的特征匹配、提出假设与目标辨识过程。
遥感图像分类的主要依据是地物的光谱特征，而就某种特定地物的分类而言，多波段影像的原始亮度值并不能很好地表达类别特征，因此需要对数字图像进行运算处理，以寻找能有效描述第五类别特征的模式变量，然后利用这些特征变量对数字图像进行分类。
3 基于遥感影像的变化检测
基于遥感影像的变化检测就是从不同时间获取的遥感影像中，定量地分析和确定地表变化的特征和过程的技术。总的来说，变化检测就是指应用多时相的数据集来定性的分析现象的时间效应。具体到遥感领域来说，多次观测即指多时相获取的同一地区的遥感影像。一个完整的遥感影像变化检测工作流程应依次包含以下步骤：工程定义和描述、数据获取、数据预处理、变化检测、精度评估、产品输出。其中，数据预处理即影像的几何配准和辐射校正，变化检测和检测结果精度评估是进行变化检测的关键步骤。而众多方法之中，分类后比较法应用最为广泛。此方法是对不同时相的影像分类后进行比较分类结果，找出变化信息。其优点是容易理解，且给出了变化类型，可以回避辐射归一化问题，而其缺点是存在分类误差的累计，分类工作量大。
4 结论与展望
地质灾害的频繁发生，严重制约我国经济的发展，面对各种自然灾害的发生，能否在短时间内获得灾区信息就显得尤为重要，此时遥感技术以其快速、精确、范围广的优点得到应用。
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关键词：遥感；土壤；重金属
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
矿产资源是生产资料和生活资料的重要来源，人类社会的发展进步与矿产的开发利用密不可分。矿产的开采、冶炼、加工过程中大量的铅、锌、铬、镉、钴、铜、镍等重金属以及类金属砷等进入大气、水、土壤引起严重的环境污染。根据2014年4月17日环境保护部、国土资源部的《全国土壤污染调查公报》，“全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，总的超标率达16.1%”、“在调查的70个矿区的1672个土壤点位中，超标点位占33.4%，主要污染物为镉、铅、砷和多环芳烃”。资源、环境是制约社会经济发展的两大瓶颈，如何克服这个瓶颈问题同时又能实现矿山开发的可持续发展，是我国社会必须面对和解决的紧迫的社会问题[1]。
传统的土壤重金属污染监测方法有实验室监测、现场快速监测等方法。实验室监测方法虽然测量精度高，但是存在劳动强度大、采样分析费时，适用范围小的缺点；现场快速监测法虽然具有大面积、连续、高密度获取信息的特点，但是还大多处于定性或半定量的试验阶段，易受周围因素影响[2]。
各种岩石、土壤、植被及水体等均有各自独特的光谱特征。地物光谱特征的差异，是遥感技术识别各类地物的主要依据，也是应用遥感技术开展土壤重金属污染评价的理论基础。遥感技术以其宏观性和现势性强、综合信息丰富等优势，在矿区土壤重金属污染评价中起到了积极的先导作用，并取得了良好的应用效果。
一般情况下，土壤中的有机质、水分、铁氧化物、重金属等对土壤光谱反射率有一定影响。国外相关研究起步较早，始自20世纪六十年代土壤光谱研究[3]。国外有研究中表明，当土壤有机质含量超过2%，铁氧化物、重金属等光谱信息有可能被土壤中的有机质的光谱信息所掩盖，进一步加大了光谱信息提取的难度；同时土壤的反射率会因铁氧化物的存在而在整个波谱范围内有明显的下降趋势，土壤的光谱反射率都朝着蓝波方向下降，并且这种下降趋势可以扩展到紫外区域[4]，相关研究陆续拓展至矿区重金属污染中来[5]；国内自20世纪八十年代在云南腾冲系统地开展土壤光谱与理化性状关系的研究[6～7]，并于九十年代末开展遥感技术在矿区重金属污染监测的探索。
目前遥感技术对矿区土壤重金属污染评价研究主要有两个方向：一是植被反演。根据地表植被覆盖以及重金属在植被根茎、叶片中富集，植被在重金属胁迫下叶绿素等光谱特征发生变化的特点，通过植被光谱数据反演土壤中的重金属含量，间接评价重金属污染。二是土壤监测。利用重金属对土壤波谱特性的影响，通过土壤光谱数据监测重金属含量[8-10]。
2. 植被反演方法
植被在生长发育的过程中，矿区土壤中的重金属被吸收和富集，对植物的产生的影响主要体现在长势方面产生了生物地球化学效应，如色素含量、水含量、叶面温度的变化，进而影响植被的光谱反射率，植被光谱的变化能够在遥感光谱信息中有所体现。基于以上认识，可以通过植被光谱信息、波谱曲线变化的分析提取污染信息[11]。不同植物对重金属敏感性不同，重金属胁迫导致植物体内生物化学成分发生改变，使电磁波谱反射特性不同。
植被反演方法的原理是，运用遥感技术研究重金属污染条件下植被光谱特征变化，建立植被光谱特征与重金属污染条件下植被生长状态参数变化之间的关系[7]；研究叶绿素含量与重金属污染之间的关系，分析叶绿素变化敏感的光谱指数及其响应规律，并进行了区域应用与验证[11-13]。研究表明，随着土壤中重金属含量增加，植被近红外、可见光反射光谱特征发生显著变化，表现为可见光光谱反射增强，近红外光谱减少，红边移动范围减少[14-15]。此方法适用于矿区植被覆盖较茂密的区域。
王杰等（2005年）以江西德兴铜矿去为实验区，采用美国陆地卫星（Landsat）ETM +数据，采用比值分析、彩色合成、影像融合等方法增强影像视觉效果，对污染区的植被的波谱曲线与正常区的同种植被的光谱特征作对比，总结出受毒化植物叶冠的波谱形态与正常植物叶冠的波谱形态相比发生的形态变异的特征，总结对照区和污染区植被的波谱特征差异和各污染区的受污染程度，分析出不同污染区植物的受毒害程度[16]。
雷国静等（2006年）在南方植被茂密区离子型稀土矿区采用高分辨率QuickBird遥感数据采取坐标换的方式，消除土壤信息干扰，获取了较真实的植被受污染影响程度的信息，运用了归一化植被指数密度分割方法和通过旋转二维散点图获得植被绿度方法来提取植被污染信息，取得了较好的效果[17]。
李新芝等（2010年）以肥城煤矿区为实验区，将SPOT-5数据2.5米分辨率的全色波段进行小波变换、主成分分析等融合方法提高图像的空间信息量，综合运用缨帽变换、植被与土壤相关性分析、支持向量机分类等方法提取矿区植被信息，并制作了植被等级分布图，确定了不同污染程度的植被覆盖面积，与矿区污染分布的规律具有较好的一致性[11]。
黄铁兰等（2014年）以广东大宝山矿区及周边10 公里范围作为研究区，分别以ASTER及QuickBird为数据源，采用植被指数法和植被绿度法对植被污染信息进行识别，对获取的植被绿度信息图像进行密度分割，获得植被污染程度及分布情况。同时建议大范围的矿山植被污染信息的识别，考虑到项目综合成本等因素，采用ASTER等低分辨率的数据源，选择植被绿度指数法进行识别。对于小范围的典型矿区，可选用QuickBird 等高分辨率的数据源，用植被指数法进行识别[18]。
由于混合像元、大气效应的存在，植被信息提取过程中容易出现错分、漏分现象；相关系数的设置易受经验的影响。同时信息提取易受云层、山体阴影和人类生产活动的影响，均存在一定的误提现象。未来应加强信息提取技术、多源遥感数据在植被反演中的应用研究，以解决上述问题。
3. 土壤监测方法
土壤是由多种物理化学特性不同的物质的组成的混合体，例如有机质、重金属、水、其他矿物质等。各种物质均有发射、反射、吸收光谱的特性，都会对土壤光谱特征产生影响，同时植被覆盖也对土壤光谱的监测有较大影响，因此对于通过土壤光谱数据直接监测土壤重金属含量的研究，尚处于探索阶段。
土壤监测方法的原理是，利用光谱分析方法室内测定土壤发射光谱数据，经线性回归分析或指数回归分析、标准化比值计算、特征光谱宽化处理后，利用回归分析方法建立重金属元素含量与发射率变量之间的土壤重金属反演模型，定量反演出矿区土壤重金属含量[19-23]。此类方法适用于植被覆盖率较低的地区。
Thomas Kemper等（1998年）在西班牙Aznalcóllar 尾矿库溃坝事件土壤重金属污染监测中，基于多元线性回归分析（MLR）和人工神经网络（ANN）方法分别通过化学分析、特征光谱--近红外反射光谱（0.35?0.35μm）手段监测土壤重金属含量，两种手段对 As、 Fe 、Hg、Pb、S、Sb等六种元素监测有较高的相似度。为相似矿区环境的监测提供了较好的借鉴意义[13]。
李淑敏等（2010年）以北京为研究区，研究土壤中8种重金属（Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb、Hg）的含量与热红外发射率的关系，分析了土壤重金属的特征光谱，并模拟预测了重金属含量的回归模型，为基于遥感光谱的土壤重金属含量监测奠定了基础[24]。
宋练等（2014年）以重庆市万盛采矿区为研究区，通过光谱特征物质之间的自相关性来分析土壤中光谱特征物质，在回归分析的基础上建立As、Cd、Zn重金属含量的遥感定量反演模型，监测三种重金属含量，结果表明土壤在近红外波段和可见光波段的反射值比值与土壤中As、Cd、Zn含量存在较好相关性[25]。
部分研究对波段选择和光谱分辨率的重要性认识不高，影响了重金属元素光谱信息识别、重金属污染预测精度；土壤中绝大部分重金属，如铅、锌、铬、砷等在可见光―近红外波段区间的光谱特征较弱，易被植被、土壤波谱信息掩盖，对直接利用土壤重金属光谱特征来提取污染信息带来了难度。研究发现，铁氧化物的波谱特征较明显，今后需加强土壤中重金属与铁氧化物相关性的研究，以提高污染信息提取的准确性。
4. 未来展望
近年来，遥感技术用于矿区土壤重金属评价取得了一定进展，今后要在以下几个方面寻求突破：
（1）研究遥感信息提取新技术新方法。地物波谱特性易受土壤成分、大气效应、植被等环境噪音的影响，需进一步加强波谱信息提取技术的研究，以提高遥感信息提取的准确性。
（2）加强田间光谱测量研究。目前对土壤重金属监测仅局限于实验室级别的光谱监测，需要进一步探讨其他因素对重金属吸附的影响以建立准确的土壤重金属含量光谱估算模型，并进行大量而精确的实验室与田间的光谱测量工作。
（3）由定性监测向定量监测转变。遥感技术在矿区土壤重金属污染评价方面的研究大多是定性或半定量评价，尚达不到定量评价。需在遥感反演土壤污染信息模型与理论方法、土壤重金属含量与光谱变量的相关关系等方面加强研究，以接近或达到定量评价污染的水平，进而利用遥感技术评价大面积土壤污染及修复。
（4）研制高性能的卫星，提高遥感信息获取能力。作为中国16个重大科技专项（2006年～2020年）之一的高分辨率对地观测系统已进入全面建设阶段，其中2014年8月发射升空的高分二号卫星空间分辨优于1m，这必将改变遥感数据普遍采用国外遥感数据（SPOT、Landsat、QuickBrid等）的局面。
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