土地利用遥感动态监测技术方法介绍.pdf

第21卷第4期山东国土资源2005年4月

成果与方法

3土地利用遥感动态监测技术方法介绍

孙静1,赵伟2,赵鲁全3
(1.肥城市国土资源局,山东肥城271600;2.肥城市人民检察院,山东肥城271600;3.山东省国土资源
厅,山东济南250014)

摘要:采用遥感技术进行土地利用动态监测是一条行之有效的方法。遥感监测方法多种多样,但为了确定变化类
型,要引入遥感图像分类方法。遥感分类方法一直是遥感技术方法研究的重要领域。迄今为止,目视解译仍是成
功的分类方法;在今后相当长的一段时间内,目视解译分类与计算机自动分类将协调发展。我国土地利用遥感动
态监测方法主要采用目视解译、计算机自动分类及目视解译与计算机图像处理相结合的方法,其中,目视解译的方
法一直占有重要地位。随着高分辨率传感器的相继问世,利用多平台遥感数据融合进行监测研究将有利于提高分
类、监测精度。我国的土地利用遥感监测研究正深入开展,并将在计算机信息提取及监测方法上取得更大的成果。
关键词:遥感;土地利用动态;监测方法
中图分类号:P271;P237文献标识码:A
量化,通过量化多时相遥感图像空间域、时间域、光
0引言谱域的耦合特征,来获得土地利用变化的类型、位置
和数量等内容。
保护耕地是我国必须长期坚持的一项基本国
土地利用动态监测包含监测区域内的全部土地
策。除采用强有力的法律、行政、经济、规划等手段
资源,能提供各土地利用类型的数量、质量、空间分
严格治本之外,还需要采用高新技术对土地利用状
况进行动态监测。随着近代航空航天技术的发展与布等动态信息。我国目前主要是对耕地和建设用地
等土地利用变化情况进行及时、直接、客观的定期监
成熟,运用遥感技术进行大面积、大规模、实时、动态
测检查土地利用总体规划及年度用地计划执行情
的土地等地球资源信息的采集已成为可能。遥感信,
况。重点是核查每年土地变更调查汇总数据,为国
息是地表各种地物要素的真实反映,能清晰地显示
家宏观决策提供比较可靠的依据;对违法或涉嫌违
各种土地利用类型的特征与分布;同时,遥感图像的
多时相特性又可为土地利用动态监测提供丰富的可法用地的地区及其他特定目标等进行的日常快速监
供定性定量分析的信息。测,可为违法用地查处及突发事件处理提供依据。

1监测概念对象及目的2监测方法
遥感动态监测主要涉及图像预处理和土地利用
所谓土地利用动态监测,即将不同时相(至少两
变化信息提取,并相应有图像预处理方法和土地利
个时相)的土地利用数据进行对比,从空间和数量上
用变化信息提取方法。
分析其动态变化特征和未来发展趋势。土地利用遥
感动态监测是基于同一区域不同年份的图像间存在2.1遥感图像预处理方法
着光谱特征差异的原理,来识别土地利用状态或现遥感图像预处理是为了更好地提取土地利用变
象变化的过程。其本质是对图像系列时域效果进行化信息,处理效果的好坏直接决定土地利用动态监

3收稿日期:20040517;修订日期:20050220;编辑:王先起
作者简介:孙静(1976-),女,山东淄博人,助理工程师,主要从事国土资源科技与外事管理工作。
①山东省第五地质矿产勘查院,山东省宁阳县东谷堆铁矿区普查,2001年。
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第21卷第4期成果与方法2005年4月

测的精度。在原始空间中取一点或若干点,按一定的准则组合
2.1.1波段最佳组合成标准空间中对应点的数值,比较准确地再现原始
通过分析遥感数据的光谱信息结构,比较各波图像空间中反映的地物光谱特性。常用的重采样方
段信息量,计算各波段信息的相关性,利用Sheffield法有最邻近法、双线性差值法和三次卷积法。在这
提出的雪氏熵值法,进行最佳波段的选择,是一种全3种方法中,尤以三次卷积法为佳。在数学上,它实
面、简便、效果好的方法。其计算公式为:际上是抽样函数的三阶表达式,因而具有较好的再
M取样效果。
S=ΣPi(x)lnPi(x)(1)
i=12.1.4不同时相、不同分辨率图像的配准
式中:S—熵值,Pi(x)—变量概率密度函数。在正
图像配准主要是指不同遥感数据源的配准,目
态分布条件下:
的是为了清除数据间的系统误差。多时相图像间准
T-1
Pi(x)=1/Ksexp[-(x-x)Ms(x-x)/2](2)
N1确的空间配准是动态变化监测所必需的。要得到可
22
式中:KS=(2π)|MS|;MS—样区协方差矩阵;
靠的土地利用变化结果,需极高的图像配准精度。
x—图像变量,即像元亮度值;x—图像均值变量,即
2.1.5多光谱TM图像与SPOT全色图像的融合
像元平均亮度值;N—波段数;M—样区像元总数。
多光谱图像提供丰富的地物光谱信息,全色图
遥感图像变量近似正态分布,故可使用(2)式。
像具有很高的空间分辨率,将这两类图像进行融合