水土流失的遥感监测技术应用

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利用遥感技术评估水土流失状态

利用遥感技术评估水土流失状态

利用遥感技术评估水土流失状态随着人口的增长和经济的发展,水土流失问题日益突出。

为了解决这一问题,利用遥感技术评估水土流失状态成为了一种有效的手段。

本文将从以下几个方面介绍遥感技术在水土流失评估中的应用。

一、遥感技术在水土流失评估中的基本原理遥感技术是指利用卫星、飞机等遥感平台对地球表面进行观测和测量的技术。

在水土流失评估中,遥感技术主要利用卫星遥感图像来获取地表信息,通过计算植被覆盖度、土地利用类型、坡度等指标来评估水土流失状态。

二、遥感技术在植被覆盖度评估中的应用植被覆盖度是评估水土流失状态的重要指标之一。

通过遥感技术获取的卫星图像可以反映出不同地区的植被状况,从而计算出植被覆盖度。

同时,利用遥感技术还可以监测植被覆盖度的变化情况,及时发现植被退化等问题,为水土保持提供科学依据。

三、遥感技术在土地利用类型评估中的应用土地利用类型是影响水土流失状态的重要因素之一。

通过遥感技术获取的卫星图像可以反映出不同地区的土地利用类型,如林地、草地、耕地等。

通过对不同类型土地的覆盖面积进行统计分析,可以评估不同地区土地利用类型对水土流失的影响程度。

四、遥感技术在坡度评估中的应用坡度是影响水土流失的重要因素之一。

通过遥感技术获取的卫星图像可以反映出不同地区的坡度情况,从而计算出不同坡度区域的面积比例。

同时,利用遥感技术还可以监测坡度区域的变化情况,及时发现坡度过大或过小等问题,为水土保持提供科学依据。

五、遥感技术在水土流失预警中的应用利用遥感技术可以实现对大范围区域的监测和预警,及时发现水土流失问题。

通过对历史数据进行分析,建立水土流失预警模型,可以预测未来可能出现的水土流失问题,并采取相应措施进行防治。

综上所述,利用遥感技术评估水土流失状态是一种科学、高效的手段。

随着遥感技术的不断发展和应用,相信在未来会有更多的科学方法和手段用于水土保持和防治工作中,从而更好地保护我们的生态环境。

遥感技术在水土保持测绘中的应用实例

遥感技术在水土保持测绘中的应用实例

遥感技术在水土保持测绘中的应用实例引言:遥感技术是指通过卫星、飞机等航天器对地球表面进行观测和记录的一种技术手段。

随着科技的不断发展,遥感技术在各个领域都得到了广泛的应用,其中之一就是在水土保持测绘中。

本文将探讨遥感技术在水土保持测绘中的应用实例,并阐述其在资源保护和环境管理中的重要性。

一、农田土壤侵蚀监测农田土壤侵蚀是农业生产中一个非常严重而普遍存在的问题。

传统的土壤侵蚀监测方法需要大量的人力物力,而且不够准确。

而利用遥感技术,可以通过获取高分辨率的卫星图像,快速准确地获取农田土壤侵蚀的情况。

通过遥感图像的比较,可以有效地监测和分析农田土壤侵蚀的程度,为土壤保护和农业发展提供科学依据。

二、林地破坏评估林地是生态系统中非常重要的组成部分,对环境保护和气候调节起着至关重要的作用。

然而,林地的非法破坏和利用已成为一个全球性的问题。

利用遥感技术,可以实现对大范围、复杂地形的森林资源进行快速、动态的监测。

遥感技术可以提供林地覆盖的准确度、蓄积量和破坏程度等信息,帮助相关部门进行林地保护规划和管理,从而实现森林资源的可持续利用。

三、湿地生态系统监测湿地是自然界中的重要生态系统,对于维护生物多样性和水资源的稳定性起到重要作用。

然而,湿地的退化和破坏已经成为全球性的问题。

利用遥感技术,可以监测和评估湿地的变化和变化原因,为湿地保护和恢复提供科学依据。

通过遥感图像的分析,可以获取湿地植被、水体分布的准确信息,帮助相关机构制定保护政策和措施。

四、土地利用规划土地利用规划是城市和农村发展中至关重要的环节。

传统的土地利用规划需要耗费大量的时间和人力物力,且往往只有单一的数据来源。

借助遥感技术,可以获取高分辨率的、快速更新的地表覆盖信息,包括建筑物、道路和农田等。

通过对这些数据进行分析和整合,可以制定出更加科学合理的土地利用规划,并为城市和农村的可持续发展提供重要支持。

结论:遥感技术在水土保持测绘中的应用实例不仅提高了监测精度,而且大大降低了人力和物力成本。

水土保持技术的创新与应用

水土保持技术的创新与应用

水土保持技术的创新与应用水是生命之源,土是生存之本。

水土资源是人类赖以生存和发展的基础性自然资源。

然而,在经济社会快速发展的过程中,由于不合理的人类活动和自然因素的影响,水土流失问题日益严重。

为了保护水土资源,维护生态平衡,促进可持续发展,水土保持技术的创新与应用显得尤为重要。

一、水土保持技术的重要性水土流失不仅会导致土地肥力下降,影响农业生产,还会造成河道淤积,加剧洪涝灾害,破坏生态环境,威胁人类的生存和发展。

水土保持技术通过采取一系列措施,如工程措施、生物措施和农业措施等,可以有效地减少水土流失,保护和合理利用水土资源,改善生态环境,促进经济社会的可持续发展。

二、传统水土保持技术及其局限性传统的水土保持技术主要包括梯田建设、鱼鳞坑、谷坊、淤地坝等工程措施,以及植树造林、种草等生物措施。

这些技术在一定程度上发挥了作用,但也存在一些局限性。

例如,梯田建设虽然可以有效地减少坡面水土流失,但工程量大,成本高,而且在一些地形复杂的地区难以实施。

鱼鳞坑和谷坊等措施虽然能够拦截坡面径流,但对于大面积的水土流失控制效果有限。

植树造林和种草等生物措施需要较长的时间才能发挥作用,而且在干旱、半干旱地区,由于水资源短缺,植物的成活率和生长状况往往不理想。

三、水土保持技术的创新随着科学技术的不断发展,水土保持技术也在不断创新。

1、数字化技术的应用利用遥感(RS)、地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)等数字化技术,可以对水土流失进行实时监测和评估,为水土保持规划和决策提供科学依据。

通过遥感技术,可以获取大面积的地表信息,快速准确地监测水土流失的现状和动态变化。

地理信息系统则可以对监测数据进行分析和处理,绘制水土流失图,评估水土流失的危害程度,并为制定水土保持措施提供空间分析和决策支持。

全球定位系统可以用于定位水土流失监测点和水土保持工程的位置,提高监测和工程实施的精度。

2、新材料的应用新型水土保持材料的研发和应用,为水土保持工作提供了新的手段。

2023年度水土流失动态监测技术指南

2023年度水土流失动态监测技术指南

2023年度水土流失动态监测技术指南
摘要:
一、前言
二、监测目的与意义
三、监测内容与方法
四、监测时间与地点
五、监测技术与设备
六、数据处理与分析
七、监测成果与应用
八、总结与展望
正文:
一、前言
为做好2023 年度水土流失动态监测工作,制定本技术指南。

本指南旨在规范监测方法,提高监测精度,为水土保持工作提供科学依据。

二、监测目的与意义
2023 年度水土流失动态监测的主要目的是掌握我国水土流失现状和发展趋势,为水土保持政策制定和实施提供数据支持。

通过监测,可以揭示水土流失的危害,评估水土保持措施的效果,促进水土资源的可持续利用。

三、监测内容与方法
监测内容主要包括:土壤侵蚀、土壤流失、土壤保持等。

监测方法主要有:地面调查、遥感监测、模型预测等。

四、监测时间与地点
2023 年度水土流失动态监测覆盖全国范围内的各类土地类型。

监测时间为2023 年全年。

五、监测技术与设备
采用高精度GPS、无人机、激光雷达等先进技术进行监测。

同时,利用遥感影像、地理信息系统等设备进行数据处理和分析。

六、数据处理与分析
对收集到的各类数据进行整理、汇总和分析,形成监测成果。

通过对成果的解读,评估水土流失状况,分析水土保持措施的效果。

七、监测成果与应用
监测成果将为政府部门、企事业单位等提供水土流失状况和防治工作的参考依据。

同时,为水土保持科学研究和人才培养提供支持。

八、总结与展望
本指南为2023 年度水土流失动态监测提供了技术指导。

卫星遥感技术在水土流失监测中的应用

卫星遥感技术在水土流失监测中的应用

卫星遥感技术在水土流失监测中的应用摘要: 水土流失监测是指对水土流失现象的发生、发展、危害进行调查、观测和分析工作,通过水土流失监测,明确水土流失的类型、程度、强度与分布特征、危害及其影响情况,进而对水土流失防治做出科学合理的决策。

卫星遥感技术作为一种现代化监测技术,以其覆盖面广、准确度高、时效性强的特点,能够有效地满足水土流失监测的各种技术要求,被越来越广泛的应用在水土流失监测工作中。

关键词:水土保持;水土流失监测;卫星遥感技术1.水土流失监测概况随着我国城镇化速度的加快,水土流失现象日益严重,开展水土流失监测能够及时、准确、全面、系统地掌握水土流失现状、动态及相关信息,为全国各级政府制定水土流失防治策略提供科学有效的依据。

水利部印发的《全国水土保持信息化规划(2013~2020年)》中提出,针对我国水土流失类型、区域和动态监测的复杂性,治理目标多元性的特点,需要通过信息化手段实现水土流失监测点监测数据的自动化采集、传输;需要借助信息科技手段加强水土流失分布、动态变化、发展趋势的宏观监测信息获取与分析能力,为水土保持防治提供信息支撑;需要借助信息化手段实时、动态评价小流域生态环境状况;需要借助信息科技手段,监测分析生产建设项目土壤侵蚀模数与径流系数,为水土保持方案审批、城市雨洪调蓄能力提高提供信息支持。

最初,我国水土保持监测方式以地面监测站为主,主要以人工监测的方式对径流、泥沙、土壤进行取样分析,得出水土流失数据。

这种监测方式存在样本准确度低,人工成本高等缺点,严重制约着水土流失监测工作的开展。

近年来,随着卫星遥感技术的普及,水土流失卫星遥感监测逐渐取代传统的人工监测方式,成为一种新型水土流失监测方法。

2.卫星遥感技术在水土流失监测中的应用卫星遥感技术以人造卫星为平台,依托于高清摄像系统进行图像采集,具有覆盖面广、准确度高、时效性强的特点,保证了水土流失监测的精确度和实时性。

随着数字图像处理技术的快速发展,卫星遥感技术在水土流失监测中的应用也在不断发展。

遥感技术在土地利用规划中的应用

遥感技术在土地利用规划中的应用

遥感技术在土地利用规划中的应用土地是人类生存和发展的重要基础资源,如何科学合理地规划和利用土地,对于实现可持续发展具有至关重要的意义。

遥感技术作为一种先进的对地观测手段,为土地利用规划提供了丰富、准确且及时的数据支持,在土地利用规划的各个环节发挥着不可或缺的作用。

一、遥感技术概述遥感技术是指从远距离、高空,以至外层空间的平台上,利用可见光、红外、微波等探测器,通过摄影或扫描、信息感应、传输和处理,从而识别地面物体的性质和运动状态的现代化技术系统。

它具有大面积同步观测、时效性强、数据综合性和可比性等优势。

通过遥感卫星、飞机等平台搭载的传感器,可以获取不同波段、不同分辨率的影像数据。

这些数据涵盖了地物的光谱、纹理、形状等特征,为土地利用的分类、监测和分析提供了丰富的信息源。

二、遥感技术在土地利用规划中的具体应用(一)土地利用现状调查遥感影像能够清晰地反映出土地的利用类型、分布和面积等信息。

通过对遥感影像的解译和分析,可以快速、准确地获取大范围的土地利用现状数据,包括耕地、林地、草地、建设用地等的分布情况。

相比传统的地面调查方法,大大提高了工作效率和数据的准确性。

(二)土地利用变化监测土地利用是一个动态变化的过程,遥感技术可以实现对土地利用变化的实时监测。

定期获取同一地区的遥感影像,通过对比不同时期的影像,可以及时发现土地利用的变化情况,如城市扩张、耕地减少、森林砍伐等。

这有助于及时掌握土地利用的动态信息,为规划调整提供依据。

(三)生态环境评估在土地利用规划中,生态环境保护是重要的考虑因素。

遥感技术可以用于评估土地利用对生态环境的影响,如监测植被覆盖度、水土流失、湿地退化等。

通过分析这些生态环境指标的变化,制定更加合理的土地利用规划策略,以实现生态与经济的协调发展。

(四)土地适宜性评价利用遥感数据获取的地形、土壤、植被等信息,结合地理信息系统(GIS)的分析功能,可以对土地的适宜性进行评价。

确定不同类型土地适宜的用途,如适宜耕种的区域、适宜建设的区域等,为土地利用规划提供科学的决策依据。

生产建设项目水土保持监测新技术应用

生产建设项目水土保持监测新技术应用

应用技术与设计生产建设项目水土保持监测新技术应用岳焕丽1蒲小东2郑培龙1孟祥军1董海涛1邓肯1(1.北京水保生态工程咨询有限公司,北京西城100053;2,贵州中交江玉高速公路发展有限公司,贵州铜仁554400)摘要:生产建设项目水土保持监测是准确掌握建设项目水土流失动态变化和水土保持措施实施效果的重要手段与基础工作。

监测方法是实现监测工作准确、科学的重要手段,笔者总结了选择监测方法的原则,介绍了几种目前用于生产建设项目的新 技术新方法,探讨了未来开展监测工作的发展方向。

关键词:水土保持监测新技术1监测方法的选择1.1选择监测方法的原则①目前开发建设项目水土保持监测方法种类较多,根 据工程类型、地形地貌等特点,合理选择适宜的监测方法,这是保证监测结果准确可靠的关键。

比如,小区观测法适用于扰动面、弃土弃渣等形成的水土流失坡面,不适应与纯弃石组成的堆积物的监测;控制站监测法适用于水土流失防治责任范围集中在一个或几个小流域范围内的 建设项目,不适用于 项目;适用于 物 较、水面积不、集中 的地方;侵蚀沟适用于暂不扰动的临时土质开面、临时堆土等坡面的土壤流失测。

②地制宜监测方法的选择 根据 项目类型,因地制宜,用。

一 中型开发建设项目,于扰动面积 ,,选择监测方法多 。

项目制,不适宜使用 监测方法。

比如 地产开发项目,于类项目于中,地面积较小,用地。

建筑物防治区,的堆,工 ,工 的土地整治与植,工 ,扰动 。

,在 个 工 ,合适 设水土保持监测设设,监测点的布设不。

,地制宜,多用用,项目 水口的 ,在暂时不扰动的临时土质 坡,用 工 监测 据的 。

③因时制宜于大多建设项目时在一上。

时 较,,在监测过程中要根据特的时间选择合适的监测方法。

1.2监测方法的种类建设项目水土保持监测包括地面观测与遥感监测。

监测方法包括地面观测、调查、遥感监测三类。

地面观测法包括 地量测监测、点地面观测法。

实地测法是监测技术人员深入项目现,用测距仪、GPS、全站仪、RTK等技术,开展监测指标的地测。

3S技术在水土保持与荒漠化防治中的应用研究

3S技术在水土保持与荒漠化防治中的应用研究

3S技术在水土保持与荒漠化防治中的应用研究1. 引言1.1 研究背景水土保持与荒漠化防治是当前全球面临的重要环境问题,随着人类活动的不断发展和土地利用方式的改变,土地健康状况受到了严重破坏,水土流失、荒漠化等问题日益严重。

为了有效解决这些问题,需要运用先进的技术手段进行监测和治理。

3S技术即遥感(Remote Sensing)、地理信息系统(Geographic Information System)和全球定位系统(Global Positioning System)的综合应用,为水土保持与荒漠化防治提供了重要的支持和帮助。

通过利用3S技术,可以实现对土地利用状况、植被覆盖状况、水资源分布等进行全面监测和分析,为科学制定水土保持和荒漠化防治的措施提供依据。

对于3S技术在水土保持与荒漠化防治中的应用研究具有重要的现实意义和深远的影响。

【略】1.2 研究意义通过3S技术可以实现对水土流失、植被覆盖、土壤侵蚀等情况的实时监测和全面分析,为科学合理地制定水土保持和荒漠化防治措施提供了技术支持。

3S技术可以实现多源数据的集成和综合分析,帮助准确评估不同地区的水土保持与荒漠化情况,为精准施策提供数据支持。

结合遥感影像与地理信息系统,可以实现对植被覆盖、土地利用、地形地貌等数据进行时空动态监测,为实现水土保持与荒漠化防治的可持续发展提供了技术保障。

研究3S技术在水土保持与荒漠化防治中的应用具有重要的意义,可以为相关领域的研究和实践提供技术支持和决策参考,推动水土保持与荒漠化防治工作取得更好的效果。

2. 正文2.1 3S技术在水土保持中的应用1. 地质灾害监测与预警:利用遥感技术、GIS和GPS技术,可以实时监测地质灾害的发生情况,为防范和减少地质灾害提供及时预警。

2. 地形测量与地貌分析:通过遥感技术获取地表信息,结合GIS分析,可以对地形进行全面准确的测量和分析,为水土保持措施的制定提供科学依据。

3. 植被监测与生态调查:利用遥感技术进行植被监测和生态调查,可以及时了解植被覆盖情况和生态环境变化,为制定生态恢复方案提供数据支持。

遥感技术运用于生态环境监测的分析

遥感技术运用于生态环境监测的分析

遥感技术运用于生态环境监测的分析摘要:在环境污染控制与治理中,环境监测的重要性是不言而喻的。

在生态环境的监测与管理,遥感技术在生态环境监测中能够发挥非常重要的作用。

遥感技术以卫星、航空遥感技术为基础,能够对环境进行动态化地监测,对环境质量进行监督,从而避免生态环境污染加重。

本文首先针对遥感技术进行了概述,并分析了遥感技术在生态环境监测中应用的优越性,最后探讨遥感技术在生态环境监测中的具体应用及其应用流程。

关键词:遥感技术;生态环境监测;应用引言近年来,人们生态环保意识不断加强,开始积极研究环境监测技术,用以解决森林和草地生态功能退化、生态系统失调、土地荒漠化、生物多样性骤减、水土流失严重等问题。

但是,我国幅员辽阔,地形多样,地面环境监测和保护网点分布不均衡、不集中,传统环境监测站和检测技术作用有限,无法及时准确就环境污染和质量作出预报,难以满足人们日益高涨的环境监测需求。

由此,遥感技术逐渐被应用在现代环境监测中,以便准确监测环境问题,协助做好环境保护工作。

1遥感技术基本概述生态环境监测和管理工作涉及面比较广,是一个动态、长期、大规模的工作,其管理工作有很多种,比如地方生态环境保护部门自查,或是上级生态环境主管部门检查以及社会监督。

环境管理部门如果继续采用常规的实地考察方法,不仅工作量大且时间短,很难获得相关资料,还要花费巨资进行升级,尤其在边远地区,由于地域和装备等原因,很难进行有效的监督和管理。

随着经济的快速发展,进一步促进了科学技术的飞速发展,其中遥感技术在环境生态建设中的应用范围在逐渐扩大。

遥感技术的工作原理是借助改变目标的反射和辐射波探测与识别待测物体,准确获取一些地球表面地理空间数据信息的一种技术。

遥感技术是基于现代物理学、空间学、地理科学以及计算机等多种技术共同发展的一项技术,实用性与探测性能较高,在人造地球卫星成功发射后,为遥感技术的发展与应用奠定了重要基础。

在当前现代化遥感技术中已经涉及到对物体数据信息的获取、传输保存及处理等多个环节,通过利用遥感技术可以准确对图像进行定量和定性分析,准确掌握待测物体的实际情况,具有动态、宏观等综合性特点,可以帮助工作人员快速准确了解地理环境信息,因此在生态环境监测中发挥出显著的作用。

如何利用测绘技术进行水土流失监测与治理

如何利用测绘技术进行水土流失监测与治理

如何利用测绘技术进行水土流失监测与治理水土流失是一种严重威胁土地资源的环境问题,对农田肥力和生态环境造成了巨大损害。

为了有效监测和治理水土流失问题,测绘技术应用于水土流失监测与治理成为一种重要手段。

本文将探讨如何利用测绘技术进行水土流失监测与治理,以期提供一些有益的参考。

首先,利用遥感技术进行水土流失监测是一种常用的方法。

遥感技术是通过对地球表面进行无接触观测和测量,获取大范围、大时间间隔下地表信息的技术手段。

在水土流失监测中,遥感技术可以提供土地利用状况、植被覆盖度、水体分布等信息,从而为水土流失的识别和定量分析提供依据。

比如,通过遥感图像可以判断土地是否被开垦、是否存在裸土暴露等情况,有助于识别潜在的水土流失风险区域,进而制定相应的治理措施。

其次,地理信息系统(GIS)在水土流失监测与治理中的应用也十分重要。

GIS 是一种将地理空间信息与属性信息进行集成的信息系统。

通过利用GIS技术,可以对不同区域的土地利用、坡度、坡向等因素进行数据叠加和分析,评估地区的水土流失风险。

同时,利用GIS技术还可以建立水土流失风险评估模型,预测未来水土流失的趋势,并在地理上准确定位潜在的治理重点区域,为水土流失治理决策提供科学的依据。

此外,全球定位系统(GPS)在水土流失监测与治理中发挥了重要作用。

GPS技术通过卫星定位和测量,可以提供准确的地理坐标和海拔高度信息。

水土流失区域往往具有复杂的地形和交通条件,传统的野外测量方法效率低下,而利用GPS技术可以快速获取地理信息,便于对水土流失区域进行定位和勘测。

此外,GPS技术还可以实现实时监测,对于治理效果的评估和调整提供实时数据支持。

最后,激光雷达技术是近年来在水土流失监测与治理中崭露头角的技术手段。

激光雷达技术能够高精度地获取地表障碍物的三维分布信息,尤其适用于复杂地形区域的监测。

通过利用激光雷达技术,可以生成高精度的数字地形模型(DTM),为水土流失的定量分析和治理提供依据。

遥感技术在农业资源与土壤环境综合监测上的应用

遥感技术在农业资源与土壤环境综合监测上的应用

㊀山东农业科学㊀2024ꎬ56(3):163~170ShandongAgriculturalSciences㊀DOI:10.14083/j.issn.1001-4942.2024.03.022收稿日期:2023-08-24基金项目:国家自然科学基金面上项目(41977019)ꎻ山东省本科教学改革研究面上项目(M2021062)ꎻ山东省科技型中小企业创新能力提升工程项目(2022TSGC2437)作者简介:鄂高阳(2002 )ꎬ男ꎬ黑龙江佳木斯人ꎬ在读本科生ꎬ研究方向为土地资源管理ꎮE-mail:2966281708@qq.com韩芳(1981 )ꎬ女ꎬ博士ꎬ副教授ꎬ研究方向为资源环境遥感应用ꎮE-mail:hanf@lreis.ac.cn∗同为第一作者ꎮ通信作者:刘之广(1987 )ꎬ男ꎬ山东招远人ꎬ博士ꎬ副教授ꎬ主要从事土壤肥料资源高效利用研究ꎮE-mail:liuzhiguang8235126@126.com遥感技术在农业资源与土壤环境综合监测上的应用鄂高阳1ꎬ韩芳2∗ꎬ秦秉希3ꎬ刘之广1(1.山东农业大学资源与环境学院ꎬ山东泰安㊀271018ꎻ2.山东理工大学建筑工程与空间信息学院ꎬ山东淄博㊀255049ꎻ3.山东农业大学信息科学与工程学院ꎬ山东泰安㊀271018)㊀㊀摘要:近年来ꎬ遥感技术和遥感设备已被普遍应用于农业资源与土壤环境综合监测中ꎬ且在农业生产㊁环境保护和自然资源管理等几个方面成效卓著ꎮ但是ꎬ土壤问题依然影响着人类的生态文明建设ꎬ制约着人类健康和发展的稳定性ꎮ随着国内外对土壤问题研究和调查的不断深入ꎬ针对性提出的一系列解决方案和政策措施在一定程度上改善了土壤环境问题ꎬ但也暴露出监测技术不足㊁监测方法亟待改进等很多新问题ꎮ本文综述了遥感监测技术在农业生产㊁环境保护和自然资源管理三个方面的应用现状ꎬ重点对遥感监测手段㊁遥感技术在土壤监测方面的应用进行了较全面的阐述ꎬ对现有工作中存在的问题进行总结ꎬ并对今后的发展方向做出展望ꎮ关键词:遥感技术ꎻ土壤综合监测ꎻ农业生产ꎻ环境保护ꎻ自然资源管理中图分类号:S127㊀㊀文献标识号:A㊀㊀文章编号:1001-4942(2024)03-0163-08ApplicationofRemoteSensingTechnologyonIntegratedMonitoringofAgriculturalResourcesandSoilEnvironmentEGaoyang1ꎬHanFang2∗ꎬQinBingxi3ꎬLiuZhiguang1(1.CollegeofResourcesandEnvironmentꎬShandongAgriculturalUniversityꎬTaian271018ꎬChinaꎻ2.SchoolofCivilEngineeringandGeomaticsꎬShandongUniversityofTechnologyꎬZibo255049ꎬChinaꎻ3.CollegeofInformationScienceandEngineeringꎬShandongAgriculturalUniversityꎬTaian271018ꎬChina)Abstract㊀Therecentdevelopmentofremotesensingtechniqueandequipmenthasadvanceditsapplica ̄tiononintegratedmonitoringofagriculturalresourcesandsoilenvironmentꎬwhichhasoutstandingeffectsinagriculturalproductionꎬenvironmentalprotectionandnaturalresourcesmanagement.Howeverꎬsoilproblemsstillaffecttheconstructionofhumanecologicalcivilizationandrestrictthestabilityofhumanhealthanddevel ̄opment.Withthedeepeningofresearchandinvestigationofsoilproblemsathomeandabroadꎬaseriesoftar ̄getedsolutionsandpolicymeasureshadbeenputforwardandhadimprovedsoilenvironmenttoacertainex ̄tent.Butmanynewproblemssuchasinadequacyandneedtoimprovingofmonitoringtechnologyhavebeenexposed.Inthispaperꎬtheapplicationstatusofremotesensingmonitoringtechniqueonagriculturalproduc ̄tionꎬenvironmentalprotectionandnaturalresourcemanagementwerereviewedꎬtheapplicationofremotesensingmonitoringtoolsandtechniquesonsoilmonitoringwaselaboratedꎬtheexistingproblemsweresumma ̄rizedꎬandtheoutlookofresearchdirectionwasproposed.Keywords㊀RemotesensingtechnologyꎻIntegratedmonitoringofsoilꎻAgriculturalproductionꎻEnviron ̄mentalprotectionꎻNaturalresourcesmanagement㊀㊀土壤作为农业㊁林业㊁畜牧业等领域的重要资源ꎬ其质量㊁特性及变动会对作物产量和品质产生直接影响ꎮ在社会与经济不断发展的大背景下ꎬ土壤开发利用中的损害和污染问题日益凸显ꎮ近年来ꎬ土壤问题已引起广泛关注ꎬ不仅关系到人类的生活品质ꎬ更是国家可持续发展战略的重要组成部分ꎮ因此ꎬ加强土壤综合监测和保护能力ꎬ有利于推进国家生态文明建设和提高生态兼容性[1-2]ꎮ工业经济的迅速发展对生态环境造成了极大的破坏ꎬ且土壤处于脆弱状态ꎬ易遭受到来自物理㊁化学等多方面的影响ꎮ研究显示ꎬ人类活动引起的全球生态环境变化ꎬ致使土壤严重受损ꎬ直接或间接导致全球生物多样性和生态功能的退化[3-4]ꎮ例如ꎬ乙撑双二硫代氨基甲酸酯类杀菌剂和各种有毒杀虫剂的滥用对环境造成了大量原生和次生污染ꎬ有毒物质通过食物链积累ꎬ最终进入人体ꎬ产生与癌症㊁遗传毒性等相关的物质[5-6]ꎮ工业化进程不断推进ꎬ土壤环境恶化加剧ꎬ工业废水排放等导致土壤污染问题日益严重ꎬ土壤中重金属含量急剧上升ꎬ给食物链的中高层生物带来严重威胁[7-8]ꎮ在我国ꎬ土壤问题主要表现为不合理开发㊁不合规排放和有毒农药及化肥的过度使用等ꎬ水土流失㊁土壤侵蚀和土壤污染等问题尤为严重[1-2]ꎮ与此同时ꎬ我国土壤监测发展相对滞后ꎮ国外土壤监测的相关研究可追溯至20世纪60年代末ꎬ而我国则在20世纪80年代才开始ꎮ因此ꎬ我国亟需采取有效措施进行土壤环境监测和修复ꎮ传统的土壤监测方法主要依赖于现场调查和实验室分析ꎬ耗时长㊁费用高ꎬ且难以实现大范围㊁高效率的监测ꎮ遥感监测是指利用遥感技术进行监测的技术方法ꎬ在获取大面积信息方面具有快而全的优势ꎬ为土壤监测提供了新的可能性[9]ꎮ1㊀土壤综合监测及遥感技术概述遥感技术具有监测范围广㊁信息连续性强㊁信息处理效率高等优势ꎮ相较于传统监测技术ꎬ遥感技术可大幅降低人工和经济成本ꎬ缩短信息处理周期ꎬ保证信息时效性ꎬ有助于加快土壤信息汇总进度ꎬ及时处理土壤污染事件ꎮ遥感技术还可进行非常规监测ꎬ扩大土壤监测范围且对极端地形的监测效果显著ꎬ还能够实现全天候环境监测ꎮ遥感技术可实现对单个区域的动态监测ꎬ有助于监测土壤变化ꎬ及时了解土壤受污染程度ꎬ实时监控土壤修复进程ꎬ提升土壤污染治理效果ꎮ遥感技术作为一项综合技术ꎬ实现了土壤资源整合的统一与信息化ꎬ推进了土壤综合监测等的研究进度ꎮ土壤遥感监测基本流程如图1所示ꎮ图1㊀土壤遥感监测流程461山东农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第56卷㊀㊀㊀土壤遥感监测通常包含8个理化指标㊁3种放射性监测方式㊁17种有机监测方式和23种无机监测方式[9]ꎮ数据源主要有多源遥感卫星数据㊁无人机遥感数据以及地面测量数据等ꎮ多源遥感卫星数据包括Landsat㊁MODIS㊁Sentinel等ꎬ这些卫星的光谱范围广㊁时间分辨率高ꎬ可满足不同尺度㊁不同时相的土壤监测需求ꎻ无人机遥感数据优势在于具有高空间㊁高时间分辨率和高精度ꎬ利于细节特征的精细化监测ꎻ地面测量数据包括传统的土壤样点信息和高精度的地形数据ꎬ可与遥感数据交叉验证ꎬ提高监测精度和可信度ꎮ2㊀土壤遥感监测技术土壤遥感监测技术通过遥感和地面探测等技术手段ꎬ对土壤进行非接触式的监测和评估ꎬ可以为土地利用㊁农业生产㊁环境保护等领域提供丰富的信息ꎬ是实现土壤可持续发展的重要工具ꎮ常用的土壤遥感监测技术包括: (1)遥感影像分析技术ꎮ利用高分辨率卫星或无人机获取的影像数据ꎬ分析土壤覆盖类型㊁土地利用状况以及土壤质量[10]ꎮ如利用Landsat卫星数据进行耕地㊁林地㊁草地等土地利用类型的分类和监测ꎻ通过NDVI(normalizeddifferencevege ̄tationindex)指数评估植被覆盖程度ꎬ从而反映土壤肥力状况ꎮ(2)土壤光谱技术ꎮ这是一种利用光谱仪器测量土壤反射光谱ꎬ推断土壤性质和特征的方法[11]ꎮ例如ꎬ近红外光谱技术可以获取土壤有机质含量㊁水分含量和pH值等信息ꎻ红外光谱技术可以获得土壤粘粒含量和矿物成分信息ꎮ通过这些信息可以评估和监测土壤质量ꎮ(3)地球物理勘探技术ꎮ这是通过测量土壤的物理特征ꎬ如电阻率㊁磁性和声波传播速度等ꎬ推断土壤性质和结构的方法ꎮ例如ꎬ电磁法测量土壤电阻率可以获取土壤含水量和盐分信息ꎻ地震波速度测量技术可以获得土壤密度和压缩模量信息ꎮ通过这些信息可以评估和监测土壤结构和性质ꎮ综上所述ꎬ通过三种土壤遥感监测技术ꎬ可获取土壤覆盖类型㊁土地利用状况㊁土壤质量与结构等信息ꎬ实现无接触的土壤监测和评估ꎬ为土地利用㊁农业生产与环境保护等提供丰富的数据和信息ꎬ为土壤资源的管理与保护提供科学有效的数据支持ꎮ3㊀遥感技术应用3.1㊀农业生产遥感技术在农业领域应用非常广泛ꎮ郭广猛等[12]使用中红外波段对土壤湿度进行遥感监测ꎬ通过回归分析发现土壤水分与MODIS(moderate ̄resolutionimagingspectroradiometer)第7波段的反射率之间具有较好的相关关系ꎮZhu等[13]利用机器学习对根际土壤湿度进行预测ꎬ显著提高了土壤水分预测的准确率与服务水平ꎮLiu等[14]研究表明土壤光谱反射率与土壤湿度存在相关性ꎬ在一定土壤水分临界值下土壤光谱反射率与土壤湿度呈负相关ꎮ通过对土壤盐碱性㊁腐蚀㊁水分以及农作物生长环境等进行遥感监测分析ꎬ可以连续监测并发现其变化趋势ꎬ为其管理提供科学的指导和建议ꎮ例如提出农业用水管理决策ꎬ提高农业灌溉用水效率等[15]ꎮ同时ꎬ遥感技术也可监测草地的长势㊁产量㊁退化㊁沙化及耕地与草地的面积变化等[16]ꎬ为草原与畜牧业管理决策提供有价值的信息ꎮ通过遥感数据可以了解农业有效灌溉面积的增长情况[17]ꎬ并预测未来的发展趋势ꎬ对于解决灌溉节水及水土流失等问题具有重要意义ꎮ遥感技术还可以通过监测土地利用变化情况ꎬ对农业生产提供支持ꎮ例如ꎬ可以对农田土地利用类型进行分类ꎬ了解耕地的变化情况ꎬ以便能够及时调整农业生产布局ꎮ同时ꎬ遥感技术还可以监测农作物的生长状况(生长阶段㊁病虫害等)ꎬ为农业生产提供实时数据支持ꎬ帮助农民及时采取相应的管理措施ꎮRomanak等[18]利用气相色谱法对土壤环境(如二氧化碳㊁氧气㊁温度㊁水分和压力等)进行了长期监测ꎮJiao等[19]利用极化细束影像对加拿大安大略东北部地区的小麦㊁大豆等主要作物进行了分类和面积提取ꎮ岳云开等[20]利用无人机多光谱遥感反演苎麻叶绿素含量ꎬ为高效检测苎麻叶绿素提供新方法ꎮ杨娜等[21]利用SMOS㊁SMAP数据技术对青藏高原季风及植被生长季土壤水分消长特征进行了研究ꎬ明确了近期青藏高原土壤水分的总体分布状况ꎬ为地区和全球气候及灾害的预测预报提供了561㊀第3期㊀㊀㊀㊀㊀㊀鄂高阳ꎬ等:遥感技术在农业资源与土壤环境综合监测上的应用借鉴和科学依据ꎮBala等[22]基于MODIS影像的NDVI数值进行土豆长势监测ꎮ何亚娟等[23]对冬小麦不同生育期的产量三因子(穗数㊁穗粒数㊁千粒重)进行双因子建模ꎬ使预报时间提前至抽穗后期至灌浆期ꎬ并且有90%的拟合精度ꎮSon等[24]利用MODIS数据建立了水稻生长期与单产的关系模型ꎬ并成功应用于湄公河三角洲水稻的长势监测与产量预测ꎮ韩文霆等[25]利用无人机多光谱遥感平台结合机器学习模型估测不同深度土壤含盐量ꎬ为农业生产提供了科学依据ꎮ3.2㊀环境保护遥感技术可以实时监测土壤质地㊁营养成分等的变化ꎬ进而对土壤质量和健康进行评估ꎮ其中ꎬ遥感技术在土壤侵蚀㊁土壤污染和土地利用监测等方面具有重要的应用价值ꎮ3.2.1㊀土壤侵蚀监测㊀遥感技术可以通过监测土壤的光谱信息ꎬ实现土壤侵蚀情况的监测ꎮ研究表明ꎬ450nm波段光谱值与土壤水分含量有关ꎬ500~640nm波段与土壤中氧化铁含量有关ꎬ660nm波段与土壤有机质含量呈负相关[26]ꎮ杨丽娟等[27]利用无人机遥感影像分析土壤侵蚀重要表现形式的新成切沟发生规律ꎬ为切沟的预防与治理提供科学依据ꎮ遥感监测技术为及时制定对策防止土壤流失和泥石流等自然灾害情况发生提供了重要的数据支撑ꎮ张晓远等[28]利用卫星遥感影像结合GIS和RS技术对RCSLE模型进行修正ꎬ使之能够对小流域水土流失动态变化进行分析和评价ꎮ3.2.2㊀土壤利用监测㊀遥感技术可以通过土地利用监测ꎬ帮助农业决策者确定土地分类和资源要求等信息ꎮ例如ꎬ黄应丰等[29]利用土壤光谱特性对华南地区主要土壤类型进行分类ꎬ提取10个光谱特征作为土壤光谱特征指标ꎬ综合应用土壤特征指标及其他分类指标对土壤进行分类ꎬ结果与中国土壤系统分类[30]中的相关内容相一致ꎮ李娜等[31]利用基于POI数据的城市功能区识别与分布特征研究ꎬ开展了遥感技术在农业资源与环境领域土壤综合监测方面的应用研究ꎬ为土壤分类识别在城市规划㊁城市管理㊁经济分析和环境保护等方面的应用提供了借鉴ꎮSenanayake等[32]利用遥感影像对降水量㊁土地利用率㊁土地覆盖和作物多样性等几个变量进行了时间序列分析和空间建模ꎬ监测土壤侵蚀㊁作物多样性和降水量变化ꎮ赵建辉等[33]提出了一种基于特征选择和GA-BP(geneticalgorithm ̄backpropagation)神经网络的多源遥感农田地表土壤水分反演方法ꎬ为多源遥感农田地表土壤水分反演提供了新思路ꎮ冯泉霖等[34]利用多光谱影像生成聚类深度网络遥感估算模型ꎬ完成SOM的含量估算与区域尺度上的数字制图ꎬ可为区域尺度上的土壤质量精细监测及管理提供有效的技术支持ꎮ3.2.3㊀土壤污染与重金属监测㊀通过遥感技术提取大面积土地的红外㊁雷达和光谱信息ꎬ实现土壤污染监测ꎮ遥感数据的采集㊁处理和分析可以揭示出地表环境的空间分布ꎬ便于地理信息系统(GIS)管理地表资源ꎮ遥感图像的特征分析和遥感模型构建可以确立土壤污染区域ꎬ依据土壤类别㊁地形地貌㊁气象特征㊁植被类型和人类活动等因素变化进行污染物模型构建ꎮ刘雯等[35]利用高分五号卫星高光谱影像对土壤Cd含量进行的大范围反演ꎬ可为环境污染评价及生态保护提供更好的数据支撑ꎮMesquita等[36]通过对土壤淋滤过程进行模拟分析ꎬ得出了一种利用在线模拟降水监测土壤铁元素及其配合物流失的方法ꎮ宋子豪等[37]通过对石油污染的农田土和湿地土进行采样分析ꎬ考察了石油污染对两种类型土壤的影响ꎮ黄长平等[38]利用遥感数据反演分析了南京城郊土壤重金属铜的10个敏感波段ꎮ张雅琼等[39]基于高分1号卫星影像快速提取了深圳市部九窝余泥渣土场的信息ꎬ验证表明归一化绿红差异指数的提取精度在97.5%以上ꎮ蔡东全等[40]利用HJ-1A高光谱遥感数据研究发现ꎬ铜㊁锰㊁镍㊁铅㊁砷在480~950nm波段内具有较好的遥感建模和反演效果ꎮ宋婷婷等[41]基于ASTER遥感影像研究土壤锌污染ꎬ发现481㊁1000㊁1220nm是锌的敏感波段ꎬ相关性最好的波段在515nm处ꎮDvornikov等[42]利用便携式分析仪测量了俄罗斯科拉半岛土壤中铜和镍的含量ꎬ并根据地形建立了回归模型ꎬ得出1.0~1.5m分辨率的辅助数据是预测该研究地区表层土中Cu和Ni含量的最佳方法ꎮ钟亮等[43]以遗传算法优化的偏最小二乘回归算法ꎬ对预处理后的农田土壤样品和小麦叶片光谱建立土壤重金属镉(Cd)和砷(As)含量的估测模型ꎬ为将来实现定661山东农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第56卷㊀量㊁动态㊁无损遥感监测大面积农田土壤重金属污染状况提供了参考依据ꎮ综上所述ꎬ随着遥感技术的不断升级和完善ꎬ其在土壤侵蚀监测㊁土壤污染监测和土地利用监测方面的应用将会更加广泛和深入ꎮ遥感技术可以为农业生产提供科学依据ꎬ帮助农业决策者制定更加科学的农业规划ꎬ促进农业可持续发展ꎮ3.3㊀自然资源管理遥感技术可以通过多角度㊁多时相的综合分析和评估ꎬ获取综合性土壤信息ꎬ进而对整个地区的土地资源状况和变化进行精细分类和数量分析ꎬ辅助GIS等信息技术分析手段对土地资源进行评估㊁监测和管理ꎮ其主要应用包括土壤类型识别㊁土壤水分监测㊁土壤质量评估和土地利用变化监测ꎮ3.3.1㊀土壤类型识别㊀遥感技术可以在短时间内获取大面积土壤类型信息ꎬ为构建土地利用/覆盖类型分类提供基础数据ꎬ为土地利用管理提供科学参考ꎮ例如ꎬ徐彬彬等[44]通过测定我国23类主要土壤类型的反射光谱曲线ꎬ将其归纳为平直型㊁缓斜型㊁陡坎型和波浪型ꎬ为构建土地类型分类提供了依据ꎮWei等[45]利用机器学习和高光谱技术ꎬ构建基于特征波段的土壤有机质(SOM)反演模型并取得了较好成果ꎬ为土壤类型识别提供了借鉴ꎮChimelo等[46]利用PlanetScope卫星星座和随机森林算法预测土壤中的粘土含量ꎮTunçay等[47]利用SFI等级与卫星图像的植被指数值进行比较ꎬ量化干旱与半干旱地区土壤的物理㊁化学和肥力指标的空间动态ꎮ杨栋淏等[48]通过结合多光谱与高光谱遥感数据ꎬ对云南山原红壤主要养分含量的高光谱特性进行研究ꎬ并利用机器学习建立相关模型ꎬ为土壤养分含量估测提供了依据ꎮ3.3.2㊀土壤水分监测㊀遥感技术可以多角度㊁多时相地获取土壤水分动态变化信息ꎬ结合植被生长指数等参数ꎬ帮助实现农林生产㊁荒漠化和水土流失等环境问题的监测ꎮ陈怀亮等[49]利用归一化植被指数NDVI和AVHRR4通道亮温建立回归方程ꎬ将土壤含水量与遥感指数联系起来ꎮ国外学者通过对比分析ERS-1的SAR图像与地面土壤水分实测值ꎬ发现土壤含水量与雷达后向散射系数间呈线性关系[50]ꎮ许泽宇等[51]利用增强型DeepLab算法和自适应损失函数的高分辨率遥感影像分类技术ꎬ通过改变编码器和解码器的结合方式增强二者的连接状态ꎬ加入自适应权重以及进行多通道训练等多方面改进ꎬ提高了地物高精度分类网络E-DeepLab的性能ꎬ为适用于遥感地物的自动分类和提取提供了借鉴ꎮDari等[52]利用K-Means聚类算法对意大利中部某地区2017年至2019年生成的100m空间分辨率灌溉区地图与地面实况数据相比较ꎬ取得较好结果ꎬ可为土壤水分遥感分析工作提供依据ꎮ3.3.3㊀土壤质量评估与土地利用变化监测㊀遥感技术可以精准㊁快速地获取相关土壤信息ꎬ用于土壤质量变化趋势分析㊁预测和评估ꎮDalal等[53]使用近红外光谱法预测土壤水分㊁有机碳和总氮含量ꎬ发现土壤有机质含量在0~2.6%范围内时ꎬ近红外法预测结果相对准确ꎻ而在有机质含量高于2.6%时ꎬ预测结果存在偏差ꎮBen ̄Dor等[54]利用近红外光谱法预测土壤有机质含量ꎬ通过分析土壤有机质的C/N比率来改进近红外法的预测准确度ꎮ沙晋明等[55]使用VF991地物光谱测量仪对不同环境条件下的土壤样本剖面进行测量ꎬ并测定了各土层土壤的有机质含量ꎮGuo等[56]利用多光谱㊁高光谱数据与植被指数ꎬ结合机器学习实现了土壤有机碳含量的测量与绘制相关图像ꎮ张智韬等[57]利用无人机遥感平台计算归一化植被指数并代入像元二分模型计算植被覆盖度ꎬ利用偏最小二乘回归算法和极限学习机算法构建不同覆盖度下各深度土壤含盐量反演模型ꎬ为无人机多光谱遥感监测农田土壤盐渍化提供了思路ꎮ吴倩等[58]使用便携式光谱仪采集陕西省黄土高原区黄绵土土壤的光谱数据ꎬ利用机器学习方法得出土壤碳酸钙含量与光谱反射率呈现正相关态势的结论ꎮ佘洁等[59]分析土壤养分空间变异来源ꎬ兼述遥感㊁GIS与人工智能等研究现状ꎬ并对当前存在的问题进行剖析ꎮ遥感技术还可以通过遥感数据解析和分类实现土地利用变化监测ꎬ并进一步提供多维度数据可视化和地表覆被变化分析等ꎬ快速监测不可再生土地用途的变化情况ꎬ这对于土地资源管理和保护具有重要意义ꎮ综上所述ꎬ遥感技术在土地资源管理和评估中具有重要的应用价值ꎬ可以为土地利用/覆盖类761㊀第3期㊀㊀㊀㊀㊀㊀鄂高阳ꎬ等:遥感技术在农业资源与土壤环境综合监测上的应用型分类㊁土壤水分监测㊁土壤质量评估和土地利用变化监测等提供科学依据和技术支持ꎮ随着遥感技术的不断发展和创新ꎬ其在土地资源管理和评估中的应用将会更加广泛和深入ꎬ为土地可持续利用和保护提供更强大的支持ꎮ4㊀展望土壤综合遥感监测技术已经在农牧业㊁林业㊁荒漠化和环境保护中得到广泛应用ꎮ综合遥感监测具有较高的实用价值ꎬ为土地资源的监测和管理提供了较为可靠的科学依据ꎮ尤其在当前科技发展较为迅速的大背景下ꎬ综合遥感监测技术的进一步推广和应用将为土地资源中长期规划㊁生态环境保护㊁自然灾害预警㊁公共安全等领域提供科学的数据基础和服务支撑ꎮ4.1㊀农业生产应用展望随着遥感技术的不断升级和完善ꎬ其在农业领域的应用将更加广泛和深入ꎮ例如ꎬ随着卫星分辨率的提高ꎬ可以更加精确地监测农田的土地利用㊁土壤水分等情况ꎬ为农业生产提供更加精准的数据支持ꎻ同时ꎬ随着人工智能和机器学习技术的发展ꎬ可以利用遥感数据进行数据挖掘和分析ꎬ提高数据的处理效率和准确性ꎬ帮助农业生产做出更加科学的管理决策ꎻ此外ꎬ还可以将遥感技术与其他技术相融合ꎬ如地理信息系统㊁无人机等技术ꎬ实现更加全面㊁精准的农业监测和管理ꎮ4.2㊀环境保护应用展望随着无人机㊁多光谱/高光谱等多源遥感设备的普及以及计算机技术的发展ꎬ土壤综合遥感监测技术在环境保护中将越来越得到更加广泛的应用ꎮ例如ꎬ利用无人机㊁卫星等搭载光谱设备的遥感平台可以高效监测大范围土壤情况ꎬ实现土地利用㊁植被覆盖等信息的分析ꎬ结合地面监测数据ꎬ可以及时发现土壤污染情况并进行污染程度评估ꎻ通过遥感技术可以对土地利用类型及其变化进行监测和分析ꎬ包括农地㊁城市扩展㊁森林覆盖等情况ꎬ有助于合理规划土地利用结构ꎬ保护耕地和生态环境ꎻ通过长时间㊁高时空和高分辨率的遥感影像监测土壤侵蚀㊁土地滑坡㊁沙漠化等自然灾害ꎬ及时发现灾害隐患并评估风险ꎬ可为防灾减灾提供技术支持等ꎮ4.3㊀自然资源管理展望随着大数据技术以及多源遥感技术的发展ꎬ土壤综合遥感监测技术在自然资源管理中发挥着越来越重要的作用ꎮ例如ꎬ通过监测土地利用类型㊁土地覆盖变化㊁土地利用强度等信息ꎬ利用大数据以及人工智能技术帮助制定土地规划㊁土地整治和土地利用政策等ꎻ通过对土地资源进行监测和评估ꎬ实现土地资源的合理利用ꎬ保护农田㊁森林㊁草原等重要生态系统ꎬ维护生态平衡ꎻ通过监测土壤水分含量㊁地下水位㊁土壤侵蚀情况等ꎬ合理利用和保护水资源等ꎮ综上ꎬ土壤综合遥感监测在农业生产发展㊁环境保护和自然资源管理等场景中具有重要的应用价值ꎬ未来还需加强遥感数据与地面测量数据的协同应用ꎬ优化反演模型㊁特征提取和分类识别方法ꎬ发挥遥感技术在土壤监测研究和应用中的更大潜力ꎮ参㊀考㊀文㊀献:[1]㊀王慧婷ꎬ王洪敏ꎬ李百庆.土壤资源环境保护研究[J].环境与发展ꎬ2018ꎬ30(5):240-242.[2]㊀郝梦洋ꎬ朱欣.重金属土壤污染的来源和影响[J].现代盐化工ꎬ2017(3):11ꎬ26.[3]㊀SmithPꎬHouseJIꎬBustamanteMꎬetal.Globalchangepres 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谈遥感技术在水文水资源领域中的应用

谈遥感技术在水文水资源领域中的应用

谈遥感技术在水文水资源领域中的应用随着科学技术和互联网技术的发展,尤其是航天技术的飞速发展,现代科学技术的应用和推广,为我们的生活和生产带来了巨大的方便和便利。

同样的,航天技术的发展以及图片像素技术的不断提高,遥感技术的应用也越来越多成熟,对于遥感技术在水文水资源中的应用也越来越广泛。

遥感技术的飞速发展推动着现在对于水文水资源的勘探和观察技术的不断进步。

本文通过对于遥感技术的特点的探讨和论述,研究现在遥感技术在水文水资源领域应用的现状和注意事项,为我们的遥感技术在这个领域的应用提供理论基础。

标签:遥感技术;水文水资源;观察方式随着科学技术的不断进步与发展,遥感技术越来越广泛的应用于人们的日常生产生活中,遥感技术的进步,对于我们在水文水资源的观察和利用中起到了非常重要的作用,为我们提供大量的数据,帮助我们减少水文观测的失误。

一、遥感技术的概念及其应用特点1、遥感技术的概念遥感技术是由于航天技术和图片像素处理技术的不断发展而产生和不断进步的一种地理信息观察和地理数据处理技术。

遥感技术是通过在利用电子辐射和反辐射的基础上,通过图片处理技术以及辐射收集的数据处理产生的地理信息数据和图片。

它越来越广泛的应用于人们的日常生活和生产中。

2、遥感技术的特征遥感技术能够被广泛的应用于人们的日常生活中,尤其是在水文和水资源观测中有一个广泛的应用,是因为遥感技术有下面的几个特点以及优势:没有空间局限性。

航天科技的不断发展以及遥感探测和遥感技术图像处理技术的不断成熟,遥感技术的应用受到空间和地域的限制越来越小。

我们的传统水文和水资源观测者,在对水资源进行观测和处理中,经常受到现实的地理环境的影响,对于水文和水资源的观测不能够有一个完美的处理和应用,这样就导致我们传统的观测方式对于水文和水资源的应用不能够有一个地域的连贯性。

没有时间局限性。

因为遥感技术是通过光波等等方式进行观察,并且,遥感技术在航空和航天技术发展的基础上产生和发展的。

遥感技术在水土保持监测中的应用

遥感技术在水土保持监测中的应用
领域的需求。
多源数据融合
将不同来源、不同分辨率的遥感 数据进行融合,可以提高数据的 精度和可靠性,更好地服务于水
土保持监测工作。
智能化处理
利用人工智能等技术对遥感数据 进行智能化处理和分析,可以提 高数据处理效率和准确性,为水 土保持监测提供更加精准的数据
支持。
02
遥感技术在水土保持监测中的 应用
遥感技术的用途
遥感技术广泛应用于土地资源调查、环境监测与评价、城市规划与管理、自然灾害监测与防御、生物 资源调查与评价、气候变化研究等领域,为政府决策提供科学依据,同时也为学术研究提供重要数据 支持。
遥感技术的发展趋势
高分辨率遥感
随着技术的不断发展,高分辨率 遥感越来越受到关注,能够提供 更加精细的地理信息,满足不同
参数化遥感
通过将地物信息转化为定量参数,能够更准确地描述水土 流失和治理措施的效果,提高遥感数据的可利用价值。
要点二
模型化遥感
将遥感数据与水土保持模型相结合,能够更好地揭示水土 流失和治理措施之间的关系,为水土保持监测提供更科学 的依据。
水土保持监测中遥感技术的应用前景
生态保护
遥感技术可以用于监测植被覆盖、水体污染等情 况,为生态保护提供数据支持。
经济高效
遥感技术具有高效、经济、快速的优势,可以降低水土保 持监测的成本,提高工作效率。
遥感技术在水土保持监测中的案例分析
案例一
某地区通过遥感技术对水土流失状况进行监测,发现该地区存在严重的水土流失 问题。基于遥感数据,该地区采取了一系列水土保持措施,包括植树造林、修建 水利工程等,有效控制了水土流失。
图像校正
消除图像的几何畸变和辐 射畸变,提高图像的质量 和精度。
图像融合

SL 592-2012 水土保持遥感监测技术规范

SL 592-2012 水土保持遥感监测技术规范

监测范围:该技术规范适用于全国范围内的水土保持遥感监测工作,包括但不限于水土流失、土 壤侵蚀、土地利用变化等。
应用案例1:某地区采用遥感技术对水土流失进行监测,通过定期监测和数据分析,为该地区的水 土保持工作提供了科学依据。
应用案例2:某地区采用遥感技术对土地利用变化进行监测,通过对比不同时期的遥感影像,分析 土地利用变化的原因和趋势,为该地区的土地资源管理和规划提供了重要信息。
单击此处添加标题
评价方法:采用定性与定量相结合的评价方法,对技术规范进行全面、客观、 准确的评价。
单击此处添加标题
评价标准:制定明确的评价标准,包括各项指标的权重、评分标准等,确保 评价结果的公正性和客观性。
单击此处添加标题
评价结果:根据评价结果,对SL 592-2012技术规范进行综合评价,提出 改进意见和建议,为今后的水土保持工作提供参考。
水土保持遥感监测技术指标
监测范围:确定监测区域和范围,包括监测对象、监测范围和监测频次等。
监测内容:确定需要监测的内容,包括土壤侵蚀、水土流失、植被覆盖度等。 监测方法:选择合适的遥感技术,包括卫星遥感、航空遥感等,以及相应的数据 处理和分析方法。 监测精度:确定监测的精度要求,包括空间分辨率、时间分辨率、光谱分辨率等。
推动水土保持监测技术的发展和应用,促进生态文明建设和可持续发展
SL 592-2012技术规范内 容
遥感监测技术概述
遥感监测技术的定义和原理 遥感监测技术的分类和应用 遥感监测技术在SL 592-2012技术规范中的应用 遥感监测技术的优缺点和发展趋势
水土保持遥感监测技术流程
数据获取:利用卫星、航空遥感等手段获取监测区域的地表信息 数据处理:对获取的数据进行预处理、分类、融合等操作,提取水土保持特征信息 监测分析:利用水土保持模型对监测区域的水土流失、土壤侵蚀等状况进行分析评估 结果输出:将监测分析结果以图表、报告等形式输出,为决策提供科学依据

遥感技术在水土保持研究中的应用

遥感技术在水土保持研究中的应用

遥感技术在水土保持研究中的应用一、引言水土保持是关乎生态平衡、农业可持续发展以及人类生存环境的重要课题。

随着科技的不断进步,遥感技术凭借其独特的优势,在水土保持研究中发挥着日益重要的作用。

二、遥感技术的基本原理与特点遥感技术是一种通过非接触方式获取目标物体信息的技术手段。

它利用传感器接收来自地面物体反射或发射的电磁波信号,并将其转化为数字图像或数据。

其特点主要包括:大面积同步观测,可以在短时间内获取大范围的地表信息;时效性强,能够快速反映地表的动态变化;多光谱、高分辨率,提供丰富的地物信息;不受地面条件限制,能够对难以到达的地区进行监测。

三、遥感技术在水土保持研究中的具体应用(一)水土流失监测通过遥感影像,可以识别土地利用类型、植被覆盖度等信息,进而评估水土流失的程度和范围。

例如,对比不同时期的遥感影像,能够清晰地看出植被破坏和土地侵蚀的变化情况。

(二)土壤侵蚀因子提取利用遥感数据提取地形、坡度、坡向等地形因子,以及植被覆盖度、土地利用类型等与土壤侵蚀密切相关的因子。

这些因子为建立土壤侵蚀模型提供了重要的数据支持。

(三)水土保持措施效果评估对于已实施的水土保持工程,如梯田、水土保持林等,可以通过遥感影像监测其生长状况和覆盖范围,评估其对减少水土流失的效果。

(四)滑坡、泥石流等灾害预警遥感技术能够实时监测山体的稳定性,通过对地形、植被变化以及地质构造的分析,提前预警滑坡、泥石流等灾害的发生,为采取防范措施争取时间。

四、遥感技术在水土保持研究中应用的优势(一)高效性相比传统的地面调查方法,遥感技术能够大大提高工作效率,节省人力、物力和时间成本。

(二)宏观性可以从宏观角度全面了解研究区域的水土保持状况,为制定区域性的水土保持规划提供依据。

(三)动态性能够实现对水土保持状况的动态监测,及时掌握其变化趋势,为及时调整水土保持策略提供支持。

五、面临的挑战与解决途径(一)数据质量与分辨率问题有时遥感数据的质量可能受到天气、传感器精度等因素的影响,导致数据不准确或分辨率不够高。

水土保持的遥感监测技术应用

水土保持的遥感监测技术应用

水土保持的遥感监测技术应用水土保持的遥感监测技术应用水土保持是指通过合理利用、科学管理和有效保护水资源和土壤资源,保持水土的稳定性和可持续性,防止水土流失和水土污染,从而实现土地资源的可持续利用。

遥感技术在水土保持的监测中起到了重要的作用,下面将以步骤思维的方式来介绍遥感技术在水土保持监测中的应用。

第一步:了解水土保持的背景和目标。

水土保持是一项综合性的工作,旨在保护土壤和水资源,防止水土流失和水环境污染。

在制定监测方案之前,需要明确监测的目标和需求,例如监测区域、监测指标等。

第二步:选择适合的遥感数据。

遥感技术通过获取地球表面的信息,可以提供多源、多时相的数据,因此可以提供全面、准确的水土保持监测数据。

在选择遥感数据时,需要考虑数据的空间分辨率、光谱分辨率等因素,以及数据的获取周期和覆盖范围。

第三步:进行遥感图像预处理。

遥感图像预处理是指对原始遥感数据进行校正、去噪、辐射定标等处理,以提高数据的质量和准确性。

常见的预处理方法包括大气校正、几何校正等。

第四步:提取水土保持相关的信息。

根据水土保持的监测目标和需求,可以利用遥感技术提取土地利用/覆盖类型、植被指数、土地变化等信息。

常用的遥感指标包括归一化植被指数(NDVI)、土地覆盖分类等。

第五步:分析和解释遥感数据。

根据提取的遥感信息,可以进行数据分析和解释,以了解水土保持的状况和问题。

例如,通过对比不同时期的土地利用/覆盖变化,可以评估土地变化对水土保持的影响;通过分析植被指数,可以评估植被覆盖的状况,进而评估土壤的保持能力。

第六步:制定水土保持措施。

根据分析和解释的结果,可以制定相应的水土保持措施。

例如,对于水土流失较为严重的区域,可以采取植被恢复、水土保持措施等,以减少土壤侵蚀;对于水土污染问题,可以采取合理施肥、农药使用管理等措施,以减少污染物的排放。

第七步:监测和评估措施的效果。

通过定期的水土保持监测,可以评估已采取措施的效果,并及时调整和改进措施。

遥感技术在水文与水资源工程中的应用

遥感技术在水文与水资源工程中的应用

遥感技术在水文与水资源工程中的应用摘要:遥感技术是利用远距离的感知目标进行反射或者是自身的电磁波的辐射、可以清晰见到的红外线进行目标的探测与识别的技术。

是当下运用较为广泛的科技技术。

可以结合资源的考察以及气象的观测地图的测绘等方面。

这一技术质量较高,速度较快。

在水文与水资源工程建设中运用这项技术可以进行水资源与水土流失问题的检测,同时可以简化水文的勘测工序,进而提高项目工作的效果并节约资源利用效果。

关键词:水文水资源;工程;遥感技术;应用水是人们得以生存的基础性资源,水资源的合理开发与运用是我国发展建设中提倡的主要话题。

在实际生活与工作建设中就水资源进行保护,同时在这一过程中的开发与利用结合科技具体数据进行参照以此进行管理工作。

文章首先就遥感技术进行分析接着提出遥感技术在水文与水资源工程中的运用。

一、遥感技术简介(一)遥感技术概述在我国遥感技术发展已经较为成熟,是运用较多的复合型的探测技术。

遥感技术的主要原理则是借助电磁波结合不同的传感器对被测量的物体的辐射信息的反映在结合计算机得到经过处理的影像资料,进而就后续的多元化的开发与使用。

遥感技术在运用中通常采取绿光、红光、红外光等进行探测工作。

绿光主要是进行地下水以及岩石等实际特点的探测。

红光则是就植物的生长以及植物产生的变化与水环境的污染状况进行探测。

红外则是就土地以及矿产资源进行探测。

此外还有微波段就气象云层以及海底的鱼群进行探测。

(二)遥感技术优点其一遥感技术信息收集速度较快。

当下的水文与水资源工程运用中,遥感技术的最大价值则是可以在相对较为短暂的时间与恶劣的环境之下获取信息。

并将信息快速整理以此获得需要的信息内容。

遥感技术可以配合卫星运用,即便是在雾霾等情况之下依旧可以使用,并没有时间限制,可以帮助工作人员就水文与水资源工程变化的情况进行掌握。

其二使用不受地域的限制。

在进行水文与水资源工程运用检测中,遥感技术并不会受到地质环境的影响,在相对较为复杂的地理位置环境之下也可以结合遥感技术进行准确的数据的测量。

水土保持中无人机遥感技术的应用研究梁开丹敬天才

水土保持中无人机遥感技术的应用研究梁开丹敬天才

水土保持中无人机遥感技术的应用研究梁开丹敬天才发布时间:2021-10-06T07:34:21.226Z 来源:《基层建设》2021年第18期作者:梁开丹敬天才[导读] 随着我国当前科技水平的不断提高,在地质灾害监测中越来越多新的技术应用其中,不仅有效的提高了实际工作效率和质量,还有助于解决存在以往监测中的问题。

比如在当前地质灾害监测中,无人机遥感技术得到了广泛性的利用。

但是,无人机遥感技术在水土保持监测中的应用处于起步阶段,并未形成统一的方法与标准。

通过介绍传统监测技术中存在的弊端,结合分析无人机遥感技术的特点,构建水土保持监测中无人机遥感技术的应用体系,为该流域水土保持监测水平的提升和水土流失治理提供技术支撑。

中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司四川省成都市 611130摘要:随着我国当前科技水平的不断提高,在地质灾害监测中越来越多新的技术应用其中,不仅有效的提高了实际工作效率和质量,还有助于解决存在以往监测中的问题。

比如在当前地质灾害监测中,无人机遥感技术得到了广泛性的利用。

但是,无人机遥感技术在水土保持监测中的应用处于起步阶段,并未形成统一的方法与标准。

通过介绍传统监测技术中存在的弊端,结合分析无人机遥感技术的特点,构建水土保持监测中无人机遥感技术的应用体系,为该流域水土保持监测水平的提升和水土流失治理提供技术支撑。

关键词:水土保持;无人机遥感技术引言无人机遥感技术的出现为水土保持行业开辟了一条新路,这种新型航空遥感手段,是卫星遥感与载人航空遥感的有力补充。

采用无人机遥感技术可拍摄高清晰度遥感图像,且空中作业模式克服了复杂地形因素的影响,从而能准确、高效地获取工程中地物面积、堆土体积等水土保持监测的重要数据,为水土保持监测技术的发展产生了巨大的促进作用。

1无人机遥感技术的相关概述无人机遥感技术在实际实施的过程中包含了地面系统、任务载荷和飞机系统。

地面系统主要是指地面上的一些辅助性设备和地面的监控系统,通过这些设备能够获取最为精准性的地面系统信息,也可以根据地面遥感站来进行信息的分类。

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水土流失的遥感监测技术应用
水土流失的遥感监测技术应用
水土流失是指土地上的水分和土壤被侵蚀或流失的现象。

由于水土流失对农业生产、环境保护和可持续发展产生严重影响,因此监测水土流失的技术应用至关重要。

遥感监测技术以其高时空分辨率和全球覆盖的特点,成为水土流失监测的重要工具。

下面将逐步介绍遥感监测技术在水土流失监测中的应用。

第一步:数据获取
遥感监测技术依赖于获取遥感影像数据。

卫星遥感和航空遥感是两种常用的数据获取方式。

卫星遥感通过在太空中搭载遥感传感器,获取地表的光谱、辐射和热力等信息。

航空遥感则是通过在飞机或无人机上搭载遥感设备来获取影像数据。

在选择数据获取方式时,需要考虑到空间分辨率和时间分辨率的要求。

第二步:数据预处理
获取到的遥感影像数据通常需要进行预处理,以提高数据质量和准确性。

预处理包括大气校正、几何校正和辐射校正等步骤。

大气校正可以去除大气影响,使得地表反射率更准确。

几何校正可以纠正影像中的畸变,使得影像与实际地物位置对应。

辐射校正
可以调整影像的亮度和对比度,以更好地显示地表特征。

第三步:特征提取
在水土流失监测中,需要提取出与水土流失相关的特征。

常用的特征包括土地利用/覆盖类型、土壤侵蚀程度和植被覆盖率等。

特征提取可以通过图像分类、指数计算和变化检测等方法实现。

图像分类将影像像素划分为不同的类别,以获取土地利用/覆盖信息。

指数计算可以通过计算不同波段的比值或差值,提取出植被指数和土壤侵蚀指数等。

变化检测则可以比较不同时间的影像,提取出土地利用/覆盖的变化情况。

第四步:模型建立和分析
通过对提取的特征进行分析,可以建立水土流失监测模型。

模型可以基于机器学习算法或统计分析方法。

机器学习算法可以通过训练样本和特征数据,自动学习和预测水土流失情况。

统计分析方法则可以通过建立统计模型,分析特征与水土流失之间的关系。

模型建立完成后,可以对新的遥感影像数据进行预测和分析,以监测水土流失的情况。

第五步:结果验证和评估
为了验证和评估监测结果的准确性,需要进行结果验证和评估。

可以通过野外调查和实地观测,对监测结果进行验证。

同时,可以利用评估指标来评估监测结果的准确性和可靠性。

常用的评估指标包括准确率、精确度和召回率等。

综上所述,水土流失的遥感监测技术应用可以通过数据获取、数据预处理、特征提取、模型建立和分析以及结果验证和评估等步骤实现。

这些步骤相互关联,形成了一个完整的监测流程。

通过遥感监测技术的应用,可以及时、准确地监测水土流失情况,为水土保持和环境保护提供科学依据。

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