第6章 土地资源动态监测
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第六章
土地资源动态监测
本章内容
一、土地资源动态监测含义 二、土地资源动态监测的目的及意义 三、土地资源动态监测的内容 四、动态监测方法 五、土地资源动态监测的步骤
六、土地资源动态监测案例
地面塌陷
土地荒漠化
自然环境的演变:如全球变暖、 海平面上升、植被演替、自 然灾害（荒漠化、崩滑流等） 等造成土地资源质量下降和 数量减少。
4.2 GIS技术在土地资源动态监测中源自文库应用
地理信息系统（GIS）功能由空间数据输入， 空间数据查询、空间数据处理分析、空间数据的 更新与显示、空间数据输出及模型应用组成。 GIS可以有效支持对土地资源动态的监测和 分析，实时准确的了解其发展过程及演变规律， 并可以近一步预测动态变化的趋势。 GIS在土地资源动态监测中发挥基础背景数 据库和数据集成的作用，对于土地资源动态监测 数据的组织与管理、直观与形象地表达土地资源 动态变化特征、快速分析土地资源动态变化的空 间信息等均具有重要的作用。
• 5.2监测程序 • 土地利用监测技术流程主要包括：多源数据 的获取和分析，数据校正、配准、融合等预 处理，变化信息处理提取及类型确定，外业 核查，变化信息后处理，监测精度评定、成 果提交、检查验收等环节。
六、土地资源动态监测案例
• LUCC动态监测 • 土地利用/覆被变化(LUCC)动态监测就是将 不同时相（至少两个时相）的土地利用/覆被数据 进行对比，获得土地利用/覆被变化的类型、位置 和数量等内容，从空间和数量上分析其动态变化 特征和未来发展趋势。
据，从而为国家制定经济建设的重大决策提供土
地资源的信息依据。
• 2.意义 • 保持了土地资源有关数据的现势性，保证信息能够 不断更新； • 通过动态分析，揭示了土地资源及其利用状况变化 的规律，为宏观研究提供依据； • 通过反映土地利用规划实施情况，可为规划信息系 统及时反馈创造条件； • 对一些重点指标进行定时监控，设置预警界线，为 政府制定有效措施和政策提供服务； • 及时发现违反土地管理法律法规的行为，为土地监 察提供目标和依据。
• 把GPS，RS获取的丰富的地物信息及其它各种信 息提供给GIS，利用GIS空间分析和矢量计算等功 能得到不同时期土地利用/覆被类型的空间分布和 空间变化状况、不同时段土地利用/覆被类型相互 转化状况、土地利用变化空间景观特征及其土地利 用结构时空变化特征。 • 与传统技术相比，借助3S技术，可以快速、准确、 及时地获得研究区域的土地利用/覆被变化状况乃 至整个区域生态环境状况等方面的实时信息，从而 为有关部门的决策提供科学依据。
测的精度。
98年TM原始影像
98年TM纠正影像
99年融合影像
监测结果报表
99年SPOT纠正影像
变异融合影像
内业判读变化图
动态遥感监测图
变化信息提取及变化类型确定
（1）变化信息发现
①光谱特征变异法②假彩色合成法
（2）变化类型确定
①目视解译法 ②自动分类法 ③人机交互解译
③主成分分析法④图像差值法
⑤图象分类后比较法⑥波段替换法 ⑦变化矢量分析法
质量、结构、生产力、空间布局、利用方式及其动
态变化的监测、调查和分析的手段。
二、土地资源动态监测的目的及意义
• 1.目的：对土地进行土地资源动态监测的目的在 于及时、准确地掌握土地资源状况（数量、质量、 空间结构、布局、效益、生产力等）与土地利用 的动态信息，揭示其变化规律，为各级政府与土 地管理部门制定土地资源管理政策、编制各项土 地资源管理规划和落实各项管理措施提供科学依
4.1.遥感技术在土地资源动态监测中的应用
遥感监测是指采用遥感技术手段，对土
地资源和土地利用实施宏观动态监测，及时发现实
地土地利用发生的变化，并做出相应的分析。通常，
土地资源动态遥感监测的实现方法有两种：
• 第一种：对多时相、多源遥感数据进行分析并作 纠正、配准、融合等预处理，然后利用处理结果 进行计算机自动分类和人工判读目视解译，得到 各时相的土地利用分类结果，比较分类结果便可 以发现土地利用中的变化情况。 • 优点：可以利用分类结果来制作并辅助更新土地 利用情况数据库
三、土地资源动态监测的内容
土地利用数量变化的监测：建设用地规模的扩展、 耕地的变化、不同土地利用类型内部结构、基本农 田保护区等变化信息的监测是重点。
土地资源质量变化监测：重点对土壤PH、养分、 土壤结构、土壤污染、水土流失、沙漠化等微观质 量特性的变化信息监测。 土地资源空间格局变化监测：重点为土地利用/土 地覆被变化的动态信息、耕地总量的动态平衡、农 业用地内部结构调整情况、基本农田保护区状况以 及后备土地资源的开发利用等方面的动态变化信息。
• 特点： • （1）全天候工作，不受天气状况的影响； • （2）GPS信号覆盖面遍布全球，不受地理空间的 影响； • （3）定点、定速、定时、精度高； • （4）速度快、节省时间、操作方便、效率高。
4.3S技术的综合集成应用
五、土地资源动态监测的步骤
5.1准备工作 1）制定工作计划。计划好监测范围、遥感数 据源、监测方法及步骤、时间、人员安排及组 织等； 2）收集有关资料。物候资料，遥感资料，基 本农田保护区及城市建成区资料，规划、年度 计划资料，地形图，土地利用现状图； 3）编制技术任务书。包括监测任务概述；测 区概况；已有资料的分析和利用；监测的技术 依据；监测的主要内容；技术指标及技术要求； 监测方法和作业流程；组织和实施；监测成果 质量控制方法；提交的成果等。
以RS技术和GIS技术为核心，以GPS技术为补充，利用3S技术进行土地 利用/覆被变化动态监测的技术流程，如图2所示。
利用RS技术能够高精度地定位、定量到地块，直观地判 读地面物体特性、资源的现势信息，借助遥感影像分析不同 时期研究区的土地利用/覆被变化情况。 遥感信息既是土地利用/覆被变化研究的主要信息来源， 又为土地利用/覆被变化动态监测提供了技术和成果精度保证。 遥感具有即时成像、实时传输、快速处理和周期性观测 获取同一物体遥感信息的能力，能及时地提供准确综合的大 范围内动态监测的各种资源与环境数据，是进行土地资源调 查、土地利用动态监测与反馈的有效手段。 利用遥感图像可迅速、重复、动态获取大区域的各种信 息，从而为大范围、动态、周期性的土地利用/覆被变化动态 监测提供技术支持和成果精度保证。 现在RS已能进行高分辨率、多角度、多时相的对地观测， 遥感信息处理技术也同步发展，功能由静态分析发展到了动 态监测，已能对环境信息进行定量分析、自动成图。
4.3 GPS技术在土地资源动态监测中的应用
作用： (1)在遥感图像处理过程中，提取土地资源信息时， 进行野外土地调查，标定地物和建立遥感解译与 分类判读标志时，GPS可以实现野外精确定位，提 高遥感图像解译与分类的精度。 （2）在动态监测过程中，GPS准确定位监测位置 及工作路线，可以及时掌握监测区土地资源的状 况，便于及时了解土地资源动态变化信息。
土壤与环境特性变化监测：重点监测土壤污染程 度、局域气候特征、区域环境条件、环境污染情况 等方面的变化信息。 土地资源生产力与效益变化监测：重点监测土壤 属性、地形地貌、水文、气候、土地投入产出水平、 社会经济效益以及土地利用变化的生态环境效应等 方面的动态变化信息。
四、监测方法
土地资源动态监测是基于土地资源多源数 据与资料，综合运用3S技术、计算机、网络等多种 现代先进技术手段，通过野外实地土地调查与室内 统计、空间分析等方法相结合来实现的。其中，3S 技术的综合应用最为关键。
• 缺点：对土地利用分类时工作量大，分类精度不 高，而且由于要对不同时相影像做分类处理，在 进行比较确定变化时已经累积了两次的分类误差 。
• 第二种：直接利用多时相、多源遥感数据来寻
找变化，通过图像处理和影像判读来确定变化
属性进行统计分析，大大减少了对无变化区域
做分类时的作业人员的工作量，有效提高了监
崩塌
土地整理
违法占用耕地
人类的经济活动：如农业结构 调整、土地开发整理与复垦、 土地交易、违法用地等使土地 利用的类型、权属、利用结构 等发生了变化。
土地开发
一、土地资源动态监测含义
• 土地资源动态监测是指为了实现对土地资源的保护、 治理以及土地资源利用的调控，依据土地资源调查 的相关规程，通过综合运用3S等先进技术手段以及 综合采用室外调查与室内分析相结合、宏观调控与 微观实验相结合的研究方法，实现对土地资源数量、
• GPS技术可以对空间数据快速定位。全球卫星定位 系统使土地利用/覆被变化动态监测数据的空间精 度有了可靠保障。 • GPS 主要用于实时、快速地提供目标地物的地理坐 标，发现地球表面的各种变化，及时地对 GIS 进 行数据更新。 • 土地利用/覆被变化监测中不管利用遥感影像还是 直接野外进行数据采集，都可以借助 GPS 获取采 集点的空间位置。 • 在对这些数据进行分析和整理后，将实际信息与空 间位置一一对应起来，从而生成相应的专题图。
土地资源动态监测
本章内容
一、土地资源动态监测含义 二、土地资源动态监测的目的及意义 三、土地资源动态监测的内容 四、动态监测方法 五、土地资源动态监测的步骤
六、土地资源动态监测案例
地面塌陷
土地荒漠化
自然环境的演变:如全球变暖、 海平面上升、植被演替、自 然灾害（荒漠化、崩滑流等） 等造成土地资源质量下降和 数量减少。
4.2 GIS技术在土地资源动态监测中源自文库应用
地理信息系统（GIS）功能由空间数据输入， 空间数据查询、空间数据处理分析、空间数据的 更新与显示、空间数据输出及模型应用组成。 GIS可以有效支持对土地资源动态的监测和 分析，实时准确的了解其发展过程及演变规律， 并可以近一步预测动态变化的趋势。 GIS在土地资源动态监测中发挥基础背景数 据库和数据集成的作用，对于土地资源动态监测 数据的组织与管理、直观与形象地表达土地资源 动态变化特征、快速分析土地资源动态变化的空 间信息等均具有重要的作用。
• 5.2监测程序 • 土地利用监测技术流程主要包括：多源数据 的获取和分析，数据校正、配准、融合等预 处理，变化信息处理提取及类型确定，外业 核查，变化信息后处理，监测精度评定、成 果提交、检查验收等环节。
六、土地资源动态监测案例
• LUCC动态监测 • 土地利用/覆被变化(LUCC)动态监测就是将 不同时相（至少两个时相）的土地利用/覆被数据 进行对比，获得土地利用/覆被变化的类型、位置 和数量等内容，从空间和数量上分析其动态变化 特征和未来发展趋势。
据，从而为国家制定经济建设的重大决策提供土
地资源的信息依据。
• 2.意义 • 保持了土地资源有关数据的现势性，保证信息能够 不断更新； • 通过动态分析，揭示了土地资源及其利用状况变化 的规律，为宏观研究提供依据； • 通过反映土地利用规划实施情况，可为规划信息系 统及时反馈创造条件； • 对一些重点指标进行定时监控，设置预警界线，为 政府制定有效措施和政策提供服务； • 及时发现违反土地管理法律法规的行为，为土地监 察提供目标和依据。
• 把GPS，RS获取的丰富的地物信息及其它各种信 息提供给GIS，利用GIS空间分析和矢量计算等功 能得到不同时期土地利用/覆被类型的空间分布和 空间变化状况、不同时段土地利用/覆被类型相互 转化状况、土地利用变化空间景观特征及其土地利 用结构时空变化特征。 • 与传统技术相比，借助3S技术，可以快速、准确、 及时地获得研究区域的土地利用/覆被变化状况乃 至整个区域生态环境状况等方面的实时信息，从而 为有关部门的决策提供科学依据。
测的精度。
98年TM原始影像
98年TM纠正影像
99年融合影像
监测结果报表
99年SPOT纠正影像
变异融合影像
内业判读变化图
动态遥感监测图
变化信息提取及变化类型确定
（1）变化信息发现
①光谱特征变异法②假彩色合成法
（2）变化类型确定
①目视解译法 ②自动分类法 ③人机交互解译
③主成分分析法④图像差值法
⑤图象分类后比较法⑥波段替换法 ⑦变化矢量分析法
质量、结构、生产力、空间布局、利用方式及其动
态变化的监测、调查和分析的手段。
二、土地资源动态监测的目的及意义
• 1.目的：对土地进行土地资源动态监测的目的在 于及时、准确地掌握土地资源状况（数量、质量、 空间结构、布局、效益、生产力等）与土地利用 的动态信息，揭示其变化规律，为各级政府与土 地管理部门制定土地资源管理政策、编制各项土 地资源管理规划和落实各项管理措施提供科学依
4.1.遥感技术在土地资源动态监测中的应用
遥感监测是指采用遥感技术手段，对土
地资源和土地利用实施宏观动态监测，及时发现实
地土地利用发生的变化，并做出相应的分析。通常，
土地资源动态遥感监测的实现方法有两种：
• 第一种：对多时相、多源遥感数据进行分析并作 纠正、配准、融合等预处理，然后利用处理结果 进行计算机自动分类和人工判读目视解译，得到 各时相的土地利用分类结果，比较分类结果便可 以发现土地利用中的变化情况。 • 优点：可以利用分类结果来制作并辅助更新土地 利用情况数据库
三、土地资源动态监测的内容
土地利用数量变化的监测：建设用地规模的扩展、 耕地的变化、不同土地利用类型内部结构、基本农 田保护区等变化信息的监测是重点。
土地资源质量变化监测：重点对土壤PH、养分、 土壤结构、土壤污染、水土流失、沙漠化等微观质 量特性的变化信息监测。 土地资源空间格局变化监测：重点为土地利用/土 地覆被变化的动态信息、耕地总量的动态平衡、农 业用地内部结构调整情况、基本农田保护区状况以 及后备土地资源的开发利用等方面的动态变化信息。
• 特点： • （1）全天候工作，不受天气状况的影响； • （2）GPS信号覆盖面遍布全球，不受地理空间的 影响； • （3）定点、定速、定时、精度高； • （4）速度快、节省时间、操作方便、效率高。
4.3S技术的综合集成应用
五、土地资源动态监测的步骤
5.1准备工作 1）制定工作计划。计划好监测范围、遥感数 据源、监测方法及步骤、时间、人员安排及组 织等； 2）收集有关资料。物候资料，遥感资料，基 本农田保护区及城市建成区资料，规划、年度 计划资料，地形图，土地利用现状图； 3）编制技术任务书。包括监测任务概述；测 区概况；已有资料的分析和利用；监测的技术 依据；监测的主要内容；技术指标及技术要求； 监测方法和作业流程；组织和实施；监测成果 质量控制方法；提交的成果等。
以RS技术和GIS技术为核心，以GPS技术为补充，利用3S技术进行土地 利用/覆被变化动态监测的技术流程，如图2所示。
利用RS技术能够高精度地定位、定量到地块，直观地判 读地面物体特性、资源的现势信息，借助遥感影像分析不同 时期研究区的土地利用/覆被变化情况。 遥感信息既是土地利用/覆被变化研究的主要信息来源， 又为土地利用/覆被变化动态监测提供了技术和成果精度保证。 遥感具有即时成像、实时传输、快速处理和周期性观测 获取同一物体遥感信息的能力，能及时地提供准确综合的大 范围内动态监测的各种资源与环境数据，是进行土地资源调 查、土地利用动态监测与反馈的有效手段。 利用遥感图像可迅速、重复、动态获取大区域的各种信 息，从而为大范围、动态、周期性的土地利用/覆被变化动态 监测提供技术支持和成果精度保证。 现在RS已能进行高分辨率、多角度、多时相的对地观测， 遥感信息处理技术也同步发展，功能由静态分析发展到了动 态监测，已能对环境信息进行定量分析、自动成图。
4.3 GPS技术在土地资源动态监测中的应用
作用： (1)在遥感图像处理过程中，提取土地资源信息时， 进行野外土地调查，标定地物和建立遥感解译与 分类判读标志时，GPS可以实现野外精确定位，提 高遥感图像解译与分类的精度。 （2）在动态监测过程中，GPS准确定位监测位置 及工作路线，可以及时掌握监测区土地资源的状 况，便于及时了解土地资源动态变化信息。
土壤与环境特性变化监测：重点监测土壤污染程 度、局域气候特征、区域环境条件、环境污染情况 等方面的变化信息。 土地资源生产力与效益变化监测：重点监测土壤 属性、地形地貌、水文、气候、土地投入产出水平、 社会经济效益以及土地利用变化的生态环境效应等 方面的动态变化信息。
四、监测方法
土地资源动态监测是基于土地资源多源数 据与资料，综合运用3S技术、计算机、网络等多种 现代先进技术手段，通过野外实地土地调查与室内 统计、空间分析等方法相结合来实现的。其中，3S 技术的综合应用最为关键。
• 缺点：对土地利用分类时工作量大，分类精度不 高，而且由于要对不同时相影像做分类处理，在 进行比较确定变化时已经累积了两次的分类误差 。
• 第二种：直接利用多时相、多源遥感数据来寻
找变化，通过图像处理和影像判读来确定变化
属性进行统计分析，大大减少了对无变化区域
做分类时的作业人员的工作量，有效提高了监
崩塌
土地整理
违法占用耕地
人类的经济活动：如农业结构 调整、土地开发整理与复垦、 土地交易、违法用地等使土地 利用的类型、权属、利用结构 等发生了变化。
土地开发
一、土地资源动态监测含义
• 土地资源动态监测是指为了实现对土地资源的保护、 治理以及土地资源利用的调控，依据土地资源调查 的相关规程，通过综合运用3S等先进技术手段以及 综合采用室外调查与室内分析相结合、宏观调控与 微观实验相结合的研究方法，实现对土地资源数量、
• GPS技术可以对空间数据快速定位。全球卫星定位 系统使土地利用/覆被变化动态监测数据的空间精 度有了可靠保障。 • GPS 主要用于实时、快速地提供目标地物的地理坐 标，发现地球表面的各种变化，及时地对 GIS 进 行数据更新。 • 土地利用/覆被变化监测中不管利用遥感影像还是 直接野外进行数据采集，都可以借助 GPS 获取采 集点的空间位置。 • 在对这些数据进行分析和整理后，将实际信息与空 间位置一一对应起来，从而生成相应的专题图。