土地动态监测中遥感与地理信息GIS技术探析

2023-12-03刘明

科学与信息化 2023年20期

关键词：遥感技术土地利用动态

刘明

陕西国土测绘工程院有限公司陕西西安 710054

引言

近年来，土地监测一直是重点和难点，信息时代到来后克服了传统监测的诸多限制，特别是遥感与地理信息GIS技术的结合，能高质量完成土地监测目标，所得到的监测数据可为土地管理部门提供切实保障。

1 关于土地资源管理中相关技术的基本论述

1.1 遥感信息技术

遥感信息技术下遥感器装置必不可少，该装置能自动从高空采集地面物体的诸多信息。但每个物体对波谱的响应过程有一定区别，通过分析波谱规律，可掌握地面物体的诸多信息，为实际工作提供切实指导。总体来看，遥感信息技术就是以遥感器装置获取地面物体的电磁波、红外线、可见光等，在此过程中得到地面物体更为完整和准确的信息，具有自动监控、远程识别的特点。遥感信息技术下包含合成孔径雷达、多光谱扫描仪、照相机等专业设备，通过不同设备之间的有效配合，可发挥每种设备的功能优势，在短时间内得到被测目标的全部信息，被测信息既包含基本数据，也包含高分辨率的图像。

1.2 地理信息体系

地理信息技术的全称为GIS，该技术是信息时代的产物，在计算机技术下可采集、存储、分析被测对象的有关信息。地理信息体系中包含多种设备，主要有数据采集装置、图形输出装置、数据存储设备、中央处理器等，不同装置与设备配合下，可采集、整合信息，从海量的信息中提取出更为完整的信息，凸显信息价值。

1.3 有关GPS全球定位系统

GPS技术的应用范围广，在当前很多领域都应用了GPS技术，应用效果相对理想。GPS具有高效、精确定位的功能，在确定被测对象的位置信息时，GPS必不可少，因为GPS系统的构成复杂，不同构成部分之间紧密合作，可完成自动监测，数据精度高。土地资源管理、利用等方面GPS十分重要，其特殊的定位导航功能下能帮助相关人员快速、完整地掌握被测区域内的土地类型、利用情况等，使相关人员可利用这些信息统计土地信息，以信息辅助决策[1]。

2 关于土地资源管理中相关技术的一些优势

2.1 可以获得相对应的信息

在土地资源管理中，为保障管理方向的正确性、策略的有效性，相关人员必须采用先进技术获得完整且准确的数据，以数据为基准指导实际工作。遥感与地理信息GIS技术的优势明显，在具体的工作中能精确定位、遥感勘查，得到土地资源的类型、分布、利用情况、未来趋势等。

2.2 进行数据信息储存和信息技术处理

动态监测为土地管理中的重点工作，因为在不同时期内土地的利用方法等存在一定变化，就必须从动态监测的视角获得历史数据、当下数据，并将这些数据存储在数据库中，由数据库存储并调取、分析数据。而遥感、地理信息GIS技术能存储和处理数据，从大量的土地信息中提取出更有价值的信息，为土地管理等相应工作提供便捷。地理信息体系能动态剖析土地信息，在GIS体系的导向、综合辅助功能下，采集的信息能分类存储于专有数据库，在后续根据需求来调用、处理数据，很多环节的工作都能自动完成，工作效率高且效果理想。

2.3 有关时空分布上的数据剖析与探索

随着经济社会的稳步发展，人类活动急剧增多，各种生产生活活动对土地资源的开发、利用等造成了一定的负面影响，不利于保障生态平衡。而在现阶段的条件下，为实现可持续发展的目标，解决土地利用等方面的诸多问题，做好土地动态监测十分重要。土地利用具有动态变化性，如在土地监测中继续坚持原先的静态思维，未关注土地利用在不同时间内的变化情况，可能因为信息掌握不全而引起决策失误，不利于发挥土地资源的价值[2]。而通过遥感与地理信息GIS或者其他新技术，能让相关人员从时间与空间角度剖析信息，制定土地方面最为科学的管理决策。

2.4 有关数据信息的综合系统

遥感与地理信息GIS等技术结合下，相关人员可通过信息新技术构建综合系统，该系统兼具信息采集、存储、挖掘、分析等多种功能，能更好地促进土地工作的全面开展。在实际的土地工作中，合理利用综合系统内的数据信息，有关人员不仅能掌握土地利用的现状信息，还能将现状信息与历史数据相对比，并整合全部信息从长远发展的角度预测未来的土地动向，而这些工作中地理信息系统具有无法替代的作用。

3 土地动态监测中遥感与地理信息GIS技术的应用

3.1 数据获取与预处理

遥感技术中融合了现代技术，土地监测中合理应用该技术能得到被测区域内的完整、准确信息，测绘结果以数据、图像来呈现，整个监测过程中的效率较高，监测范围大。遥感技术下获取的遥感影像，可从中提取土地的利用信息，并划定变更边界、识别变更类型，且遥感技术下得到的数据还能与地形、气候等数据相结合，将这些数据整合到土地利用变更数据库中。从土地利用和管理的全过程分析，遥感数据为土地动态监测的关键部分，不同来源、属性的遥感数据的信息价值各有不同，但都能作为实际工作的参考。结合当前土地管理中遥感技术的类型，主要有航空影像、卫星影像、激光雷达数据等几种，这些数据的获取来源及方式有一定差异，如航空影像为航拍获得，卫星影像为卫星遥感获取。

土地监测方面的遥感影像类型较多，部分无法直接利用，还需要经过专门化处理，如利用影像校正、影像解译等完成处理，处理后的信息更为直观，可从中得到土地利用、覆盖分类情况。覆盖分类中有监督与非监督之分，前者指的是以已知类别样本为基础的分类方式，就是提前收集一些相对典型的土地利用类型样本数据，并人工标注这些样本数据[3]。经由支持向量机、随机森林与人工神经网络等算法，实现合理分类，达到实时、动态监测土地利用情况的目的。

遥感影像技术下能促进数据在不同部分之间的高效传输，为最大程度上发挥数据资源的价值，相关人员也能根据需求来修改数据格式等。正是因为遥感影像技术的这些特点，在当前很多领域都成功应用了该技术。土地调查、土地动态监测中遥感技术不可或缺，相关人员在具体的工作中根据被测区域内的土地情况，合理确定遥感影像技术的应用路径，确定整体的技术方案，可发挥此技术的优势，高效获取土地信息。

3.2 动态监测与分析

土地监测中遥感技术既能单独使用，也能与其他技术结合应用，如将遥感与GIS技术相结合，能监测、动态分析土地利用的变化过程。专业人员通过对比和分析不同时间段内所获取的遥感影像，可从更为准确的角度把握土地利用类型、性质的变化、变更的空间分布等。遥感图像的分类、变化检测技术能自动锁定变更区域，使有关人员能以数据为基准计算土地利用变更面积大小、掌握形状特点等。

3.3 土地动态监测中其他技术的联合应用

当前经济社会稳步发展的过程中，国家对土地监测提出了新要求，为提高土地监测整体水平，卫星遥感技术广受关注，且得到了相对成功的应用，在现阶段构成了相对完善的技术体系及路径。土地动态监测中一般将卫星遥感与其他技术相结合，如与地理信息系统结合后，土地资源调查管理工作更为便捷和高效，克服了传统土地资源管理的诸多限制，可发挥新技术的优势。目前的土地资源管理中，逐步引入了很多新技术，如GPS定位、航空遥感、无人机倾斜摄影测量等新技术下，能更为高效地获取影像数据，即使被监测现场的地形地质条件十分恶劣，同样可由新技术克服不利条件的限制，高效率、高质量获得地理环境、土地资源等相关信息，后续的工作中直接利用这些信息完成环境评价、环境改善。土地调查工作的持续开展下，自然资源管理部门能通过土地监测结果进行土地规划与资源利用，提高土地资源的整体利用水平。

4 遥感与地理信息GIS技术在其他领域的应用

4.1 在土地利用变更调查与卫片执法中的应用

传统的技术条件下如存在土地资源变更情形，一般需由专业人员负责调查和整理土地利用就变更的相关数据。因为绝大部分工作由人工完成，在整个土地调查过程中往往需耗费较大的人力、物力资源，时间消耗长，且资金投入高，在一些相对复杂的地区，人工调查受到限制，调查结果不完整、准确性不足。如能在具体的工作中合理应用遥感与GIS技术，可有效为调查工作提供技术保障，适用范围广，无论何种地形地势条件，几乎都能完成调查任务，且调查工作具有动态性特点，可帮助相关部门了解土地的变化规律。

卫星遥感技术在应用在土地调查方面时，一般可将高分辨率影像作为调查依据，有关人员在得到影像资料后能自动分析土地利用情况，还能从中提取出新的数据，将数据录入数据库，更新库内的数据类型，这一过程中的工作便捷，时间消耗少且成本相对较低，几乎不会因人工操作失误而影响整体的工作效率、效果。目前国家每年推行的“卫片执法监督检查”、“日常变更”等工作，对遥感、地理信息系统技术等的依赖性较高，具体的工作中相关人员必须从实际情况着手，制定最佳的工作方案。