遥感与地理信息系统在土地利用动态监测中的应用

第３４卷第３期

２０１１年６月

测绘与空间地理信息

ＧＥＯＭＡＴＩＣＳ＆ＳＰＡＴＩＡＬＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＩｆ）ＧＹ

ｖ。１．３４，Ｎ。．３

Ｊａｎ．，２０１

ｌ

遥感与地理信息系统在土地利用动态监测中的应用

杜佳虹１，刘新２

（１．兰丙县国土资源局，黑龙江兰西１５１５００；２．黑龙江第一测绘Ｉ：程院，黑尼江哈尔滨１５００８６）

摘

要：通过国内外研究动态和Ｒｓ与ＧＩＳ在土地检测中的实际应用，阐述了遥感与地理信息系统在土地利用动

态监测中的应用，论证了遥感与地理信息系统在土地利用动态监测中的应用方法，得出了利用遥感与地理信息系统技术监测土地利用变化可快速发现并能反应研究区域的变化趋势。ＲＳ，ＧＩＳ技术的结合也为有效进行土地利用动态监测和快速决策提供了科学依据，因而有着十分重要的意义。关键词：遥感；地理信息；动态监测；土地利用

中图分类号：Ｐ２０８

文献标识码：Ｂ文章编号：１６７２—５８６７（２０１１）０３—０１１９—０２

ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＲｅｍｏｔｅＳｅｎｓｉｎｇａｎｄＧＩＳｉｎＬａｎｄＵｓｅＤｙｎａｍｉｃ

ＤＵＪｉａ—ｈｏｎ９１．ＬＩＵＸｉｎ２

Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ

（１．Ｌａｎｘｉ

２．Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ

ＬａｎｄａｎｄＲｅｓｏｕｒｃｅｓＢｕｒｅａｕ，Ｌａｎｘｉ１５１５００，Ｃｈｉｎａ；

Ｎｏ．１ＳｕｒｖｅｙｉｎｇａｎｄＭａｐｐｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｌｎｓｔｔｉｔｕｔｅ，Ｈａｒｂｉｎ１５００８６，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｒｏｕｇｈｔｈｅｒＬ％ｅａｒｃｈｒｅｖｉｅｗｉｎｄｏｍｅｓｔｉｃａｎｄｆｏｒｅｉｇｎｃｏｕｎｔｒｉｅｓａｎｄｐｒａｃｔｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＲＳａｎｄＧＩＳｉｎｌａｎｄｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｉｓｃｕｓｓｅｄｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＲＳａｎｄＧＩＳｉｎｌａｎｄｉｎｌａｎｄＵＳｅ

ｕｓｅ

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ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，ａｎｄｄｒｅｗｔｈｅｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｔｈａｔｉｔｃｏｕｌｄｑｕｉｃｋｌｙｄｅｔｅｃｔｔｈｅｃｈａｎｇｅａｎｄｄｅｓｃｒｉｂｅｔｈｅｃｈａｎｇｉｎｇｔｒｅｎｄｏｆｔｈｅ

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ｕｓｅ

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇ；ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ；ｄｙｎａｍｉｃｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ｌａｎｄ

０引言

用研究逐渐升温，针对土地利用的研究逐渐多起来，国内外陆续开展ｒ部分地区城市土地利用和动态扩展方面的研究－“。

保护土地资源，合理利用土地资源是我国的一项基本国策，也是Ⅸ域可持续发展的必要条件。土地利用作为生态环境系统的敏感因子，受到自然地理因素和人类社会活动的双重影响一。。

目前我国县级土地利用年度变更调查广泛采用传统方式，即根据用地单位上报的数据，被动地了解土地利用的变化，并依靠传统测量工具在野外进行变化信息空间的入工测量。这种调查方式工作效率低，不能及时准确地获取现实性较强的土地利用变更信息，因而无法实时掌握土地利用变化在空间上的分布，无法分析评价土地利用变化合理与否。因此，研究利用遥感（ＲＳ）和地理信息系（ＧＩＳ）等高科技的手段，建立土地利用动态监测系统，以便快速、准确、经济地获取和管理土地利用动态变化信息，科学管理土地利用的时空数据，为土地管理部门提供先进的管理工具，为区域可持续发展提供决策支持具有重要意义¨，。

随着遥感技术的应用，以遥感和ＧＩＳ为基础的土地利

收稿日期：２０１１一０２—１ｌ

１国内外研究动态

１．１

国外研究动态

早在２０世纪６０年代，加拿大Ｒ：Ｆ．Ｔｏｍｌｉｎｓｏｎ等人就

提出用数字计算机处理分析大量的土地利用地图数据。２０世纪９０年代以来，隶属于“国际科学联合会（ＩＣＳＵ）的ＩＧＢＰ”，和隶属于“国际社会科学联合会（ＩＳＳＣ）”的ＨＤＰ建立了土地利用／土地覆盖变化（简称ＬＵＣＣ）模犁，借此深入了解了土地利用／土地覆盖变化成因、过程、预测未来发展变化趋势。

在１９９０年的学术会议上第一次认识到土地利用是全球主要和最直接的作用因素。明确了ＬＵＣＣ是国际全球环境变化人文因素计划（ＩＨＤＰ）的六大遥感技术在ＬＵＣＣ研究中的应用研究方向之一，从此拉开了土地利用的序幕。１９９５年国际地圈生物计划（ＩＧＢＰ）和１ＨＤＰ联合推出ＬＵＣＣ项目及其科学计划。１９９９年４月，ＬＵＣＣ又提出了

椎者篙介．料佳酊ｆ１９７０一、．古．壁啦汀兰西人．工稃师．丰要从事十地管理工作。

万方数据

１２０

测绘与空间地理信息

２０１１年

《土地利用／土地覆盖变化项目执行草案》，继续推进国际

上的ＬＵＣＣ研究。目前同际卜的ＬＵＣＣ研究方面重点强调大规模、跨学科和综合性，建立了不少不同尺度、不同内容的分析模型。联合同环境规划署（ＵＮＥＰ）于１９９４年启动了“土地覆盖评价和模拟”（ＬＣＳＭ）项目，国际应用系统分析研究所于１９９５年启动了“欧洲和北亚土地利Ｉｌｌ／覆盖变化模拟”项目。美国伞球变化委员会将土地覆盖变化与气候变化，臭氧层的耗损一起被列为全球变化研究的主要领域，日本为跟近土地利朋灌溉变化核心项目提出了“为全球环境保护的土地利用研究项日”。这些项目启动，极大促进了土地利用变化与伞球变化的研究。但日前国际上有关土地利用／覆盖变化的研究项目，侧重于土地覆盖的分类和动态监测及其对全球环境变化的影响。最近一些研究文献虽涉及到驱动力的分析，但对土地利用变化的驱动机制及区域土地持续利用重视不够，直接影响ｒ未来土地利朋和覆盖变化的预测与调控。

１．２国内研究动态

我国经过Ｊ，３个五年计划的科技攻关，遥感和地理信息系统技术已形成了相当的科学积累，遥感应用取得了重大进展。“八五”期间，中同科学院和农业合作部，完成了“中国资源环境遥感宏观调查与动态”的研究；“丸五”期间，中国承担并实施完成ｒ全同范围的土地资源及其生态环境背景的遥感调查与监测。

近１０年来，我国开展了一系列土地利用变化研究。工作重点涉及以下几个方面：

１）对国外研究动向和研究成果的介绍；

２）一些热点地区土地利用变化、土地利用土建更新的研究；

３）土地利用驱动力、转化机制的研究；４）土地利用变化对生态环境的影响；５）土地利用变化对粮食生产的影响。

与国外相比。我同土地利用研究更侧重于土地利用变化对社会经济可持续发展的影响。

为了使我国的土地利用变化研究跟上世界的发展潮流，学者们积极向国际组织看齐，对中国土地利用与土地覆被变化进行深入的研究。２００２年起利用１９８６年，１９９６年，２０００年遥感影像研究了１９８６～２０００年宁夏回族自治区的土地利用动态变化情况；２００４年李瑞俊利用１９９５年、２０００年两期的ＴＭ遥感影像资料对青岛市士地利用变化情况进行ｊ，分析；２００４年，王辉利用遥感与ＧＩＳ技术对苏州市１９８４～１９９４年１０年间的土地利用变化作ｊ，研究；２００６年孙彩玲基于３Ｓ技术对汶上县土地利用动态变化进行研究；２００５年刘家福等将遥感技术应用到十地利用动态变化

研究中；２００４年张海玲等人阐述－ｒ应用遥感与地理信息系

统技术进行土地利用动态监测中的必要性，介绍了遥感与地理信息系统进行动态监测的优势及方法。２

ＲＳ与ＧＩＳ在土地监测中的应用２．１

遥感在土地监测中的应用

目前我国基于遥感和地理信息系统技术在土地利用

万方数据

动态监测方面已进行了多方面研究，如清华大学地理宅间信息研究所以图像设计为理论基础，对土地遥感动态监测信息管理系统进行ｒ设计研究；北京师范大学潘耀钟教授利用遥感信息融合技术，对不同时相的多元遥感

数据进行融合，提出一套土地利用动态变化信息的监测

方法；北京大学遥感与地理信息系统研究所李天俊通过

土地利用动态监测遥感综合时空信息进行土地利用动态

监测的技术方案；中国科学院遥感臆用研究所长张显峰研究员基于ＲＳ，ＧＩＳ和ＧＰＳ的集成技术建立了面向工程目标的土地利用动态监测的新方法。目前正加紧进行的遥感课题的研究，主要有“ＳＡＲ”数据应用研究、“西部生态退耕检测方法试验”“高分辨率卫单数据应用研究”“遥感监测公报制度研究”“利用遥感技术辅助更新调查基础土建方法研究”“面向县级土地利用图更新的最佳卫星遥感数据组合研究…‘土地利用动态遥感监测精度评价研究”等。

２．２地理信息系统在土地利用中的应用

在遥感调查中，地理信息系统应用主要是利用其专

题数据库进行遥感影像的分类和制图。ＧＩＳ具有强大的

空间分析功能，利用各种空间分析技术，通过对数据库中原始数据的处理，用户可以获取新的数据集，以此作为空间决策的依据。

ＧＩＳ空间信息分析主要有以下几个方面：空间信息量算，空间信息卺加，空间信息统计，缓冲区分析和网络分

析等。利用ＧＩＳ的各种信息分析技术，呵以获取土地利用

在数量、类型、结构及空间位置等方面的变化信息。ＧＩＳ还町以根据用户的需要，设计出具有个性化的电子地图，然后，进行打印输出或以其他文件方式输出。

２．３遥感与地理信息系统的结合

遥感与地理信息系统是支撑现代地理学的两大窄间技术工具，近年来它们的结合引起人们的普遍关注和研究川。

随着遥感的应用领域由定性到定量、由静态到动态、由现状到预测报的不断深入和提高，它们的结合也由低级向高级发展。遥感技术在获得地面信息中具有宏观性、实时性、动态性等特点，是土地利用动态检测的有效手段。地理信息系统是以宅间数据为基础，在计算机软硬件的支持下，对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析和模拟显示，并采用地理模型分析方法，适时提供各种

定向的动态地理信息，为地理研究和地理决策服务建立

技术系统。ＣＩＳ和Ｒｓ是两个相互独证发展起来的工程技术领域，但它们之间存在着密切关系：

一方面Ｒｓ为ＧＩＳ提供多时相、多波段信息源使系统中的信息具有现势性；另一方面ＧＩＳ为Ｒｓ提供数据管理的地理模犁分析功能，为ＲＳ的信息提取和地学动态分析提供上具；同时Ｇ１Ｓ中的辅助数据提高了，遥感信息的分类精度。总之Ｒｓ是ＧＩＳ的主要数据源和数据更新手段，ＧＩＳ的应用和发展又进一步支持遥感的综合开发与利用。“。

（下转第１２５页）

第３期史学军等：基于ＫＡＮＱＧＩＳ的城镇地籍管理信息系统的应用

１２５

在办理的档案收件，在业务办理过程中也可随时查阅档案库房，方便上级领导或公众了解、监督国土部门的各项工作。这一切，将对日前的档案管理产生深远的影响。

７）３维虚拟档案馆

苍穹虚拟档案管理系统采用ＯＰＥＮＧＬ图形开发库，

土资源现势基础地理信息数据进行管理，掌握随时变化着的国七资源现状、权属、数量、质量、分布等，便于城镇地籍数据的利用、管理和共享。

参考文献：

［１］

国务院第二次伞国土地调查领导小组办公室．第二次全国土地调查数据库建没技术规范［Ｇ］．北京：地质出版

社，２００７．

集成扫描仪扫描和数码相机高速拍摄、图像压缩剪切处

理、数据库管理技术，实现真３维档案馆漫游，任意打开档案柜，动态显示实物档案，口丁任意激光打印输出，光楹刻录输出。３维虚拟档案馆的集成应用，可彻底改变目前手工档案管理的模式，可按地籍号上架，也可按业务流水号上架，通过网络可设置任意多台查询终端，极大地提高了档案台阅速度，提高了档案利用率。３

［２］［３］

北京苍穹数码测绘有限公司．苍穹城镇地籍管理信息系统培训材料［Ｇ］．北京：地质出版社，２００８．

国务院第二次全囡士地调查领导小组办公室．第二次全国土地调查国家级数据库及管理系统建设总体方案［Ｇ］．北京：地质出版社，２００９．

结束语

随着２１世纪高新技术的迅猛发展，以“３Ｓ”技术为主

［４］

国土资源部信息中心，中国土地勘测规划院．ＴＤ／Ｔ

社．２００８．

１０１５

—２００７城镇地籍数据库标准［ｓ］．北京：中困标准出版［５］蒋绍年，阎凤霞．地籍数据建库方法研究［Ｊ］．测绘与空

间地理信息，２０１０，３３（５）：８８—９０．［６］

戴韫卓．第二次土地调查县级数据库建设研究——以浙江省上虞市为例［Ｊ］．测绘与空问地理信息，２０１０，３３

（６）：５９—６３．

体的现代先进技术在土地管理中的广泛应用，为城镇地

籍管理提供了一套操作性强、可推广的技术流程和方法。实际应用证明，基于ＫＡＮＱＧＩＳ的城镇地籍管理信息系统具有强大的数据处理能力，具备数据采集、数据转换、数据错误检查、数据错误处理、数据入库、数据实时变更与同一时点变更、数据输出等功能，完伞满足城镇地籍权属管理的需要，实现市、县两级数据交换，实时变更数据的逐级更新，保持市、县两级数据的同步管理，有效地对国（上接第１２０页）

［编辑：栾丽杰］

３结束语

近年来，利用遥感与地理信息系统技术监测ｔ地利用变化口ｒ快速发现并能反映研究区域的变化趋势。经过很多学者研究表明利用人机交互式方法解译遥感图像，将多时相遥感图像进行叠加，最后利用地理信息系统软件进行各种分析和输出图件的方法进行土地动态监测是一种将遥感与地理信息系统相结合的行之有效的方法。它既发挥了遥感的准确度高、周期短、速度快、花费少的优势，同时又具有继承性、数字化、大信息最的特点。基于遥感和ＧＩＳ技术的土地利用状况动态监测是一项利用高技术为国民经济部『Ｊ服务的有益尝试，ＲＳ，ＧＩＳ技术的结合也为有效进行土地利用动态监测和快速决策提供了

科学依据，因而有着十分重要的意义。

参考文献：

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陈片顶．我国近年来耕地资源动态变化的区域特征及对策［Ｊ］．自然资源，１９９６（５）：１—８．

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社，１９９６．

［５］邬伦．地理信息系统原理、方法和应用［Ｍ］．北京：科学

出版社，２００１．

［责任编辑：王丽欣］

（上接第１２２页）

息化、数字化和自动化的进程，使基础测绘工作得以更快捷、更广泛的形式开展，也必将在电力工程中得到更广泛的应用。

［３］

王军见，吴孔军，远顺立．基于ＣＯＲＳ的地质信息连续采集运行系统的设计［Ｊ］．科学技术与工程，２００８，８（１５）：

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建设与商业网点，２００９（２３）：２４—２５．

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量中的应用［Ｊ］．测绘与空间地理信息，２００９，３２（３）：

１００—１０２．

［编辑：栾丽杰］

万方数据

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遥感与地理信息系统在土地利用动态监测中的应用

作者：

作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：

杜佳虹， 刘新， DU Jia-hong， LIU Xin

杜佳虹,DU Jia-hong(兰西县国土资源局,黑龙江兰西,151500)， 刘新,LIU Xin(黑龙江第一测绘工程院,黑龙江哈尔滨,150086)

测绘与空间地理信息

Geomatics & Spatial Information Technology2011,34(3)1次

1.陈片顶 我国近年来耕地资源动态变化的区域特征及对策 1996(05)2.杜道生;陈军;李征航 RS,GIS,GPS的集成与应用 1995

3.施明乐 国际上LUCC研究现状、问题和未来展望[期刊论文]-上饶师范学院学报 2004(03)4.边馥苓 地理信息系统原理和方法 19965.邬伦 地理信息系统原理、方法和应用 2001

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引用本文格式：杜佳虹.刘新.DU Jia-hong.LIU Xin 遥感与地理信息系统在土地利用动态监测中的应用[期刊论文]-测绘与空间地理信息 2011(3)