基于遥感技术的土地利用变化监测与分析

基于遥感技术的土地利用变化监测与分析

加尔森·纳比

巩留县自然资源局不动产登记中心  835400

摘要：本文论述了以遥感技术为基础的土地利用变化监测和分析方法。遥感技术对土地利用变化的监测起到了至关重要的作用，从数据采集，预处理，分类技术以及覆盖变化检测几个环节都能对土地利用变化进行有效的监测。对其时空特征及驱动因素的进一步剖析将有助于对其作用机理与趋势的深刻认识。

关键词：遥感技术；土地利用变化；监测

引言

在人类活动日益发展以及城市化进程加快的今天，土地利用变化已经成为全球环境和资源管理中的一个重要课题。遥感技术由于具有高时空分辨率、全面性等特点而成为土地利用变化监测的一种重要方法。文章旨在对基于遥感技术进行土地利用变化的监测分析方法进行总结，以期望对相关研究起到一定的借鉴和指导作用。

1.遥感技术在土地利用变化监测中的作用

遥感技术对土地利用变化监测起着关键作用。应用遥感技术可以使研究人员及决策者获得大面积地表数据，对了解与评价土地利用模式变化具有重要意义。遥感技术是利用卫星或者飞机上携带的传感器采集不同频段反射率信息来实现地表分类与识别。该技术有一个重要功能，就是实现地表覆盖状况持续监控。城市扩张，农业用地改变，森林覆盖降低，湿地变化等不同土地利用类型均能在遥感图像上得到精确记录。这种动态监测使研究者可以追踪土地覆盖在时间和空间上的变化情况，并了解其速度，大小及规律。除此之外，遥感技术也可以在那些难以直接进入的地方，如边远地带、战争区域或被污染的地方，进行土地使用的监控。这为我们在土地使用规划和环境保护方面提供了宝贵的数据，有助于维护生物多样性和更好地管理自然资源。还有一项重要功能，即遥感技术为人类活动所产生的影响提供一种评价方法。如将历史与现在遥感数据进行对比，就能评价城市化进程给周围农业及自然环境带来的变化。另外，遥感监测可揭示气候变化引起的土地利用模式的改变，例如冰川退缩，沙漠化过程和海平面上升等因素对沿海地区造成的影响。

2.基于遥感技术的土地利用变化监测方法

2.1 数据采集与预处理

基于遥感技术的土地利用变化监测过程中，数据采集和预处理至关重要。在进行数据收集时，首要任务是挑选适当的遥感数据来源，这包括卫星遥感资料和航空摄影资料等。选择适当的数据源需综合考虑空间分辨率，时间分辨率和光谱分辨率，才能保证所获数据满足监测需求。另外，还要考虑资料获取周期、覆盖范围等因素，确保监控及时、全面。在数据预处理中，必须先经过大气校正才能去除遥感图像中大气影响。其次是辐射校正，把遥感影像数字值换算成地表反射率来消除地形、观测几何等因素的影响。再经过几何校正、配准、投影等处理，保证了对不同时、不同时源图像的有效对比分析。最后对影像进行增强与去噪处理以改善影像的品质与清晰度，从而为之后的分类与变化检测奠定了更为可靠的数据基础。

2.2 土地利用分类技术

土地利用分类技术，是遥感影像地物分类识别的核心技术。常见分类方法主要有基于像元，基于物体，混合像元。以像元为单位的划分方法是通过对单个像元光谱特征的分析来划分，适合较均匀地物类型的划分。基于对象的分类策略是将邻近的像元融合为一个对象，并依据该对象的空间和光谱属性进行分类，这种方法特别适合于对复杂地物种类的分类。除此之外，我们还可以采用机器学习和深度学习的方法来自动进行分类，例如支持向量机、随机森林和卷积神经网络等技术，从而增强分类的精确度和工作效率。

2.3 土地覆盖变化检测技术

土地覆盖变化探测技术的目的是查明并定量地测量不同时点上土地覆盖变化情况。常见的变化检测技术主要有基于像元的变化检测和基于对象的变化检测两种。以像元为单位进行变化检测，通过对比遥感图像像元在不同时点间的差异进行变化像元识别，目前常见的有差值法，比率法以及指数法。采用基于对象的变化检测技术，我们可以将邻近的像元融合为一个对象，并观察对象间的差异，这种方法特别适合于复杂地物种类的变动检测。近年来，以深度学习为核心的土地覆盖变化检测技术渐渐引起人们的重视，利用训练好的深度学习模型来自动探测并识别复杂地物变化，从而提高变化检测精度与效率。

3.基于遥感技术的土地利用变化分析

3.1 土地利用变化的时空特征分析

土地利用变化的时空特征分析旨在深入理解土地利用变化在时间和空间上的分布规律和特征。通过遥感技术获取的大量数据，可以进行多时相的比较和分析，揭示土地利用变化的时序特征。这种分析通常涉及多期遥感图像的叠加与对比，以识别不同时间点土地利用类型的变化和分布情况。同时，还可以利用空间分析方法，如空间插值和空间统计分析，研究土地利用变化的空间分布格局，探讨其与地理环境的关联关系。此外，时空特征分析还可结合地理信息系统（GIS）技术，对土地利用变化进行空间可视化和时序动态分析。通过GIS平台，可以将不同时间点的遥感图像叠加在一起，形成土地利用变化的时间序列图，直观展示土地利用类型的演变过程。同时，还可以进行空间模式分析和热点区域检测，识别土地利用变化的集聚和分布规律，为土地资源管理和规划提供科学依据。

3.2 土地利用变化的驱动因素分析

土地利用变化的驱动因素分析旨在探讨导致土地利用变化的原因和影响因素。通过遥感图像和地理信息数据的分析，可以识别出土地利用变化的主要驱动因素。这些因素包括自然因素（如气候、地形和土地类型）、人为因素（如城市化、农业活动和经济发展）以及政策因素（如土地利用政策和规划措施）等。自然因素在土地利用变化中起着重要作用。气候变化、地形起伏和土壤类型等自然条件直接影响着土地的适宜程度和利用方式。例如，气候变化可能导致水资源的不足或过剩，进而影响农业和生态系统的发展。地形起伏和土壤类型则限制了土地的种植和开发利用。人为因素是导致土地利用变化的主要原因之一。随着城市化进程的加快和经济发展的不断推进，人口增长和工业化进程导致土地利用结构发生变化，如农村向城市的转移、耕地向城市建设用地的转化等。此外，农业活动的变化、土地所有权制度的改革等也会对土地利用产生重要影响。政策因素在土地利用变化中发挥着引导和规范作用。各级政府通过制定土地利用政策和规划措施，调控土地利用结构和空间布局，促进经济可持续发展和生态环境保护。政策的实施直接影响着土地利用行为和模式，对土地利用变化产生深远影响。

结束语

基于遥感技术对土地利用变化进行监测分析，是土地资源管理与环境保护工作中至关重要的一环。通过对遥感数据处理技术与分析方法的持续改进，我们将能更加精确，完整地掌握土地利用变化动态，从而为可持续发展的实现提供科学依据与决策支持。

参考文献

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