高光谱遥感技术现状范文

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中图分类号： TP7 文献标识码： A 文章编号：

引言

遥感技术的诞生相当于科学技术的一场革命，为人类的生产生活提供了很多方便，如遥感技术在水文地质、工程地质以及新近形成的环境地质学科中近30 年的应用,走过于从定性评价到半定量、定量评价,从指示要素分析到计算机模型模拟,从单一解译到综合方法互补等阶段,充分显示了其信息量大、宏观、快速、节省经费,且具有多时相动态监测等优势,广泛应用于水文地质勘查、评价、大型工程选线(址)、区域稳定性评价、地质灾害调查、评价预测及地质环境评价预测等领域。

1、主要遥感信息源及其发展

根据传感器类型不同,遥感图像可分为可见光摄影、红外摄影和扫描、多光谱扫描、微波雷达和成像光谱图像等。近 10 年来,传感器技术迅猛发展,主要表现在:①图像分辨率提高,卫星图像分辨率已达到米级。②具备立体观察功能。③应用波段数增加,机载高光谱成像仪已投入使用。如美国的 AVIRIS(航空可见光 / 红外成像光谱仪),波谱范围 0.4~2.5/l,波段数 224 个。CASI(袖珍航空光谱成像仪),波谱范围 0.4~0.95/u,波段数 72 个。高光谱成像光谱仪简称成像光谱仪, 也称超光谱成像仪, 按其波段数目可分为高光谱成像光谱仪(波段数

近年来发射的主要对地观测卫星及图像进步简述如下:1999 年美国发射了 Landsat7 卫星,其 ETM+ 图像分辨率与过去的 TM相同,为 30m,增加丁分辨率 15m 的全色波段(PAN)。热红外波段 ETM+6分辨率从 TM6 图像 120m 基础上提高到 60m。TM 图像图幅185X185km,最大可放大到 1:10 万。1995 年升空的加拿大雷达卫星RADARSAT 为 C 波段、HH 极化方式,具 7 种模式,25 种波束的特点,分辨率有 10、25、35、50、100m 多种, 图幅 50lan×50km~500Km×500km, 有立体观察功能, 实际重复周期 1~8d。1999 年 9 月, 美国IKONOS- 2 发射成功,图像分辨率高达 1m。

2、水工环地质工作的现状

改革开放以来，我国的水文地质、环境地质与工程地质工作，已经发生了一系列重大变化，我国国土资源部和地质调查局系统正努力开展地质找矿改革发展的相关工作，基本的指导思想是“树立大地质、大服务理念”，打破过去“安于现状墨守成规、自我循环”的旧思想，实现冲破传统束缚。突破固有模式、闯出新的路子，促进观念大转变把思想认识切实与中央的指示精神，与提升服务能力、与促进地质找矿重大突破相统一，始终坚定一个目标，即为实现重大找矿突破做好理论准备和体制准备。

3、遥感信息在水工环中的应用发展现状

经过近 30 年的应用研究,遥感技术依靠传感器技术、图像处理技术及计算机技术的提高, 在水工环领域的应用取得了长足的发展。遥感水文地质开始逐步形成一门独立的学科。传统的遥感水文地质着重于水文地质测绘系统中定性特征的解释和特殊标志的识别,近期的研究则扩展到应用热红外和多光谱影像进行地下水流系统内的地下水分析和管理, 目前研究的重点集中到了空间补给模式、污染评价中植被、区域测图单元参数的确定和空间地下水模型中地表水文地质特征的监测。纵观国内外遥感技术在水工环领域的一些应用成果,可把近年来遥感技术的应用发展现状概括为以下几个方面:

3.1 从目视解译发展到计算机辅助解译

如线性影像计算机自动判释专家系统及土地利用(分类)计算机判读模型以及机助信息提取与制图系统等。由于影像的多解性及识别系统的不完善性,虽还需要投入一定的人力工作,但已大幅提高解译工作效率。

3.2从几何形态解译到充分利用光谱信息

过去的多光谱遥感数据波段划分过少,只有几个波段,使地面波谱测试数据与图像光谱数据难以精确比较。因此,图像解译工作很少考虑地物的波谱特征,主要根据影像的色彩、色调、纹理、阴影等所形成的几何形态特征。随着机载成像光谱仪(高光谱)技术的商业运作及2000 年前后的高光谱成像卫星的发射, 使得用光谱信息对地物的分析更精细、更准确。

3.3出现地面温度反演技术

地面温度反演是指从热红外图像数据的辐射亮度值获得地表温度信息。反演方法主要有地表温度多通道反演法和多角度数据进行组分温度反演法等。

3.4定性分析评价到依靠计算机数字模型模拟的定量分析评价

如遥感技术在地下水流系统应用中, 根据遥感数据建立的地形、流域面积、水系密度等数据集结合气象数据建立空间补给模型。数字模型成为遥感技术实现定量评价的重要途径, 而 DEM/DTM 是涉及地形数据计算方面不可缺少的工具。

3.5使用单一遥感信息源到多元信息拟合

目前的遥感应用技术,已不再是单一使用各种遥感数据,而是根据需要结合利用了其他信息源,如地质、地形、水文、土壤、植被、气象、岩土物理力学特征及人类活动等资料。这样,图像数据的预处理尤其重要,如几何较正、多波段数字合成、镶嵌、数据变换等,而地理信息系统(GIS)在多元信息数据管理中起着重要作用。

3.6从单一手段应用到多手段应用

近年来,遥感技术(RS)与地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)的综合应用,即“3S”技术,成为遥感技术应用的主流。GIS 是数据库管理、数据图形处理、各主题图件叠加、制图的重要工具。GPS可以对地面控制点精确定位,提高遥感数据空间精度。另外,在具体手段配合上,也出现了遥感技术与物探技术、钻探技术等相结合的新方法。

3.7 数字摄影测量技术的发展

数字摄影技术的成熟,推进了制图工作的现代化,改善了基础图件的质量和成图效率,并影响着遥感技术的调查方法。该技术的产品可直接作为 GIS 的数据源, 便于遥感与 GIS 一体化研究与开发。如我国自己开发的全数字摄影测量软件 VIRTUOZO,具有数字化测图、自动生成 DEM/DTM和等高线、生成正射影像等功能。

3.8遥感技术应用成果向着便于保存、复制、携带及传输方向发展

这意味着遥感技术应用成果的数字化。由于是数字成果,可载于多种介质上,如 CD- ROM、磁带及计算机硬盘上,使携带处理更加方便。随着 1998 年“数字地球”计划的提出及我国国土资源部“数字国土”工程的实施,遥感应用成果数字化显得尤其必要。

结语

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中图分类号： F407.1文献标识码：A 文章编号：

一、水工环地质工作的现状

当前，我国国土资源部和地质调查局系统正努力开展地质找矿改革发展的相关工作，基本的指导思想是“树立大地质、大服务理念”，打破过去“安于现状墨守成规、自我循环”的旧思想，实现冲破传统束缚。突破固有模式、闯出新的路子，促进观念大转变把思想认识切实与中央的指示精神，与提升服务能力、与促进地质找矿重大突破相统一，始终坚定一个目标，即为实现重大找矿突破做好理论准备和体制准备。

二、主要遥感信息源及其发展

根据传感器类型不同，遥感图像可分为可见光摄影、红外摄影和扫描、多光谱扫描、微波雷达和成像光谱图像等。近l0年来，传感器技术迅猛发展，主要表现在：

图像分辨率提高，卫星图像分辨率已达到1米级。

具备立体观察功能。

应用波段数增加，机载高光谱成像仪已投入使用。

如美国的AVIRIS(空可见光/红外成像光谱仪)，波谱范围0.4―2.5/l，波段数224个。CASI(航空光谱成像仪)，波谱范围0.4―0.95/u，波段数72个。高光谱成像光谱仪简称成像光谱仪，也称超光谱成像仪，按其波段数目可分为高光谱成像光谱仪(波段数

近年来发射的主要对地观测卫星及图像进步简述如下：1999年美国发射了Landsa7卫星，其ETM+图像分辨率与过去的TM相同，为30m，增加丁分辨率15m的全色波段(PAN)。热红外波段ETM+6分辨率从TM6图像120m基础上提高到60m。TM图像图幅185X185km，最大可放大到1：10万。1995年升空的加拿大雷达卫星RADARSAT为C波段、HH极化方式，具7种模式，25种波束的特点，分辨率有10、25、35、50、100m多种，图幅50km×50km～50km×500km，有立体观察功能，实际重复周期1～8d。1999年9月，美国IKONOS一2发射成功，图像分辨率高达lm。

三、水工环领域遥感应用技术的发展现状

经过近30年的应用研究，遥感技术依靠传感器技术、图像处理技术及计算机技术的提高，在水工环领域的应用取得了长足的发展。遥感水文地质开始逐步形成一门独立的学科。传统的遥感水文地质着重于水文地质测绘系统中定性特征的解释和特殊标志的识别，近期的研究则扩展到应用热红外和多光谱影像进行地下水流系统内的地下水分析和管理，目前研究的重点集中到了空间补给模式、污染评价中植被、区域测图单元参数的确定和空间地下水模型中地表水文地质特征的监测。纵观国内外遥感技术在水工环领域的一些应用成果，可把近年来遥感技术的应用发展现状概括为以下几个方面：

1．从目视解译发展到计算机辅助解译

如线性影像计算机自动判释专家系统及土地利用(分类)计算机判读模型以及机助信息提取与制图系统等。由于影像的多解性及识别系统的不完善性，虽还需要投入一定的人力工作，但已大幅提高解译工作效率。

2．从几何形态解译到充分利用光谱信息

过去的多光谱遥感数据波段划分过少，只有几个波段，使地面波谱测试数据与图像光谱数据难以精确比较。因此，图像解译工作很少考虑地物的波谱特征，主要根据影像的色彩、色调、纹理、阴影等所形成的几何形态特征。随着机载成像光谱仪(高光谱)技术的商业运作及2000年前后的高光谱成像卫星的发射，使得用光谱信息对地物的分析更精细、更准确。

3．出现地面温度反演技术

地面温度反演是指从热红外图像数据的辐射亮度值获得地表温度信息。反演方法主要有地表温度多通道反演法和多角度数据进行组分温度反演法等。

4．从定性分析评价到依靠计算机数字模型模拟的定量分析评价

如遥感技术在地下水流系统应用中，根据遥感数据建立的地形、流域面积、水系密度等数据集结合气象数据建立空间补给模型。数字模型成为遥感技术实现定量评价的重要途径，而DEM／DTM是涉及地形数据计算方面不可缺少的工具。

5．使用单一遥感信息源到多元信息拟合

目前的遥感应用技术，已不再是单一使用各种遥感数据，而是根据需要结合利用了其他信息源，如地质、地形、水文、土壤、植被、气象、岩土物理力学特征及人类活动等资料。这样，图像数据的预处理尤其重要，如几何较正、多波段数字合成、镶嵌、数据变换等，而地理信息系统(GIS)在多元信息数据管理中起着重要作用。

6．从单一手段应用到多手段应用

近年来，遥感技术(Rs)与地理信息系统(GIS)和全球定位系统（GPS）的综合应用，即“3s”技术，成为遥感技术应用的主流。GIS是数据库管理、数据图形处理、各主题图件叠加、制图的重要工具。GPS可以对地面控制点精确定位，提高遥感数据空间精度。另外，在具体手段配合上，也出现了遥感技术与物探技术、钻探技术等相结合的新方法。

7．数字摄影测量技术的发展

数字摄影技术的成熟，推进了制图工作的现代化，改善了基础图件的质量和成图效率，并影响着遥感技术的调查方法。该技术的产品可直接作为GIS的数据源，便于遥感与GIS一体化研究与开发。如我国自己开发的全数字摄影测量软件VIRTUOZO，具有数字化测图、自动生成DEM／DTM和等高线、生成正射影像等功能。

8．遥感技术应用成果向着便于保存、复制、携带及传输方向发展

这意味着遥感技术应用成果的数字化。由于是数字成果，可载于多种介质上，如CD―ROM、磁带及计算机硬盘上，使携带处理更加方便。随着1998年“数字地球”计划的提出及我国国土资源部“数字国土”工程的实施，遥感应用成果数字化显得尤其必要。

9．大型工程选线选址

近年来，遥感技术在大型工程规划选址、工程地质稳定性评价、铁路、高速公路、引水工程、水利水电建设等方面进行了广泛的应用，初步显示了遥感技术的优势。遥感图像具有直观特性。卫星影像视野开阔、宏观，航空像片分辨率高,二者的有机结合使用,可以实现上述问题的调恕T崇桓讨论了遥感技术在高等级公路工程地质勘察中的应用。胡佩基等人应用航空摄影测量、航卫片解译分析、GPS技术、数字地面模型研究了高原山区高等级公路的勘测设计。戴文晗等人用数字图像计算机增强信息提取技术结合航空摄影图像，快速评价了深圳沿海{速公路的工程地质调思把∠撸突出了地貌、水文及外动力地质现象，较好地划分了岩土体类型,构造解译吻合好，并且进行了新构造运动的遥感分析。、

结束语

在水工环地质中对GPSRTK 技术的采用，已经得到了很好验证，可以一步到位外业的测量，节省了很多不必要的中间环节，对外业工作量进行最大限度地减少，从而缩短整个测量工期，提高工作效率。同时，简化外业工序和迅速完成也可以使所有的后续专业工序更快的完成。

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中图分类号:TP319文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)22-0036-02

目前,我国土地资源的形势十分严峻,因此,切实保护土地资源尽快提高土地调查评价信息化水平,改变传统国土资源管理工作方式,采用现代化技术手段,准确、快速地掌握国土资源现状、潜力、变化规律和利用状况,科学规划、配置、合理开发利用国土资源,保证耕地总量动态平衡,实现国土资源决策、管理现代化和服务社会化,促进我国经济可持续发展和社会全面进步,是国土资源管理工作面临的当务之急,也是必须实现的战略目标。搞好土地资源调查评价信息化既是当前经济发展的需要,也是实现可持续发展的重要保证,是事关全国大局和中华民族子孙后代的重大问题。 第二次农村土地调查是对农村土地资源的一次详细调查,掌握我国大半江山资源变动情况,农村土地调查也是为合理利用土地资源提供指示,为国土资源信息化管理提供依据,也为国家宏观调控及管理提供参考。

一、农村第二次土地调查

摸清土地资源家底,掌握真实的土地利用状况,获取准确的土地基础数据,是开展第二次全国土地调查(以下简称“二次调查”)工作的主要目的。成果核查作为二次调查工作的重要组成部分,是保障全国土地调查成果真实、准确的重要手段,是保证调查成果质量的有效措施,是做好二次调查工作的关键。

摸清土地家底,还关系18亿亩耕地保护措施的落实和永久基本农田的划定,关系千家万户土地使用者、土地所有者合法权益的保护以及农村集体土地管理制度改革的推进。加强土地调控,确保土地的科学、合理使用,才能实现经济社会可持续发展,尤其在应对国际金融危机挑战,保增长、保民生、保稳定成为首要任务之时,摸清土地家底,才能对土地家底有清醒的认识,防止以保增长为名乱占土地,使保增长始终在节约集约用地轨道上进行。

农村土地调查主要包括:界线及控制面积、地类调查(地类调查方法、外业调查基本程序及要求、线状地物调查、图斑调查、零星地类调查、地物补测、农村土地调查记录手簿填写)、耕地坡度等级确定、田坎系数测算与扣除、海岛调查、面积计算以及基本农田调查等。

二、遥感技术在农村土地调查中的应用

(一)技术方法

以航空、航天遥感影像为主要信息源:农村土地调查将以1∶10000比例尺为主,充分应用航空、航天遥感技术手段,及时获取客观现势的地面影像作为调查的主要信息源,如图1所示:

基于内外业相结合的调查方法:农村土地调查以1∶10000主比例尺,以正射影像图作为调查基础底图,充分利用现有资料,在GPS等技术手段引导下,实地对每一块土地的地类、权属等情况进行外业调查,并详细记录,绘制相应图件,填写外业调查记录表,确保每一地块的地类、权属等现状信息详细、准确、可靠。以外业调绘图件为基础,采用成熟的目视解译与计算机自动识别相结合的信息提取技术,对每一地块的形状、范围、位置进行数字化,准确获取每一块土地的界线、范围、面积等土地利用信息,如图2所示。

基于统一标准的土地利用数据库建设方法:按照国家统一指定的数据库标准和技术规范,以农村城镇为单位,系统整理调查记录,逐图斑录入。对图斑的图形数据和图斑属性的表单数据进行属性联结,形成集图形、影像、属性、文档为一体的土地利用数据库。

(二)遥感技术应用

航空遥感影像一直是中国城市大比例尺土地利用现状图的主要信息源。第二次土地调查基本要求是采取航测遥感影像,制作地方调查底图,保证基础底图的客观性和统一性。IMU/DGPS辅助航空摄影测量技术、数字航空摄影技术、低空数码遥感等航空数码遥感新技术,可以弥补传统航空摄影技术的薄弱环节,对机场和天气条件的依赖性较小。飞机在航摄飞行中直接测定航摄仪的位置和姿态,并经严格的联合数据后处理,获得定向测图所需的高精度航片外方位元素,可实现无或极少地面控制的航片定向,进而大大缩短航测成图生产周期,节省成图费用。生成的遥感数据具有高分辨率、高成像质量优势,以及方便计算机处理管理、快速、低成本的特点。在土地资源信息化管理中,航空数码遥感新技术可广泛应用于生产更新大比例尺土地利用图件,如1∶500,1∶1000,1∶2000比例尺专题图,非常适合于小城镇、村庄、大型厂矿企业的土地利用信息快速获取,如图2所示。

遥感作为一种高效获取信息的手段,其蕴涵的信息量丰富、全天候、信息获取周期短和多光谱特性,在我国土地资源调查监测工作中得到广泛应用。首先遥感技术在土地利用动态监测中发挥了重要作用。

其次,遥感技术在土地利用更新调查中得到广泛应用。随着经济发展,科学技术水平不断提高,土地调查手段也在不断更新,目前全国许多地方,为了配合新一轮土地利用总体规划修编,已经完成和正在启动以遥感为主要数据源的土地利用更新调查,实践证明,遥感技术在土地调查能够提供较为准确的信息,具有应用远景。

第三,遥感技术在农村产权调查、城市集约利用潜力评价等工作中得到充分应用。在农村产权调查中利用航空和航天数据,节省了大量的时间和人力,提高了成果精度,在大多数省份的农村产权调查中得到广泛应用。

从总体上,遥感技术不断成熟,高分辨率、高光谱遥感以及雷达影像应用于土地资源调查技术日趋成熟。在项目的进展过程中,通过不断追踪新技术和新方法,促使遥感技术和手段从宏观化向微观化发展,应用水平也在向纵深化发展。同时为了探索高光谱数据在土地动态监测中应用潜力,国土资源部开展高光谱在土地动态遥感监测中试验研究。该研究以成像光谱数据为主要遥感信息源,在现有土地动态遥感监测技术、方法、流程基础上,通过成像光谱技术在土地动态监测中的应用研究,形成一套具有较高自动化和定量化程度的土地动态遥感监测技术流程,为国土资源大调查和土地资源管理提供先进的技术手段。

三、结语

目前农村土地调查全面完成,城镇土地调查扎实推进。截至今年6月底,全国农村土地外业调查已经全面完成;农村土地调查数据库建设完成96.3%;城镇土地调查完成7.2万平方公里,完成比例为72%;已有1954个县级调查单位开展基本农田上图工作。农村土地确权登记取得积极进展。实践证明,遥感技术具有应用前景,信息准确,程序简便,同时也减少大量的人力、物力投资成本,在土地调查中各种手段中,遥感技术在很多方面具有优势,也在土地调查中发挥越来越重要的作用。

参考文献

[1]郭庆十,李金鹿.遥感技术在河北省土地调查中的应用与展望[J].国际太空,2006,(8).

[2]戴晓琴.浅谈遥感技术在土地利用中的应用[J].安徽农学通报,2008,(23).

[3]程全国.应用遥感技术开展农业动态监测的可行性探讨[J].遥感技术与应用,1991,(1).

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Abstract: With the development and application of geographic information technology, remote sensing technology as a basic support technology which is widely used, it brings the gratifying achievements the impetus to the further exploration and development. In this paper, the present application situation and development trend of remote sensing technology in the land and resources of are analyzed and discussed, in order to promote the dissemination and development of better land resources remote sensing technology.

Key words: land resources; remote sensing technology; land resources survey; land and resources management

中图分类号: TP79

0 前言

遥感技术具有很多无可比拟的优势，它可以高效地获取高分辨卫星数据，快速提取土地利用程度和地质构造等方面的信息，这些优势使得遥感技术近年来在土地、矿产卫片执法检查、土地利用动态监测及对其变更调查数据的复核以及地质灾害勘察和矿产资源查找等诸多方面有着广泛的应用。尤其是在1999年国土资源部在连续十年开展的国土利用动态遥感监测和其进行的第二次全国土地普查中，广泛地采用了遥感技术，使其渐渐进入到土地资源调查评价领域，同时也显示出广阔的应用前景。

1 国土资源传感技术的应用现状

随着遥感技术在国土资源领域中的应用逐渐广泛和升级，其作用早已从初始时的遥感地质填土拓展到了地质灾害预警预测、矿产资源开发多角度检测，尤其是遥感技术在矿产资源调查和土地利用检测等方面的运用，体现出绝对的竞争优势，也使得其研究应用实现了跨越式发展。

1.1遥感技术与土地资源调查检测

遥感技术跨越式地提升了获取信息的效率，相比于传统的数据采集技术，遥感技术可以全天候地获取到更加丰富的信息，缩短了信息获取的周期，有更好的动态性和多光普特性，因此很广泛地应用到了我们的国土资源调查监测中。我国从上世纪80年代初开始利用卫星遥感技术进行土地状况调查到现在，已经逐步建成了全国性的土地遥感监测体系，在此期间，遥感技术实现了标准化、规模化的发展，在土地资源调查监测中所起到的作用逐步加强。在2007年开展的全国土地调查中，遥感技术得到了进一步的规模化应用。

1.2遥感技术与地质及地质灾害调查

基于航空航天技术与遥感技术的长足发展，地质环境监测和灾害预警研究呈现出广阔的前景。现代遥感技术在地震、泥石流和滑坡等地质灾害的研究与调查中体现出了重大作用。

首先是新一代遥感影像填土技术的应用。其技术参数已经由当初的1:5万区域地质调查发展到1:25万填土实验研究，在基于不同地质体的遥感影像差异基础上，划分了三级影像岩石填土单元，对三大岩类的解译方法和地质构造的认识也提升到新的水平。2008年汶川地震，利用高精度遥感影像对环形构造和活动性线性构造进行提取分析，得到断裂、冒沙和位移等方面要素，而且以构造的活动程度、规模以及与其他构造的结构关系等方面为依据，对余震发生的概率和危害程度作出识别和评价。另外，通过对比不同时相的遥感资料，可对崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害的易发地作出预测并及时预防。

其次，遥感技术可为地质灾害的检测提供实时性的点对点服务。在1998年长江水灾和2000年的易贡滑坡时，遥感技术对整个过程进行了实时监测，为指挥救灾和灾后重建工作提供了重要的参考依据。与此同时，环境与土地的遥感检测技术已经实现了工程化应用。到目前为止，我国已经实现了对大部分城市的遥感动态检测部署工作，对每年进行的土地执法、土地利用利用状况普查提供了重要的便利、有效条件，使得每年的国土资源状况调查得以顺利进行。

1.3遥感技术与矿产资源调查及其开发利用检测

高光谱遥感技术的应用，使得矿产资源开发和利用监测得到了有效的技术支撑。通过搭载于航空航天平台上的成像光谱仪，高光谱遥感可以测量矿物等地物的光谱特性，得到图谱合一的信息，以此进行地物识别和环境探测。从第一台成像光谱仪A IS-1于1983年问世，实现了史无前列的“谱像合一”，成为遥感科学领域的一大跨越式发展，遥感地质的应用也由传统的多光谱定性描述发展到高光谱定量物质组成的鉴别。自上世界90年代以来，我国已经对全国大部分省区和重点矿区进行了调查和监测，对不同矿种的开采位置、无证开采、废弃物分布等情况有了基本的掌握。经过了多年的探索和改进，针对矿产资源开发形成了完善的遥感监测和调查的方法流程，规范了相关的技术标准，健全了相应的技术体系。这位我国在以后对其他地区的矿产资源探测和开发奠定了必要的技术支持和基础。

另外，矿化蚀变提取技术的质地提升也为矿产资源的探测提供了必要的技术支持。通过分析TM图像的比值主要成分，筛选出能够突出矿化蚀变的高特征量利用空间滤波等图像分类处理技术，在图像上显示出异常区，依次来辨别出矿化蚀变带。利用遥感信息挑选出异常带，已经成为矿产、油气资源探测中常用的技术手段。

最后，还需提及的一项技术是微波遥感技术。实验表明，在地形起伏的高地，采用DEM数据，将地面监测点同步到卫星轨道参数中，借助雷达多普勒方程产生卫星空间数据，，保证SAR数据的准确性。处理斑点噪声时，只对噪声作出弱化处理，主要技术思路是主成分去噪声法。将雷达的弱信息和强信息进行分类合成，突出不同后向散射系数，加之利用纹理识别技术对不同地形的纹理度量分析，确定高山矿产资源的分布和量化。

2 国土资源遥感技术发展趋势

作为一门综合性极强的新技术应用，它的发展状况与其构成技术成分的发展状况密切相关。近年来，网络技术、数据库技术、GIS等都得到了卓有成效的进步，同时，土地利用现状数据库、土地利用规划数据库、土地执法监察数据库等新形信息资料库的建成和完善，遥感技术的独特优势体现得更加深刻和广泛。

2.1我国国土资源遥感技术的差距

应用基础性研究存在软肋，发展滞后于当今最领先的水平。主要表现为对遥感新技术、方法等研发投入不足，现实工作中，主要精力忙于将现实已经成熟的技术方法应用到实际工作生产中去，而对于新的技术研发、跟进方面，显得力不从心。使得我们的遥感技术一直都处于一个跟随者的位置。

另一个因素是，我国的资源卫星无论在规模、性能还是技术等方面都存在很多缺陷，所以，尽管我们拥有自己的卫星，但是很多方面的实际应用中还不得已借助国外的卫星完成，严重制约了我国遥感技术的自主发展。

设备更新慢也同样是制约遥感技术进步的一个重要因素。特别是自动成图、数据库建设、数据获取、GIS应用等方面的设备严重老化，并且不是绝对地配套，难成系统。成为制约技术提升的一个重要瓶颈。

2.2发展趋势

鉴于我国的遥感技术发展现状，要改变我国遥感技术相对落后的局面，要从基础性的环节做起，引进国外的先进传感设备及其配套设备，同时还要在此基础上进行在创新。同时与国际前沿技术紧密结合，争取成为技术开拓的驱动者。总结起来，国土传感技术的发展在如下几个方面变化比较显著。

遥感数据源更加多样化，以满足更多领域的需求。为保证航空遥感在国内的优势，必须将航空与航天遥感技术同步起来。现在，环境与生态在国家的可持续发展方面中的地位日益突出，国家对其关注的程度也是前所未有。鉴于此，机载光谱成像仪、数字航空摄像仪等设备的引进和再开发会更快推动航空遥感技术的发展。这将进一步拓宽地理信息数据获取的渠道和质量，使得遥感技术在新一轮地质填图、城市综合调查中的作用更加突出。

为适应国家各方面发展的需求，必须努力追踪世界相关技术的发展前沿，采用产、学、研紧密结合的发展思路，推进对干涉雷达、3S技术系统的研究。对土地、海洋、地质矿产等资源领域展开更详细、更精确的数据采集，建成集动态性、完善性、系统性好的信息系统，为决策提供更有质量水准的基础资料。

借助航空航天采集到的具有高空间分辨率和高光谱分辨率的遥感数据，可以对城市环境进行综合性检测和研究，以适应我国城市的规模化和质量化发展。对于城市的各种指标如土壤、水体状况，电磁辐射程度等都可以有详尽、及时地了解。

3.总结

国土资源遥感技术在人类社会的现代化进程中发挥着越来越重要的作用，对于改善人类的生活环境、提升人们的生活水品和质量、更好处理人与自然的关系都扮演着不可替代的作用，作为我国发展的重要部分，国土遥感技术应被放在很高的战略位置来看待。

【参考文献】

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中图分类号：TP79 文献标识码： A 文章编号： 1674-0432（2013）-22-14-1

遥感技术为我国解决国土资源管理方面提供大量的帮助。下面笔者就我国国土资源管理技术中遥感技术的发展现状及其未来的发展趋势谈谈自己的看法。

1 遥感技术在我国国土资源管理技术中的发展现状

1.1 数据库中储存的数据不够丰富

随着改革开放的不断深入发展，我国对新科技的重视程度越来越高。虽然我国是一个地大物博，资源丰富的国家，但是由于人口众多，使得我国的人均占有率远远低于其他国家，因此对国土资源进行合理的管理是非常必要的。但是，由于我国对国土资源管理方面使用遥感技术的时间还不是很长，而且，虽然现在国内已用“遥感三号”、“遥感四号”等高科技遥感技术对国土进行检测，但是由于这些技术还不够成熟，使得许多的数据还不能被一一地检测出来并进行存储，从而导致数据库中存储的数据还不够丰富。

1.2 资金短缺

众所周知，我国的科技正在日新月异地发展着，但是由于起步和发展的时间还不是很长，致使许多技术还不够成熟，还需进一步的扩展和提升。目前，我国许多自主研发的遥感工具中的卫星分辨率还相对较低，而且成像所需的周期也比较长。因此，为了获得多时相、高分辨率的遥感信息资源、资料和数据，我国就必须从国外进行采购。而目前我国在国土资源管理方面所使用的许多遥感数据和遥感资料都是从国外购买的，这花费了我国大量的资金，从而导致资金的短缺。

1.3 技术不先进

我国国土资源管理方面所需的遥感监测数据必须是高分辨率的遥感数据，因为，只有这些数据才能够可靠、准确地为有关部门提供相关的土地方面的信息及数据，也才能够满足我国国土资源管理方面的日常管理和生产需要。目前，我国对中分辨率的遥感数据的科学研究和应用已经比较成熟和可靠。但是，由于我国在信息提取技术和纹理的自动分类等部分关键技术方面还存在较大的问题和欠缺，因此还不能够完全满足我国的需求，同时，我国的高分辨率遥感技术中的影像信息自动化水平依旧处于较低的位置。因此，我国必须要加大研究力度，改变技术方面存在的缺陷。

2 遥感技术在我国国土资源管理技术中的未来趋势

由于遥感技术所拥有的四大特点：（1）能够较大面积地对同一地区进行同步、全面的观测，并且能够不受地形和各种阻碍物影响；（2）能够在较短的时间内对同一地区进行多次的探测，并及时的将信息反馈回来；（3）能够从多方面对同一地区进行探测，以便获得更加全面的信息；（4）高科技的遥感技术与传统的技术相比，性价比更高，具有较大的实用价值和社会价值。因此遥感技术将会成为我国未来国土资源管理技术中的重要手段之一。

2.1 对国土的利用情况进行检测和调查

基于我国地大物博、资源丰富，但人均占有量低的基本国情，未来我国必将对土地资源的利用情况进行严格的检测和调查。同时，由于我国气候条件、地质条件的限制，使得我国的土地测量工作面临着众多的挑战。然而，遥感技术的使用却能够很好地解决这些方面的难题，并能够为相关部门提供更为准确、可靠、真实的信息及数据，这种种优势使遥感技术在国土利用方面有着广大的发展前景。

2.2 对地质环境和地质灾害进行检测和预防

我国是个灾害多发性的国家，而且每一次灾害的发生都令我国蒙受了巨大的损失，而目前广泛应用的遥感技术能够对已发生过地质灾害和可能发生地质灾害的地区进行全面、系统的调查，同时，还能够查明灾害形成的原因及其发展趋势，从而为更好地对灾害进行预防打下夯实的基础，使损失减到最小。综上所述，我国必将对其加大投资力度。

2.3 对矿产资源进行合理的开发和管理

我国目前资源极度短缺，因此对矿产资源进行合理的开发和管理是现阶段迫在眉睫的事情。而遥感技术中的高光谱成像仪能够实现地物空间信息、光谱信息、辐射信息的同步获取，并建立岩石光谱的信息模型，充分利用高光谱的窄段波、高光谱分辨率的优势对矿产资源进行分析和探测，为相关部门的探测提供准确、可靠的信息及数据。

3 总结

综上，遥感技术已成为我国国土资源管理方面不可或缺的探测手段，而且，随着我国科技的发展及进步，我国未来将能够自主的研发高性能的遥感技术，并不断地对其进行完善和提高，最终给我国国土资源的管理带来质的飞跃和革命性的进步。

参考文献

[1]王文卿.遥感技术在国土资源管理中的应用现状及前景[J].测绘通报，2009（06）.

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2辨识构造信息

通常情形下，内生矿特有的空间布设，是地质构架之中的边缘区段，它涵盖偏多的异常部位。大规模特有的矿产、内生矿布设在潜藏着的板块交界，或者块体架构中的边缘等。内生矿特有的布设规律，通常随同地质构造这样的事件，而不断演变。矿床凸显出来的总形态，是条带状。遥感找矿预设的地质标示，通常涵盖在搜集得来的空间信息。提炼得来的这类信息，密切关联着区段以内的成矿状态、线条状这样的影像。信息提炼的部位，包含地段以内的断裂带、潜在态势下的推覆体。酸性情形下的岩层、区域之中的火山盆地，也涵盖着这类信息。若断裂固有的构造，被设定成控矿构造，那么采纳摇撼勘测，能侧重对选出来的这种地段，提炼并归整信息。遥感特有的成图之中，受到多重要素干扰。这种状态之下，线性特性的某轨迹、原本明晰的纹理等，就会凸显得偏模糊。为此，采纳人机交互、对应着的目视解释，可处理建构好的这类图形。具体而言，可增强固有的图像边缘，变更固有的拉伸灰度，或者变更比值，以便凸显明晰的构造信息。遥感范畴的勘查，还可辨识地表架构中的岩性特性、构造表征出来的地貌特性。对于隐伏态势下的多重岩体，提炼得来可用的信息。例如：褶皱断层关涉的信息等。线性范畴内的信息，依托的提炼方式，是增强固有的边缘。

3波谱特性找矿

矿区范畴的多重矿藏，受到区域潜藏着的微生物、地段之中的地下水干扰。这种状态下，金属特性的元素、其他特性的矿物等，会造成上覆着的地层，凸显明晰的结构变更。地层关涉的结构变更，附带着土体固有的成分变更。地表聚集着的植被，对于潜藏着的金属元素，带有吸收作用。地表植被以内的叶绿素、对应着的含水量，都会不断变更。植被反射出来的光谱，就会带有明晰的差异。矿区地段内的生物，带有多重的特性，这为预设的遥感找矿，创设了可能性。依凭遥感技术，可以发觉异常信息，判别地段之中的潜藏矿产。这样做，为后续时段的勘查等，提供了明晰的指引。不同类别范畴内的植被、细分出来的多类器官，它们表征出来的金属总量，也会带有差异。为此，在划定好的区段之中，应搜集多样植被，查验它们独有的光谱特性。某些地段特有的金属吸收、对应着的聚集，都是显著的。把统计得来的植被信息，作为预设的特征植被，以便指引勘查。对于集聚态势偏弱的植物，可当成辅助查验的植被。

4应用范畴的注重事项

遥感技术特有的采纳方式，关涉多层级架构中的专业常识。遥感勘查范畴的技术运用，应侧重去扬长避短。在选出来的勘测区段，慎重辨识设定好的辅助路线。这样做，能凸显最大范畴的遥感运用。在设定出来的区段之中，划定明晰的界限，并圈定地质体。这种可行手段，能够判别筛选出来的方式，是否适宜这一区段的地质查验。若带有可行性，则可布设接续的勘验措施。先要明晰了可行性，才可接着去勘查。勘查之中的侧重点，应被设定成找矿。若能快速判别固有的定位，则能便利接续的查证。初始时段的地表检测，应被设定成侧重步骤。一旦明晰了检测得来的精准方位，则可即刻去钻探。这样的途径，缩减了耗费掉的时间，也提升了原有的勘测实效。若遇到凸显出来的新疑难，则可变更预设的工作部署，以便明晰工程目标。地质勘查细分出来的领域以内，高光谱关涉的查验技术，能辨识多层级的矿产布设。辨识得来的数值，能为各时段的成分查验，提供精准根据。从现状看，高光谱范畴以内的遥感手段，包含短波红外、其他特性的近红外。可被辨识出来的矿藏类别，包含高岭石、深层级的白云母等。依循半定量特有的原则，可以估测得来矿物之中的类质同像，并予以替换。例如：白云母之中的硅元素、潜藏着的铝元素，都可予以替换，还有绿泥石等。

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在当前的矿山资源管理中，遥感技术必不可少，遥感技术能够在矿山资源的开发利用过程中提供全面、准确、丰富的资料。矿山有着丰富的自然资源，其中包括矿山资源、森林资源、土地资源等丰富的资源，所以人类便大量地对矿山进行开采。以往的开采方式比较落后，由于采取比较落后以及不合理的开采方式，浪费了许多宝贵的资源，不能实现这些资源的合理利用，最终影响我国经济的健康发展。伴随着科技的发展，遥感技术的应用范围不断增加，为了便于更好地对矿山资源进行资源管理，遥感技术便渐渐地应用于矿山资源管理中。遥感技术的原理是先通过专业设备采集具体的遥感影像，这些遥感影像能够提供丰富的、准确的信息，能够对于矿山的后续开发工作提供便捷，然后再进一步对区域进行分析，制定详细的资源利用方案，这样在矿山开采过程中极易形成的问题会得到预防，然后借助宏观的动态监测，实时分析获取的信息，然后制定相应的措施进行应对，最终实现矿山资源管理的合理应用。近些年来，遥感技术的商业化不断深入，遥感技术更是突飞猛进，目前的遥感技术能够在最短时间内对矿山进行收集信息，然后把收集到的信息反馈到总部，然后对收集的信息进行分析，对矿山资源进行实时的全面的监测。通过合理的在矿山资源管理中运用遥感技术，能够最大化地提高工作效率，避免了资源的浪费。

1遥感技术在矿山资源管理中应用的现状

遥感技术是一门集合了空间电子、光学、计算机和生物、地学、通信科学等众多学科为一体的综合性现代技术。遥感技术在我国的矿山生产和管理领域已经应用的相当广泛了。在矿山生产的过程中，会对矿山生态环境造成严重的影响。因此，矿山的开发过程中要保证其长久发展，切不可只图眼前利益，要注重保护矿山的环境，只有这样才能缓解当地的生态环境问题。这一问题的解决可以借助遥感技术对矿山的环境进行监测，然后采取措施进行治理。当前的卫星遥感技术已经渐渐地走向成熟，目前的卫星遥感影像的分辨率已经能够达到对矿山生态环境监测的要求。通过收集通过空间站传回的遥感影像，然后对其进行图像处理和数字分析，提取其中的关键信息，生成环境现状污染报告及相关分析，得出生态污染具体区域，然后分析相关因素，获得全面的信息。随后依据遥感影像得到的实际信息，分析污染源的分布情况及污染物是通过什么途径扩散的。其中，对于水的遥感是通过水体在一定的遥感波段上不同的光谱特征(反射率、亮度、颜色等)，从而得到关于水的污染情况；对于地表的信息判断是通过观看遥感影像的颜色、纹理、亮度等来判断矿山的坍塌情况和地表情况等；根据本地区主要污染源的分布情况，并且与当地的实际情况相联系，就得到了关于污染扩散的实际情况了。遥感技术主要针对矿石开采时寻找地域、采矿周边环境的监测、绘制矿山具体方案等一系列工作进行技术上的支持，并且提供收集信息的技术支持。此外，卫星遥感技术还可以针对矿山资源的实际情况进行规划，然后进行决策，并且可以随时对其开采环境进行监测，保障施工的安全，卫星遥感技术通过提供上述一系列服务，提高了采矿的科学性，大大增加了采矿的安全性，提高了采矿效率。到现在为止，遥感数据源的种类比较多，并且不同数据的光谱分辨率、空间分辨率以及它们的定价都有很大的差异。所以，在选择数据源的时候，在能够保证监测精度和矿山要求的情况下，要尽量地选用比较便宜的遥感器，不用要求分辨率达到最高，能够符合要求即可。比如，中等分辨率的遥感图像便能够准确地显示露天开采矿山等工程；比较高的分辨率的遥感图像一般用于观测矿山中的具体细节以及小型土地等细节内容。

2矿山中遥感技术的应用

遥感技术要想能够监测矿山的具体环境如何，需要对相应的环境进行遥感影像的拍摄工作，并且遥感影像的分辨率还要符合规定，随后进行图像处理来实现图像数据的转化，结合矿山周边的实际情况，得到矿山环境变化的直接信息。加工处理遥感图像后，然后根据需要，研究区可以划分为植被、废石堆、住宅区、工矿用地等等。之后在遥感图像上对所研究矿山的这些类别进行确定，确定样本感兴趣区进行灰度值统计，得到子样本的特征。最后根据子样的特征进行分类处理。

3遥感技术应用中存在的问题

3.1缺少数据源矿山资源管理工作的有序开展离不开多时相和分辨率较高的遥感信息源，然而当前能够提供如此大范围的多时相遥感数据卫星源还特别的稀少。虽然国家正在加大对这方面的投入力度，但是不能在很短的时间内解决多时相遥感数据卫星源稀少的问题。当前的解决办法是收购国外的多时相遥感数据卫星源，但是遥感数据的接收受到天气的影响比较大，所以便出现了在大范围内接收的困难可能性比较少，虽然说雷达数据不受天气影响，但是雷达的相关技术相当的不成熟，离实用还有很大的距离。所以，遥感技术还是比较适宜应用于矿山资源管理中。3.2高分辨率遥感影像的信息自动化提取水平较低尚不具备核心技术，自动提取高分辨率遥感影像的水平还不高。现阶段，遥感影像数据的自动分类算法及其计算的适用范围还有限，依据纹理的自动分类和提取信息技术的水平还不高，尚不能满足实际的需要。并且当前遥感技术对土地的监测工作，依据的遥感数据必须具有较高的分辨率，只有这样才能提取出满足生产和管理需要的土地信息精度。

4遥感技术在矿山资源管理中的应用前景

伴随着科技的高速发展，出现了一种叫做高光谱遥感技术，该技术推动了遥感技术在勘察矿产资源和开发应用方面的发展，并取得了一定的成效。高光谱使用成像谱仪能够同时得到地物空间信息、光谱信息和辐射信息，并且该图像具有层次丰富多样的光谱信息，并且信息变化量随着波段的不同而变化。由此可知看到，高光谱遥感技术在矿产资源的开发利用中有着良好的发展前景，并将发展成为该行业主要的监测手段。

5结语

综上所述，在矿山的生产和管理中的许多方面，遥感技术都发挥了巨大的作用。遥感技术主要针对矿石开采时寻找地域、采矿周边环境的监测、绘制矿山具体方案等一系列工作进行技术上的支持，并且提供收集信息的技术支持。因此当前应该加大遥感技术的开发和利用，以便于矿山的开采。

参考文献：

[1]汪金花,李玉凤.遥感技术在矿山资源管理中的研究与思考[J].中国国土资源经济,2007（9）:25-26，41，47.

[2]王文卿.遥感技术在国土资源管理中的应用现状及前景[J].测绘通报,2009（6）:38-40.

[3]褚进海,彭鹏,李郑,贾丽萍.遥感技术在矿山遥感调查与监测中的应用[J].安徽地质,2009（3）:194-199.

[4]王瑾.浅谈遥感技术在国土资源管理中应用和发展[J].吉林农业,2011（9）:61-69.

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[中图分类号] P237 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-2-251-1

我国正处于城市高速发展时期，逐渐从农业大国走向以城市为主的新历史阶段。而数字城市则是城市发展的主要方向，它推动城市的可持续发展。高分辨率遥感技术在数字城市规划中的应用有助于获取大量基础性数据，绘制相应的地图，辅助城市建设决策。

1 高分辨率遥感技术概述

学界将卫星影像图的空间分辨率在10m内的遥感技术成为高分辨率遥感技术，早期的高分辨率遥感技术被应用到军事领域，到20世纪90年代，高分辨率遥感技术开始进入商业化进程，开始在工程测量、城市规划等方面得到广泛应用，这时的高分辨率遥感技术才开始进入繁荣发展时期。当前，我国在高分辨率遥感技术的应用上，多采用美国发射的IKONOS高分辨率卫星。

高分辨率遥感技术进入到市场经济发展中后，其强大的空间分辨率、丰富的信息量都使得其与传统遥感技术相比有无可比拟的优势，得到大家的认可和关注。在1m分辨率的卫星影像图上，城市的地表资源、环境、经济等内容都可清晰可见，故而高分辨率遥感影像图在数字城市规划中得到大力应用。

与传统遥感技术相比，高分辨率遥感技术的单幅遥感影像图中的数据更多，是中低分辨率遥感影像图数据量的100倍以上；高分辨率遥感卫星影像图的单色波段光谱分辨率大，用户可以准确判断出地物的类别、属性，地物的纹理信息和几何结构信息非常明显，用户可根据实际需求对这些影像图进行相应的图像处理，得出想要的图件。而传统的遥感影像分辨率有限，很难看到一些较小地物的纹理、结构等细节信息。

2高分辨率遥感技术在数字城市空间布局规划中的应用

2.1运用遥感资料制图

运用遥感技术制图前获取遥感资料的常见作业方法有三种：航空摄影测量：包括像片控制点测量和像片调绘等外业工作内容和影像扫描、数字空三加密、定向建模和数据采集等内业内容，所需数据源包括航摄资料、大地测量资料、地形图资料、专题资料等。航天遥感测量：包括正射纠正、数据采集、核查补调等作业流程，所需数据源包括卫星遥感影像或其正射影像数据、比例尺成图比例尺相同的地形图或DRG数据等。地形图扫描矢量化：包括扫描定向纠正、数据采集与更新、数据编辑以及图幅接边等作业流程，所需数据源包括出版年代最新的、比例尺与成图比例尺相同或更大的地形图、最新的DOM数据、专题资料等。

高分辨率遥感技术获取的影像图与一般的影像图不同，其数据处理和信息提取方法也有所不同。一般来说，其包括图像的预处理和信息提取两大部分，流程如图1所示。首先将图像数据读入进行预处理，包括几何校正、去噪、增强效果等，当影像图有三维立体图像时，可提取数字高程模型，纸质正射影像DOM。其次进行景观地物的边缘检测和分割；再次，利用专家知识系统和先验模型确定各个类型特征的描述参数，提取出需要的信息，并进行分类；最后输出结果。

第一，地形图绘制。地形图是数字城市规划和建设中需要的最基本的地图，按照往年的经验，地形图的更新周期为1-3年。在数字城市规划中，应用高分辨率遥感技术可大大缩短地形图更新周期，绘制大比例尺地形图。利用遥感技术获取精确的影像图，然后借助相关图像处理技术进行影像图的处理，绘制出不同类型的地形图。

第二，正射影像图绘制。正射影像图是一种具有地物标记、图画可量测性、丰富直观影像信息的地图。通过遥感技术获取合适覆盖范围内的最新图像信息，然后利用专业图像处理软件对其进行校正、增强、镶嵌等处理，借助大比例尺地形图，对影像图进行变换和几何纠正，确保图像信息的精准度，将地形图中的城市、居民点、山脉、河流、公路等典型地物信息和名称标注出来，进行相应的装饰，制作出数字正射影像图。正射影像图在数字城市规划中应用的最大优点就是周期短、成本低。

2.2 建设城市规划数据库

数字城市规划需要多种技术的支持，高分辨率遥感技术可获得高质量的卫星影像图，丰富数字城市规划的信息系统，帮助用户了解城市建设的相关情况，帮助其作出科学的决策。数字城市的规划以城市建设现状为入手点，这其中就涉及到大量基础地形数据、规划控制数据、现状数据、属性数据等资料。现状数据主要包括拨地数据、用地现状数据等。利用高分辨率遥感技术可获取丰富的地形数据资料，且数据的更新也非常简单。

2.3 城市内部用地结构分析

在数字城市规划中，城市各功能单元及其结构的合理性直接关系到城市的可持续发展。例如：城市用地变化与建设格局分析。城市人口的增加使得房地产业迅速发展起来，土地开发问题越来越多，这不利于数字城市规划与建设的顺利进行。合理利用每一寸土地，提高土地利用率，推动城市可持续发展是数字城市规划中用地规划的关键。将不同时期的城市用地遥感影像图综合起来分析，了解城市用地变化情况，并用统计方法进行城市中心移动、离散度、紧凑度等的分析评价，预测城市时空变化，发现城市规划中存在的问题，并及时纠正，促进城市可持续发展。又如：绿地景观是城市的重要生态系统，可利用高分辨率遥感技术进行城市绿地景观基本布局、占地面积、所处位置、苗木种植情况等数据资料的获取，然后根据基础地理信息数据库中的管理系统进行数据处理，得出最为直观的影像图，进而进行合理的城市绿地景观设计。

利用高分辨率技术以及高光谱遥感数据，实现地物的精确分类和识别，从定性化的高光谱遥感数据走向定量计算，更好发挥遥感数据的优势。在数字城市建设中，根据实际需求利用高分辨率技术和高光谱遥感数据进行城市定量遥感的分析。总的来说，高空间分辨率技术在数字城市中的利用主要有以下几个途径，如图2所示。

3 城市发展动态监测

动态监测是数字城市规划的重点之一，为数字城市规划奠定基础，帮助用户了解城市发展动态。一般来说，城市发展动态监测包括城镇扩张现象、市容管理、城市绿化、地震灾害、环境保护、城市交通规划、数字交通建设等方面的监测和评价。下面就简单介绍其中的城市绿化、地震灾害两个方面的监测和评价。

第一，城市绿化的动态监测。应用多时相遥感数据，对比分析测区不同时期的绿化状态，了解其绿化变化和空间分布情况，实现对城市绿化的动态监测。通过高分辨率遥感技术获取一系列专题性的城市绿化分类图、树种分布图、草地分布图等，进行城市绿化的动态监测。如：2003年北京重点实验室的“基于IKONOS遥感影像的北京城市公园湿地资源调查”项目将1m空间分辨率的全色影像几何形状数据与4m彩色影像数据融合，解析水系植被等的遥感影像特征信息，了解近年来的公园水面面积、植被面积、水系植物类型等变化数据。

第二，地震灾害监测。地震预防是各个国家和城市都非常重视的问题，地震灾害的监测有助于减轻地震危害。利用遥感技术进行地震灾害的监测，扩展人们获取地球信息的能力，减轻地震灾害对城市建设带来的危害。如：2004年中国地震局地质研究所开展的“IKONOS卫星影像在城市防震减灾及震害评价中的应用研究”项目中，在IKONOS卫星影像图中可清楚分辨出防震减灾工作中需要的基本要素，利用图像处理技术对影响资料进行信息的提取，提取地物形状、方位、属性等信息，大大节约时间和人力。且IKONOS卫星影像的更新速度快，能满足城市地震灾害评价对影像图的需求。

4结束语

高分辨率遥感技术以及影像图的处理和信息提取技术越来越成熟，是数字城市规划的关键技术之一，有助于实现资源的合理调配，保护生态资源，合理规划城市交通、教育、绿化、市政管理等，促进城市可持续发展。

参考文献

[1]蔡宏，李俊，刘敬.高分辨率遥感在城市发展动态监测中的应用[J].云南地理环境研究，2006，18（1）：105-109.

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农田养分信息具有显着的空间属性,其空间变异性很大。在数据采集过程中,其位置的识别是与数据监测密不可分的,因此需要对信息进行准确的定位。

全球定位系统(GPS)提供了全天候、实时精确定位的测量手段。数字农业中,GPS主要是用来确定在田间的位置,结合其土壤的含水量、氮、磷、钾、有机质和病虫害等不同信息的分布情况,辅助农业生产中的灌溉、施肥、喷药等田间操作,其作用从本质来说是提供三维位置和时间。GPS主要应用于以下3个方面:一是智能化农业机械的动态定位(即根据管理信息系统发出的指令,实施田间的精准定位);二是农业信息采集样点定位(即在农田设置的数据采集点、自动或人工数据采集点和环境监测点均需GPS定位数据);三是遥感信息GPS定位(即对遥感信息中的特征点用GPS采集定位数据,以便于GIS配套应用)。由于GPS存在较大的误差,所以差分GPS(即DGPS)越来越受到人们的重视。DGPS可以消除卫星钟差、星历误差、电离层和对流层延迟误差等,从而使定位精度大幅度提高。

2 遥感技术遥感技术(RS,Remote Sensing)的基本原理是利用物体的电磁波特性,通过观测物体的电磁波,从而识别物体及其存在的环境条件。遥感技术系统由传感器、遥感平台及遥感信息的接受和处理系统组成。

其中,接受从目标反射或辐射的装置叫做遥感器(如扫描仪、雷达、摄影机、摄像机和辐射计等),装载遥感器的平台称遥感平台(如飞机和人造卫星等)。经过遥感器得到的数据在使用前应根据用途需要做相应的纠正、增强、变换、滤波和分类等处理。

遥感(RS)技术是未来数字农业技术体系中获得田间数据的重要来源,它可以提供大量的田间时空变化信息。遥感技术在精准农业中的应用主要以下3个方面:一是作物长势及其背景的监测,运用高分辨率(米级分辨率)传感器,在不同的作物生长期实施全面监测,并根据光谱信息进行空间定性和定位分析,为定位处方农作提供依据;二是作物冠层多光谱监测,利用地物光谱仪和多光谱相机获取的信息,监测叶绿素密度的变化,并分析其变化与养分的关系;三是运用多光谱遥感信息(红外波段),在有作物条件下监测土壤水分。

3 田间信息获取技术的现状和发展趋势3.1 土壤水分和养分信息获取技术国内外已开始研究采用各种不同的手段来获取土壤水分和养分信息。目前,除了一些传统的常规测量方法外,已尝试采用的较新的技术,包括遥感、计算机及网络和地面传感技术等。其中,实践较多的是以电子技术为支撑的地面信息传感技术和以空间技术为支撑的遥感信息采集技术。

土壤水分信息的获取相对于其他土壤养分更易掌握,因此对土壤水分测量方法的研究已经取得了显着成果。各种在线式的测量方法相继产生,如电阻法、时域反射法(TDR法)、频域反射法(FDR法)、中子散射法和近红外光谱法等。这些方法均有一定的局限性:一是电阻法的测量精度受土壤含水率的影响很大;二是时域反射法在低频(≤20MHz)工作时较易受到土壤盐度、粘粒和容重的影响,而且价格比较高;三是频域反射法的读数强烈地受到电极附近土体孔隙和水分的影响,特别是对于使用套管的FDR测量;四是中子散射法虽然测量方法简单,但仪器设备昂贵,并且存在潜在的辐射危害。对于土壤养分信息(土壤中的N,P,K,pH值、有机质、含盐量和电导率)的获取技术,常规化学试验测量方法仍是现在土壤养分信息获取的主要手段。该方法具有破坏性和不及时性等缺陷,因此随着近红外光谱技术的不断完善和应用的广泛性,用近红外光谱技术来检测土壤养分已经成为国内外学者研究的重点。

近红外光谱法是根据水的红外吸收光谱来进行测量的,在红外区内,水的吸收波长为1 200,l 450,1 940和2 950nm,测量方式有反射式、透射式和反射透射复合式等几种。红外光谱水分仪具有无接触、快速、连续测量、测量范围大、准确度高和稳定性好等优点,适用于在线水分监测,但在测量自然物体时因表面不规则使得反射率不稳定,影响测量精度,需对样本做简单处理。

土壤其他养分信息的研究主要包括土壤中N,P,K,pH值、有机质、含盐量和电导率等信息的采集。现在,除了常规化学试验测量方法外,用近红外反射光谱法来测量土壤养分已成为国内外诸多学者研究的重点。Shibusawa等指出,用400~1 900nm波段来预测土壤湿度、pH值、土壤电导率和土壤有机质等,其相关系数从0.19变化到0.87 ;李民赞研究了基于可见光光谱分析的土壤参数分析,在1 1O0, 1 350,1 398,2 210nm处建立了多元线性回归模型,相关系数为0.934 ;健等用近红外光谱法分析了土壤中的有机质和氮素 ;He等对土壤电导率和常量元素的测量 ;鲍一丹等应用光谱技术研究了土壤粒度和含水量对预测土壤氮含量的影响 。

3.2 作物长势的监测技术对农作物长势的动态监测可以及时了解农作物的生长状况、土壤墒情、肥力及植物营养状况,以便及时采取各种管理措施,保证农作物的正常生长。同时,可以及时掌握大风或降水等天气现象对农作物生长的影响,监测自然灾害或病虫害对作物产量造成的损失等,为农业政策的制订和粮食贸易提供决策依据。

应用遥感技术可对大面积农作物的长势进行监测,其基本方法是利用覆盖周期短而面积大的NOAA卫星资料,对地面植被吸收的光谱信息和地面实际情况进行分析,并结合常规的方法和资料,建立作物监测模式,用以监测作物长势,苗情监测通报,指导农业生产¨ 。国际上,关于农作物生长状况遥感监测与估产有3个标志性的实验计划,即美国的LACIE计划、A—GRISTARS计划和欧盟的MARS计划。1974—1977年,美国农业部(USDA)、国家海洋大气管理局(NOAA)、美国宇航局(NASA)和商业部合作主持了“大面积农作物估产实验”,主要品种是小麦,地区范围是美国、加拿大和前苏联。1980—1986年,执行LACIE计划的几个部门又合作开展了“农业和资源的空间遥感调查计划”,其中包括世界多种农作物长势评估和产量预报。欧盟所属的联合研究中心遥感

应用研究所通过实施“遥感农业监测”项目,即MARS计划,也成功地建成了欧盟区的农作物估产系统,并将结果应用于诸如农业补贴与农民申报核查等欧盟的共同农业政策。在农作物长势监测的方法上,国外科学家主要围绕适合大面积监测的NOAA—AVHRR的应用进行了多方面的探索,取得了许多突破进展¨卜”J。我国利用气象卫星监测作物生长状况的研究始于20世纪80年代中期,并应用气象卫星对农作物长势进行宏观监测的理论和方法进行了研究 。

3.2.1 作物根系信息监测技术作物根系信息基本上是通过图像识别的方法来得到的。例如加拿大产的ET一100根系生态监测系统,运用透明管材埋设在需要研究的根系周围,使用特殊图像捕捉系统对根系照相,然后借助专业根系分析系统对混合图像进行分析,从而跟踪了解其生长过程。

这种方法可以非破坏性地动态追踪分析根系形态因子,根系相关数据能够定量化,还可以根据用户需求监测土壤水分状况,从而研究根系所在区域内溶质运移及水分胁迫所引起的生理变化。该方法已广泛应用于园艺植物培养和作物生长模型研究等领域。

3.2.2 光合作用测定技术光合作用测定的一个例子是用叶室内装备最新的小型红外气体分析传感器(IRGA),测量温度和光合有效辐射(PAR)的传感器接收信号,再用便携式微处理器控制叶室内的二氧化碳和水蒸汽浓度,并测量二氧化碳和水蒸汽交换。CIRAS一1植物光合测定仪根据精密测量叶片表面CO 浓度及水分的变化情况,来考察叶片与植物光合作用相关的参数,用以测量植物叶片的光合速率、蒸腾速率和气孑L导度等与植物光合作用相关的参数。

3.3 作物营养监测技术叶绿素是吸收光能的物质,对作物的光能利用有直接影响。叶绿素含量和作物的光合能力、发育阶段以及氮素状况有较好的相关性。由于叶绿素之间的含氮量和叶变化趋势相似,通常认为可以通过测定叶绿素来监测植株氮素营养。

叶绿素的常规测定使用分光光度计法,因为这种方法要进行组织提取和分光光度计的测定,所以既耗时间又对植被造成损伤。另外,从大田到实验室的运输和样本制备过程中很可能损失叶绿素,进而导致叶绿素含量发生变化 。

目前,应用较多的是一种日本生产的SPAD一502叶绿素仪。这种叶绿素仪的工作原理是采用两个不同波长的光源分别照射植物叶片表面,通过比较穿过叶片的透射光光密度差异而得出SPAD值。因此,SPAD值是一个无量纲的比值,与叶片中的叶绿素含量成正相关。在叶绿素仪应用的研究中,各研究者所采用的测定部位都大体相同,即作物生长前期取新展开的第一片完全展开叶作为测定部位,生长后期则取功能叶(小麦取旗叶和玉米取穗位叶)作为测定部位。

叶绿素仪在玉米株与株之间的测定值可能会相差15% ,在同一片叶上不同位置的测定值也不同。一般认为,距离叶基部55% 处的SPAD测定值较大,且偏差较小,是合适的测试位点。

便携式高光谱仪是一种非损伤性测定叶绿素的方法,它通过测定绿色植物叶片的反射率、透射率和吸收率来测定叶绿素含量,这决定了高光谱技术在植被叶绿素含量评价研究中具有不可替代的作用。国内外很多学者已经对作物氮元素的高光谱及光谱测量进行了研究,并且各种反射率比值及植被指数用于监测植物的氮素亏缺 1卜 。王人潮等利用叶绿素计和高光谱快速测定了大麦的营养状况,结果表明,可以通过光谱法来测定大麦的氮素水平¨ ;IJi等应用反射光谱检测了茶叶的叶绿素含量 ;方慧等应用光谱技术检测了油菜叶片中叶绿素含量¨ 。光谱监测提供了一种自动、快速和非损伤性的植物营养状态监测方法,并且田问不同处理之间的冠层光谱差异为高光谱和多光谱遥感大面积监测氮素营养提供了可行性。

3.4 作物冠层多光谱监测技术植物冠层光谱特性是植物光谱特性与背景土壤光谱特性的综合。随着植物冠层的发育,土壤光谱特性的作用逐渐下降;在植物衰老时,土壤背景的作用又逐渐增大。一般叶面积指数(LAI)达到3左右时,冠层在可见光和中红外波段的光谱反射率基本稳定;而在近红外波段,LAI达到5~6时,光谱反射率才能饱和。冠层光谱反射率还受太阳光入射角、双向反射、气溶胶和风速等诸多外部因素的影响。由于植物营养状况能影响叶面积、冠层形态和内在生理特征,而且不同营养元素的影响程度也不同,因此利用冠层光谱分析可以诊断植物营养状况。现代”精细农业”的一个非常重要的技术手段,就是利用遥感技术监测作物的营养状况与长势。与叶片光谱特性一样,氮素营养对冠层光谱特性影响的研究最为系统和深入。

随着氮素营养水平的提高,光谱反射率在可见光和中红外波段降低,而在近红外波段却增加。诊断水稻冠层氮素营养水平的敏感波段为760~900 nm,630~ 690 nm和520~550 nm。不同氮素营养水平下的冠层光谱反射率存在着明显差异,经植被指数转换后差异更为显着与稳定。因此,利用冠层光谱测试可以区分作物的氮素营养水平。

植物中磷钾营养水平与冠层光谱特性的关系研究较少见。总的来说,磷钾对光谱特性的影响不如氮明显。在水培和砂培条件下,不同磷钾水平的植物冠层光谱反射率存在显着差异,磷钾营养对冠层光谱特性的影响与氮的影响相似。随着磷钾营养水平的提高,可见光波段的光谱反射率下降,而在近红外波段却有明显增加。利用光谱分析,可区分3~5级的磷钾营养水平。在田间条件下,由于磷钾的缺乏不严重,有时结果不太一致。

还未见报导。由于它们对叶面积、生物量以及叶片叶绿素等生理生化性质的影响与大量元素具有相似性,预计中量及微量元素对冠层光谱特征的影响也具有相似性,但影响程度将会差异较大。

目前,在国外应用的一种田间便携式分光仪可以方便地检测作物的冠层反射系数。用数学方法将几个波长下得到的反射系数进行合并就可以得到作物的“光谱系数”,或称之为探测值。经过优化的光谱系数在作物的拔节期和抽穗期与作物的供氮状况密切相关。利用这种分光仪探测原理,并加以改进而研制的拖拉机机载探测施肥系统已经很成熟。它通过探测系统将作物冠层信息输入计算机,经处理得出作物的需肥情况,计算机通过协调拖拉机步进速度和DGPS(差分GPS)数据,在考虑探测器间距离和施肥区范围基础上控制施肥操作。

作物冠层反射和土壤背景辐射在红外胶片上为不同的辐射显影。照片经计算机处理后,每个像素的色度变化都可以表示出作物反射光线的情况,而作物反射光线特性的变化正是作物营养变化,特别是氮营养状况发生变化的结果。这样分析作物冠层照片就可以准确地分析作物的氮营养状况。Hansen等用高光谱反射分别对小麦的冠层生物量和氮含量进行了研究 ;Daughtry等通过叶片和冠层反射率来预测玉米叶片的叶绿素含量 ;冯雷等应用多光谱技术检测了油菜叶片中叶绿素含量 J。

3.5 作物病虫害诊断及杂草识别技术病虫害是影响农作物产量和品质提高的重要因子,及时、准确与有效地检测病虫害的发生时间和发生程度是采取治理措施的基础。

目前,用雷达监测飞性昆虫、孢子捕捉器监测一些作物病原菌、性信息素诱芯或诱饵监测田间鳞翅目害虫以及灯光诱集飞行趋光性昆虫等,都是利用有害生物的习性开发出的相对省工和省时的监测手段。

随着遥感和高光谱技术的广泛应用,用光谱和遥感技术来监测作物病虫害的研究也取得了一定的进展。

北京农业信息技术研究中心采用高光谱遥感监测小麦条锈病、白粉病和蚜虫,以达到大面积、快速、无破坏的病虫害监测和预测预报的目的。美国利用卫星遥感图片分析监测森林舞毒蛾扩散及危害程度,监测草地蝗虫危害等。中国科学院利用综合航空多光谱数字相机成像系统,监测蝗虫及主要棉花害虫。中科院还利用TM图像遥感监测东亚飞蝗的栖息地芦苇的植被指数和监测蝗灾的动态变化。北京农林科学院利用TM卫星图片监测麦蚜对冬小麦的危害。吴迪等应用光谱和多光谱技术对茄子和番茄的灰霉病进行了早期诊断识别 -27]。

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中图分类号：P627 文献标识码：A 文章编号：

近年来，遥感技术以其分辨率高、提取数据快等优势在我国的土地调查工作中发挥了很大的作用，随着土地调查活动的频繁开展，结合土地资源开发和利用的需要，遥感技术从最初的地质填图拓展到土地状况监测、地质灾害预警、矿产开发和保护等各个方面，在我国国土资源的保护和有序利用方面发挥着无法替代的作用，应用前景广阔。

遥感技术概述

概述

遥感泛指通过非接触传感器遥测物体的几何与物理牲的技术，主要建立在物体反射或发射电磁波的原理基础之上。一般是指在不与研究对象直接接触的条件下，通过某种传感器来获取研究对象的各种信息，并对这些信息进行汇总、分析、表达和加工的一种科技。遥感技术主要由遥感图像获取技术和遥感信息处理技术两大部分组成。遥感技术能够进行大面积的观测，增加了人类的观测范围，尤其是对偏远地区信息的获取更为方便；能够根据需要提供大量的静态图像，便于监测研究对象的动态变化；电磁波段远超出了人眼的可见光范围，能够获取更多的信息；使用遥感可以不受天气的影响，进行全天候的监测。现阶段，遥感技术在我国土地调查中的使用范围不断扩大，从最初的绘图，拓展到地质环境、资源开发的监测、地质灾害的预警和土地矿产卫片执法检查等工作领域，为保护我国的国土资源做出了极大的贡献。

2、采用遥感技术的必要性

从1984年开始，到1996年止，我国对土地状况的初始调查（第一次全国土地调查，简称详查）基本完成，所获得的数据、图、表等土地资料，为各级机关部门制定社会经济发展计划提供了强有力的依据，为土地利用总体规划的以及各个专项规划提供了基础数据和图件资料，为土地的保护和开发提供了第一手的资料。进入二十一世纪之后，我国经济迅猛发展，土地利用形式多变，土地交易活动频繁，对于各级国土资源行政管理部门来说，及时更新土地利用数据库、地籍数据库、规划数据库，掌握土地利用的变化动向是十分必要的。传统的方法是由工作人员到现场进行勘察，在原有图表的基础上，进行修正更新。采用传统技术方法难以准确获得土地变化边界的地理坐标，从而绘制出的相关图件精度不够高，且难以及时对变化情况进行监测，这种方法科技含量较低，已不能满足当前国土资源管理工作的技术要求。因此，有必要利用卫星遥感技术进行土地调查，及时获取信息，提高信息的准确性和现势性，为政府部门掌握情况、科学决策提供依据。可以预测，在我国经济建设的快速增长以及科技进步同步，遥感技术在“十五”和今后数十年内必将得到更好更快地发展并且进一步加速其实用化、产业化的进程，在建设有中国特色社会主义和我国的可持续发展中发挥其强有力的技术保障作用。

二、遥感技术在土地调查中的应用

1、在土地详查中的应用

按照新的土地分类方式（第一次全国土地调查时的分类），将土地分为3大类15个二级类和71个三级类。为了调查清楚各类土地的数量、质量和各省市各类土地的分布状况，要对土地进行详细的调查。对于很多偏远地区或是交通不发达、地形地貌复杂的地区，难以采用常规传统的测量方法，可以使用航空和航天遥感技术，收集各种信息源，建立各种土地类型的解译标志，进行人机交互式遥感解译，以汇总各类信息，进行图形的绘制。上世纪80年代初，我国就开始利用MSS卫星遥感数据进行全国土地概查，90年代初进行详查，从此逐渐建立起全国的土地遥感监测体系。

2、在城镇地籍调查中的应用

作为土地的管理者，各级土地管理部门需要掌握土地的各类情况，城镇的地籍调查就是通过调查每一宗土地，了解土地的位置、数量、权属和用途等，以为土地管理工作提供详实的资料。随着经济的发展，城镇土地流转增多，权属和用途变更频繁，应该建立能够及时反映动态变化的数据库。这就需要采用遥感技术，依据GIS技术建立图形和数据库，依据遥感数据及时变更图形和标示，测绘地籍调查索引图，标注建筑物和土地的归属、范围、用途等信息，及时根据遥感信息进行修改。

3、在土地资源环境保护方面的应用

随着人类的增长，耕地日渐减少，生态环境恶化，土壤污染频发。因此，在科学发展观的指导下，要达到人和自然的和谐相处需要研究土地利用的动态变化，以便于为合理配置土地提供充分准确的依据，促进人类调节生活经济活动，优化土地的利用状况。遥感技术，特别是其中的高光谱遥感技术的推广应用为矿产资源的调查和开发利用提供了非常必要的技术支撑。通过GIS技术，可以获取环境和资源变动动态信息，并在此基础上构建模型来模拟土地的演变过程，以预测土地未来的演变趋势。自上世纪90年代以来，国土资源部门已经利用遥感技术完成了重点矿区的调查和监测工作，并针对无证开采和乱挖滥采的情况进行了惩治。

4、在保护耕地中的应用

一方面是人口的增多，一方面是城市的扩张，耕地的保护成为摆在大家面前的一个重要问题，人类需要的无限性和资源的有限性之间的矛盾空前突出。耕地的数量和质量，直接关系到国计民生，关系到我国长期稳定的发展态势。为了坚守耕地红线，严控可耕地的非法流转，必须对可耕地进行监测。现阶段来看，各大城市以基本开展了以耕地的变动为重点的遥感监测工作，也利用监测数据查处的违法用地多起，有效的遏制了耕地流转中的乱占滥用现象。另外，在自然灾害发生之后，也可以根据遥感数据来制定有效的措施，对灾毁的土地进行复垦再利用，合理配置耕地。

三、遥感技术应用中存在的问题

国土资源管理包括土地调查，需要多时相、清晰度高的遥感信息源，但是能够提供这些信息源的卫星相对较少，不能完全满足需要。不受天气影响的雷达数据，在国内应用不够成熟，高质量的遥感信息源方面有待突破。与此相联系，与西方发达国家相比，我国高分辨率的遥感影响的信息自动化提取水平较低，基于纹理的自动分类和信息提取技术还不够成熟，实用化水平较低。

遥感技术在土地调查中的应用前景

随着经济和科技的发展，遥感技术在土地调查中的应用会更加广泛和深入。在土地利用调查与检测方面，由于省级检测的时间间隔会进一步缩短，遥感技术的应用也会随之展现出更大的优势。SAR遥感技术由于其具有不受气候影响等优势，必将在日后的土地调查中具有越来越重要的价值。通过建立岩石光谱的信息模型，结合丰富的纹理信息，提取和分析高光谱图像，高光谱遥感技术在矿产资源勘探、开发和监测等方面的应用将会更普遍。在地质环境调查和地质灾害监测方面，通过遥感技术，对已经发生的灾害点和隐患点进行全面排查，为灾害发生后的救援，灾后重建和灾害的预测提供丰富的数据。

RS、GIS和GPS在一起被称为“3S”技术，三者之间关系密切，相互依存，在日后的应用方面，要加强三者的集成研究，促进“3S”技术一体化，从而提高数据的提取、分析的效率，为土地调查和保护提供更加强有力的技术支持。作为信息的一种获取手段，遥感技术肯定也存在一定的局限性，为了将土地调查工作做的更扎实、更细致，应该将遥感技术和传统常规的实地调查方法相结合，取长补短，相互配合，这样才能实现对各种信息的综合应用，为我国的土地资源调查、利用和保护提供更精确的数据，为我国的国土资源管理带来飞跃式的进步。

参考文献：

[1]杨承蕊，张和生．遥感技术在我国土地利用调查中的应用[J].科技情报开发与经2008，1

[2]崔书珍，周金国．SAR遥感技术在土地利用调查中的应用现状分析[J].地矿测绘2008，9

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0 引言

无人机遥感（Unmanned Aerial Vehicle Remote Sensing )，是利用先进的无人驾驶飞行器技术、遥感传感器技术、遥测遥控技术、通讯技术、GPS差分定位技术和遥感应用技术，具有自动化、智能化、专用化快速获取国土、资源、环境等空间遥感信息，完成遥感数据处理、建模和应用分析的应用技术。无人机遥感系统由于具有机动、快速、经济等优势，已经成为世界各国争相研究的热点课题，现已逐步从研究开发发展到实际应用阶段，成为未来的主要航空遥感技术之一。

1 无人机遥感介绍

无人机飞行器与航空摄影测量相结合，成为航空对地观测的新遥感平台被引入测绘行业，加上数码相机的引入，就使得“无人机数字遥感”成为航空领域的一个崭新发展方向。“无人机数字遥感”有低成本、快捷、灵活机动等显著特点，可成为卫星遥感和有人机遥感的有效补充手段。

无人机飞行器遥感技术有其他遥感技术不可替代的优点，可成为卫星遥感的有效补充手段，该技术主要涉及飞机平台、测控及信息传输、传感器、遥感空基交互控制、地面实验/处理/加工、以及综合保障等相关技术领域。我国无人飞行器航空遥感技术的进步不仅表现在无人飞行器的研制，还表现在正好适用于航空遥感的飞行控制系统、遥感通讯系统的研制，更表现为轻小型化传感器及其单反数码相机，并配备有姿态稳定平台，可快速获取城镇大比例尺真彩色航空影像。

目前的无人机遥感系统多使用小型数字相机（或扫描仪）作为机载遥感设备，与传统的航片相比，存在像幅较小、影像数量多等问题，针对其遥感影像的特点以及相机定标参数、拍摄（或扫描）时的姿态数据和有关几何模型对图像进行几何和辐射校正，开发出相应的软件进行交互式的处理。进一步的建摸、分析使用相应的遥感图像处理软件。

2 国内外无人机遥感的发展现状

无人机出现在1917年，早期的无人驾驶飞行器的研制和应用主要用作靶机，应用范围主要是在军事上，后来逐渐用于作战、侦察及民用遥感飞行平台。20世纪80年代以来，随着计算机技术、通讯技术的迅速发展以及各种数字化、重量轻、体积小、探测精度高的新型传感器的不断面世，无人机的性能不断提高，应用范围和应用领域迅速拓展。续航时间从一小时延长到几十个小时，任务载荷从几公斤到几百公斤，这为长时间、大范围的遥感监测提供了保障，也为搭载多种传感器和执行多种任务创造了有利条件。

传感器由早期的胶片相机向大面阵数字化发展，目前国内制造的数字航空测量相机拥有8000多万像素，能够同时拍摄彩色、红外、全色的高精度航片；中国测绘科学研究院使用多台哈苏相机组合照相，利用开发的软件再进行拼接，有效地提高了遥感飞行效率；另外激光三维扫描仪、红外扫描仪等小型高精度遥感器为无人机遥感的应用提供了发展的余地。

现在无人机遥感技术可快速对地质环境信息和GIS数据库进行更新、修正和升级。为政府和相关部门的行政管理、土地、地质环境治理，提供及时的技术保证。

随着我国改革开放的逐步深入，经济建设迅猛发展，各地区的地貌发生巨大变迁。以无人驾驶飞机为空中遥感平台的技术，正是适应这一需要而发展起来的一项新型应用性技术，能够较好地满足现阶段我国对航空遥感业务的需求，对陈旧的地理资料进行更新。

无人机遥感航空技术以低速无人驾驶飞机为空中遥感平台，用彩色、黑白、红外、摄像技术拍摄空中影像数据；并用计算机对图像信息加工处理。全系统在设计和最优化组合方面具有突出的特点，是集成了遥感、遥控、遥测技术与计算机技术的新型应用技术。

3 无人机遥感的应用领域及发展前景

随着无人机技术的高速发展，越来越多地被用于影像获取，如在气象监测、资源调查与检测、测量、突发事件处理等方面取得了丰硕的成果。

（1）台湾大学理学院空间信息研究中心利用无人机拍摄低空大比例尺图像，配合FORMOSAT2分类进行异常提取，解译桃园县非法废弃堆积物（固体垃圾等），用于环境污染和执法调查。

（2）美国Nicolas Lewyckyj等人利用UAV-RS技术在北卡罗莱纳洲进行自然灾害调查，通过正射影像处理与分析准确评估场房和村庄的损失。显示了无人机遥感技术具有的快速反映能力，为灾害的治理提供了及时、准确的数据。

（3）日本减灾组织使用RPH1和YANMAHA 无人机携带高精度数码摄像机和雷达扫描仪对正在喷发的火山进行调查，无人机能抵达人们难以进入的地区快速获取现场实况，对灾情进行评估。为核电站及其它核设施的管理提供基础数据。

（4）我国首个成立的Quickeye（快眼）应急空间信息服务中心，是我过无人机应急遥感应用的开创尝试和遥感应用典范。其基于的无人机平台即为例图所示Quickeye（快眼）系列无人机，在不到两年的时间内，该机型已成功作业近10万平方公里，广泛应用于1：1000，1：2000成图，及测绘、应急领域。

综上所述，无人机作为一种新型的遥感平台将得到广泛应用。目前最常用的遥感平台是卫星和有人驾驶的飞机，无人机平台已渐渐显露出它的重要性。遥感发展的一个总的方向是高空间分辨率、高光谱分辨率和高时间分辨率。所以无人机遥感在提高时间分辨率方面具有独特的优势。随着多光谱传感器水平的提高，重量和体积下降，无人机遥感在提高光谱分辨率方面同样具有潜力。

4 结束语

无人机遥感作为一种新的测绘方式具有很多优势且实际应用广泛，随着设备的更新，技术的发展与完善无人机遥感将在测绘系统中发挥重要的作用，并且将成为现代国家对地观测体系中不可或缺的重要组成部分，也会越来越广泛的应用于民用生活。

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森林是陆地主要的生态系统，不仅是经济和社会发展的物质基础，还是维持生态平衡和改善生态环境的重要保障，在应对全球气候变化中发挥不可替代的作用[1]。近几年，我国在地区森林资源发展趋势[2]、森林可持续发展的管理方法[3]、森林资源调查方法[4-7]、发展对策[8-10]以及森林资源保护措施[11-12]等方面进行了大量的研究，而遥感技术是森林资源调查中首要手段，其应用及发展具有广阔的前景[12-15]。2008年以来，近红外光谱技术在林业中的应用以及高光谱遥感技术在林业信息提取中的应用都充分说明遥感技术在森林资源调查中越来越重要。可以说掌握森林资源现状的研究手段，对合理分析森林资源以其生态功能、合理经营与科学管理森林资源，实现林业的可持续发展具有重要意义[16-17]。本文在山东省潍坊安丘市凌河镇森林资源调查的基础上，利用山东省森林资源动态监测调查软件、ENVI决策树分类技术对凌河镇森林资源进行林种分类，并提出两种技术手段相结合存在的问题与建议，以期为森林资源可持续发展的科学管理提供参考依据。

1 研究技术与方法

1.1 森林资源动态监测调查系统

1.1.1 操作平台

山东省森林资源动态监测调查系统，是综合运用数据库技术、MIS技术、GIS技术开发的系统，该系统是基于森林资源调查数据的基础上完成相关工作。调查的内容包括调查各类林地面积、蓄积和分布、各类农田林网、农林间作、地堰绿化面积、蓄积和分布以及调查区树木的株数和蓄积[18]。

该系统综合功能强、操作简单。桌面版软件主要是完成小班的内业区划、数据拆分、数据合并、数据下发、数据接收、后期数据处理、数据检查和生成报表等工作（操作界面如图1所示）。移动版软件主要用于外业调查，主要对调查区域进行实地调查、录入小班属性因子和实地拍摄照片等（操作界面如图2所示）。

1.1.2 使用过程

1）桌面端使用过程

桌面版软件使用，以高分辨率的遥感影像数据为工作底图，然后叠加小班数据，也可以添加矢量数据来增加边界的识别程度，填充方式改为透明显示。根据外业工作组的调查对数据进行拆分，但拆分前应该确定软件系统设置中数据字典的完整性，数据字典又分为政区字典和资源字典。

利用软件自带面分割，线分割，合并、分解等处理工具对拆分好的数据库进行图斑编辑，除去实地调查需要实地录入的属性因子，系统会对小班号进行自动赋值和面积自动平差。在相同背景及距离较近的图像小班的属性经常会存在许多因子一样的情况，为了避免重复录入相同的属性信息，减少工作量可以使用属性复制工具。把选中小班的属性信息复制到目标小班。同理利用属性复制工具还可以对多个目标小班进行属性复制。

最后对汇总合并后的调查数据进行数据质检，包括属性检查和空间检查，根据错误提示修改结果，然后输出质检报告和最后的森林资源调查结果。

2）移动端使用过程

将桌面版软件中的工程数据和影像文件进行拆分并拷贝到平板电脑移动版软件中，然后进行软件GPS定位设置，使GPS参数符合外业调查。

实地调查中验证小班边界和小班实际范围是否吻合，采用修边工具对不一致的边界进行调整。对不同的小班（林网小班、间作小班、地堰绿化小班）进行调查时，选中调查地，然后根据实地林种类型进行调查，点击调查表，录入属性因子。调查中根据实地情况的不同还需要填的调查表有未成林、灌木林、幼林标准地调查表，经济林、竹林标准地调查表，苗圃地调查表，散生木调查表等。实地调查还包括村镇树（乡镇范围和城建区范围）信息录入，村镇树实地调查时采用抽样调查的方法。最后将调查结果导入桌面端软件数据库中。

1.2 ENVI决策树分类

1.2.1 分类过程

利用ENVI软件加载高空间分辨率遥感影像数据。进行决策树分类前首先应该获取多源数据。对遥感影像数据进行监督分类获得监督分类结果图、NDVI（归一化植被指数）、DEM（数字高程模型）、Slope（坡度信息提取）、Aspect（坡向信息提取）等定义分类规则，按照二叉树描述方式对数据进行分层。例如，在第一层中以NDVI来区分植被和非植被信息，根据NDVI和实际影像信息来选取合适的阈值划分第一层，然后对第二层中的植被信息根据坡度、高程、光谱信息等数据对植被种类进行划分，以此类推。然后利用ENVI分类菜单下的决策树分类工具进行输入已经定义好了的分类规则，输入规则应严格按照ENVI软件的语言要求输入。最后执行决策树分类，在输出窗口上选择投影参数、重采样方法等信息，然后输出分类结果图[19-22]。

1.2.2 精度分析

分类结果精度评价是分类结果是否可用的一种度量。用混淆矩阵来评价是目前使用较多的一种方法，它是由相同个数的行和列组成的矩阵，行和列的个数代表分类的个数。Kappa系数为非参数统计方法，其值在0-1之间，Kappa系数即考虑了混淆矩阵对角线上被正确分类的像素，又考虑了不在对角线上的各种漏分和错分错误[23-24]。

2 应用案例

2.1 研究区选取

以潍坊安丘市凌河镇赵家沟村附近1km2的地区为应用案例，利用3S技术进行林种划分。赵家沟村位于安丘凌河镇西南的留山北侧山脚，该村大体符合安丘市的地形格局，山区、丘陵与平原大体各占三分之一，且树木种类大体符合安丘凌河镇的现状，凌河镇的植被主要以黑杨为主，还有大面积的桃树、杏树、苹果树等果林，还分布少量的侧柏，观赏和经济植物幼苗为主的苗圃，灌木林及其草地。

2.2 研究方法

首先对高空间分辨率的遥感影像进行裁剪，由于遥感数据为有关部门下发的处理妥善的2012年分辨率为0.5m的航拍数据，所以不需对影像进行预处理，在这里只需要对数据进行裁剪选取自己需要的区域就可以了。利用ENVI软件的裁剪功能选取包括安丘市凌河镇赵家沟村附近的大约1km2（约40000000个像元）的地区进行裁剪。然后在地理空间数据云平台上下载对应地区分辨率为30m的DEM数据，并运用ENVI软件的裁剪功能，以裁剪好的航拍数据为依据裁剪DEM数据。

以凌河镇调查中的实地植被种类为先验知识，对经过裁剪的研究区域用遥感分类方法进行林种监督分类。首先利用目视解译的方法对研究区高分辨率影像进行大体树种划分（主要划分为五种类型：非林地、黑杨、侧柏、灌木林和苗圃林，其中非林地中包含耕地，灌木林中包含草地），然后选取合适的训练样本进行监督分类。运用ENVI遥感软件对影像进行多源信息提取。利用高分辨率和DEM影像提取植被指数（NDVI）和坡度坡向信息，最后利用决策树的分类方法对研究区树种进行分类，并且计算赵家沟村附近区域的森林覆盖率。

利用GIS开发的《山东省森林资源动态监测调查系统》软件移动版加载经过几何校正后的航拍影像来作为外业调查所用的参考底图，选择外业调查线路，携带平板等实地调查仪器去实地进行外业调查，利用平板自带的GPS定位系统开展小班的定位调查，调查记录不同林种的样点，调查录入相关的调查因子，拍摄实地树种样地的照片，保存到平板移动版软件的相关文件夹下。室内将调查结果汇总合并到桌面版软件数据库中。

然后依据《山东省森林资源动态监测调查系统》软件的凌河镇调查结果，选取赵家沟村附近的实际调查数据为依据，利用混淆矩阵中的地表真实感兴趣区对ENVI分类结果进行精度验证。输出Kappa系数和总体精度报告。

2.3 结果与分析

经过此次森林资源调查，潍坊安丘市凌河镇的小班数量一共有1023个，其中非林地小班312个，乔木林小班572个，苗圃地小班95个，未成林造林地小班41个，宜林荒山荒地小班3个。隶属赵家沟村的小班有9个小班，非林地小班有2个，乔木林小班有7个。

图3为研究区域的植被分类图，表1为植被分类结果精度与实地面积表。结果赵家沟村区域可划分为林地与非林地（包含耕地）两大类，林地划分为黑杨、侧柏、灌木林（含草地）和苗圃地。由分类结果表1可知，此次研究总体分类精度为76.7554%，其中非林地占36.36%；有林地占40.4%；还有23.24%的错分像元（图上1像元代表实际面积0.25m2）。错分像元存在的原因主要是由高分辨率航拍影像存在异物同谱和同谱异物现象造成的。影像的空间分辨率越高其所对应的光谱分辨率就会越低，使得地物波谱曲线存在异物同谱和同谱异物的现象。

对有林地的分类结果分析可以发现，黑杨主要集中在赵家沟村周围和道路两侧，其面积为239509.8m2，约占总区域面积的23.95%；灌木林（含草地）主要分布在赵家沟村西北和东南的低山丘陵地带，其面积为157361m2，约占总区域面积的15.74%；侧柏零星分布在村子和东南山丘顶部，其面积为92402.25m2，约占总区域的9.24%；还有苗圃地零星分布在村落的四周，占地面积为68893m2，约占从区域面积的6.89%。最后根据有林地面积与国家特别规定灌木林面积之和比上土地总面积求算得赵家沟附近区域的森林覆盖率约为55.82%。

3 结论

（1）决策树分类是基于遥感影像数据及其他空间数据，通过知识经验总结、简单的数学统计和归纳方法等，获得分类规则并进行分类。相比较单纯利用《山东省森林资源动态监测调查系统》软件为工具所进行的实际林业资源调查而言，以ENVI决策树分类技术、GPS定位技术和GIS调查软件相结合的3S技术可以打破传统森林资源调查的局限，减少地形复杂区域的森林资源调查的困难程度，减少人力和物力资源的浪费，能加快森林资源调查的进程和速度。

（2）遥感影像的光谱分辨率与空间分辨率相互制约，遥感影像的空间分辨率高就意味着遥感影像的光谱分辨率低。使用高空间分辨率遥感影像来进行森林资源调查相比传统的调查方法而言，加快了森林资源调查工作的速度和精准程度。但在本文中高空间分辨率影像的分类研究表明，由于高分辨率遥感影像存在很多因地形、阴影、拍摄时间、拍摄角度、植被生长情况等所造成的异物同谱和同谱异物问题，会造成遥感分类结果中光谱信息相似的地物种类存在错误分类的现象。高空间分辨率影像的低光谱信息量特征是造成树种错误分类结果的主要原因。伴随着高空间、高光谱、微波遥感等遥感技术的发展，高空间、时间分辨率的影像在林业资源调查中的使用将加强森林资源调查的精准度，加快森林资源更新调查的速度，且遥感影像在林业中的应用必然会有广阔的前景。

（3）在此次林业资源调查过程中，3S技术的运用虽然起到了一定的积极效果，但3S技术集成应用的实际功能还未完全的开发出来，结合本文的应用案例分析，造成实际功能不能完全体现的原因主要是由于遥感分类技术达不到林业资源调查的要求；另外在地形复杂的山地和丘陵地区，移动端平板自带的GPS的定位功能会受到地形和树木遮挡的影响，造成定位精度达不到森林资源调查的要求的现象。应该加强各级相关部门的财政投入，更新调查工具和手段，使森林资源调查工作能高效率的展开。但伴随着3S技术的发展，利用3S技术对山地和丘陵地区森林资源的状况进行动态监测会提高森林资源调查的准确性，加快森林资源调查的速度。

致谢

感谢山东省第四地质矿产勘查院元伟涛师兄在数据提供与论文写作上给予的大力帮助。

【参考文献】

[1]国家林业局森林资源管理司.第七次全国森林资源清查及森林资源状况[J].林业资源管理，2010，01：1-8.

[2]陈雪峰.中国森林资源可持续发展问题的探讨[J].自然资源学报，1996，04：318-325.

[3]杨明，王朝琴，彭彰俊.黔南州长顺县林业资源调查与分析[J].森林工程，2013，06：44-46.

[4]邓坤枚.青藏高原林业资源的可持续发展探讨[J].自然资源学报，2000，04：340-347.

[5]代占山.黑龙江省宝清县林业局国有森林资源现状及今后经营利用分析[J].林业勘察设计，2010，01：1-6.

[6]郭生祥，汪有奎，张建奇，等.基于“3S”技术的祁连山自然保护区森林资源调查分析[J].林业实用技术，2011，03：47-49.

[7]张杰.试析我国东北地区林业资源现状及保护措施[J].黑龙江科技信息，2012，（12）：225.

[8]狄文彬，杜鹏志.对北京市森林资源现状及未来发展趋势的探讨[J].山东林业科技，2012，03：128-130+105.

[9]杜志，甘世书，胡觉.西南高山林区森林资源特点及保护利用对策探讨[J].林业资源管理，2014（z1）：27-31.

[10]贺鹏，甘世书，胡觉，等.我国热带林区森林资源动态变化特点及发展保护对策探析[J].林业资源管理，2014（z1）：22-26，36.

[11]龙超，鲁德，龙跃，等.中亚五国林业发展及国际合作展望[J].世界林业研究，2015，01：80-84.

[12]戴前石，谭宽祥，郑红.卫星遥感技术在林地变化监测中的应用[J].林业资源管理，2000，02：57-59.

[13]许国民.森林资源调查技术与方法[J].中国农业信息，2015，11：82.

[14]张鹏程.分析遥感技术在林业中的运用[J].黑龙江科技信息，2015，12：284.

[15]肖永有，刘小强，何伟民.卫星遥感影像在森林资源调查小班区划中的应用[J].南方林业科学，2015，05：40-42.

[16]龚玉梅，张炜.近红外光谱检测技术及其在林业中的应用[J].光谱学与光谱分析，2008，07：1544-1548.

[17]吴见，彭道黎.高光谱遥感林业信息提取技术研究进展[J].光谱学与光谱分析，2011，09：2305-2312.

[18]山东省林业监测规划院.山东省森林资源动态监测系统建设森林资源调查操作细则[M].2014.

[19]陈利，林辉，孙华，等.基于决策树分类的森林信息提取研究[J].中南林业科技大学学报，2013，01：46-51.

[20]罗朝沁，林辉，孙华，等.基于MODIS影像大尺度森林资源信息提取方法研究[J].中南林业科技大学学报，2015，11：21-26+42.

[21]孙静雯，王红旗，张欣，等.基于决策树分类的根河市土地利用变化及驱动力分析[J].中国人口.资源与环境，2014，S1：449-452.