基于遥感技术的土地资源监测与评估研究

基于遥感技术的土地资源监测与评估研究

刘晓燕

宁夏绘达科技有限公司 宁夏 银川 750000

摘要:遥感技术在土地资源监测与评估中发挥着重要作用。本文阐述了土地资源监测与评估的重要性，介绍了遥感技术在获取土地资源数据、影像预处理和分类解译等方面的应用。此外，还介绍了基于遥感数据的土地利用现状评估、土地质量评价和土地适宜性评价等评估方法。最后，探讨了遥感技术在土地资源监测与评估领域的发展趋势，包括监测手段多源融合、评估模型不断完善以及监测评估智能化等。

关键词:遥感技术；土地资源监测；土地资源评估；影像分类

引言:随着经济社会的快速发展，对土地资源的需求不断增加，合理利用和科学管理土地资源已成为当前的重要课题。遥感技术作为获取大范围土地覆被信息的有效手段，在土地资源监测与评估中发挥着关键作用。本文将全面探讨遥感技术在土地资源监测与评估中的应用，并展望其发展趋势。

一、土地资源监测与评估的重要性

地资源是人类赖以生存和发展的基础，对于促进经济社会可持续发展具有不可替代的战略地位。随着人口增长和城镇化进程加快，土地资源面临着日益严峻的挑战，如土地资源总量短缺、土地利用格局无序、土地质量下降等。因此，开展土地资源监测与评估工作就显得尤为重要。土地资源监测是掌握土地资源数量、质量、利用状况及其动态变化的重要手段，为制定国土空间规划、实施土地资源可持续利用提供了科学依据。通过持续的监测，可以及时发现土地利用中存在的问题，为采取相应的管控措施奠定基础。土地资源评估则是对土地资源的现状和潜力进行系统评价，能够为相关部门制定政策决策提供参考。全面评估不同用途下的土地资源质量和适宜性，可以优化土地资源配置，实现土地资源的高效利用。

二、遥感技术在土地资源监测中的应用

(一)遥感数据获取

遥感技术可以获取大范围、多时相的土地覆被信息，是开展土地资源监测与评估的重要数据源。常用的遥感数据包括航空遥感和卫星遥感两大类。航空遥感具有分辨率高、成像灵活的优势，适合局部区域的高精度监测;而卫星遥感则具有覆盖范围广、时间序列长的特点，能够满足大区域和长时间序列监测的需求。根据监测目的和尺度的不同，可以选择合适的遥感数据源。例如，利用高分辨率遥感影像进行城市细化监测;利用中分辨率数据(如Landsat、Sentinel等)进行区域尺度的土地利用监测;利用粗分辨率数据(如MODIS、VIIRS等)开展全球尺度的植被动态监测等。除了常见的光学遥感外，微波遥感、激光雷达等新型遥感手段也逐渐应用于土地监测领域。

(二)影像预处理

获取的原始遥感影像往往存在一些系统误差和噪声，需要进行预处理以提高影像质量。常见的预处理步骤包括:辐射定标、大气校正、几何校正、影像配准、云检测等。辐射定标和大气校正旨在消除大气和传感器本身的影响，获取真实的地物反射信息;几何校正则将影像投影到所需的投影坐标系统中，为后续的定量分析奠定基础。影像配准需要将多幅影像进行精确配准，以实现在同一地理坐标系统下的像元一一对应。云检测则是识别和剔除遥感影像中的云及其投影，避免云的干扰。

(三)影像分类与解释

影像分类是将遥感影像中的像元按照某种特征进行归类的过程，是遥感应用中最基础、最关键的一个环节。根据采用的分类算法不同，可分为监督分类和非监督分类两种。监督分类需要事先收集待分类类别的样本数据，通过训练分类器建立决策规则，然后对整个影像进行分类;非监督分类则不需要样本数据，而是根据像元的聚类特征直接进行分类。常见的监督分类算法有最大似然法、支持向量机等，非监督分类常用的是ISODATA、K-Means聚类算法等。除了传统的基于像元的分类方法外，基于对象的分类也得到了广泛应用。它先通过分割算法将相似像元聚合成对象，再利用对象的光谱、形状、纹理等特征进行分类，能够更好地保留地物的完整性和层次关系。影像解释则是将分类结果与现实地物相关联的过程，需要结合实地调查数据、辅助数据等，对照分类系统对结果进行解释。

三、基于遥感的土地资源评估方法

(一)土地利用现状评估

利用遥感影像对土地利用现状进行评估是土地资源评估的基础工作。通过对时间序列遥感影像的分类解译，可以获取不同时期的土地利用分布图，分析土地利用的时空演变特征。结合社会经济和自然环境等辅助数据，可以定量评估土地利用变化对生态环境、经济发展等方面的影响，为合理调控土地利用格局提供决策依据。在具体的评估方法上，常用的有土地利用转移分析、景观格局分析和人居环境评价等。土地利用转移分析可以揭示不同土地利用类型之间的相互转化关系;景观格局分析则从景观结构和格局的角度评价土地利用的优劣;人居环境评价则侧重于定量评估城市建成环境的质量。此外，近年来兴起的基于大数据和人工智能技术的土地利用评估方法也展现出良好的应用前景。

(二)土地质量评价

土地质量是指土地对某种用途的适宜程度，是评价土地资源的重要指标。基于遥感技术的土地质量评价需要建立适当的评价指标体系，包括地形、气候、土壤、植被等要素。然后利用相应的评估模型，将各要素进行归一化处理、指标赋权和综合计算，从而确定不同土地单元的质量等级。常用的评价模型有主成分分析、层次分析、模糊评价等

[1]。评价的结果可以为合理分区、确定主导功能提供决策支持，结合人口、产业布局等社会经济数据，还可以应用于人地关系研究、区域规划等。例如，通过农田质量评价，可为优化农业布局和提高农业生产水平提供依据;依据生态质量评价结果，可以制定生态建设和保护修复策略。

四、遥感技术在土地资源监测与评估中的发展趋势

(一) 监测手段多源融合

单一遥感数据源往往难以满足土地资源监测与评估的全部需求。未来，将更多地融合多源遥感数据，发挥各种数据源的优势，提高监测的精度和能力。例如，将高分辨率光学影像与雷达、激光等数据相结合，可以更好地获取地表精细信息;融合不同空间尺度的遥感数据，能够实现多尺度综合分析。此外，将地面观测、移动采集、社交媒体等其他数据源与遥感数据相融合，也将进一步丰富土地信息的获取手段。

(二)评估模型不断完善

随着机器学习等人工智能技术的发展，土地资源评估模型将更加智能化。深度学习模型能够自动从大量数据中提取特征，在复杂场景下实现准确分类，有望替代传统的经验模型。模型的可解释性也将得到加强，便于分析决策的形成过程。模型的计算效率也将不断提高，能够支持大规模、高精度的土地资源评估工作，评估指标体系也将根据实际需求不断完善和创新。

(三)监测评估智能化

基于人工智能技术，土地资源监测与评估将逐步实现智能化。智能识别与解译技术将大大减少人工劳动，提高工作效率;智能决策支持系统将辅助科学决策，提高决策的科学性和合理性，通过构建基于物联网和大数据的智能化监测平台，可以实现全天候、全方位的动态监测，提供及时、连续的数据服务。未来，人工智能技术必将为土地资源监测评估带来革命性变革[3]。

结语

土地资源监测与评估是实现国土空间优化、维护国家生态安全的重要基础。遥感技术以其覆盖范围广、时间序列长、信息丰富等优势，在获取大范围土地覆被信息、评估土地利用现状、土地质量和适宜性等方面发挥着不可替代的作用。随着新理论、新技术、新方法的不断涌现，遥感技术在土地资源监测与评估领域的应用将更加广泛和深入，为实现土地资源的合理利用和可持续发展做出重要贡献。

参考文献：

[1] 胡龙华.基于环境减灾卫星的土地利用遥感监测研究[D].吉林大学[2024-06-15].DOI:CNKI:CDMD:2.1012.366878.

[2] 尚雪巍.基于遥感技术的甘肃某县土地资源监测研究[J].科技资讯， 2011(28):2.DOI:10.3969/j.issn.1672-3791.2011.28.035.

[3] 王霞.基于遥感技术的土壤质量监测与评估方法研究[J].皮革制作与环保科技， 2024， 5(1):81-83.