土地资源领域遥感技术的应用研究

土地资源领域遥感技术的应用研究

内蒙古科技大学内蒙古包头市014010

摘要:研究人类活动与土地资源之间的关系时,可运用遥感技术,随着遥感技术发展,应当关注其在土地应用领域中存在的问题,尤其是地物属性信息相关问题,在获取土地资源成像信息后,还要参考土地环境的变化与社会经济数据,把握人类活动这一变化性的驱动因素,以此实现结合社会经济信息与资源环境变动的研究需求。全面地将遥感技术的作用发挥出来,对当前的国土空间格局进行改善,利用土地资源来推动区域经济均衡发展。

关键词:土地资源;遥感技术;应用

1遥感技术的特点

1.1多波段数据

遥感传感器通过采集地物反射的太阳光和自身发射的电磁波信息,经过特定的数学计算公式运算,最终形成各波段影像。光线根据其波长可分为红外、可见光、紫外波段,不同地物对光线各波段反射率存在显著差异,通过不同波段信息的组合,可以精确识别不同地物。遥感卫星能够在同一时间收集同一地物的多波段信息,根据地物光谱反射差异特征,按照使用者需求,有针对性的组合对应波段的遥感影像,使目标与其他地物在显示效果上明显区分,提高可视化程度,为地物类型精准识别提供新方法。[

1.2多分时空辨率

技术的进步使得遥感卫星在数量和类型上不断完善,先后发射了以Landsat系列、高分系列为代表的遥感卫星。遥感影像的时间分辨率和空间分辨率的差异决定了影像的使用功能。例如Landsat系列的代表卫星Landsat8-OLI空间分辨率为30米和15米,数据更新周期为16天;MODIS影像空间分辨率为250米、500米和1000米,数据更新周期为1-2天。多平台遥感数据的发展提高了用户对遥感数据的选择性,大幅提高了工作和研究效率。

2土地资源应用遥感技术的基本特点与内容

2.1构建土地资源分类系统

运用遥感技术可对当前的土地资源的主要类型进行区分,根据其差异性,获得相应的动态信息、分布信息与面积信息,进一步了解动态模式、空间格局与资源构成情况。可构建相应的分类系统,利用制定的分类方法与规则,区分不同类型的观测对象,在其中建设层次关系,精准分析研究结果。依据当前的技术条件,需要结合使用目的,来形成相对独立化的分类系统,但是可能会出现普适性与针对性方面的问题。分类土地资源时可使用多种手段,我国主要根据利用方式与地形进行分类,通过遥感监测来搭设分类系统,了解地表覆盖下的土地分类情况,搭设遥感监测信息库。以地形为标准,可将土地资源分为盆地、山地以及丘陵等,主要可对其外在形态进行有效反应。不用类型的土地的实际应用价值也有所不同,最终选用的应用方式也存在明显差异;土地利用方式主要有水域、林地与耕地等。国际上对土地进行分类时,更多地考察地表覆盖情况,IGBP所提供的土地分类系统应用频率相对比较高,具体类别项目包括混交林、落叶阔叶林、落叶针叶林与常绿阔叶林等。我国在实施分类时,主要综合覆盖特征、利用方式、经营特点与用途等与土地相关的要素进行分类,二级类型共46个,一级类型共8个,如水域、交通用地、林地以及工矿用地等,这一分类系统还在被不断完善,通过遥感可实现动态检测与调查需求,不断细化土地资源分类情况。

2.2技术路线

土地资源领域的研究工作主要核心为人地关系,这种资源可满足人类使用需求。使用遥感技术可以了解土地资源的分布与数量,达到基础性的研究目标。应用初期,可帮助获取更多空间性信息。如在实地调查的环节中,可在遥感影响/数据与实际的地物之间构建对应关系,对标志进行判断,分析影像,识别具体的土地类型后,计量覆盖面积与编制图件,填补土地调查活动的空白,成果通过报告与图表加以呈现。

遥感技术向前发展,可用的传感器种类丰富,卫星数量也因此而增加,外部天气因素不会给遥感监测质量造成过多的影响,时间序列也逐步成型,关注点被逐步转移到更新土地资源数据与动态监测工作方面。获取的动态信息量随之增加。研究土地资源的技术路线内容如下:制定分类系统,实施点线调查,落实专题制图工作,量测土地面积,汇总与分析所获取的数据,应用与处理调查成果。在实地调查阶段中,遥感技术介入,调查范围被直接扩展到完整的空间区域中,可深入了解目标区域的情况;可使用计算机自动分类软件或者交互性人机判读系统。来掌握空间信息,制图结果与实际情况更为贴近;将遥感技术与GIS集合运用,优化动态监测的实施过程,提升土地资源信息获取效率,这一技术线路也逐渐出现螺旋式演进的特征,成果多以数据库的形式进行展示,甚至可将动态库与现状库结合。

2.3提取土地资源信息的主要方法

提取土地资源信息时,需要表示与识别不同类型、空间与时期的土地资源的属性特征。有两种提取方法可使用,可发挥计算机技术在遥感技术应用过程中的作用,组合不同波段信息后进行计算;也可借助专业人员去来了解区域状况与遥感数据。早期可借助目视解译的手段来提取遥感信息,依照土地资源理论知识与提取经验,可构建判读地物类别的标志,达到形成专题地图的目标,在调查全国土地资源与个自治区土地资源时,可运用大型遥感技术,获取数据产品。这种解译提取方法灵活性强,可实现综合判断地学知识的需求,但是容易受到主观因素的影响,需要投入的人工成本也比较高。

在遥感技术系统中,自动化分类系统可消除目视解译的主观性问题,具体有人工智能分类与统计学分类等方法。利用统计分析学科的原理,可运用监督分类法与非监督分类法来实现简单分类,在研究土地覆盖与利用的初期阶段时可运用分监督分类法;监督分类法需要借助训练样本来实现,最大似然分类技术的应用相对广泛,主要依靠呈现正态分布状态的训练数据来实现。

专家系统、神经网络与蚂蚁算法等分类方法也逐渐成熟。在神经网络分类系统中,需要发挥多种形式的算法的作用,如模糊神经网络、反向传播网络以及自组织特征映射网络等,算法有模拟退火算法、小波变换以及遗传算法,可集成多种算法。使用神经网络分类手段时,其主要突显出良好的自适应性,可进行复杂运算,数据分类函数与数据类型受到的限制比较少,进行分类时可融入多种数据,基于遥感数据与LandsatETM系统,给滨海湿地覆被情况进行分类时,分类精度高达85%,但是神经网络系统是一种黑箱结构,不能解释结果,同时收敛速度偏慢,仅能在小范围区域中使用。设置自动分类方法,可依靠GIS的计算优势,将更多的关注度投入到过程中,但是由于缺少必要的辅助信息,机理解释受到影响,存在过多的假定条件。直接对遥感数据实施自动分类,基于像元带来的影响,结果多为栅格方式,计算面积与制图环节存在不足,需进行矢量处理,使用计算机进行自动分类,则需考察计算过程,使用的遥感数据也需具有良好的质量与时相。

结束语

土地资源管理工作的重要性逐步提升,如果需要科学利用土地资源,就必须深入了解土地资源的实际情况。土地资源属于自然资源,可供多种产业使用,对其进行检测与分析时,可从量与质两个方面切入。随着可用土地资源不断减少,人们利用土地资源的方式也随之改变,利用前期应分析土地资源的综合利用价值,包括自然属性与社会属性,不同时期与地域的土地资源存在明显差异。可选择利用遥感探测技术来了解土地资源的组合方式与时空特点,以此形成土地开发方案。

参考文献:

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[2]李涛.遥感技术在国土资源管理调查中的应用[J].世界有色金属,2018(18):17-18.

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