遥感技术在国土资源管理中的应用现状和前景

1遥感技术在国土资源管理中的应用现状和前景四川省国土勘测规划研究院蒲体信陈龙华遥感是20世纪60年代发展起来的对地观测的综合性技术，从广义上讲是非接触性远距离的探测技术，狭义上讲是指从远距离、高空以至于外层空间的平台上，利用可见光、红外、微波等探测仪器，通过摄影或扫描、信息感应、传输和处理，从而识别探测对象的性质和运动状态的现代化技术体系。遥感常划分为航空遥感（传感器设置于航空器上如飞机）、航天遥感（传感器设置于航天器上如人造地球卫星）。遥感技术是指从高空到地面各种对地球观测的综合性技术系统，它由遥感平台、探测传感器以及信息接收、处理与分析、应用等组成。遥感技术RS、地理信息系统技术GIS和全球卫星定位技术GPS构成了完整的遥感技术体系，是对地观测的重要手段，也是信息技术的一个重要分支。一、遥感技术的特点1、较大面积的同步观测在进行资源和环境调查，和国土资源动态监测时，较大面积同步观测所取得数据是最宝贵的。依据传统的地面调查，实施起来非常困难，工作量很大。而卫星遥感观测则可以为此提供最佳的获取信息的方式，并且不受地形和地物阻隔限制。2、时效性遥感探测，尤其是空间遥感探测，可以在短时间内对同一地区进行重复探测，发现探测区域内许多事物的动态变化。如遥感动态监测，利用地球资源卫星（如美国的陆地卫星Landsat、法国的spot等）数据，经过处理可在很短时间内获得几年、1年或几个月时段内的动态变化情况和数据。而靠传统的地面调查则须在大量的人力、物力，用以年为单位的时间获较大范围地区动态变化数据。因此，遥感大大提高了观测的时效性。3、遥感信息的综合性遥感获得的地面物体电磁波特性信息综合地反映了地面上许多自然、人文信息。红外遥感昼夜均可探测，微波遥感可全天候探测，人们可以从中有选择地提取所需的信息。从地球资源卫星所获得的地物电磁波特性可以综合地反映地质、地貌、土壤、植被、水文等特征而具有广阔的应用领域。4、经济性遥感的费用投入与所获取的效益，与传统的方法相比，可以大大地节省人力、物力、财力和时间，具有很高的经济效益和社会效益。二、遥感技术的发展和应用状况遥感技术在应用方面，自20世纪70年代中后期开始取得巨大成就。遥感应用研究涉及的领域广、类型多，既有专题性的，也有综合性的，包括农业作物估产、国土资源调查、2010年四川省土地学会年会论文2土地利用和土地覆盖、水土保持、森林资源、矿产资源、草场资源、环境评价和监测、土地利用动态监测、水灾和火灾监测、气象监测以及港口、铁路、水库、电站等工程勘测与建设的遥感研究，涉及到许多业务部门，从而极大地扩展了遥感应用领域，推动了我国遥感应用的全面发展。遥感在应用领域取得了良好的经济效益和社会效益，根据土地利用遥感调查资料表明，航空遥感与常规地面调查相比，时间仅为1/8，资金投入为1/3，人力仅1/16。遥感在天气预报，尤其是灾害性的天气预报，如热带强风暴、台风、霜冻、干旱等的预报中，对国民经济、人民生活产生巨大作用。遥感技术大量服务于土地资源利用与管理，始于80年代末开展的土地利用现状详查，1:1万、1:2.5万、1:5万和1:10万土地利用现状调查主要采用技术成熟、航测资料齐全的航空遥感技术手段和方法。在我国西部地区由于调查比例小和航摄资料陈旧等原因，部分采用了MSS和TM卫星遥感数据用于1:10万比例尺的调查和制图，获得良好调查效果，取得良好的经济效益和社会效益。由于资源管理部门和国民经济各部门对遥感信息的需求不断提高，遥感技术随着信息技术的发展而得到了迅速发展，卫星遥感信息从1980年至2002年，其空间分辨率提高几十倍甚至上百倍，由最初MSS卫星79米分辨率发展到现在的2.5米、1.0米和0.61米的分辨率，应用范围和深度迅速扩大。从1996年开始应用法国SPOT卫星数据开展土地利用动态监测，近年来开始应用IKONOS数1米分辨率开展土地变更调查和不同比例尺土地利用图更新试验，取得良好的应用效果和成绩，随着卫星遥感数据分辨率的不断提高和信息处理技术的不断完善，以及卫星数据价格的逐步降低，应用的深度的广度将更加广泛。三、遥感在土地资源管理中的应用现状1、土地利用调查和土地利用图更新利用航空遥感技术进行土地资源调查始于80年代末，当时全国航空摄影资料覆盖全国，为全国首次采用航空遥感技术全面开展土地调查提供了条件，采用航空遥感技术进行土地详查与传统的测绘方法比较，不仅节省了调查时间，而且提高了调查成果的精度和质量。虽然当时调查所采用的航摄像片时相与调查时间不一致，相差几年和十多年，但农区土地利用变化还是很小的。随着国家改革开放和经济建设的快速发展，国家和地方基础设施建设、农业产业结构调整、生态环境建设等项目的实施，土地利用动态变化加快，原有的调查资料已不适应经济建设需要，需要应用更新、精度更高的遥感资料进行土地利用基础资料的不断更新。部分经济发达地区近几年已开展了应用航空、航天遥感资料和3S技术，进行第二次土地详查，如北京市利用高分辨率IKONOS卫星更新土地利用现状图，南京、太原、杭州等城市采用最新的大比例尺航摄资料，重新制作大大比例尺的地籍图和土地利用图。2、土地利用动态监测3为及时掌握土地利用动态变化，原国家土地局从1996年开始利用卫星遥感资料开展了土地利用动态监测研究试验。到1999年国家正式立项“土地利用遥感监测”项目。土地利用动态遥感监测不断采用现代化技术手段，形成一套比较完善技术方法和体系。随着卫星遥感技术的不断发展，卫星遥感图像的分辨率的不断提高，扩大了遥感监测应用范围和领域。自1999年首次应用高分辨率（10米）卫星数据对全国66个50万人口以上的城市进行了监测；2000年又开展了全国62个特大城市的监测以及对西部29个县（市）生态退耕调查的监测，并开展了应用更高分辨率（5米和1.0米）卫星数据应用研究和试验；2001年完成43个大城市中351个县、区、市的土地利用动态监测，并辅助检查了土地利用总体规划执行情况，复核了年度土地变更调查统计数据。其成果在辅助开展土地变更调查、更新土地利用图，配合土地执法监察中起到了重要作用；2002年计划在完成25个大城市土地利用监测基础上，还大范围应用更高分辨率（2.5米）卫星数据进行1:1万土地利用图更新，为地方土地利用规划、管理提供现实性强的基础成果资料。遥感监测项目的实施，准确及时地反映了我国重点城市建设用地执行规划的情况，特别是建设占用耕地的情况，为国土资源管理和相关部门决策提供了依据，应用监测成果发现和查处了一批重大土地违法案件，为土地执法监察提供了高效、科学的手段；应用遥感监测和GPS技术，对土地变更调查和生态退耕调查进行复核，掌握了调查数据的准确程度。四、遥感技术在国土资源管理中的应用前景与展望进入新世纪以来，遥感和遥感技术随着计算机技术、信息技术等新技术的发展得到迅速发展，特别是高分辨率卫星数据产品（2000年1.0米分辨率的IKOVOS、2002年2.5米分辨率的SPOT5和0.6米分辨率的“快鸟”卫星数据）进入我国市场，为卫星遥感的应用开创了一个斩新的领域。卫星遥感不只具有宏观的大面积观测优势，也可以进行小范围的微观监测，甚至可以用到重点建设工程项目的规划、设计、施工监测中去。遥感图像处理技术的日趋成熟，原来要几十万甚至上几百万的专用仪器才能完成的图像处理，现只需一台便携式电脑甚至掌上电脑就可完成，为测绘领域测制大比例图（1:1万和1:5千）提供斩新的技术方法。国土资源管理的基础工作，如土地利用调查、土地产权调查、土地变更调查、后备资源调查、土地利用规划、土地开发整理规划需要上现实性强的土地利用图和数据，如采用常规的测量方法，在短时间内是无法完成的。在经费投入上也是难以承受的。而应用高分辨率卫星数据就可在较短时间内投入较少的经费完成土地利用调查和图件更新、数据更新。不同分辨率和不同类型的卫星数据，在国土资源领域的应用是广泛的，一般应根据成图比例尺大小选用不同分辨率的卫星数据，如用于市域土地利用总体规划、国土规划，可用15-30米分辨率的美国陆地卫星TM和ETM数据，县域规划可选用SPOT卫星数据，乡级规划和1:1万土地利用调查可选用2.5米分辨率的SPOT5、1.0米分辨率的IKONOS卫星数据；1:5千土地调查可用0.61米分辨率的“快鸟”卫星数据。应用高分辨率卫星遥感数据开展土地调查，及时更新土地利用现状图的数据具有时间周期短、投入资金少、现实性强、工作难度小的优势。80年代全面开展土地详查至今，10多年来，土地利用发生了不同程度变化，特别经济发达地区以及农业结构调整和生态退耕重点地区发生的变化更大，虽然从1996年开始了年度变更调查，但由于技术手段落后，调查4的准确性和可靠性较差，逐年积累的问题较多，土地利用基础资料与实际差距较大，影响土地利用规划的编制和实施，影响了土地变更调查统计的准确性。因此，土地利用基础图件更新列入当前国土资源管理的重点基础工作。国土资源部从2002年开始投入专项资金应用高分辨率卫星数据更新1:1万土地利用现状图的试点，不久将在经济发达地区全面开展该项工作。从应用卫星遥感技术全面开展全国范围的土地利用动态监测，到应用高分辨率卫星遥感数据更新土地利用图，将使国土资源科学化管理跃上了一个新的台阶。随着遥感技术应用技术的不断发展，遥感还将在土地利用规划、国土规划的编制和实施、土地开发整理、基本农田保护和监测、生态退耕、地质环境监测的应用发挥更大的作用。