土地利用动态遥感监测
基于遥感的土地利用变化动态分析
基于遥感的土地利用变化动态分析土地是人类生存和发展的重要基础资源，而土地利用的变化则反映了人类活动与自然环境相互作用的结果。
随着科技的不断进步，遥感技术以其宏观、快速、准确和周期性等特点，成为研究土地利用变化的重要手段。
遥感技术通过卫星、飞机等平台搭载的传感器，获取地表的电磁波信息，从而能够对大面积的土地进行监测和分析。
这些信息经过处理和解读，可以为我们提供土地利用类型、面积、分布等详细数据，为研究土地利用变化提供了有力的支持。
在过去的几十年里，全球范围内的土地利用发生了显著的变化。
城市化进程的加速使得大量的耕地和林地被转化为城市建设用地；农业的发展导致了耕地的扩张和集约化利用；而生态保护政策的实施则促进了一些地区的森林和草地的恢复。
这些变化不仅对当地的生态环境产生了影响，也在全球尺度上对气候变化、生物多样性等问题带来了挑战。
以我国为例，东部沿海地区的城市化发展迅速，许多原本的农田和农村地区逐渐被高楼大厦和工业园区所取代。
遥感图像清晰地显示出城市边界的不断扩张，以及城市内部土地利用结构的调整。
在中西部地区，随着基础设施建设的推进和资源开发的进行，土地利用也发生了相应的变化。
例如，大型交通线路的建设可能会导致沿线土地的开发利用，而矿产资源的开采则可能造成土地的破坏和污染。
利用遥感技术进行土地利用变化动态分析，通常需要经过一系列的步骤。
首先是数据的获取，包括选择合适的遥感影像数据源，如Landsat 系列、MODIS 等。
然后是对影像进行预处理，包括辐射校正、几何校正等，以提高影像的质量和准确性。
接下来是土地利用分类，这是一个关键的环节，通常采用基于像元或面向对象的分类方法，将影像中的土地利用类型分为耕地、林地、草地、建设用地等。
在分类的基础上，通过对比不同时期的影像，就可以分析土地利用的变化情况。
在土地利用变化分析中，还需要考虑一些影响因素。
人口增长是推动土地利用变化的重要因素之一，随着人口的增加，对住房、粮食等的需求也相应增加，从而导致土地利用的调整。
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。
试述土地利用动态遥感监测的技术流程
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遥感技术在土地利用监测中的应用
遥感技术在土地利用监测中的应用土地是人类生存和发展的基础，合理利用土地资源对于保障粮食安全、促进经济发展、保护环境等方面都具有重要意义。
而要实现对土地利用的有效管理和规划，就需要及时、准确地掌握土地利用的现状和变化情况。
遥感技术作为一种先进的对地观测手段，为土地利用监测提供了强有力的支持。
遥感技术是指从远距离、高空或外层空间的平台上，利用可见光、红外、微波等电磁波探测仪器，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。
它具有大面积同步观测、时效性强、数据综合性和可比性好、经济性等优点，能够快速获取大面积的土地信息，为土地利用监测提供丰富的数据来源。
在土地利用监测中，遥感技术的应用主要包括以下几个方面：土地利用类型的识别与分类是遥感技术的基本应用之一。
通过对遥感影像的解译和分析，可以将土地分为耕地、林地、草地、建设用地等不同类型。
不同的土地利用类型在遥感影像上具有不同的光谱特征、纹理特征和空间特征。
例如，耕地通常呈现规则的几何形状和较均一的光谱特征；林地则具有复杂的纹理和较高的植被覆盖度；建设用地则表现为密集的建筑物和道路网络。
利用这些特征，可以采用目视解译、计算机自动分类或人机交互分类等方法，对土地利用类型进行识别和分类。
土地利用变化的监测是遥感技术的重要应用领域。
通过对不同时期的遥感影像进行对比分析，可以发现土地利用的变化情况，如耕地的减少、建设用地的扩张、林地的破坏等。
这种变化监测可以为土地管理部门提供及时、准确的信息，以便采取相应的措施进行调控和管理。
在进行土地利用变化监测时，通常需要对遥感影像进行预处理，包括几何校正、辐射校正、图像增强等，以提高影像的质量和可比性。
然后，采用图像差值法、主成分分析法、分类后比较法等方法，对不同时期的影像进行对比分析，提取变化信息。
遥感技术还可以用于土地利用现状的调查和评估。
通过对遥感影像的解译和分析，可以获取土地利用的现状信息，如土地的分布、面积、利用程度等。
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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基于遥感的土地利用动态分析
基于遥感的土地利用动态分析土地，是人类生存和发展的基础，而土地利用的方式和变化则深刻地影响着我们的生活和环境。
随着科技的不断进步，遥感技术作为一种强大的工具，为我们深入了解土地利用的动态变化提供了有力的支持。
遥感，简单来说，就是不直接接触目标物，通过接收目标物反射或发射的电磁波来获取信息。
它就像一双“天眼”，能够从高空俯瞰大地，获取大面积的土地数据。
利用遥感技术进行土地利用动态分析，具有许多显著的优势。
首先，遥感能够提供大面积、同步的观测数据。
这意味着我们可以在同一时间获取一个较大区域内的土地信息，避免了传统调查方法中由于时间和空间差异导致的数据不一致性。
其次，遥感数据具有多光谱的特点。
不同的土地利用类型在不同的光谱波段上会有独特的反射特征，这使得我们能够更加准确地区分和识别各种土地利用类型，比如耕地、林地、建设用地等。
再者，遥感技术能够实现长期、周期性的监测。
通过定期获取遥感数据，我们可以及时发现土地利用的变化趋势，为规划和管理提供及时的依据。
那么，如何利用遥感技术来进行土地利用动态分析呢？第一步是数据获取。
我们需要选择合适的遥感数据源，比如卫星影像，如 Landsat 系列、Sentinel 系列等，或者航空影像。
这些影像数据通常包含了丰富的光谱和空间信息。
获取到数据后，接下来就是数据预处理。
这包括辐射校正、几何校正等操作，以确保数据的质量和准确性。
辐射校正用于消除由于传感器本身、大气等因素造成的辐射误差；几何校正则是将影像纠正到正确的地理坐标位置。
然后是土地利用分类。
这是整个分析过程中的关键步骤。
通过运用各种分类方法，如监督分类、非监督分类，或者结合使用，将影像中的像元划分到不同的土地利用类型中。
在分类过程中，需要选择合适的特征变量，如光谱特征、纹理特征等，以提高分类的精度。
完成分类后，就可以进行土地利用变化检测了。
通过对比不同时期的土地利用分类结果，找出发生变化的区域和类型。
这可以通过图像差值法、分类后比较法等多种方法来实现。
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。
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一、土地利用动态监测概述
地面塌陷 崩塌
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 。
土地利用动态监测：对土地资源及其利用状况的信息持 续收集调查，开展系统分析的科学管理手段和工作。
土地整理 土地开发
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3进）行跨相带对处配理准。
当监测区在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。
3、遥感数据融合
（1）融合的目的
（3）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。
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。
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 。
1、监内容
（1）土地资源状况：土地数量、利用状况变化特别是耕地资 源状况的变化，当前监测城市建设用地规模的扩展和耕地的变化 是重点。
（2）土地利用状况：土地利用过程和利用效果进行监测，是 土地监察和规范土地利用行为的主要内容。
（3）土地权属状况：土地权属变动是社会经济发展、生产力 布局变革的必然，对土地权属的状况的变化动态应及时了解掌握 。
（4）土地条件状况：土地利用与其环境条件密切相关，需及 时掌握土地条件的变化，防止土地条件变化带来的灾难。
（5）土地质量及等级状况：土地等级反映土地质量，土地质 量是土地利用的基础也是价格形成的重要依据。
5
1.55～1.75 短波红外 30m
测量植物含水、鉴别云和雪
6
10.4～12.5 热红外
120m
测量作物热特性、绘制其他热分 布图
7
2.08～2.35 短波红 外
30m 识别岩体、土壤类型和人工建筑
2、数据预处理
（1）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；二是像素亮度重采样。根据所采用的遥感数据特点 和《土地利用动态遥感监测规程》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、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。
2、监测方法
土地利用动态监测目前由变更调查、遥感监测、统计报表 制度、专项调查及土地信息系统等构成。变更调查及遥感监测 是目前的主要手段。
变更调查是指对实地土地利用发生的变化加以调查、记载和 变更，更新、充实原有的相关资料，进而保持土地资料的现势 性。
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。
（4） 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
TM影像
影像融合示意
SPOT+TM
4、变化信息提取及变化类型确定
（1）变化信息发现
（2）变化类型确定
准
输入
备
原始
工
数据
作
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
（2）图像配准
① TM、SPOT都分别几何校正到统一地图坐标系下 。
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。
传 感 器
波段 （um）
1
波长
分辨率
主要作用
0.45～0.52 蓝色 30m 沿岸水域制图、区别地表/植被
2
0.52～0.60 绿色
30m
测量水质和正常植被的绿色反射 率
3
0.63～0.69 红色
30m
鉴别植物种类、人工建筑物和水 质
TM
4
0.76～0.90 近红外 30m
调查生物量、绘制水体边界
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；
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有 TM数据和SPOT数据。
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；
① 光谱特征变异法 ② 假彩色合成法 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