土地利用遥感动态监测
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。
遥感在土地利用动态监测中的方法概述
Ａｂ ｔ ｃ ： ｍ ｏｅｓ ｎ ｉｇｆｒ ａ ｄｕ ｅｄ ｎ ｍ ｉ ｎｔ ｒ ｇｔ ｒ ｖｄ ｒ ｅｓ ａｅ ｍｕｔ ｔｍｐ ｒ ｌａ ｄｕ ｅ ｓｒ ｔ Ｒｅ ｔ ｅ ｓｎ ｎ ｓ ｙ ａ ｃｍｏ ｉ ｉ ｐ ｏ ｉｅａｌ ｇ －ｃ ｌ， ｌ － ａ ｏｌ ｏ ｎ ｏ ａ ｉ ｅ ｏ ａ ｎ ｓ ｌ
３３
～
监 测像 元 是否 发生 变 化 的 目的 ； 一 类方 法 是分 类 另 后 比较 ， 这类方法先对各时相的遥感影像进行单独 分 类 ， 后 比较 分 类结 果 ， 而 监测 土 地 利用 数 量 、 然 从 类 型与 位置 的变 化 。这两 类方 法在 实 际的应用 中各 有 利弊 ， 前者 虽 然方法 较 为简 单， 只能 监测 出像元 但 变 化 的情 况 ， 能获得 土地 变化 的具 体类 型； 不 后者 因
测。
这 是最 早 的最基 本 的遥 感解 译方 法 。用大 比例 尺卫片与土地详查成果 图两者结合起 来， 目视解 以 译为主， 计算机识别为辅助， 用人机交互式的方法来 解译遥感影像， 并将多时相的遥感图像进行叠加， 最 后 在地 理 信 息 系 统 软 件 里 进 行 图 件 输 出和各 种 分
析。
比值法和差值法操作简单，拥有一定的实际应 用价值 ， 是一种典型的逐个像元 比较方法。 但该方法 要求数据源在同一季节， 否则会造成同物异谱现象， 从 而影 响监测精 度 。
４ 主成分 分析 法
该方 法 优 点 是判 读 精 度 比较 高 ， 缺 点是 工 作 但 十分 繁 琐 ， 并且 需要 解译 人员 有 较高 的遥感 解 译 知 识与 经验 。 ２ 分 类 后对 比法
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。
土地利用动态遥感监测
二、土地利用动态遥感监测
土地利用动态遥感监测是应用遥感技术，监测土地利 用及其动态变化的一种方法。
国土资源部1999年9月29日颁布，10月30日实施《土 地利用动态监测规程》，目前国家正在建立以全国50万以 上人口城市为构架、以经济建设热点地区为重点的国家级 监测网络，以国家级监测网点为中心，构成省级监测网络 ，全面开展以耕地变化、非农建设用地规模扩展为重点的 土地动态监测。
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谢谢大家！
土地利用动态遥感监测方法
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
基本监测图分为：
1:25000~1:50000比例尺县级行政辖区范围的土地动态监 测图；
根据辖区大小确定比例尺的地（市）行政辖区范围的土地 利用动态监测图；
数据融合目的是通过将监测区内两个或多个时相的TM多光谱 数据与SPOT全色波段融合，提高卫星影像数据的空间分辨率和光 谱分辨率，增强影像判读的准确性。同时两个时段影像的交叉融 合又会突出变异，有助于检测出变化信息。
（2）数据融合的技术关键
（1） 充分认识研究对象的地学规律； （2）充分考虑不同遥感数据之间波谱信息的相关性而引起的有用 信息的增加和噪声误差的增加，对多源遥感数据作出合理的选择； （3）解决遥感影像的几何畸变问题，使各种影像在空间位置上能 精确配准起来； （4）选择适当的融合算法，最大限度地利用多种遥感数据中的有 用信息。
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土地利用动态遥感监测规程
土地利用动态遥感监测规程
土地利用动态遥感监测规程是指利用遥感技术、地理信息系统、数据库技术等手段对土地利用变化进行实时监测和分析的一套规范性文件。
该规程主要包括以下内容：
1. 监测对象和监测范围：明确监测对象，包括土地利用类型、变化情况等。
监测范围应包括全国或特定区域。
2. 监测指标和评价标准：制定合理的监测指标和评价标准，以确保监测结果的可靠性和有效性。
监测指标包括土地利用类型、变化面积、变化率等，评价标准则根据不同类型和用途的土地制定。
3. 监测方法和技术：明确监测方法和技术，包括遥感影像获取、解译分类、变化检测等。
监测过程中需要充分利用地理信息系统、数据库技术等手段，确保数据的准确性和可靠性。
4. 数据共享和管理：规定数据共享和管理的方式，确保数据的安全性和可用性。
同时，需要建立健全的管理机制和监督机制，确保数据的规范化和共享。
5. 监测报告和分析：编制监测报告和分析，及时反馈监测结果和变
化趋势，为土地利用规划和管理提供科学依据。
总之，土地利用动态遥感监测规程是一套系统性的文件，对于实现土地资源的可持续利用和生态环境的保护具有重要意义。
利用遥感监测城市绿地动态变化
利用遥感监测城市绿地动态变化在现代城市的发展进程中，城市绿地扮演着至关重要的角色。
它不仅为居民提供了休闲娱乐的空间，还在改善城市生态环境、调节气候、减少噪音等方面发挥着不可或缺的作用。
然而，随着城市的不断扩张和人口的增长，城市绿地的状况也在不断发生变化。
为了更好地规划和管理城市绿地，及时准确地掌握其动态变化信息显得尤为重要。
而遥感技术的出现，为我们提供了一种高效、准确且全面的监测手段。
遥感，简单来说，就是不直接接触目标物，通过传感器接收来自目标物的电磁波信息，并对其进行处理和分析，以获取有关目标物的特征和状态的技术。
在监测城市绿地动态变化方面，遥感技术具有许多独特的优势。
首先，遥感技术能够实现大面积同步观测。
相比传统的实地调查方法，遥感可以在短时间内获取整个城市甚至更大范围的绿地信息，大大提高了工作效率。
而且，遥感数据具有周期性和连续性，通过对不同时期的遥感影像进行对比分析，我们能够清晰地看到城市绿地的变化趋势。
其次，遥感技术能够提供多光谱信息。
不同的地物在不同的光谱波段上会有不同的反射特性，城市绿地也不例外。
通过对这些光谱信息的分析，我们可以准确地识别出绿地的类型、分布以及生长状况等。
例如，植被在近红外波段的反射率较高，而在可见光波段的反射率较低，利用这一特性，我们可以很容易地将植被与其他地物区分开来。
再者，遥感技术具有较高的空间分辨率。
随着遥感技术的不断发展，如今的遥感影像可以清晰地分辨出城市中的小块绿地、行道树等细节，为我们进行精细化的绿地监测提供了可能。
那么，如何利用遥感技术来监测城市绿地的动态变化呢？一般来说，主要包括以下几个步骤：数据获取是第一步。
我们需要选择合适的遥感数据源，常见的有卫星遥感影像（如 Landsat 系列、Sentinel 系列等）和航空遥感影像。
卫星遥感影像覆盖范围广、周期长，但空间分辨率相对较低；航空遥感影像空间分辨率高，但成本较高且覆盖范围有限。
在实际应用中，需要根据具体的监测需求和条件来选择合适的数据源。
基于遥感的土地利用变化监测研究
基于遥感的土地利用变化监测研究一、引言土地是人类生存和发展的基础，其利用方式的变化直接关系到资源的合理配置、生态环境的平衡以及社会经济的可持续发展。
随着人口增长、城市化进程的加速以及经济活动的日益频繁，土地利用格局不断发生着变化。
及时、准确地监测土地利用变化对于土地资源的规划、管理和保护具有至关重要的意义。
遥感技术作为一种能够快速获取大面积地表信息的手段，为土地利用变化监测提供了有力的支持。
二、遥感技术在土地利用变化监测中的优势遥感技术具有以下几个显著的优势，使其成为土地利用变化监测的理想工具。
（一）大面积同步观测遥感卫星能够在短时间内获取大范围的地表信息，从而实现对整个研究区域的同步监测，避免了传统地面调查方法的局部性和局限性。
（二）多光谱信息不同的地物在不同的光谱波段上具有独特的反射和辐射特性。
遥感影像通常包含多个光谱波段，通过对这些波段的分析，可以有效地识别和区分各种土地利用类型。
（三）重复观测能力现代遥感卫星能够按照一定的周期对同一地区进行重复观测，从而能够捕捉到土地利用的动态变化过程。
（四）不受地面条件限制遥感技术可以克服地形、交通等因素的限制，对于难以到达的地区，如山区、沼泽地等，也能够获取有效的信息。
三、土地利用变化监测的遥感数据来源目前，用于土地利用变化监测的遥感数据主要包括以下几种类型。
（一）光学遥感数据如 Landsat 系列卫星、SPOT 卫星等获取的影像，具有较高的空间分辨率和光谱分辨率，适用于中小尺度的土地利用变化监测。
（二）雷达遥感数据如 Sentinel-1 卫星的 SAR 数据，具有穿透云雾、不受光照条件影响的特点，在多云多雨地区的监测中具有独特的优势。
（三）高分辨率卫星影像如 WorldView、QuickBird 等，能够提供更为详细的地物信息，适用于对城市等重点区域的高精度监测。
四、土地利用变化监测的方法（一）图像分类法通过对遥感影像进行分类，将土地利用类型划分为耕地、林地、建设用地等。
土地信息系统 第11章 土地利用动态遥感监测
数
元 数 据
据 组 织
库与
管
理
21世纪土地资源管理系列教材 土地信息系统
11.2 土地利用动态遥感监测系统
11.2.3 土地利用动态遥感监测系统功能
1.数据导入导出 2.查询显示 3.空间分析 4.产品制作与输出 5.应用服务 6.系统管理服务
2020/10/13
21世纪土地资源管理系列教材 土地信息系统
21世纪土地资源管理系列教材 土地信息系统
复习思考题
1.简述土地利用动态遥感监测的主要数据源。 用动态遥感监测系统数据库内容。 4.简述土地利用动态遥感监测系统的主要功能。
2020/10/13
2020/10/13
21世纪土地资源管理系列教材 土地信息系统
11.2 土地利用动态遥感监测系统
11.2.2 土地利用动态遥感监测数据的结构、组
织和管理
2.数据结构
栅格数据
遥
感
监
测
数
据
库
矢量数据
文本数据
2020/10/13
DEM数据库 影像数据库 基础地理信息数据库 监测变化专题数据库
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曲卫东 韩琼 编著
21世纪土地资源管理系列教材 土地信息系统
第11章 土地利用动态遥感监测
2020/10/13
21世纪土地资源管理系列教材 土地信息系统
11.1 土地利用动态遥感监测概述
➢土地利用动态监测主要基于“3S”技术展开，特别是遥感 技术。与其他监测手段相比，遥感监测具有速度快、精度高、 范围广等特点。 ➢土地利用动态监测分为常规调查和遥感监测。 ➢遥感监测的技术路线主要通过多源数据的融合，提高地物 的空间分辨率和光谱识别能力；运用计算机自动提取技术发 现变化信息，经专业技术人员的外业核查，对变化图斑进行 人机交互处理，确定其变化类型、位置、范围和面积等。
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遥感动态监测是应用遥感技术，监测土地利用及其动态变化的一种方法。 遥感动态监测 国土资源部1999年9月29日颁布，10月30日实施《土地利用动态监测规 《 程》，目前国家正在建立以全国50万以上人口城市为构架、以经济建设热点地 区为重点的国家级监测网络，以国家级监测网点为中心，构成省级监测网络， 全面开展以耕地变化 非农建设用地规模扩展 耕地变化、非农建设用地规模扩展 耕地变化 非农建设用地规模扩展为重点的土地动态监测。
（一）变化信息发现
（1）光谱特征变异法 （3）主成分分析法 （2）假彩色合成法 （4）图像差值法
（二） 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
（5）图象分类后比较法 （6）波段替换法 （7）变化矢量分析法
5、外业核查
1、实地检查确认遥感内业判读的变化图斑； 2、实地调查影像上识别或定位不准的小图斑边界线； 3、实地量测影像上量测精度不足的线状地物宽度； 4、对影像上有云影遮盖的范围做补充调查； 5、实地收集监测区内与真正变化图斑相对应的土地变更调查资料，为变化 信息分类后处理及精度评价提供依据。
6、变化信息后处理
1、外业资料整理与分析； 2、变化小图斑归并； 3、图斑范围、边界、类型确定； 4、选取特征图斑，为建立影像特征库提供典型影像资料； 5、统计变化面积并作变化分析。
监测到的变化 图斑
修正
勾绘
充色 算 面 积
量
的变化 图斑
勾绘
充色
变化图 斑
修正
7、提交成果检查验收
1、检查制度 2、验收依据 3、检查验收报告
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
基本监测图分为： 基本监测图分为：
1:25000~1:50000比例尺县级行政辖区范围的土地动态监测图； 根据辖区大小确定比例尺的地（市）行政辖区范围的土地利用动 态监测图； 1:25000~1:50000比例尺城市辖区（主城区）范围的前、后时相 遥感影像图； 1:25000~1:50000比例尺城市辖区（主城区）范围的土地利用动 态监测图；
（三）融合前处理 SPOT数据
增强局部灰度反差、突出纹理细节、加强纹理能量和通过滤 波来尽可能减少噪音。
TM 数据
多光谱数据的贡献就是它的光谱信息，融合前主要以色彩增 强为主，调整亮度、色度、饱和度，拉开不同地类之间的色彩 反差，对局部的纹理要求不高，有时为了保证光谱色彩，还允 许削弱纹理信息来确保融合图的效果。
（四） 数据组合类型
（1）N年TM 与N+1年SPOT数据； （2）N年TM、SPOT与N+1年SPOT； （3）N年SPOT与N+1年TM、SPOT； （4）N年TM、SPOT与N+1年TM、SPOT。
SPOT影像 影像
TM影像 影像
影 像 融 合 示 意
SPOT+TM
4、变化信息提取及变化类型确定
测量植物含水、 测量植物含水、鉴别云和雪
6
10.4～ 10.4～12.5 热红外
120m
测量作物热特性、 测量作物热特性、绘制其他热分布图
7
2.08～ 2.08～2.35 短波红外
30m
识别岩体、 识别岩体、土壤类型和人工建筑
2、数据预处理
（一）几何校正
遥感几何校正基本环节有两个：一是像素坐标变换 像素坐标变换，二 像素坐标变换 是像素亮度重采样 像素亮度重采样。根据所采用的遥感数据特点和《土地利用 像素亮度重采样 动态遥感监测规程》要求，工作中采用的图像校正方法主要是 二次多项式法，亮度重采样则采用三次卷积法 二次多项式法 三次卷积法。 相邻两带的面积相差较大，将较小面积的部分转 换到较大面积部分所在带；当面积相近时，应移动中央子午线， 使其位于监测区中央区域。 处理方法：1、实时跨带处理；2、脱机处理
3、遥感数据融合
（一）融合的目的
数据融合目的是通过将监测区内两个或多个时相的TM多光谱数据 与SPOT全色波段融合，提高卫星影像数据的空间分辨率和光谱分辨率， 增强影像判读的准确性。同时两个时段影像的交叉融合又会突出变异， 有助于检测出变化信息。
二、遥感动态监测方法
1、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 相的土地分类结果，比较分类结果便可发现土地利用变化情况。 2、直接利用多时相、多源数据来寻求变化，通过图像处理和影像 判读来确定变化属性及进行统计分析，这样就大大减少了对无变化区域 作业分类时作业人员的工作量，有效提高了监测精度。
地籍管理教学安排
理论学习 地籍与地籍管理 土地调查概述 土地分类体系 （32） （4） （2） （2） 课间实习（32） 土地利用现状图认识 外业调查手簿填写 MAPGIS软件认识 图像转换、图形配准 室内预判（矢量化） 拓扑建立、检查 属性输入 标准、自由分幅输出 地籍管理系统认识 地籍管理系统建库 地籍档案管理应用 （2） （2） （2） （2） （8） （2） （4） （4） （2） （2） （2）
（二）数据融合的技术关键
（1） 充分认识研究对象的地学规律； （2）充分考虑不同遥感数据之间波谱信息的相关性而引起的有用信息的增 加和噪声误差的增加，对多源遥感数据作出合理的选择； （3）解决遥感影像的几何畸变问题，使各种影像在空间位置上能精确配准 起来； （4）选择适当的融合算法，最大限度地利用多种遥感数据中的有用信息。
土地利用现状调查 （10） 土地利用变更调查 （2） 遥感动态监测 地籍调查 土地条件调查 土地登记 土地统计 （2） （2） （2） （4） （2）
第六讲 土地利用遥感动态监测
一、遥感
Sensing，简称RS）：狭义而言 RS）：狭义而言， 遥感（Remote Sensing，简称RS）：狭义而言，是指在高空或外层空间的各种 平台，运用各种传感器（如摄影仪、扫描仪和雷达等）获取地表的信息， 平台，运用各种传感器（如摄影仪、扫描仪和雷达等）获取地表的信息，通过数据 的传输和处理，从而实现研究地面物体的形状、大小、位置、 的传输和处理，从而实现研究地面物体的形状、大小、位置、性质及其环境的相互 关系的一门现代化应用技术。 关系的一门现代化应用技术。
2
0.52～ 0.52～0.60 绿色
30m
测量水质和正常植被的绿色反射率
3
0.63～ 0.63～0.69 红色
30m
鉴别植物种类、 鉴别植物种类、人工建筑物和水质
TM
4
0.76～0.90 近红外 0.76～
30m
调查生物量、绘制水体边界 调查生物量、
5
1.55～ 1.55～1.75 短波红外
30m
1、数据获取
要求数据及资料来源连续、稳定；能满足监测的精度要求； 价格适中；易于获取；目前采用的主要数据源TM SPOT TM和SPOT TM SPOT数据。
传感器
波段（um） 波段（um）
波长
分辨率
主要作用
1
0.45～ 0.45～0.52 蓝色
30m
沿岸水域制图、区别地表/ 沿岸水域制图、区别地表/植被
三检一验制度
作业员自检 作业组 作业员互检 各 工 序 技术负责人检查 承担单位 质检组100%检查 检查 质检组 检 查 质 量 跟 踪 卡
组织实施单 位
技术组关键工序检查 预检组50%以上预检 以上预检 预检组
各城 市监 测成 果
预验 检收 报报 告告
部地籍司
验收组验收
准 备 工 作 输入 原始 数据 建立 纠正 变换 函数 确定 数据 输出 范围 逐个象 素的几 何位置 变换 像素 亮度 值重 抽样 输出 校正 后数 据
（二）图像配准
1、TM、SPOT都分别几何校正到统一地图坐标系 地图坐标系下。 地图坐标系 2、首先对高空间分辨率的SPOT全色图像进行几何精校正， 然后将TM图像与校正后SPOT 图像配准。 3、先将某一时相TM数据进行分景的几何精校正，插值成高 分辨率（10m），然后将其余卫星数据以景为单元与其进行相对 配准。