遥感技术在土地资源管理领域的应用

遥感技术在土地资源管理领域的应用黄钊 （广西师范学院资源与环境科学学院 530001）摘要：根据遥感的发展现状和土地资源管理应用的要求，探讨遥感技术在土地资源管理领域的应用，包括土地详查、地籍调查、动态监测和耕地保护利用方面应用的一些实例和应用的理论方法。关键词：遥感 土地详查 地籍调查 监测 耕地 遥感英文原名Remote sensing，缩写RS，其含义是遥远的感知。遥感起源于20世纪60年代，它的特征是不直接接触被研究的目标，感测目标的特征信息（一般是电磁波的反射、辐射和发射辐射），经过传输、处理，从中提取人们感兴趣的信息，这个过程叫遥感。遥感技术则是实现这种过程所采取的各种技术手段的总称，遥感包括陆地、航空、航天摄影测量等技术。遥感技术依其波谱性质，可分为电磁波遥感技术、声学遥感技术、物理场遥感技术，目前应用较多的是电磁波遥感技术。电磁波遥感技术经过了地面遥感技术、航空遥感技术、航天遥感技术三个阶段。随着空间技术、电子技术、光学技术和计算机技术的发展，遥感器的运输工具从飞机很快发展到卫星、宇宙飞船和航天飞机，遥感谱段从可见光发展到红外和微波，遥感信息的记录和传输从图像的直接传输到非图像的无线传输。遥感探测不受地面条件的限制，具有全天候、动态、重复探测的功能，而且遥感成象周期短，能实时、准确的反映地面信息的变化，为土地资源的调查、研究提供大范围动态的、准确、丰富的信息源，从而可以弥补传统土地资源调查周期长、难以获得同步不同地区同一时段信息的不足。随着遥感技术的发展和图像空间分辨率的不断提高，对土地资源从宏观到微观的探测将提供更加丰富的信息。此外，多平台、多传感器、多波段、多时相以及多种分辨率的遥感影像融合和彩色合成技术还能齐集同一地区地物的波谱特性，增强了图象的目视判读和数字分析能力。如：SPOT与TM影象的融合得到的影象，既最大限度地保留高分辨率的特征，又保留了土地资源光谱的特征，实现多数据源的信息互补，使土地资源各种地类特征清晰，判别容易。遥感图象的判读一般通过遥感图像处理软件完成，RS数字图像的处理过程是几何、辐射校正、信息定量化、信息复合、图像增强、信息特征提取、图像分类等一系列图像处理和分析研究，为各类型区的遥感综合调查提供了大量的优质图形信息。目前很多遥感图象处理软件和GIS系统集成或是提供和GIS的接口，在定量化、智能化以及RS、GIS、GPS的集成方面展开应用。RS为GIS提供信息源，GIS为RS提供空间数据管理和分析的技术手段（图像处理），GPS作为GIS有力的补测、补绘手段、实现了空间数据的实时更新。为R S及相关应用领域的用户提供了功能强大的图像处理工具，在应用于土地资源管理方面取得了良好的社会经济效益。 经过多方比较分析，遥感技术在土地资源综合调查中，具有明显的技术与经济优势，表现在数字处理、光学处理的潜力大，波段组合能力强，成图几何精度高，可满足1：2.5万、1：5万、1：10万、1：20万等比例尺专题制图的要求。具有分类精度高，地学综合信息丰富等特点。目前RS在土地利用现状调查、地籍调查、土地利用动态监测、耕地保护方面得到广泛的应用。 一、遥感技术在土地详查中的应用土地详查是对土地利用现状类型的调查，按新土地分类体系为三大类15个二级类和71个三级土地分类，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，很多地方地形、地貌复杂，常规测量方式土地详查作业困难，速度慢，采用航空和航天遥感技术提供的遥感图像，辅助人工实地调查结合GIS辅助作业的方式可以高质量高速度完成土地详查工作任务。利用遥感技术进行土地详查主要是对遥感图像进行解译，土地利用现状类型遥感解译的主要作业流程归纳起来可简述为：（a）准备阶段，即收集遥感调查所需的信息源，包括遥感和非遥感信息源；（b）建立各土地利用类型的解译标志，进行人机交互解译；（c）GIS软件处理、分析阶段；（d）汇总各土地利用类型面积，制图分析等。湖北省采用1999年最新的LANDSAT TM假彩色合成图像，采用人机交互式遥感解译方法与ARCINFO地理信息系统对全省的土地利用现状进行了1：250 000比例尺的遥感调查与制图，完成了土地详查工作。 卫星遥感在土地资源调查中能发挥很大的作用，陆地卫星TM数据作为中小比例尺土地资源调查的主要信息源是可靠的。采用图像处理、几何精纠正、目视综合解译、野外调查、计算机面积量测等技术方法就保证在卫星遥感调查中取得较高的定位、定性精度和一定的定量精度。 二、遥感技术在城镇地籍调查中的应用城镇地籍调查是通过测量和调查某一城市（镇）内每一宗地的位置、权属、界线、数量和用途，以及四邻等基本情况，为土地管理提供基础资料。地籍调查成果是土地管理工作中最重要、最基础的资料。该项工作动用人力、物力、资金量极大。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GIS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。长春市土地管理局于1992年对全市原建城区1425平方公里的范围进行了地籍调查，由于当时没有任何可供利用的基础资料做底图，经研究论证，最后决定采用航空遥感资料作为地籍调查工作基础底图，内业数据全部采用计算机处理方式来完成该项任务。在调查初期，首先利用镶嵌的全市航空影像图进行控制网的布设，调查区域街道、街坊的划分与编号，然后进入权属调查的实施阶段，在权属调查中利用1：8000的航片为地籍调查索引图，逐宗进行界址点、线、建筑物的合法性、用地范围、土地所有者和使用者的实地确认；地籍勘丈时运用航片标注的界址点相关位置实地寻找测定界址点，内业应用城镇地籍调查成图软件进行地籍要素的编辑、修改，生成宗地图、地籍图，汇总出各类土地统计数据，提高了地籍调查的速度与质量。沈阳市勘测院利用航空遥感图像，辅以实地判读，内业利用立体测图仪进行航片的解译，直接量取相关的数据，生成图形与数据文件，使地籍调查工作中的权属调查与地籍测量全部应用遥感图像一次处理完成，获得了令人满意的效果。三、遥感技术在土地资源动态监测中的应用土地利用的动态变化，其实质是人类为满足社会经济发展需要，不断调整配置各类土地利用的过程。研究土地利用的动态变化，有助于了解土地利用变化的原因和机制，同时通过调整人类社会经济活动，促使土地利用更趋合理而达到土地资源可持续利用的目的。 遥感与地理信息系统（GIS）技术在我国资源与环境变化动态监测方面发挥越来越重要的作用，并成为开展土地利用变化研究不可缺少的重要技术手段。利用航空遥感调查方法（主要用于小区域大比例尺土地利用调查）结合GIS技术对研究区域土地利用变化进行动态监测在此基础上，用相应的模型模拟土地利用的动态演变过程，定量分析其演变的特点和预测其未来的演变趋势。广西苍梧县选取1980年8月拍摄的1：1万黑白航空像片、1：1万地形图以及1992年的1：l万和1：5万土地利用详查图和相关的调查资料（如截止1994年的土地利用变更资料）。采用全国农业区划委员会1985年公布的土地利用分类标准通过航片解译（目视解译）结合其它图件的综合分析，并在 GIS支持下对1980年及1994年两个时期土地利用图进行数字化处理，然后用ARCINFO软件进行套合叠加，获得19801994年土地利用覆盖变化图，同时进行各类面积量算获得相应的土地动态变化数据。中科院遥感所根据LANDSAT TM图像，利用了地形地貌图等辅助数据，并进行了实地勘察，得到湖北省1996年和2000年两期1：10万的土地利用数据和反映植被覆盖情况的1996和2000年夏季的两期植被指数数据。对湖北省近五年来的土地利用类型、土地利用程度、耕地状况、森林植被覆盖、城市扩展、水域湖泊状况等土地时空特征进行了动态分析，为研究我国的土地动态监测提供了一种思路与方法。 四、遥感技术在耕地保护中的应用 “十分珍惜和合理利用每一寸土地”是我国的一项长期的基本国策，人多地少，耕地资源馈乏是我国现有耕地资源的现状。耕地数量的多少，直接关系到国家经济长期稳定发展战略能否实现的根本保证，关系到国家的安定团结。保证全国耕地在一定时期内只能增加，不能减少，合理有效的利用耕地，保持耕地的相对稳定是我国必须坚持的长期国策。为了实现这一战略，国土管理部门先后利用遥感技术完成了土地利用总体规划的修编，耕地数量质量的普查等工作。近几年又利用卫星遥感图片连续进行土地利用情况的动态监测，土地动态监测研究成果最近荣获科技部科技进步奖。现己实施了对全国各大城市用地变迁、耕地变化为重点的卫星遥感监测工作，利用卫星遥感监测成果查处各类违法用地多起，有效制止了乱占滥用耕地势头的扩展，及时向国家上报动态监测情况，为政府的宏观决策，提供了科学保障。98、99年特大洪水发生后，及时利用灾前灾后卫星遥感资料分析水毁各类土地面积，采取有效措施，对水毁耕地进行修复，同时利用遥感资料，分析各类土地可供再利用状况，合理调整土地利用类型布局，依据不同情况及时采取了退耕还林还牧和保护耕地的措施，为改变我国生态环境有效保护耕地起到了积极作用。开展耕地资源卫星遥感宏观调查研究，快速获得动态、客观和全方位的耕地资源数据，搞清坡耕地的分布状况、中低产田和废弃耕地产生的原因、以及后备宜耕未利用地的限制因素，分析其耕地资源变化趋势，这对于改造中低产田，提高种植业单产，耕地复垦，生态退耕和合理开发利用土地资源，进而促进农业发展和生态保护将具有重大意义。总之，利用遥感技术获取土地资源信息是实际可行而又事半功倍的技术手段，特别是3S的综合应用是一种充分利用各自的技术特点，快速淮确而又经济地为人们提供所需的有关信息的新技术，三者的紧密结合，为用户提供精确的图形和数据。遥感技术的应用，必将大大推动土地资源管理数字化的发展和建设。参考文献：任晓华 李劲峰 李军， 湖北省土地利用状况遥感调查，华中师范大学学报，2002. 2马建梅，3S技术在土地资源管理与决策中的应用，西北农林科技大学学报，2001.3章磊 周星，试论高技术促进现代科学土地管理，北京测绘，2000.3王良健 包浩生 彭补拙，基于遥感与GIS的区域土地利用变化的动态监测与预测研究，经济地理 2000.2