全天候遙感監(jiān)測(cè)應(yīng)用前景分析

張輝 鄣艷菊 陳娟 王鵬飛 張正委 劉志泉

摘要：指出了作為一項(xiàng)“新技術(shù)”，全天候遙感監(jiān)測(cè)時(shí)加強(qiáng)國(guó)土資源管理具有重要意義。在總結(jié)全天候遙感監(jiān)測(cè)成果在國(guó)土資源管理中的應(yīng)用的同時(shí)，分析了全天候遙感監(jiān)測(cè)成果的應(yīng)用難點(diǎn)，繼而探索了全天候遙感監(jiān)測(cè)的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：全天候遙感;國(guó)土資源管理;前景分析

中圖分類號(hào)：TP79

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-9944（2018）14-0234-02

1引言

全天候遙感監(jiān)測(cè)通過(guò)應(yīng)用衛(wèi)星遙感等多種技術(shù)手段，對(duì)目標(biāo)區(qū)域各種地表覆蓋變化實(shí)施周期性監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)國(guó)土資源全方位監(jiān)管。

全天候監(jiān)測(cè)體系是一個(gè)動(dòng)態(tài)的休系，監(jiān)測(cè)區(qū)域從面上的全覆蓋逐步聚焦到異常區(qū)域，即監(jiān)測(cè)網(wǎng)格由大到小，與之匹配的是遙感數(shù)據(jù)分辨率由低到高。監(jiān)測(cè)頻次根據(jù)需要?jiǎng)討B(tài)調(diào)整，調(diào)整過(guò)程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)重點(diǎn)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)節(jié)約、高效監(jiān)測(cè)。

作為一項(xiàng)“新技術(shù)”，全天候遙感監(jiān)測(cè)成果改變了傳統(tǒng)的工作模式，將“年度監(jiān)測(cè)”變?yōu)椤凹径缺O(jiān)測(cè)”，未來(lái)可能變?yōu)椤凹磿r(shí)監(jiān)測(cè)”，對(duì)加強(qiáng)國(guó)土資源管理具有重要意義。

2在國(guó)土資源管理中的應(yīng)用

2.1 提高土地變更調(diào)查工作效率

土地變更調(diào)查是根據(jù)上級(jí)下發(fā)的土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫(kù)和遙感影像數(shù)據(jù).對(duì)土地利用現(xiàn)狀、土地權(quán)屬及行政區(qū)劃變化進(jìn)行外業(yè)實(shí)地調(diào)查，獲取變化地類圖斑、土地權(quán)屬（宗地）、行政區(qū)劃數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)對(duì)土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)更新和上報(bào)的過(guò)程，是一項(xiàng)時(shí)間緊、任務(wù)重、要求高的全面性工作，工作強(qiáng)度較大。

通過(guò)全天候遙感監(jiān)測(cè)，提前掌握轄區(qū)內(nèi)較大面積土地變化和地塊的基本情況，確定處理方式，為土地變更調(diào)查工作提前做好準(zhǔn)備，節(jié)省數(shù)據(jù)建庫(kù)時(shí)間;定期嘛控拆除地塊、設(shè)施農(nóng)用地、臨時(shí)用地、光伏用地等，結(jié)合最新政策資料，完善十地調(diào)查工作機(jī)制，切實(shí)提高十地變更調(diào)查工作效率。

2.2有效避免土地閑置

閑置士地既浪費(fèi)了稀缺的土地資源，又影響了城鎮(zhèn)化的進(jìn)程，是國(guó)土資源管理的重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題，以往閑置土地的核查都是由國(guó)土工作人員實(shí)地踏勘的方式完成，既耗時(shí)又耗力。

通過(guò)項(xiàng)目占地位置圖與全天候遙感監(jiān)測(cè)成果數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，有疑問(wèn)的，進(jìn)一步通過(guò)核查同傳系統(tǒng)驗(yàn)證現(xiàn)場(chǎng)情況，從而快速、準(zhǔn)確判斷土地是否閑置;已開(kāi)工的項(xiàng)目，通過(guò)比對(duì)多次全天候遙感監(jiān)測(cè)成果，掌握工程進(jìn)度，有效避免土地中途閑置。

2.3 實(shí)現(xiàn)耕地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

我國(guó)實(shí)行最嚴(yán)格的耕地占補(bǔ)平衡制度，嚴(yán)守耕地紅線，是糧食生產(chǎn)和社會(huì)穩(wěn)定的基石。利用全天候遙感監(jiān)測(cè)，可以實(shí)現(xiàn)耕地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）探查不實(shí)耕地，農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整新增耕地位置、面積等，從而為補(bǔ)充耕地提供依據(jù)。

（2）有效掌握占補(bǔ)平衡，補(bǔ)充耕地項(xiàng)目進(jìn)度，輔助耕地占補(bǔ)平衡動(dòng)態(tài)監(jiān)管，將耕地占補(bǔ)平衡落到實(shí)處。

（3）結(jié)合土壤、土地分等定級(jí)、數(shù)字高程模型等資料，為耕地占補(bǔ)平衡數(shù)量、質(zhì)量、空間分布等評(píng)價(jià)工作提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2.4 實(shí)現(xiàn)衛(wèi)片執(zhí)法“靠前執(zhí)法”

目前對(duì)違法占地等土地利用方面違法問(wèn)題的監(jiān)督檢查豐要依靠一年一次的土地衛(wèi)片執(zhí)法檢查和國(guó)土部門的動(dòng)態(tài)巡查等，這些方式都面臨難以全覆蓋、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題滯后等共性問(wèn)題。而全天候遙感監(jiān)測(cè)可以3個(gè)月或更短時(shí)間一次，并可做到全行政區(qū)域范圍內(nèi)提取變化圖斑，對(duì)于重點(diǎn)區(qū)域還可以提高精度、增加頻度，具有覆蓋完整、發(fā)現(xiàn)及時(shí)、反映全面、位置準(zhǔn)確的優(yōu)勢(shì)，是“靠前執(zhí)法”的一個(gè)突破，是實(shí)現(xiàn)“發(fā)現(xiàn)在初始，解決在萌芽”的有效手段。

3應(yīng)用難點(diǎn)

全天候遙感監(jiān)測(cè)作為一項(xiàng)新技術(shù)，在國(guó)土資源管理中發(fā)揮著積極作用，但目前仍存在著一些問(wèn)題和不足。

（1）全天候遙感監(jiān)測(cè)目前成果主要是5畝以上用地圖斑，且圖斑數(shù)量較少，未涉及小面積用地類型，不能滿足各類應(yīng)用需求。

（2）中分辨率遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和高分辨率遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)存在數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不一致的問(wèn)題，兩者無(wú)法完全套合，難以實(shí)現(xiàn)成果的一體化。

（3）全天候遙感監(jiān)測(cè)成果數(shù)據(jù)種類多樣，無(wú)法實(shí)現(xiàn)成果即時(shí)顯示和分析。

4前景展望

全天候遙感監(jiān)測(cè)是實(shí)現(xiàn)國(guó)土資源管理一體化、高效化、精細(xì)化的有效手段，在國(guó)七資源管彈中前景廣闊。

4.1

PDA工作模式

PDA（ Personal Digital Assistant），又稱為掌上電腦，最大的特點(diǎn)是具有開(kāi)放式的操作系統(tǒng)，支持軟硬件升級(jí)，集信息的輸入、存儲(chǔ)、管理和傳遞于一體。因此，PDA完全可以稱作一個(gè)移動(dòng)辦公室。

全天候遙感監(jiān)測(cè)工作兼具內(nèi)業(yè)和外業(yè)，PDA工作模式能夠很好地與之契合，可以實(shí)現(xiàn)以下功能。

（1）實(shí)時(shí)定位地塊，通過(guò)PDA兼容的GPS工具，能夠及時(shí)找到地塊位置，實(shí)地界定地塊范圍、四至等。

（2）現(xiàn)場(chǎng)采集地塊信息，包括距離、面積測(cè)量，實(shí)地照片、視頻的拍攝，土地使用者信息采集等。

（3）在線地圖瀏覽、路線導(dǎo)航等。

（4）全天候遙感監(jiān)測(cè)在線核查和成果提交。

4.2多源數(shù)據(jù)融合

全天候遙感監(jiān)測(cè)涉及到的數(shù)據(jù)包括遙感影像數(shù)據(jù)、矢量數(shù)據(jù)、電子坐標(biāo)數(shù)據(jù)、紙質(zhì)材料等，存在著格式不統(tǒng)一、坐標(biāo)系統(tǒng)和地圖投影不統(tǒng)一等問(wèn)題。因此，以遙感影像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)其他數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最終實(shí)現(xiàn)多種數(shù)據(jù)融合。數(shù)據(jù)處理方式有以下幾種形式。

（1）坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，包括1954北京坐標(biāo)系、19 80西安坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換、WGS84坐標(biāo)系與2000國(guó)家大地坐標(biāo)系等相關(guān)轉(zhuǎn)換。

（2）地圖投影轉(zhuǎn)換，包括Albers投影與高斯一克呂格投影轉(zhuǎn)換等。

（3）矢量數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，包括MapGIS格式轉(zhuǎn)換為人rcGIS格式、AutoCAD格式轉(zhuǎn)換為ArcGIS格式、GPS格式轉(zhuǎn)換為ArcGIS格式等。

（4）不同時(shí)期土地利用現(xiàn)狀分類編碼的轉(zhuǎn)換。

（5）圖紙掃描和幾何糾正。

（6）利用坐標(biāo)文件生成圖形。

4.3變化信息自動(dòng)提取

比對(duì)土地變更調(diào)查影像與全滅候影像，或多期全天候遙感影像，提取變化地塊是滿足各類應(yīng)用需求的有效措施。口前一般采用目視解譯方法，但人力、時(shí)間要求高，人為誤差不可避免，因此計(jì)算機(jī)自動(dòng)分類方法勢(shì)在必行。

傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)自動(dòng)分類方法如監(jiān)督分類等，只是依靠影像的光譜信息且是在像素層次上的分類方法，全天候采用的高分辨率影像空間信息更加豐富，地物目標(biāo)信息表達(dá)的更加清楚，但光譜信息不足（波段較少），采用傳統(tǒng)分類方法，必然造成分類精度的降低。而面向?qū)ο蠓诸惙椒ǎ歉鶕?jù)影像的光譜信息和形狀信息，設(shè)置一定均質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，將遙感影像進(jìn)行分割，形成影像對(duì)象，每一個(gè)對(duì)象都是具有相似光譜特征像素的集合，相比于單個(gè)像素具有多元特征：顏色、大小、形狀、關(guān)聯(lián)特征等。

面向?qū)ο蟮姆诸惙椒ú皇且詥蝹€(gè)像素為分析目標(biāo)，而是以影像中的像素集合為分析單元，充分考慮對(duì)象和周圍環(huán)境之間的聯(lián)系等因素，借助對(duì)象特征知識(shí)庫(kù)來(lái)完成對(duì)地物信息的提取，這能夠充分利用高分辨率遙感影像的特點(diǎn)，分類結(jié)果更接近于目視解譯的效果，且不存在人為誤差，提高了地類提取的效率和精度。

4.4全天候遙感監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)

根據(jù)“國(guó)土一張圖”模式，將遙感影像、土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)、土地利用規(guī)劃數(shù)據(jù)、土地批供用補(bǔ)數(shù)據(jù)、基本農(nóng)田數(shù)據(jù)等與全天候遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集成在PDA全天候遙感監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)中，開(kāi)發(fā)全天候遙感數(shù)據(jù)實(shí)地信息采集、土地利用現(xiàn)狀分析、土地利用總體規(guī)劃分析、占用基本農(nóng)田情況分析、土地批供用補(bǔ)情況分析、在線核查和成果上報(bào)等功能，達(dá)到數(shù)據(jù)自動(dòng)化處理效果，實(shí)現(xiàn)土地動(dòng)態(tài)監(jiān)管新常態(tài)。

5結(jié)語(yǔ)

全天候遙感監(jiān)測(cè)作為一項(xiàng)新技術(shù)，能夠切實(shí)提高國(guó)土資源管理水平。全天候遙感監(jiān)測(cè)目前尚處于初始發(fā)展階段，今后應(yīng)繼續(xù)拓展全天候遙感監(jiān)測(cè)的應(yīng)用面，綜合遙感圖像分類、GIS系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)等技術(shù)，發(fā)揮其在國(guó)土資源管理中的積極作用。