遥感地学分析-第三章-土地遥感-宋小宁.pdf

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遥感地学分析-第三章-土地遥感-宋小宁

遥感地学分析 宋小宁 E-mail: songxn@ucas.ac.cn 第三章 土地遥感 3.1 土地覆盖分类与制图 3.2 土地利用变化检测 3.3 土地资源评价 3.4 土地退化遥感监测 研究背景 (1) 水文的变化 土地利用变化大大改变了天然的水循环过程和水量水质状况 。由于人类耕作和定居(城市污水)引起的土地覆盖的变化 已造成了世界性的水污染 (Rogers, 1992;Smil, 1990)。 (2) 对生态系统的影响 土地利用模式的改变造成生态系统的物质循环与能量流动以 及生物多样性与景观结构的巨大变化,在不同尺度和水平上 使生态系统的结构、过程和功能发生变化,直接影响生态系 统水热平衡、碳调节过程、能量平衡及其服务功能,并对气 候变化产生重大影响。 (3) 气候变化 影响全球气候变化的主要途径:土地利用/土地覆盖的变化, 会改变地表反照率和地表粗糙度,影响地表热收支的平衡及水 汽的垂向输送,以及城市扩展导致的热岛效应增强等。 土地 —— 是一个综合的自然地理概念。它是地表某一地段 自然要素 (地质、地貌、气候、水文、植被、土壤等)及人类活动相 互作用的“自然综合体”。它处于地圈--生物圈与大气圈相互 作用的界面,是各种自然过程(物理、化学、生物、地学过程) 及人类活动最活跃的场所。对土地的研究涉及到土壤母质层— 地表—植被冠层等多方面内容,并与气候、环境变化等密切相 关。 遥感反映的是地表及地下一定深度环境信息的综合特征,是 地表景观的缩影。土地这一界面是遥感图像上反映的最直 接的环境信息,同时也是研究其它环境要素的基础。 “土地遥感”是研究土地及其变化的最重要的手段之一。 常规的土地利用调查是通过实地测绘的方法来进行,工作 量大,调查周期长。但随着近年来高时间、高空间、高光 谱分辨率的遥感传感器的出现,遥感技术已经完全能胜任 不同尺度上的土地利用/土地覆盖调查,可以大大节省调 查成本和时间。 比如:上海市中心区的土地利用调查,90年代曾用常规方法花 了2年多的时间才完成,但完成后的图件已不能反映2年后的情 况。 土地覆盖是指自然营造物和人工建筑物所覆盖的地表 诸要素的综合体, 包括地表植被、土壤、冰川、湖泊、 沼泽湿地及各种建筑物等,具有特定的时间和空间属 性,其形态和状态可在多种时空尺度上变化。 土地覆盖侧重于土地的自然属性。 土地利用侧重于土地的社会经济属性。 土地利用是人类根据土地的特点,按一定的经济与社 会目的,采取一系列生物和技术手段,对土地进行的 长期性或周期性的经营活动。它是一个把土地的自然 生态系统变为人工生态系统的过程。 土地覆盖—研究方法 1.目视解译定性分析方法 着重于遥感图象的分析解译以及相应的光谱特征的描述。 确定分类系统 建立解译标志 判读图象 绘制专题图 ( 很少涉及土地覆盖与其它自然景观要素之间的联系 ) 2.计算机自动分类方法 在数理统计的基础上,进行遥感图象数据的自动分类, 如:监督分类、非监督分类等 3.土地遥感分类的新方法 如:人工智能神经元网络分类、分类树方法、多元数据的专 家系统和计算机识别法等。 4.遥感与GIS的结合 —— 建立“灵活的土地覆盖数据库 ” 土地利用/土地覆盖遥感制图 利用遥感数据进行土地利用制图一般包括确定分类体 系和实现分类两部分的内容。 分类体系的设计主要来自用户需求。有了分类体系我 们往往会发现仅用某一种数据或某一类制图方法很难 实现对土地利用完整准确地制图。因此需要综合运用 多种资料并使用不同的制图方法。如果仅有一种数据 资料可供使用或只可使用一种分类方法,应该尽量充 分利用现有资料和方法。 土地利用/土地覆盖分类体系 美国USGS分类体系 20世纪70年代中期,美国USGS(United States Geological Survey) 的Anderson等人制定了全球第一套比较科学、完备的用 于遥感数据的土地利

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