土壤水分遥感监测的研究进展
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土壤侵蚀评价遥感研究进展
收稿日期：2008-12-30；修订日期： 2009-04-12基金项目：中国科学院知识创新工程重大项目 （KZCX1-YW-08-03）和水利部，官厅密云水库上游水土保持遥感监测二期工程（HW-STB2004-03）资助 作者简介：张喜旺（1979），男，河南辉县人，博士生，主要从事遥感与地理信息系统在水土保持方面的应用研究。E-mail:zxiwang@https://www.360docs.net/doc/cc8217221.html, * 通讯作者： E-mail:wubf@https://www.360docs.net/doc/cc8217221.html, 土壤侵蚀评价遥感研究进展 张喜旺，周月敏，李晓松，袁超，闫娜娜，吴炳方* （中国科学院遥感应用研究所，北京100101） 摘要：土壤侵蚀是世界范围内最重要的土地退化问题，对全世界范围内的农作物产量，土壤结构和水质产生负面影响，因此，对侵蚀进行适当评估，了解其空间分布以及侵蚀程度，对政策的制定、治理措施的实施都具有非常重要的指导作用。以遥感在土壤侵蚀中的应用为主线，介绍国内外多种土壤侵蚀评价方法，包括定性的判断和定量的计算。认为虽然遥感因其具有大面积重复观测能力，已经渗透到各种研究方法中，但无论是定性的方法还是定量的方法，遥感往往仅作为数据进行输入，而遥感的潜力并没有得到充分的发挥，遥感多源多时相的能力并没有得到充分的应用。目的是使今后的研究更加重视遥感的空间分析和动态监测能力，以及多源多时相的特性，使遥感真正在方法论上发挥其在土壤侵蚀监测中的重要作用。 关键词：土壤侵蚀；遥感；DEM ；GIS 中图分类号：TP 79：S157 文献标识码：A 文章编号：0564-3945（2010）04-1010-08 Vol.41,No.4Aug.,2010 土壤通报 Chinese Journal of Soil Science 第41卷第4期2010年8月土壤侵蚀是发生在特定时空条件下的土体迁移过程，受到多种自然要素和人类活动的综合影响。水 蚀是世界范围内最重要的土地退化问题，已经成为全球性的公害，通过减少表土层的有机质和养分含量而降低土壤生产力[1]，它通过对农作物产量、土壤结构以及水质[2,3]剧烈地影响着环境，并产生大量的经济损失，直接影响着人们的生活，通过沉积作用淤积江河、湖泊，损害基础设施，威胁人类安全。此外，侵蚀导致土壤以CO 2，CH 4的形式向大气中散射有机碳，从而影响全球变暖[4]。而全球变暖又反过来增强土壤侵蚀率[5]。因此，对侵蚀进行适当评估，了解其空间分布以及侵蚀程度，对政策的制定、治理措施的实施都具有非常重要的指导作用。自从研究土壤侵蚀一个多世纪以来[6]，国内外学者进行了大量的研究，提出了各种各样不同的侵蚀评价方法，包括定性的判断[7,8]以及定量的计算[9,10]。区域尺度的土壤侵蚀评价主要的困难在于数据的可获得性以及数据的质量[11]。遥感具有规则重复观测能力，可以提供了大区域的同质数据[12,13]，是进行环境和灾害动态监测的先进有效的技术手段，可以深刻地了解地表的特征及其变化。而侵蚀退化标志如地表裸露程度、地形地貌、植被覆盖度和土地利用方式的改变等是能够被遥感技术所记录和获取的，因此自20世纪70年代以来，遥感技术就被应用于土壤侵蚀调查。许多研究已经全面或部分地利用卫星遥感数据以许多不同的方式进行侵蚀评估，为方法的完善提供支 持，如光学影像对侵蚀特征[14]、植被[15]的研究，SAR 对地形[16]、 地表粗糙度[17]以及光学影像与SAR 结合对耕作方式的探测[18]等。而传统的土壤侵蚀遥感研究中主要是为了探测侵蚀特征和获取模型输入数据，遥感多源多时相的能力并没有得到发挥，空间分析和动态监测的能力并没有得到很好的应用。本文的目的是对土壤侵蚀评价中遥感的应用方法进行综述，并展望遥感在土壤侵蚀评价中发展趋势。 1 定性方法 1.1 目视判读 目视判读法(目视解译)主要是通过对遥感影像的判读，对一些主要的侵蚀控制因素进行目视解译后，根据经验对其进行综合，进而在叠加的遥感图像上直 接勾绘图斑(侵蚀范围)， 标识图斑相对应的属性(侵蚀等级和类型)来实现的。目视解译是土壤侵蚀调查中基 于专家的方法中最典型的应用。这一方法利用对区域情况了解和对水土流失规律有深刻认识的专家，使用遥感影像资料，结合其它专题信息，对区域土壤侵蚀状况进行判定或判别，从而制作相应的土壤侵蚀类型图或强度等级图，其实质是对计算机储存的遥感信息和人所掌握的关于土壤侵蚀的其它知识、经验，通过人脑和电脑的结合进行推理、判断的过程[19]。我国水土保持部门于1985年使用该方法，采用M SS 影像在全国范围内进行第一次土壤侵蚀遥感调
国土资源遥感技术应用现状与发展趋势 崔雪勇
国土资源遥感技术应用现状与发展趋势崔雪勇 摘要：在经济社会高速的发展背景下，人口数量也在急剧增加，城市化建设步 伐也越来越快，这些都使得土地资源本就紧张的局势显得更加的突出起来，自一 九九九年以来国土资源组织中国土地勘测规划院等很多单位，针对人口数量在50万以上的城市以及个别热点地区实施相关的遥感监测工作，通过分辨率较高的卫 星数据以及人机互译的技术手段，对土地的实际利用情况实施调查与分析。本文 将从其应用的现状及其未来的发展前景进行一系列的分析和讨论，并提出相应的 观点，仅供大家参考。 关键词：遥感技术；国土资源；管理；应用现状；发展前景 前言 我国国土面积九百六十万平方公里，位居世界第三位，长久以来我党和相关 政府部门在国土资源的管理上进行了大量人力、物力和财力方面的投入，取得了 非常显著的效果。遥感技术作为现阶段在我国国土资源管理过程中应用的较为广 泛的技术类型，不仅能够对相关的信息数据进行准确的收集，同时还可以利用该 技术对整体进行成像处理，进一步实现对于各类景物的识别和相应的探测工作， 大大提升了国土资源管理的效率。 1遥感技术在国土资源管理中的应用现状分析 笔者结合自身多年国土资源管理工作经验，同时参考大量文献资料的相关数 据信息将遥感技术在其具体的管理中的应用现状总结为以下几个方面： 1.1遥感技术在国土资源管理中的应用优势分析 本文将从以下几个方面对现阶段遥感技术在国土资源管理中的应用优势进行 阐述，具体内容如下： 首先，国土资源管理相较于其他行业来说数据信息等各种材料相对较多，采 用传统的管理模式对其进行处理非常不利于整体的规划和布局。在其管理中采用 现代化的遥感技术能够大大提升整体数据的处理和管理能力，特别是对于数据信 息的获取和周期数据的处理方面，遥感技术拥有非常明显的优势，能够最为直接 和详尽的将国土资源的总体情况和布局全面的进行展示，除此之外，通过遥感技 术的应用还有助于相关部门即使了解国土资源的具体情况从而对其中存在的问题 进行及时的治理。 其次，在国土资源的管理中应用现代化的遥感技术有助于帮助相关工作人员 准确及时的对自然情况进行监测，在区域内部发生地质灾害之前及时进行预警处理，最大限度的将地质灾害所造成的影响和破坏降到最低，更好的保障人民群众 的生命和财产安全。 最后，在国土资源的管理中应用现代化的遥感技术有助于相关矿产资源的开 发和利用，遥感技术与传统的探测技术相比在其光谱获取方面拥有非常大的优势，能够最为迅速且准确的进行相应矿产资源的探索和开发，更有效的推动我国矿产 行业的发展和进步。 1.2在土地利用总体规划中的应用 在国家土地利用总体规划管理中遥感技术的应用发挥着巨大的作用，可以有 效提升规划设计的真实性，通过进行遥感正摄像图制作，能够在总体规划新一轮 土地利用中，进行基础图件修编，大大提升了过去规划编制过程中运用小比例尺 以及现势差的底图缺点，可以为此项工作的开展提供更加精准的数据支持。 1.3遥感技术在国土资源管理中存在的问题分析
利用微波遥感监测反演裸露 地表湿度
利用微波遥感监测反演裸露 地表湿度 （2008.12 M.R.Feng） 摘要：本文主要讲叙微波遥感在反演土壤湿度方面的应用，其中主要是针对于主动微波遥感的方法，文中简单介绍了主被动微波遥感监测土壤表面湿度的原理，即基于干燥土壤和水体之间介电常数的巨大差异，重点在于如何区分土壤表面湿度和粗糙度信息，本文简单介绍了加拿大学者M.R.Sahebi和J.Angles基于RadarSat-1数据，利用多角度方法来反演地表参数(湿度和粗糙度)，通过比较三个经验模型(GOM、OM、MDM)模拟效果，最后MDM得到了较好的结果。 关键词：土壤湿度；微波遥感；粗糙度；反演 1 引言 1.1研究背景 土壤湿度是水文、农业、气象的主要基础信息，也是进行土地退化评价等生态环境研究的重要指标。土壤湿度与土壤的风蚀、水蚀等有着密切的关系。土壤湿度的研究方法可分为传统方法和遥感方法两大类。与传统的土壤水分监测方法相比，飞速发展的遥感技术手段监测土壤水分具有许多不可替代的优势，包括快速、实时、长时期动态大区域监测以及良好的时间空间分辨率。随着遥感技术的不断创新，遥感反演土壤湿度的方法也成为研究热点[1]。 土壤水分的监测由于受到面积大、监测环境条件等的限制，使实地测量的方法不能广泛应用，一些传统的土壤水分监测的方法已经不能满足要求，需要新的、快速的方法来实现。遥感技术具有快速、有效、宏观的等优点，在大面积土壤水分监测中具有明显的优势，而且遥感获取数据周期短可以实现土壤含水量短周期内的动态监测。目前土壤水分的遥感监测已经有许多的研究，并且形成了许多的理论和方法，各种方法都有自己的优势和特点，主要从不同的监测指标来实现土壤水分的监测，因此在监测精度与实用性上存在着很大的差别。目前遥感监测土壤水分的主要方法和模型也有不少，比如说表观热惯法、作物缺水指数法、距平植被指数法。但是利用微波遥感反演地表湿度是比较常见的方法，本文主要是讲叙微波遥感在监测地表湿度方面的应用，特别是对裸露的地表。 1.2研究现状 微波土壤水分遥感研究始于20世纪80年代, 其中最具代表性的是Ulaby利用试验数据得出土壤后向散射系数的主导因素为粗糙度和含水量。80年代后, Dobson和Ulaby利用车载、高塔、航空平台的微波数据研究了土壤湿度反演的最佳工作模式, 并一致认为小角度入射后向散射系数对土壤湿度最敏感。随着微波散射模型不断发展, 相继出现微波散射的小扰动模型、几何光学模型、物理光学模型、双尺度模型和积分方程模型A IEM。Doboson等在物理模型和试验研究
2013年度土地变更调查与遥感监测技术方案(现状)
漳平市2013年度土地变更调查与遥感监测技术方案（现状） 编制单位：厦门集恩图造信息工程有限公司 编写者：王巧晖 时间：2013.12.12
一.项目概况 (3) 二．准备工作 (3) （一）总体控制 (3) （二）资料及设备准备 (3) （三）制作漳平市土地变更调查外业底图 (4) 三. 调查内容与方法 (4) （一）开展遥感监测图斑核实及建设用地变更调查。 (5) （二）开展耕地现状变化调查。 (6) （三）开展其他现状变化调查。 (8) （四）开展地类信息专项调查标注。 (8) 四．有关问题说明 (9) （一）建设用地变更原则 (9) （二）建设用地认定原则 (9) （三）2012年度卫片执法变更原则 (10) （四）灾毁及荒废耕地变更原则 (10) 五．基本农田情况调查 (10) 六．更新县级土地调查数据库 (10) （一）数据库质量检查及更新方法。 (10) （二）数据库质量检查及更新要求。 (11) （三）2013年度数据库变更有关问题说明。 (11)
一.项目概况 为准确掌握2013年度漳平市土地利用变化情况，保持第二次土地调查成果现势性，在第二次土地调查及上年度土地变更调查成果的基础上，采用国土部下发的卫星遥感影像，利用地理信息等技术手段，在漳平市开展土地变更调查监测与核查工作，更新土地调查数据库。为保证本项工作顺利开展，特编写本技术方案。 二．准备工作 （一）总体控制 漳平市2013年度土地变更调查以经国家确认的2012年度土地调查数据库为基础。2012年度土地变更调查及2013年度界线调整形成的各级控制界线、控制面积和各地类面积，作为2013年度变更调查的基础及2013年度土地矿产卫片执法检查单元，不得随意更改。2013年度内漳平市行政区域界线发生调整的，由省级国土资源主管部门统一将调整后的控制界线、控制面积、涉及界线调整的县级土地调查数据库和相关说明材料上报国土部进行备案。 （二）资料及设备准备 漳平市国土资源主管部门收集整理土地管理方面的相关资料，准备调查所需的有关设备。 资料主要包括：2012年度土地调查数据库，2013年度新增建
利用卫星遥感监测城市土地资源
利用卫星遥感监测城市土地资源 2007-11-12 | 作者：天津市规划和国土资源局 | 来源：国土资源信息化 | 【大中小】【打印】【关 闭】 准确、现势的土地利用信息，定城市社会、经济发展规划、计划和宏观决策的重要依据。及时准确掌握土地利用变化情况，是加强城市规划和国土资源动态管理、确保城市总体规划和土地利用总体规划实施、切实保护耕地的必要前提条件。然而，常规手段难以快速反映土地资源利用变化的现状、分布、特征及其发展趋势，难以有效地监测城市总体规划和土地利用总体规划的实施，难以及时发现、查处和控制违法用地和违法建设，不利于动态开放型城市土地系统的建立、土地可持续利用和土地集约化经营。 近年来，随着卫星遥感影像分辨率的提高，为城市规划和国土资源管理对快速、动态、现势、精准的城市土地利用信息需求提供了支持。可以说，城市遥感正在向我们悄悄走来，卫星遥感技术在城市规划和国土资源管理上的应用，将带动城市规划和国土资源管理方式的变革。2001 年，我们利用SPOT 和TM 图像按季进行四次土地利用卫星遥感动态监测工作，为天津市耕地保护、土地规划、土地利用变更调查和土地执法监察提供了大量的动态变化信息，在此基础上，又在市域湿地保护、市域主要公路两侧建筑物变化、中心城区扩展和变化等方面进行了探索性应用，取得了显著成效。 一、土地利用卫星遥感动态监测 1999 年，国土资源部开始对部分大、中城市进行卫星遥感土地利用动态监测工作（一年一次）。近年来随着我国城市化进程的不断加快，城市土地利用增速较快，为了更好地掌握城市土地利用现状，从2001 年起，我们每年按季进行四次市域土地利用卫星遥感动态监测，从监测效果看，像天津这样的直辖市，每年进行四次土地利用动态监测十分必要。 2001 年前三季度动态监测变化信息分为新增建设用地占用耕地、新增建设用地占用非耕地和可疑变化用地三类。在总结2001 年前三季度土地利用动态监测工作的基础上，结合土地管理需要，第四季度增加荒地、建设用地、水域变为耕地和新增坑塘水面占用耕地两类解译信息。 第一季度卫星遥感动态监测报告362 块变化图斑，实地变化274 块，实地未变化88 块。实地变化的图斑中，增量建设占用土地100块，存量建设用地内部变化83 块，农业结构调整用地91 块。其中养殖业用地20 块，蔬菜大棚、地膜用地71 块。存量建设用地主要分布在塘沽经济开发区和城市建成区内，增量建设用地项目超过半数使用耕地，相当部分建设用地没有审批手续。 第二季度卫星遥感动态监测报告289 块变化图斑，实地发生变化241 块，实地未发生48 块。实地变化图斑中，增量建设占用土地165 块，存量建设用地内部变化50 块，农业生产结构调整用地26 块。其中养殖业用地巧块，蔬菜大棚和地膜用地H 块，存量建设用地主要集中在塘沽经济技术开发区和汉沽区城市建成区内，增量建设使用耕地比例加大，增量建设用地未批先建现象较多，农业结构调整用地增速较快。
省2017年度土地利用变更调查与遥感监测项目预算绩效评
江西省2017 年度土地利用变更调查与遥感监测项目预算绩效评价报告 从2010 年度开始，为了保持第二次全国土地调查数据的现势性，在全国范围内采用新机制、新方法开展年度土地变更调查与遥感监测工作。土地变更调查工作是对自然年度内的全省土地利用现状、权属变化，以及各类用地管理信息，进行调查、监测、核查、汇总、统计和分析等。开展全省土地利用变更调查与遥感监测省级核查任务工作是为了保障全省土地变更调查工作顺利进行，有序开展，保证全省土地变更调查成果质量，及时更新省级土地调查数据库，汇总分析全省年度土地利用变化情况，为国土资源“批、供、用、补、查”日常管理及经济社会发展提供基础资料。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖賃軔。 江西省国土资源勘测规划院申报了2017 年省财政厅拨款的江西省2017 年度土地利用变更调查与遥感监测项目，投资金额258 万元。为科学、客观、全面、规范地评价专项资金使用绩效，及时总结经验，分析存在问题及原因，为相关部门决策、管理提供参考依据，江西省国土资源厅组织了项目绩效评价。聞創沟燴鐺險爱氇谴净祸測。 遵循“客观、公正、科学、规范”的原则，依据“绩效导向，突出结果”的评价思路，江西省国土资源厅组织具有丰富调查经验、绩效评价和财务管理等方面的专业理论与实践经验的专家组成绩效评价小组，经过查阅资料、不断研究完善等过程，制定了涵盖产出指标、效益指标、服务对象满意度指标、预算资金执行率共4项一级指标、9项二级指标及25项三级指标。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟婭骒。
综合本项目的绩效指标完成情况、2017 年度资金使用情况、项目组织管理及项目效益实现情况，本项目绩效评价自评得分98 分，评分等级优秀。总体上达到了专项资金预设的绩效目标，政策实施效果良好，群众满意度较高。酽锕极額閉镇桧猪訣锥顧荭。 一、项目基本情况 （一）项目概况 1、立项背景及目的 为准确掌握2017 年度江西省土地利用实际变化情况，持续更新全省土地调查数据，充分发挥土地管理参与国民经济的宏观调控作用，实施最严格的耕地保护和节约集约用地等土地管理制度，按照《中华人民共和国土地管理法》、《土地调查条例》、《土地调查条例实施办法》和《全国土地变更调查工作规则（试行）》，全省开展了2017 年度土地利用变更调查与遥感监测工作，省级国土部门负责组织开展全省土地利用变更调查与遥感监测工作，负责全省工作进度、成果质量检查。按照国土资源部的统一部署和要求，江西省2017 年度土地利用变更调查与遥感监测项目由江西省国土资源厅实施，承担单位为江西省国土资源勘测规划院。彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑诒尔。 江西省国土资源厅地籍管理处是省厅内设职能处室，主要职责是拟订地籍管理、土地确权、登记、争议调处办法，调处重大土地权属争议；承担各类土地登记资料的整理、共享和汇交管理工作；拟订土地调查、监测、统计的规程、规范、标准和土地调查、监测总体方案并组织实施；指导市、县（区）地籍工作。謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔點鉍。
土壤侵蚀监测新方法的新技术
土壤侵蚀监测新方法的新技术 (一)中国土壤状况 土壤是地球的皮肤, 在自然力和人类活动的作用下土壤或其他地面组成物质被剥蚀、分离、搬运、沉积, 形成土壤侵蚀。土壤侵蚀不仅造成诸如土壤养分流失、土地退化等原生问题, 还带来诸如洪水泛滥、河道淤积、水体面源污染等次生环境问题, 是当今世界普遍关注的环境问题。中国是土壤侵蚀最为严重的国家之一,全国的土壤侵蚀面积高达492万km2,占国土面积的51.2%.在漫长的时间里,由于遭到人类不当经济活动的干扰破坏,致使土壤侵蚀加剧.随着人口增长、资源缺乏、能源危机、粮食不足等问题的出现,人们为了满足人类社会发展之需,对土地资源的破坏越来越严重,破坏了生态环境的平衡,制约着经济的快速发展和社会的安定团结,土壤侵蚀问题显得更为严峻. （二）土壤监测的意义 土壤侵蚀监测对土壤侵蚀发生、发展、危害及水土流失防治效益进行调查、观测和分析, 为认识水土流失现状、研究土壤侵蚀规律、制订水土流失防治规划、设计水土保持措施、评价水土保持效益和行政监督执法提供指导。 （三）土壤监测的方法及特点 自开始土壤侵蚀研究以来, 土壤侵蚀监测技术不断发展。1882 年德国土壤学家建立了微型径流观测小区, 开拓了土壤侵蚀定量监测的历史。径流观测小区的出现和迅速发展, 积累了大量的观测数据, 为土壤侵蚀预报模型的提出奠定了基础。常规土壤侵蚀监测方法主要包括调查法、径流小区法、侵蚀针法、水文法、模型估算法和遥感解译法等。常规方法野外工作量大、效率低、周期长, 不能适应现代土壤侵蚀监测高时效性、自动化、系统化的发展趋势。随着现代认识和技术水平的发展, 土壤侵蚀监测技术出现多学科的交叉结合, 监测精度也由定性到半定量、定量和精确定量的提升。先进的多元数据遥感监测、航拍技术、多孔径雷达技术、光电探测技术等开始融入土壤侵蚀监测领域。这里主要介绍现代地形测量、核素示踪、沉积泥沙反演和现代原位监测等现代土壤侵蚀监测方法
无人机用于国土资源遥感飞行平台解决方案
无人机用于国土资源遥感飞行平台解决方案 一、无人机在国土资源调查的应用 国土资源包括土地资源、矿产资源、海洋资源、水资源、气象资源、生物资源及旅游资源等，航空遥感在国土资源调查的应用一般涵盖国土整治的规划与管理，环境和灾害监测，水文地质、工程地质勘查，建设工程选址、选线及城市规划等领域。无人机飞行平台在国土资源遥感调查领域发挥出了自身的优势，低成本、低速、可靠性的无人机执行低空飞行任务，可以快速，高质量获取航空高分辨率遥感影像。 1）无人机用于城镇规划调查 无人机携带多种传感器在城镇上空飞行，为城市开发的规划信息系统提供依据。广泛应用在建筑密度分布规律研究、在建工地调查、中心城市简房漏棚调查、施工占路情况、露天停车场调查、垃圾堆场的空间分布、污水治理和改造工程的补充论证、为建厂规划或改造提供影像资料等。无人机除了应用在城市的变迁、发展趋势及改造，城市图件更新外，还可用于城市现状调查，如土地利用、地籍、交通、旅游资源调查，绘制城市绿化分布图、烟尘污染分布图、水污染分布图，以及城市环境调查，如三废污染、地质灾害、城市公共安全监测方面。 2）无人机用于矿产资源开发调查
我国矿区开发引发生态环境的破坏；矿产资源规划执行情况不清,缺乏客观和有效数据；由于缺乏实时监控使得违法行为频繁发生。无人机空中遥感矿区的矿产开采点位置(井口位置) 、开采状态(开采或关闭) 、开采矿种(煤、铁) 、开采方式(露天、地下) 、占地范围与土地类型、固体废弃物堆积范围和占用土地类型等。无人机还可以观测矿产资源开发引发的灾害。包括地面沉陷范围、地裂缝长度、塌陷坑位置、山体陷裂(垮塌)范围、崩塌位置、滑坡位置、泥石流位置、河道淤塞长度(位置)及煤田(煤矸石)自燃范围等。探测矿山生态环境信息。包括破坏土地范围、受损植被范围、粉尘污染范围、水体污染范围、荒漠化范围、土地复垦范围及矿山环境治理效果。无人机低空遥感配合地面管理软件亦可为矿产资源开发整体状况提供决策支持 系统。 3）无人机用于农业土地资源和农作物资源评估 无人机遥感可以快速估测农作物的种植面积，农作物长势监测和产量预报，农作物旱情和灌溉情况监测和用于农业自然资源管理。解译、判断农业生产中遇到的问题,如病虫害、土壤盐碱度、土壤营养状况、水污染等问题。农业生态环境变迁监测：草原退化、土地沙漠化、水土流失水环境污染监测和农业水环境资源供给配备规划。 4）无人机用于地质灾害遥感 无人机可在山区大型工程、铁路及公路沿线、山区城镇等区域进行可疑滑坡区域的地质环境遥感，研究、滑坡灾害评价、危险预测、灾情评估、减灾和防治，为灾后救援、重建工作提供重要依据。目前以崩滑流为主的地质灾害遥感调查与监测技术已基本成熟,比如采用
遥感反演土壤湿度的主要方法
遥感反演土壤湿度的主要方法 遥感反演土壤湿度根据波段的不同分为3类：微波遥感土壤湿度法；作物植被指数法；热红外遥感监测法（主要是应用热惯量模型）。 1.1 微波遥感土壤湿度法 分主动微波遥感监测法和被动微波遥感监测法两种。此方法物理基础坚实，即土壤的介电特性 和土壤含水量密切相关，水分的介电常数大约为80，干土仅为3，它们之间存在较大的反差。土壤的介电常数随土壤湿度的变化而变化，表现于卫星遥感图像上将是灰度值G亮度温度Tb的变化。因此，微波遥感土壤水分的方法被广泛地应用于实际的监测工作中。 1.1.1 主动微波遥感监测法 以应用x波段侧视雷达为主，主要是后向反射系数法。因为含水量的多少直接影响土壤的介电常数，使雷达回波对土壤湿度反映极为敏感，据此可建立后向散射系数和土壤水分含量之间的函数关系。国内李杏朝据微波后向反射系数法，用x波段散射计测量土壤后向反射系数，与同步获得的X 波段、HH极化机载SAR图像一起试验监测土壤水分；田国良等在河南也应用此方法也进行土壤水分研究。主动微波遥感土壤水分精度较高，且可以全天候使用，成为监测水分最灵活、最适用、最有 效的方法，随着大量的主动微波遥感器的卫星（ERS系列、EOS、SAR、Radar sat、ADEOS、TRMM 等）的发射升空，将使微波遥感的成本不断下降，逐渐被应用于实践 1.1.2 被动微波遥感监测法 原理同主动微波遥感法。值得指出，植被在地表过程研究中的影响突出，为了消除植被的影响，必须同时重视植被的遥感监测，建立相关的计算模型。Teng等通过实验得出在浓密植被覆盖区土壤湿度监测中应避免使用19GHZ波段，此时SMMR 的6.6GHZ波段比SSM／I的19GHZ在遥感监测土壤湿度信息方面的精度更高。说明在植被较密时，为了消除植被对土壤湿度反演的影响，应尽量 选择波段较长的微波辐射计。 1.2 作物植被指数法 采用此方法是基于植被在可见光部分叶绿素吸收了70％-90％红光，反射了大部分绿光，而由 于叶肉组织的作用，后行叶片在近红外波段的反射较强。通过各光谱波段所反射的太阳辐射的比来 表达，这就叫植被指数。常用的植被指数有：归一化植被指数（Normal Difference Vegetation Index, NDVI）、比值植被指数（Ratio Vegetation Index, RVI）距平植被指数（Average Vegetation Index, AVI）和植被条件指数（Vegetation Condition Index，VCI）。 1.3 热红外遥感监测法 土壤热惯量和土壤水分的关系密切，即土壤水分高，热惯量大，土壤表面的昼夜温差小，反之 亦然。热红外遥感手段主要利用地表温度日变化幅度、植被冠层和冠层空气温差、表观热惯量、热 模型（蒸散比）估测土壤含水量[5]。 土壤热惯量法是土壤热特性的综合性参数，定义为： P = tCm (1) (1)式中：P为热惯量（J/m2 k?S1/2）；ρ为密度（kg/m3 ）；C为比热（J/kg?k）；λ为热导率。在实际工作中，常用表观热惯量来代替P： ATI=(1一A)／(Td-Tn) (2) 式中：Td、Tn分别为昼夜温度，A为全波段反照率。
土壤水分遥感监测方法进展
第!"卷， 第#期中国农业资源与区划$%&’!"，(%’#，))*+,*-!..*年.+月/%0123&%4567238917:0&;013&<=>%01:=>32?<=97%23&@&322729/02=，!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!..*?技术方法? 土壤水分遥感监测方法进展 邓辉，周清波 （中国农科院资源区划所，北京A ...B A ）摘要该文全面地回顾了目前国内外遥感监测土壤水分的方法和研究进展，比较和评价了热惯量法、微 波法、热红外法、距平植被指数法、植被缺水指数法、植被供水指数法等方法的优缺点和应用范围，并对 土壤水分遥感监测方法的发展趋势进行了分析和展望。关键词旱情监测土壤水分热惯量法微波法植被缺水指数方法回顾收稿日期：!..#,.#,#.邓辉为硕士生周清波为研究员 一、引言 干旱（农业干旱）是指：作物生长过程中因供水不足，阻碍作物的正常生长而发生的水量供应不平衡现象，即农田土壤含水量降低到影响农作物的正常生长发育。干旱是我国农业的一大威胁，在各种自然灾 害中造成的损失列为首位。据统计，我国农业自然灾害的近+.C 是干旱造成的，每年有近"D .万6E !耕地受旱减产，占播种面积的"’B +C ，按减产#.C !".C 的轻灾计算，每年直接经济损失达*亿!D 亿元。探讨一套客观、动态、实时的土壤水分监测方法，对于各级政府和领导及时了解旱情程度和分布，采取有效的防、抗措施，科学的指导农业生产，具有重要意义。 传统的旱情监测方法，主要是根据有限的旱情测量站点测定土壤水分含量来监测土壤水分。经典的土壤水分测量方法主要有称重法、中子水分探测法、快速烘干法、电阻法、F G <法（时域反射）等，因采样速度慢而且花费大量人力物力，范围有限。传统方法难以满足实时、大范围监测的需要。随着遥感技术的迅速发展，多时相、多光谱、高光谱遥感数据反映了大面积的地表信息，这些信息从定位、定量方面反映了土壤水分状况。 二、监测土壤水分的方法和进展 （一）热惯量法 水分有较大的热容量和热传导率使较湿的土壤具有较大的热惯量，而这一热惯量可由光学遥感监测地表温度的变化得到。热惯量法也是国内研究较多的一种方法。 国外：H 3;>%2等人［A ，!］（A -D A ，A -D *）最早应用了热模型；A -D B 年热容量制图卫星（I 5JJ ）发射 成功，随后具有较高分辨率的F K 第一章绪论 1、遥感的基本概念就是什么？ 答:应用探测仪器,不与探测目标相接触,从远处把目标的电磁波特性记录下来,通过分析,揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。 2、遥感探测系统包括哪几个部分？ 答:被测目标的信息特征,信息的获取,信息的传输与记录,信息的处理与信息的应用。 3、作为对地观测系统,遥感与常规手段相比有什么特点？ 答:1、大面积同步观测:传统地面调查实施困难,工作量大,遥感观测可以不受地面阻隔等限制。2、时效性:可以短时间内对同一地区进行重复探测,发现地球上许多事物的动态变化,传统调查,需要大量人力物力,用几年甚至几十年时间才能获得地球上大范围地区动态变化的数据。因此,遥感大大提高了观测的时效性。这对天气预报、火灾、水灾等的灾情监测,以及军事行动等都非常重要。3、数据的综合性 与可比性:遥感获得地地物电磁波特性数据综合反映了地球上许多自然、人文信息。由于遥感的探测波段、成像方式、成像时间、数据记录、等均可按照要求设计,使获得的数据具有 同一性或相似性。同时考虑道新的传感器与信息记录都可以向下兼容, 所以数据具有可比性。与传统地面调查与考察相比较,遥感数据可以较大程度地排除人为干扰。4、经济性:遥感的费用投入与所获得的效益,与传统的方法相比,可以大大的节省人力、物力、财力与时间、具有很高的经济效益与社会效益。5、局限性:遥感技术所利用的电磁波有限,有待进一步开发,需要更高分辨率以及遥感以外的其它手段相 配合,特别就是地面调查与验证。 第二章电磁辐射与地物光谱特征 1、阐述辐射度I,辐射出射度M与辐射亮度L的物理意义,其共同点与区别就是什么？ 答:辐射度,被辐射的物体表面单位面积上的辐射通量;辐射出射度,辐射源物体表面单位面积上的辐射通量;辐射亮度,辐射源在某一方向,单位投影表面,单位立体角内的辐射通量。共同点,辐射度与辐射出射度、辐射亮度都就是描述辐射测量的概念。区别,辐射度与辐射出射度都就是辐射通量密度的概念,描述的就是辐射量的大小,不过I为物体接受的辐射,M为物体发出的辐射。它们都就是与波长有关。辐射亮度描述的就是辐射量的强弱,为单位立体角内的辐射通量。 2、大气的散射现象有几种类型？根据不同散射类型的特点分析可见光遥感与微波遥感的区别,说明为什么微波具有穿云浮透雾能力而可见光不能。 答:①瑞利散射(大气中粒子的直径比波长小得多时发生的散射) 、②米氏散射(当大气中粒子的直径与辐射的波长相当时发生的散射) ③无选择性散射(当大气中粒子的直径比波长大的多时发生的散射)、 大气散射类型就是根据大气中分子或其她微粒的直径小于或相当于辐射波 长时才发生。大气云层中,小雨滴的直径相对其她微粒最大,对可见光只有无选择性散射发生,云层越厚,散射越强,而对微波来说,微波波长比粒子的直径大很多,则又属于瑞利散射的类型, 散射强度与波长四次方成反比,波长越长散射强度越小,所以微波才有可能有最 小散射,最大透射,而被成为具有穿云透雾的能力。 3、对照书内卫星传感器表中所列波段区间与大气窗口的波段区间,理解大气窗口对于遥感探测的重要意义？ 答:对于遥感传感器而言,只有选择透过率高的波段才有观测意义。根据卫星传感器的用途选择合适的波段区间进行观测,选择电磁波通过大气层透过率高的大气窗口,以获取更多有效信息、 4、综合论述太阳辐射传播到地球表面又返回到遥感传感器这一整个过程中所发生的物理现象。 江西省2017年度土地利用变更调查与遥感监测项目预算绩效评价报告 从2010年度开始，为了保持第二次全国土地调查数据的现势性，在全国范围内采用新机制、新方法开展年度土地变更调查与遥感监测工作。土地变更调查工作是对自然年度内的全省土地利用现状、权属变化，以及各类用地管理信息，进行调查、监测、核查、汇总、统计和分析等。 开展全省土地利用变更调查与遥感监测省级核查任务工作 是为了保障全省土地变更调查工作顺利进行，有序开展，保证全省土地变更调查成果质量，及时更新省级土地调查数据库，汇总分析全省年度土地利用变化情况，为国土资源“批、供、用、补、查”日常管理及经济社会发展提供基础资料。 江西省国土资源勘测规划院申报了2017年省财政厅拨款的江西省2017年度土地利用变更调查与遥感监测项目，投资金额258万元。为科学、客观、全面、规范地评价专项资金使用绩效，及时总结经验，分析存在问题及原因，为相关部门决策、管理提供参考依据，江西省国土资源厅组织了项目绩效评价。 遵循“客观、公正、科学、规范”的原则，依据“绩效导向，突出结果”的评价思路，江西省国土资源厅组织具有丰富调查经验、绩效评价和财务管理等方面的专业理论与实践经验的专家组 成绩效评价小组，经过查阅资料、不断研究完善等过程，制定了涵盖产出指标、效益指标、服务对象满意度指标、预算资金执行率共4项一级指标、9项二级指标及25项三级指标。 综合本项目的绩效指标完成情况、2017年度资金使用情况、项目组织管理及项目效益实现情况，本项目绩效评价自评得分98分，评分等级优秀。总体上达到了专项资金预设的绩效目标，政策实施效果良好，群众满意度较高。 一、项目基本情况 （一）项目概况 1、立项背景及目的 为准确掌握2017年度江西省土地利用实际变化情况，持续更新全省土地调查数据，充分发挥土地管理参与国民经济的宏观调控作用，实施最严格的耕地保护和节约集约用地等土地管理制度，按照《中华人民共和国土地管理法》、《土地调查条例》、《土地调查条例实施办法》和《全国土地变更调查工作规则（试行）》，全省开展了2017年度土地利用变更调查与遥感监测工作，省级国土部门负责组织开展全省土地利用变更调查与遥感监测工作，负责全省工作进度、成果质量检查。按照国土资源部的统一部署和要求，江西省2017年度土地利用变更调查与遥感监测项目由江西省国土资源厅实施，承担单位为江西省国土资源勘测规划院。 江西省国土资源厅地籍管理处是省厅内设职能处室，主要职 名词解释 1土壤侵蚀：土壤或其他地面组成物质在水力、风力、冻融、重力等外营力作用下，被破坏、剥蚀、搬运和沉积的过程。 2水土流失：在水力、重力、风力等外营力作用下，水土资源和土地生产力的破坏和损失，包括土地表层侵蚀和水土损失，亦称水土损失。 3水土保持：防治水土流失，保护、改良与合理利用水土资源，维护和提高土地生产力，以利于充分发挥水土资源的生态效益、经济效益和社会效益，建立良好生态环境的事业。 4搬运作用：是指地表和近地表的岩屑和溶解质等风化物被外营力搬往他处的过程，是自然界塑造地球表面的重要作用之一。 5剥蚀作用：各种外营力作用（包括风化、流水、冰川、风、波浪等）对地表进行破坏，并把破坏后的物质搬离原地，这一过程或作用称为剥蚀作用。 6土壤侵蚀程度：是指任何一种土壤侵蚀形式在特定外营力种类作用和一定环境条件影响下，自其发生开始，截止到目前为止的发展状况。 7土壤侵蚀强度：所指的是某种土壤侵蚀形式在特定外营力种类作用和其所处环境条件不变的情况下，该种土壤侵蚀形式发生可能性的大小。 8容许土壤流失量：是指小于或等于成土速度的年土壤流失量。 9泥石流：实际上是水体和土体及土体中部分空气（极少量，可忽略不计）相互充分作用后，在沟谷内或坡地上沿坡面（含自然坡面和压力坡）运动的流体。 10混合侵蚀：指在水流冲击力和重力共同作用下形成的一种特殊侵蚀类型。 11沙尘暴：是指强风把地面大量沙尘物质吹起并卷入空中，使空气特别混浊，水平能见度小于一千米的严重风沙天气现象。 12水力侵蚀：是在降水、地表径流、地下径流的作用下，土壤、土体或其它地面组成物质被破坏、剥蚀、搬运和沉积的全部过程。它是土壤侵蚀的重要类型。 第一章绪论 1、遥感得基本概念就是什么？ 答:应用探测仪器,不与探测目标相接触,从远处把目标得电磁波特性记录下来,通过分析,揭示出物体得特征性质及其变化得综合性探测技术。 2、遥感探测系统包括哪几个部分？ 答:被测目标得信息特征,信息得获取,信息得传输与记录,信息得处理与信息得应用。 3、作为对地观测系统,遥感与常规手段相比有什么特点？ 答:1、大面积同步观测:传统地面调查实施困难,工作量大,遥感观测可以不受地面阻隔等限制。2、时效性:可以短时间内对同一地区进行重复探测,发现地球上许多事物得动态变化,传统调查,需要大量人力物力,用几年甚至几十年时间才能获得地球上大范围地区动态变化得数据。因此,遥感大大提高了观测得时效性。这对天气预报、火灾、水灾等得灾情监测,以及军事行动等都非常重要。3、数据得综合性 与可比性:遥感获得地地物电磁波特性数据综合反映了地球上许多自然、人文信息。由于遥感得探测波段、成像方式、成像时间、数据记录、等均可按照要求设计,使获得得数据具有 同一性或相似性。同时考虑道新得传感器与信息记录都可以向下兼容, 所以数据具有可比性。与传统地面调查与考察相比较,遥感数据可以较大程度地排除人为干扰。4、经济性:遥感得费用投入与所获得得效益,与传统得方法相比,可以大大得节省人力、物力、财力与时间、具有很高得经济效益与社会效益。5、局限性:遥感技术所利用得电磁波有限,有待进一步开发,需要更高分辨率以及遥感以外得其它手段相 配合,特别就是地面调查与验证。 第二章电磁辐射与地物光谱特征 1、阐述辐射度I,辐射出射度M与辐射亮度L得物理意义,其共同点与区别就是什么？ 答:辐射度,被辐射得物体表面单位面积上得辐射通量;辐射出射度,辐射源物体表面单位面积上得辐射通量;辐射亮度,辐射源在某一方向,单位投影表面,单位立体角内得辐射通量。共同点,辐射度与辐射出射度、辐射亮度都就是描述辐射测量得概念。区别,辐射度与辐射出射度都就是辐射通量密度得概念,描述得就是辐射量得大小,不过I为物体接受得辐射,M为物体发出得辐射。它们都就是与波长有关。辐射亮度描述得就是辐射量得强弱,为单位立体角内得辐射通量。 2、大气得散射现象有几种类型？根据不同散射类型得特点分析可见光遥感与微波遥感得区别,说明为什么微波具有穿云浮透雾能力而可见光不能。 答:①瑞利散射(大气中粒子得直径比波长小得多时发生得散射) 、②米氏散射(当大气中粒子得直径与辐射得波长相当时发生得散射) ③无选择性散射(当大气中粒子得直径比波长大得多时发生得散射)、 大气散射类型就是根据大气中分子或其她微粒得直径小于或相当于辐射波 长时才发生。大气云层中,小雨滴得直径相对其她微粒最大,对可见光只有无选择性散射发生,云层越厚,散射越强,而对微波来说,微波波长比粒子得直径大很多,则又属于瑞利散射得类型, 散射强度与波长四次方成反比,波长越长散射强度越小,所以微波才有可能有最 小散射,最大透射,而被成为具有穿云透雾得能力。 3、对照书内卫星传感器表中所列波段区间与大气窗口得波段区间,理解大气窗口对于遥感探测得重要意义？ 答:对于遥感传感器而言,只有选择透过率高得波段才有观测意义。根据卫星传感器得用途选择合适得波段区间进行观测,选择电磁波通过大气层透过率高得大气窗口,以获取更多有效信息、 4、综合论述太阳辐射传播到地球表面又返回到遥感传感器这一整个过程中所发生得物理现象。 土壤水分的遥感监测 摘要：针对日益严重的全球干旱问题，本文从水分监测领域出发进行研究。从国内外各种研究方法的比较及传统方法和遥感监测方法的比较中突出遥感监测的优越性。从遥感监测的各种方法分述，对比出气各自适用的范围和优缺点。联系实际和GIS技术的发展，提出该技术的进步空间。 一、研究土壤水分监测的意义 近百年来全球变化最突出的特征就是气候的显著变暖，这种气候变化会使有些地区极端天气与气候事件如干旱、洪涝、沙尘暴等的频率与强度加强增加。中国气候变暖最明显的地区在西北、华北和东北地区，特别是西北变暖的强度高于全国平均值，使得夏季干旱化和暖冬比较突出。新世纪以来尤为明显：2000年多省干旱面积大，达4054万公顷，受灾面积6.09亿亩，成灾面积4.02亿亩。建国以来可能是最为严重的干旱。 2003年江南和华南、西南部分地区江南和华南、西南部分地区发生严重伏秋连旱，其中湖南、江西、浙江、福建、广东等省部分地区发生了伏秋冬连旱，旱情严重。 2004年我国南方遭受53年来罕见干旱，造成经济损失40多亿元，720多万人出现了饮水困难。 2005年华南南部、云南严重秋冬春连旱，云南发生近50年来少见严重初春旱。 2006年重庆旱灾达百年一遇，全市伏旱日数普遍在53天以上，12区县超过58天。直接经济损失71.55亿元，农作物受旱面积1979.34万亩，815万人饮水困难。 2007年全国22个省全国耕地受旱面积2.24亿亩，897万人、752万头牲畜发生临时性饮水困难。中央财政先后下达特大抗旱补助费2.23亿元。 2008年云南连续近三个月干旱，云南省农作物受灾面积现达1500多万亩。仅昆明山区就有近1.9万公顷农作物受旱，13多万人饮水困难。 2009年华北、黄淮等15个省市连续3个多月，华北、黄淮、西北、江淮等 遥感建模与应用综合实习 实验报告 学期2017-2018学年第二学期 姓名 学号 指导教师闵爱莲 实验题目:土壤湿度遥感反演研究 1.实验目的 1、1熟悉遥感图像大气校正、几何校正的流程,掌握NDVI的计算及密度分割的过程。 1、2 学会利用TM热红外波段反演地表温度,了解TVDI的原理,制图输出黄骅市TVDI图像。 1、3 掌握基本的统计学评价指标(R2值、相关系数、线性拟合模型精度评价等),建立干旱指数TVDI与土壤相对湿度之间的关联模型。 2.实验要求 2、1 大气校正,几何校正后NDVI计算并制图输出。 2、2地表温度反演;Ts-NDVI散点图制作;TVDI指数计算;除云、除水、除建筑物,保留植被区域的TVDI。 2、3建立TVDI与土壤相对湿度之间的关联模型。模型精度评价。土壤相对湿度制图。 3.实验数据 TM200205图像、BASE IMAGE图像、研究区矢量边界图。 4.实验步骤: 4、1图像预处理以及NDVI制图。 ①大气校正。本实验选择黑暗像元法进行大气校正。打开TM200205,快速统计图像DN值,记录7个波段每个波段的黑暗像元。本实验选择DN值像元个数为十位数时对应的DN值作为黑暗像元DN值。所有像元均减去此黑暗像元的DN,达到校正目的。所依据原理为认为黑暗像元的辐射记录值为0,且认为图像各处大气影响一致,之所以不为0就是由于大气程辐射的影响,减去此DN,即为整体消除大气程辐射的影响。 ②几何校正。加载并打开base image与TM200205图像,基于Map下的图像到图像校正方法进行几何校正。以base image为基准图像,以TM200205为待校国土资源遥感课后习题及答案
江西2017年度土地利用变更调查和遥感监测项目预算绩效评
土壤侵蚀
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ENVI土壤湿度遥感反演及干旱灾害监测