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1、第三章第四节土地利用动态监测一、土地利用动态监测概述一、土地利用动态监测概述 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。地面塌陷崩塌土地荒漠化 土地利用动态监测土地利用动态监测：对土地资源及其利用状况的信息持：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。土地整理土地整理土地开发土地开发 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。违法占用耕地违法占用耕地1、监测内容、监测内容
2、（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。土地利用动态监测目前由变更调查、遥感监测、统计报表土地利用动态监测目前由变更调
3、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。制度、专项调查及土地信息系统等构成。变更调查变更调查及及遥感监测遥感监测是目前的主要手段。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，变更，更新、充实原有的相关资料更新、充实原有的相关资料，进而保持土地资料的现势，进而保持土地资料的现势性。性。遥感监测是指采用遥感监测是指采用遥感技术手段遥感技术手段，对土地资源和土地利用，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
4、的分析。出相应的分析。2、监测方法、监测方法二、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土地利用动态遥感监测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日实施土土地利用动态监测规程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耕地变化、非农建设用地规模扩展非农建设用地规模扩展为重点的土地动态监测。土地利用动态遥感监测方法土地利用动态遥感监测方法土地利用动
5、态遥感监测方法土地利用动态遥感监测方法98年TM纠正影像99年SPOT纠正影像变异融合影像内业判读变化图99年融合影像监测结 果报表动态遥感监测图98年TM原始影像 基本监测图分为：基本监测图分为：基本监测图分为：基本监测图分为：1:250001:50000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；1:250001:50000比例尺城市辖区（主城区）范围的前、后时相遥感影像图；1:250001:50000比例尺城市辖区（主城区）范围的土地利用动态监测图；1 1 1 1、数据获取、数据获取、数据获取、数据获取 要求数据及资料来源连续
6、、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TMTMTMTM数据和SPOTSPOTSPOTSPOT数据。传传感感器器波波 段段（umum）波长波长分辨率分辨率主要作用主要作用TMTM1 10.450.450.52 0.52 蓝色蓝色30m30m沿岸水域制图、区别地表沿岸水域制图、区别地表/植被植被2 20.520.520.60 0.60 绿色绿色30m30m测量水质和正常植被的绿色反射测量水质和正常植被的绿色反射率率3 30.630.630.69 0.69 红色红色30m30m鉴别植物种类、人工建筑物和水鉴别植物种类、人工建筑物和水质质4 40.760.760.90
7、 0.90 近红外近红外30m30m调查生物量、绘制水体边界调查生物量、绘制水体边界5 51.551.551.75 1.75 短波红外短波红外30m30m测量植物含水、鉴别云和雪测量植物含水、鉴别云和雪6 610.410.412.5 12.5 热红外热红外120m120m测量作物热特性、绘制其他热分测量作物热特性、绘制其他热分布图布图7 72.082.082.35 2.35 短波红短波红外外30m30m识别岩体、土壤类型和人工建筑识别岩体、土壤类型和人工建筑2 2、数据预处理、数据预处理（1 1）几何校正）几何校正 遥感几何校正基本环节有两个：一是像素坐标变像素坐标变像素坐标变像素坐标变换换换
8、换；二是像素亮度重采样像素亮度重采样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二次多项式法二次多项式法二次多项式法，亮度重采样则采用三次卷积法三次卷积法三次卷积法三次卷积法。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（2 2 2 2）图像配准）图像配准）图像配准）图像配准 TM、SPOT都分别几何校正到统一地图坐标系地图坐标系地图坐标系地图坐标系下。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。先将某
9、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。（3 3 3 3）跨带处理）跨带处理）跨带处理）跨带处理 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 1 1 1）融合的目的）融合的目的）融合的目的）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。（2 2 2
10、 2）数据融合的技术关键）数据融合的技术关键）数据融合的技术关键）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。（3 3 3 3）融合前处理）融合前处理）融合前处理）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
11、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。（4 4）数据组合类型数据组合类型 N年TM 与N+1年SPOT数据；N年TM、SPOT与N+1年SPOT；N年SPOT与N+1年TM、SPOT；N年TM、SPOT与N+1年TM、SPOT。SPOT影像影像TM影像影像SPOT+TM影像融合示意影像融合示意4 4、变化信息提取及变化类型确定、变化信息提取及变化类型确定 （1 1 1 1）变化信息发现）变化信息发现）变化信息发现）变化信息发现 光谱特征变异法 假彩色合成法 主成分分析法 图像差值法图像差值法图像差值法图
12、像差值法 图象分类后比较法 波段替换法 变化矢量分析法（2 2 2 2）变化类型确定）变化类型确定）变化类型确定）变化类型确定 目视解译法 自动分类法 人机交互解译人机交互解译人机交互解译人机交互解译5 5、外业核查、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 6、变化信息后处理、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
13、）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量算面积遗漏的变化图斑检查勾绘充色增补编号伪变化图斑删除修正至外业调查记录表7 7、提交成果检查验收、提交成果检查验收（1）检查制度（2）验收依据（3）检查验收报告作业组作业组承担单位承担单位组织实施单组织实施单位位部地籍司部地籍司作业员自检作业员自检作业员互检作业员互检技术负责人检查技术负责人检查质检组质检组100%检查检查技术组关键工序检查技术组关键工序检查预检组预检组50%以上预检以上预检验收组验收验收组验收各各工工序序检检查查各城各城市监市监测成测成果果质质量量跟跟踪踪卡卡预预 验验检检 收收报报 报报告告 告告三检一验制度三检一验制度