1.2 土地利用变化检测
基于遥感的土地利用变化监测
基于遥感的土地利用变化监测一、引言土地是人类赖以生存和发展的基础资源，其利用方式的变化对于生态环境、经济发展和社会可持续性都有着深远的影响。
随着人口的增长和经济的快速发展，土地利用变化日益频繁和复杂。
为了实现科学合理的土地规划和管理，及时准确地监测土地利用变化成为了至关重要的任务。
遥感技术作为一种高效、大范围、多时相的数据获取手段，为土地利用变化监测提供了强有力的支持。
二、遥感技术在土地利用变化监测中的原理和优势遥感技术通过传感器接收来自地表物体反射或发射的电磁波信息，从而获取地表的特征和状态。
在土地利用变化监测中，通常利用不同时期的遥感影像，通过对比分析影像中地物的光谱、纹理、形状等特征的差异，来识别土地利用类型的变化。
与传统的土地调查方法相比，遥感技术具有显著的优势。
首先，遥感能够实现大面积同步观测，大大提高了监测的效率和覆盖范围。
其次，遥感可以获取多时相的数据，能够动态地反映土地利用的变化过程。
再者，遥感数据具有较高的客观性和准确性，不受人为因素的干扰。
三、遥感数据的选择与预处理在进行土地利用变化监测时，选择合适的遥感数据至关重要。
常见的遥感数据源包括卫星影像（如 Landsat、Sentinel 等）和航空影像。
卫星影像具有覆盖范围广、重访周期短的特点，适用于大区域的宏观监测；航空影像则具有较高的空间分辨率，适用于小范围的精细监测。
在获取遥感数据后，需要进行一系列的预处理工作，以提高数据的质量和可用性。
这包括几何校正，即消除影像由于传感器姿态、地形起伏等因素造成的几何变形；辐射校正，用于消除传感器本身和大气等因素对影像辐射亮度的影响；图像增强，突出影像中的有用信息，提高图像的清晰度和可辨识度。
四、土地利用分类体系与解译方法为了有效地监测土地利用变化，需要建立科学合理的土地利用分类体系。
常见的分类体系包括耕地、林地、草地、建设用地、水域等。
在对遥感影像进行解译时，可以采用目视解译和计算机自动解译两种方法。
测绘技术中的土地变更调查测量方法
测绘技术中的土地变更调查测量方法导言随着城市化进程的加快，土地使用发生不断变化，这对于城市的规划与管理提出了较高的要求。
土地变更调查是指对于土地使用发生变更的情况进行调查和测量，以保障土地的合理利用和管理。
本文将介绍测绘技术中的土地变更调查测量方法，讨论其应用与发展。
一、土地变更调查的意义土地变更调查是土地管理的重要环节，它能够及时掌握土地的实际使用情况，为土地的开发、规划、管理提供依据，进而为城市的可持续发展提供支持。
土地变更调查还能够预防和遏制违法用地行为，维护土地权益，保障土地资源的可持续利用。
二、土地变更调查测量方法1. 复测法复测法是土地变更调查中常用的方法之一。
它通过重新测量土地边界和面积，以确定土地的实际使用情况。
复测法主要包括以下步骤：确定测量控制点，进行方位角和距离测量，绘制测图，测算面积，最后与原始数据进行对比分析。
2. 影像解译法影像解译法是利用遥感技术，通过对影像进行解译和分析，来获取土地使用信息的方法。
这种方法无需实地勘测，能够节省人力和时间成本。
影像解译法适用于较大范围的土地调查，能够快速准确地获得土地分布情况。
3. 实测法实测法是指对土地变更调查地块进行实地测量的方法。
通过采用全球定位系统（GPS）和电子测距仪等工具，测量地块的边界和面积，并与地籍测绘成果进行对比，以确定土地的实际使用情况。
实测法能够获得较为准确的结果，对于涉及土地权属争议的情况，尤其重要。
三、土地变更调查测量方法的应用与发展1. 应用土地变更调查测量方法在城市土地管理中起着重要的作用。
它能够帮助政府或相关部门及时了解土地的实际使用情况，为土地的规划、管理和权属认定提供依据。
同时，土地变更调查测量方法对于土地的可持续利用和规划也具有促进作用。
2. 发展趋势随着测绘技术的不断发展，土地变更调查测量方法也在不断创新和完善。
例如，地理信息系统（GIS）的应用能够对土地变更调查数据进行空间分析和整合，提高工作效率和数据管理水平。
土地利用变化监测方法和工具介绍
土地利用变化监测方法和工具介绍土地利用是指人类对自然资源进行开发利用的过程和结果，涉及土地的各种功能和用途。
土地利用变化的监测是指对土地利用发生变化的过程进行观测和分析，以了解土地资源的利用状况和变化趋势。
在现代社会，随着城市化进程的推进和人口增长的加速，土地利用变化的监测越来越受到各界的关注。
土地利用变化的监测方法主要有遥感技术和地理信息系统（GIS）技术。
遥感技术是通过卫星或航空器上的感应器获取地面反射、辐射和散射能量的数据，通过对这些数据的处理和分析，可以获得地表特征的信息，从而实现对土地利用的监测和分析。
GIS技术则是一种集成了数据库管理和地理空间分析功能的计算机软件系统，可以用于土地利用数据的管理、分析和可视化展示。
在遥感技术中，常用的影像处理方法有单期影像解译、多期影像对比和遥感影像分类等。
单期影像解译是指通过对一期卫星影像进行解译，将影像上的不同地物类型进行分类，并生成对应的土地利用图。
通过对多期影像进行对比，可以发现土地利用的变化情况，掌握土地利用的演变趋势。
遥感影像分类是将卫星影像的像素按照地表特征进行分类，得到不同地物类型的空间分布图。
这些方法在土地利用变化监测中起到了重要的作用。
而在GIS技术中，土地利用变化监测主要通过空间分析功能实现。
首先，需要收集多期的土地利用数据，并将其整合到一个统一的数据库中。
然后，通过对多期土地利用数据的叠加分析和综合评价，可以得到土地利用变化情况的空间分布与趋势。
另外，GIS技术还可以结合其他数据，如人口数据、经济数据等，进行多源数据的融合分析，从而更准确地揭示土地利用变化的驱动因素和影响机制。
除了遥感技术和GIS技术，还有其他一些辅助工具和方法也被广泛应用于土地利用变化监测中。
例如，土地利用变化的趋势分析方法可以通过分析土地利用变化的时间序列数据，建立土地利用变化的模型，从而预测未来的土地利用状况。
此外，土地利用评估方法可以对土地利用变化的影响和效果进行评估，以评估土地利用政策的实施效果和环境效益。
土地利用动态变化监测技术与方法
土地利用动态变化监测技术与方法近年来，随着城市化进程的不断加速和土地资源的稀缺性，土地利用动态变化监测技术与方法的研究变得尤为重要。
土地利用动态变化监测是为了了解土地利用类型和格局的变化趋势以及其对环境和社会经济的影响。
本文将分析目前常用的土地利用动态变化监测技术与方法，并探讨其优缺点。
一、遥感技术在土地利用动态变化监测中的应用遥感技术是土地利用动态变化监测的重要手段之一。
遥感技术可以通过搭载于航天器、无人机或飞艇上的传感器获取不同波段的图像数据，进而提取土地利用信息。
通过遥感图像的分析与处理，可以识别不同类型的土地利用，如耕地、林地和建设用地等。
在遥感技术中，常用的土地利用动态变化监测方法有景观指数法和分类与变化检测法。
景观指数法通过计算特定指数（如彩色指数、植被指数和建筑指数）来反映土地利用的变化。
分类与变化检测法则通过利用多时相的图像数据进行分类，以便观察土地利用的动态变化。
遥感技术具有获取数据快、成本低和信息更新快的优点，可以提供大范围、高分辨率的土地利用信息。
然而，由于遥感数据的处理和分析需要一定的专业知识和技术，对于一些山区、森林和湿地等复杂地形和地貌类型，遥感技术的应用存在挑战。
二、地理信息系统在土地利用动态变化监测中的应用地理信息系统（GIS）是另一种常用的土地利用动态变化监测技术。
GIS将空间和属性数据进行整合，以实现对土地利用情况的分析和管理。
通过GIS，可以绘制土地利用图，分析土地利用类型的空间分布和时空变化趋势。
在GIS中，常用的土地利用动态变化监测方法有基于规则和模型的方法和基于统计和机器学习的方法。
基于规则和模型的方法通过制定规则和建立模型来分析土地利用变化的趋势和原因。
基于统计和机器学习的方法则利用历史土地利用数据进行数据挖掘和模式识别，以预测土地利用的未来变化。
GIS技术具有数据可视化和空间分析的优势，可以直观地展示土地利用的变化趋势和空间格局。
然而，GIS技术需要大量的空间数据和属性数据进行分析，且对于数据的处理和解释需要一定程度的专业知识和技术，限制了其在土地利用动态变化监测中的广泛应用。
土地利用变更调查
水域面积稳定，但水质问题需要重视。未来应加强水域 环境保护和水资源管理，实现水资源的可持续利用。
04
调查结论和建议
调查结论
土地利用变更情况
根据调查，该地区的土地利用情况发生了明显的变化，部分地区的土地利用类型、面积和 分布情况发生了较大的变化。
土地利用变化原因
这些变化的主要原因是自然因素、社会经济因素和政策法规的变化。自然因素包括气候变 化、自然灾害等；社会经济因素包括人口增长、经济发展等；政策法规的变化包括土地管 理政策的调整等。
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致谢
感谢所有参与土地利用变更调查的工作人员，他 们的辛勤工作和专业知识为这项研究提供了宝贵 的数据和支持。
感谢所有提供资金支持的机构和组织，他们的慷 慨捐助使得这项研究得以实现。
感谢所有受访者，他们的参与和合作使得这项调 查能够顺利进行。
实地调查
组织专业队伍进行实地调查，核实地块信息， 解决权属纠纷。
3
数据分析
运用GIS技术对调查数据进行处理和分析，提取 土地利用变更信息。
调查过程
制定调查方案
收集资料
明确调查目的、范围、时间节点等要求，制 定详细的调查方案。
收集相关地图、规划、权属证明等资料，为 调查提供基础数据。
实地调查
数据处理和分析
03
随着经济社会的快速发展，土地利用状况不断发生变化，需要进行及时的变更 调查以掌握实际情况。
调查目的
掌握土地利用变更情况，为政府决策提供科学依据。
促进土地资源的合理利用和有效保护，推动生态文明 建设。
更新土地利用现状数据库，保障数据的准确性和现势 性。
如何进行土地利用变化与生态环境退化的监测与分析
如何进行土地利用变化与生态环境退化的监测与分析土地利用变化与生态环境退化是当前社会关注的热点问题，对于保护生态环境、实现可持续发展具有重要意义。
本文将探讨如何进行土地利用变化与生态环境退化的监测与分析。
1. 土地利用变化的监测与分析土地利用变化的监测与分析是了解和评估土地资源的可持续利用的重要手段。
首先，我们可以借助遥感技术获得大规模土地利用信息。
遥感技术可以获取各种空间分辨率的卫星影像，通过对影像进行解译和分类，可以精确识别出不同类型的土地利用，如耕地、林地、草地、水域等。
然后，我们可以利用GIS技术将这些分类结果与地理信息整合，制作土地利用变化图和土地利用转移矩阵，以此来分析土地利用变化的趋势和模式。
然而，单纯的土地利用变化监测还无法全面了解土地的可持续利用状况，我们还需结合生态环境因素进行分析。
2. 生态环境退化的监测与分析生态环境退化主要表现为土壤侵蚀、水资源污染、生物多样性减少等问题。
为了监测生态环境退化的程度和趋势，我们可以利用生态指标进行评估。
例如，通过监测土壤有机质含量、水质污染指数以及植被覆盖率等指标，可以判断生态环境的健康状况。
此外，我们还可以利用时空数据对生态环境的变化进行分析。
通过对多个时期的生态环境数据进行比较，可以研究不同区域的生态环境退化速度、退化原因及其与土地利用变化的关系。
3. 土地利用变化与生态环境退化的关系土地利用变化与生态环境退化存在着紧密的关联。
一方面，不合理的土地利用变化可能导致生态环境的退化。
例如，过度开垦耕地、乱砍滥伐林木等行为会引发土壤侵蚀、自然灾害增加，进而对生态环境造成破坏。
另一方面，生态环境退化也会影响土地利用的选择和变化。
例如，严重的土地沙化、干旱等环境问题会限制农业生产和城市建设，从而影响土地利用结构的调整。
因此，我们在进行土地利用变化与生态环境退化的监测与分析时，需要全面考虑二者之间的互动关系。
在制定相关的政策和策略时，应积极推动土地的可持续利用，减少对生态环境的破坏，并进行生态环境修复。
如何进行土地利用动态变化的监测与评价
如何进行土地利用动态变化的监测与评价土地利用动态变化的监测与评价是一项重要的任务，它为城市规划、环境保护和农业发展提供了重要的参考依据。
本文将探讨如何进行土地利用动态变化的监测与评价，并提出一些可行的解决方案。
一、背景介绍土地是人类赖以生存的重要资源，其利用方式直接关系到经济社会的发展和生态环境的保护。
随着城市化进程的加快和农业现代化的推进，土地利用动态变化也日益加剧，对土地资源的监测与评价提出了新的要求。
二、监测手段与技术1. 遥感技术遥感技术是土地利用监测的重要手段之一。
通过卫星遥感图像的获取和解译，可以准确地获取土地利用状况。
例如，可以利用遥感图像提取出农田、城市建设用地、水域等不同类型的土地利用信息，并进行统计分析。
2. 地理信息系统（GIS）GIS技术可以将遥感图像的信息与其他地理空间数据进行结合，从而实现土地利用动态变化的监测与分析。
通过对不同时间段的土地利用数据进行比对，可以准确地掌握土地利用的变化情况，并评估其对环境和社会的影响。
三、土地利用动态变化的评价指标1. 土地利用强度土地利用强度是评估土地利用效益的重要指标。
它通常通过计算单位面积的产值、收益或者利润来衡量。
土地利用强度高的地区意味着土地资源得到了充分的利用，对经济社会的贡献也更大。
2. 土地利用的多样性土地利用的多样性是评价土地利用结构的重要指标。
它反映了不同类型土地利用的分布情况和变化趋势。
例如，农田、森林、湿地等不同类型的土地利用按照一定比例的分布，可以提高土地的可持续利用性。
3. 土地利用与环境的关系土地利用与环境的关系是评价土地利用质量的重要指标。
例如，城市扩张过程中大量消耗农田资源，会导致粮食生产能力下降；工业园区的建设可能会导致水资源的污染。
因此，评价土地利用的合理性和可持续性时，需要综合考虑土地利用与环境的关系。
四、监测与评价的意义与挑战1. 意义土地利用动态变化的监测与评价能够及时发现土地利用问题，为制定科学合理的规划政策提供依据。
城市土地利用变化监测ppt课件(共46张PPT)
野外调查 原则要求野外调查全部变化图斑，并通过调 查确定变化真伪、变化范围、位置及类型等。
前往
变化图斑表示
外业调查前
以县级辖区为单位，或监测区面积不大时，也可以以监 测区为单位，对变化图斑按照从左到右、从上到下顺序统 一编号，图斑编号应具有唯一性。
图 斑 编 号
外业调查前
外业调查前，对变化图斑分为肯定与怀疑两种情况并 分别用不同的颜色表示：
假彩色合成法
将两个甚至三个时相的同一波段数据分别放入红、 绿、蓝影像处理面板中，合成后的图像，可以显现出 高亮度的变化。
以SPOT为例：首先将两时相的全色SPOT影像匹 配并重采样，将前一时相的SPOT影像赋予绿、蓝 波段，后一时相的SPOT影像赋予红波段，若地表 未被破坏，即影像灰度接近，合成以后将是黑色或 白色。而出现红、蓝区域则可能是变化区域。
➢ 多波段主成份变换法
➢ 主成份差异法
补充主成份分析的知识
前一时相融合影像 〔n波段）
后一时相融合影像 〔n波段）
两时相波段合成 （2n波段）
主分量变换
多
后几个分量波段组合
波
段
变化信息
主
成
分
变
换
法
前一时相融合影像
后一时相融合影像
主分量变换
主分量变换
相减取绝对值
变化信息 （第一分量）
主 成 分 差 异 法
人工目视解译
前一时相SPOT影像
后一时相SPOT影像
变化自动发现
在变化发现以后，需要将变化的边界〔即范围〕提取出 来，按提取的方式不同，可分为人工提取与自动提取两种：
人工提取——通过手工描绘或借助于图象处理工具如魔棒吸取的方 法，确定变化图斑的范围。
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如果采用本方法，需要对图像做大气校正吗？
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变化检测 的方法
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变化检测 的方法
方法2：多时相图像代数运算法 T1、T2时相的影像分别为M1、M2 如果令：M1与M2相同波段图像求差值或比值等代数运算 对同一波段不同时相的图像逐像元相减或比值得到 △B=BM1 - BM2 ratio= BM1 / BM2
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方法1：不同时相同波段图像屏幕彩色合成法 T1、T2时相的同波段影像分别为M1、M2 如果令：M1-赋于R通道（红） M2-赋于G通道（绿） M2-赋于B通道（蓝） 问：无变化区呈现什么颜色？
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优点：这样可以减少第四种方法中由于分类错误产生过多的错判误差。
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Map
方法6：图像与辅助数据比较法 在地理信息系统中可以比较图像分类结果与以往专题地图结果以产生
变化信息。 GIS\GPS\RS . 由于遥感图像的成像机理、图像分类方法自身固有
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主成分变换使得到的主成分图像失去了原有各波段的物理意义。 对合成图像应用主成分分析，有时候仍无法确定变化信息到底 存在于哪个次要主成分图像中。
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解决办法: (1)先对同波段不同时相的图像求差值图像; (2)对差值图像进行主成分变换； (3)在第1主成分图像上确定变化区域。
黑白灰
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变化检测 的方法
方法2：多时相图像代数运算法 T1、T2时相的影像分别为M1、M2 如果令：M1与M2相同波段图像求差值或比值等代数运算 则：以求差值为例，无变化区的值是多少？
M1
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河北师范大学
资源与环境科学学院 胡引翠
河北师范大学
资源与环境科学学院 胡引翠
CONTENTS
Change Detection
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土地利用/土地覆被的变化可划分为两类：改造与变异。 改造指由一种土地覆被类型转变为另一类土地覆被类型，如由农 业用地转变为非农业用地。 变异指土地覆被类型内部的变化，如工业用地转变为商业居住用 地的变化。
的误差和其他误差（如绘图误差），使得遥感判读图上的区域类型界限 具有一定的模糊度。因此，用遥感手段监测土地利用动态变化，界定其 变化区域界限是非常必要的(王晓栋等，1998)。
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变化检测 的方法
方法7：屏幕图像显示手工数字化法 利用第1种方法的显示进行数字化。可以第1种方法和第3种方法同时
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M1
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方法4：图像分类后比较法 T1、T2时相的影像分别为M1、M2，首先对不同时相的图像分别进
行分类， 如果令：M1土地利用分类后的结果影像为C1 M2土地利用分类后的结果影像为C2 比较分类结果C1与C2 则：找出不同，即从某土地类型到另一种土地类型的信息。 分析结果的准确性高度依赖分类精度。
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土地覆被/土地利用 随时间的推移而变化。 当变化较大时，可以直接将不同时段的遥感影像比较得来。一般 步骤：
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目的是不同时期的影像统一 坐标框架，能够空间匹配
辐射校正
消除大气的影响
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不同时期的影像比对， 发现变化
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使用。
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变化检测 的方法
方法8：光谱角度制图分析法 设时相1、2图像的像元灰级矢量分别为G=(g1，g2，… ，gk)T和
H=(h1，h2，… ，hk)T，则变化矢量
∆G包含了两幅图像中所有变化信息，当 ∆G超过某一阈值时，即标志着 一类到另一类土地覆被/土地利用变化。
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新学期，新起点
参考文献：
[1]徐新良，庞治国，于信芳著.土地利用、覆被变化时空信息分析方 法及应用[M].北京：科学技术文献出版社.2014. [2]R. D. Johnson & E. S. KasischkeChange vector analysis: A technique for the multispectral monitoring of land cover and condition.International Journal of Remote Sensing ,Volume 19, 1998 Issue 3,Pages 411-426 | Published online: 25 Nov 2010
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变化检测 的方法
M1 M2
方法5：先探测变化再分类比较法
它是第三、四两种方法结合起来的一种方法。
T1、T2时相的影像分别为M1、M2。
先对M1进行分类C1，再利用图像代数运算法找到变化区ROI；
然后只对M2变化区进行分类以确定土地类型变化信息。
识别变化类型
识别变化
成果制图
成果整理，地图整饰
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变化检测 的方法
方法1：不同时相同波段图像屏幕彩色合成法 T1、T2时相的影像分别为M1、M2 令：M1-赋于R通道（红） M2-赋于G通道（绿） 0值赋于B通道（蓝） 则：合成图像显示两个颜色的合成色(如本例红和绿的合成色为
方法3：多时相合成图像主成分变换法 T1、T2时相的影像分别为M1、M2 如果令：M1所有的波段+M2所有的波段=M3影像 对M3影像做主成分分析 则：变化地区一般集中显示于第三、第四或 更次要的主成分影像中，然后再采用阈值分割法， 对该次要成分图像进行阈值操作即可找出变化区。
单击此处添加文本具体内容，简明扼要的阐 述您的观点。
黄)则表示无变化，若为其他颜色则表示发生了变化。
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