土地利用动态遥感监测及其技术应用现状研究

土地利用动态遥感监测及其技术应用现
状研究
青海省地理空间技术及应用重点实验室青海西宁810001
摘要：土地利用动态调查指对不同时段的土地使用信息进行对比研究,在其
数量与规模上研究其动态变化性质和未来变化趋势。

遥感技术在信息收集上具备
全方位、多时的、全天候的特征,在应用上则具备多源数据处理、多领域整合研究、多维动态监控及多用途的特征。

利用遥感技术能够获得较大范围的土地资源
数据信息,在资源动态监控上也有着更广阔的发展前景。

关键词：土地利用；动态遥感监测；技术应用
1土地利用动态监测内涵
土地利用动态监测通过对比不同时相（至少2个时相）的土地利用数据，分
析土地在空间、时间和数量上的动态变化特征以及未来发展趋势。

土地利用遥感
动态监测是利用同一区域、不同时相的遥感图像之间的光谱特征差异分析和识别
土地利用状态或变化，其本质是量化时序遥感图像的时域效果，即通过量化多源、多时相遥感图像的空间域、时间域、光谱域等耦合特征，识别土地利用变化的类型、位置及数量。

土地利用动态监测需要监测区域内的全部土地资源，分析和掌握各种土地利
用种类的动态信息，包括空间分布、数量、质量等。

当前土地利用动态监测主要
通过定期监测全国土地调查、土地利用/土地覆盖情况、耕地和建设用地等土地
利用变化情况，对土地利用总体规划及年度用地计划的执行情况进行客观、直接、及时的检查。

土地利用动态监测的目的是核查每年全国土地变更调查的汇总成果，对违法或涉嫌违法的地区及其他特定目标进行快速监测，为违法用地查处及突发
事件处理提供佐证和依据，为国家宏观决策提供科学、可靠的依据。

2监测内容
国土利用遥感技术动态监控即通过监视全国范围内的所有用地资料,以掌握
其土地利用类型数量、品质、空间分布情况等的动态信息。

土地利用通过遥感技
术动态监控,重点是对农用地和城市建设用地等土地利用变动情况,实施准确、直接、客观的定期监控,及时监测我国土地利用总规划情况和年度用地规划落实情况,并重点核实我国年度用地变动情况调查汇总数据,为我国的宏观决策提供更为
真实、精确的土地利用变化情况；对违法及疑似违法用地的区域范围及其他特定
目标等变化状况实施更快速的日常监控,为违法用地查办和突发事件管控提供依据。

20世纪90年代至今,遥感信息科技已应用于环保监督、国土资源勘测和动态
监控、城市规划管理等各方面。

它的多空间分辨率、多时相的遥感图像和大数据
分析,使人类可以分析周围环境与自然资源等的空间规律,从而加速了人与自然和
谐共生的现代化进程。

根据一个区域不同时地、不同波段的区域之间存在的频谱
性质差异,可以确定、研究土地利用状况或现象转变的过程。

以遥感技术动态观
测土地利用的实质是对图像中空间时域效应信息的捕捉,通过分析不同时地的遥
感技术图像空间域、时间域、光谱区域之间的相互作用或耦合现象,从而掌握土
地利用过程的种类、部位和种类等信息。

3土地利用动态监测技术方法
朝阳市位于辽宁省西北部，双塔区和龙城区是其管辖的两个区。

朝阳市地形
以丘陵为主，其分布错综复杂，适用于发展农业的平原面积较少，但生物多样性
非常丰富，土地资源总量大。

双塔区和龙城区处于温带季风气候区，四季分明，
因有低山阻隔，受海洋影响较小，降水量总体较少。

研究区面积合计1204km2，
其中，双塔区面积约为500km2，龙城区面积约为704km2。

下面分析双塔区和龙
城区的自然资源状况。

3.1数据来源
本研究数据来自地理空间数据云平台，选取云量小于3%的卫星遥感影像数据。

受限于时间、研究对象等因素，提取朝阳市双塔区和龙城区时间跨度1～2年的5
期Landsat卫星遥感影像数据（2014年、2015年、2017年、2019年、2021年）
作为基本信息源，应用ENVI软件和ArcGIS软件，将龙城区和双塔区的土地利用
类型分为林地、草地、耕地、建设用地、水域五类，提取每一年的土地利用类型
面积分析其走势。

3.2处理方法
选取朝阳市双塔区和龙城区2014—2021年的专题制图仪（TM）影像数据，
经过辐射定标和FLAASH大气校正的图像预处理，通过边界矢量对图像进行裁剪，再利用ENVI软件进行监督分类，提取分类后的结果进行分析，最后用ArcGIS软
件制作专题图。

3.3把握控制要点
遥感技术的控制要点是耕地面积变化和城乡建设用地规模。

当前农用地变化
的主要问题是非农建设占用与农村结构改变。

农村结构调整占用土地是具有可逆
性的,土地尚可修复,而非农建设项目占用,土地很难修复,所以控制非农建设项目
土地使用是关键。

3.4监测方法多样化
为满足各级自然资源管理的需要,根据国土利用调查定期提交利用数据,包括
土地资料和反映土地使用的情况、变迁的专题图数据等。

3.5监测系统具有多层次性
为了确保监测任务的顺利完成,各个自然资源监督管理机关均有一定的监测
组织,各个机构要相互联结形成系统,各层次有机整合,确保监测结果的统一性与
可比性,提升区域监测结果的可靠性。

3.6监测内容
国土利用遥感技术动态监控即通过监视全国范围内的所有用地资料,以掌握
其土地利用类型数量、品质、空间分布情况等的动态信息。

土地利用通过遥感技
术动态监控,重点是对农用地和城市建设用地等土地利用变动情况,实施准确、直接、客观的定期监控,及时监测我国土地利用总规划情况和年度用地规划落实情
况,并重点核实我国年度用地变动情况调查汇总数据,为我国的宏观决策提供更为真实、精确的土地利用变化情况；对违法及疑似违法用地的区域范围及其他特定目标等变化状况实施更快速的日常监控,为违法用地查办和突发事件管控提供依据。

20世纪90年代至今,遥感信息科技已应用于环保监督、国土资源勘测和动态监控、城市规划管理等各方面。

它的多空间分辨率、多时相的遥感图像和大数据分析,使人类可以分析周围环境与自然资源等的空间规律,从而加速了人与自然和谐共生的现代化进程。

根据一个区域不同时地、不同波段的区域之间存在的频谱性质差异,可以确定、研究土地利用状况或现象转变的过程。

以遥感技术动态观测土地利用的实质是对图像中空间时域效应信息的捕捉,通过分析不同时地的遥感技术图像空间域、时间域、光谱区域之间的相互作用或耦合现象,从而掌握土地利用过程的种类、部位和种类等信息。

3.7变化分析
土地利用变化分析是利用CA-Markov模型分析多时相土地利用数据状态及其变化。

目前，马尔科夫（Markov）模型主要应用在土地利用/土地覆盖变化建模中，但该模型难以预测土地覆盖的空间格局变化。

元胞自动机（CA）模型具有强大的空间运算能力，可以有效地模拟系统的空间变化，但该模型主要着眼于元胞的局部相互作用。

CA-Markov模型综合了Markov模型和CA模型的优势，不仅可以长期预测，而且可以模拟复杂系统空间变化，从而实现有效地模拟土地利用格局的空间变化。

CA-Markov模型的基本方法是利用前后2个事件景观格局之间的转移概率矩阵模拟土地利用发生的状态及其变化。

结论
随着数字遥感技术和计算机技术的快速发展,对于自然资源的现状及变化数据的收集,已经有了快速高效的手段。

而遥感技术应用的第二阶段是动态观测,遥感技术从静止观测到动态观测,从定性数据分析到量化科学研究,这些变化就是它的重要发展成果。

遥感技术获取到的信息在自然资源管理领域中,所运用的深度与广度也必将是日新月异。

在空间整合的新平台上,“3S”集成信息技术的广泛应用已成为一大趋势,这项技术的应用也将更有效地帮助我国掌握国土资源动态与发展趋势,实现区域土地资源的合理开发与区域可持续发展。

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