基于3S技术的土地资源动态监测系统设计与建立

来源:用户上传      作者: 许霞

　　[关键词]土地资源：动态检测系统；3S技术
　　土地资源是人类最宝贵的自然资源之一，保护土地资源，合理利用土地资源是我国的一项基本国策。我国是一个土地资源相对缺乏的国家。持续土地利用直接关系到我国的政治稳定与社会经济、资源环境的可持续发展。我们有必要弄清土地资源的利用状况、土地质量和数量变化、土地资源潜力等重要信息。开展土地资源动态监测研究可为土地管理和其他研究工作提供现实性强、准确性高的科学资料与辅助决策依据。
　　一、土地资源动态监测的3S技术基础
　　土地资源动态监测主要是对土地类型、土地利用现状、土地质量等土地资源的基本状况进行监测。通过对土地资源的动态监测，建立起土地资源动态监测信息系统。土地资源动态监测信息系统是一种能够采集、存储、管理、分析和描述某一区域的土地资源在时间和空间上的各类数据变更的空间信息系统。为实现这一目标，必须建立一套完整的动态监测技术系统。土地资源动态监测是一个要求有一定技术与精度的工作。商时又有很强的现势性,3S技术为它提供了全新的技术平台和发展空间。
　　遥感(RS)、地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)及其一体化技术，简称3S技术。RS技术含义是在远离目标，与目标不直接接触的情况下。判定、量测并分析目标的性质。GIS是指用于采集、模拟、处理、检索、分析和表达地理空间数据的计算机信息系统。GPS技术是在子午仪卫星导航系统的基础上发展起来的最新一代卫星导航系统。
　　二、基于3S技术的土地资源动态监测系统的构建
　　进行土地资源动态监测所需要的软、硬件包括：TM影像，各种土地相关图件(土地利用现状图、土壤图、地形图、社会经济资料等)，GIs软件，图像处理软件(IDRISI,IMAGINE等1，构筑动态链接结构的模型开发软件(C++，VB等)，数据库构建技术(Fox-Pml；微机，扫描仪，数字化仪，输出设备(出图仪、打印机)。
　　(一)遥感信息的获取流程
　　1.遥感图像的处理。当使用多时相遥感影像研究土地资源状况时，为了进一步提高探测精度，必须对遥感图像进行一些处理。即对遥感获取的原始数据进行几何纠正、辐射纠正、图像分类和图像增强处理办法等。
　　2.解译标志的建立与判读。在土地资源动态监测中需要建立解译标志的有：地貌类型、土壤类型、土地利用现状分类等。地貌在遥感影像的表现最直观、具体，解译标志容易建立，如湖泊、扇形地、水系等，都较易判读；土壤是一种特殊的解译客体，应依据其成土因素、表土的光谱特性和地表特征进行综合判读；对土地利用现状的解译是重点。随后，可参照1：10万地形图、1：1万土壤图与土地利用现状图对图像按解译标志解译，并存储在GIS软件中。
　　(二)利用GIS和GPS构建土地资源动态监测信息系统的技术流程
　　1.基础数据库的建立。数据是信息系统的基础。缺少数据的信息系统没有任何价值，所以建立信息系统的重要工作是建立数据库。用于土地资源动态监测的数据可分为空间数据和属性数据两大类，这里重点介绍空间数据的采集。
　　首先应进行图形数字化。采用GIS软件设计适合不同线状类型的数字化程序，将土地利用图、土壤图进行数字化，在实际工作中，可根据研究侧重点的不同，对地形图、养分图等进行数字化。
　　2.土地资源时空变更数据的获取。首先。是基于GIS的遥感专题信息的提取。以土地利用中最常见的居民地为例，先在调查地进行实地查看和探测，其次，是与本底数据库的空间叠加，进行空间复合分析。如和土地利用图复合后，由计算机提取判读结果与土地利用图各地类的差异。即可获得土地类型的变更数据。
　　3.土地资源动态监测信息系统的建立。土地资源动态监测信息系统是一个多学科的综合交叉系统。它不仅以3S技术为基础，还要有土地科学、土壤学、地理学和计算机的相关知识。在获取土地资源时空变更数据之后。复合本底数据库。利用数据库构建技术建立一个综合的时空数据库。
　　4.GPS技术在土地资源动态监测中的参与。GPS的参与主要表现在野外数据的快速获取。(1)在遥感影像解译之前，需要结合非遥感数据对土地利用类型、土壤类型确定其解译标志。(2)对数据库的野外纠正，对判读不清楚的地区做定点检测和对利用ARC／INFO的数据处理功能所得到的二次数据进行抽查。测定精度。(3)在土地资源动态监测信息系统建成后，对于一些小面积的变化，可不必再用遥感影像，直接利用GPS测量。
　　三、土地资源动态监测信息系统主要应用功能模块的设计与建立
　　土地资源动态监测信息系统以其信息量大，查询、分析、操作和管理方便而被广泛应用，它可根据研究目的和应用方向的不同，采用多个基础数据库进行叠加，设计建立不同的应用模块，使土地资源动态监测信息系统具有多种功能。
　　(一)土地资源动态监测模块的建立
　　土地资源动态监测是利用基础年份的数据与监测年份的数据进行对比。分析监测指标的变化情况。指标通过基础数据库来获取，并根据监测需要建立监测指标库。其中每项指标以关键字与基础数据库相连，当选定某项监测指标后，系统便打开与之相关的基础年份与监测年份的数据库。
　　(二)土地资源评价模块的建立
　　土地资源评价是研究土地资源利用的适宜性及其潜力问题，一般是在土地资源类型的确立及土地资源调查的基础上，进一步进行土地质量评定问题。首先建立评价因子数据库，采用主成分分析进行降维处理，寻找具有代表性的几个综合因子并确定权重。然后确定评价单元，按照各适宜级的指标体系进行评价与分级。并根据具体研究需要制定出土地适宜性分类。
　　(三)土壤侵蚀预测模块的建立
　　土壤侵蚀是一个严重的环境与灾害问题。已成为水土流失区社会经济持续、稳定发展的制约因素。在土地资源动态监测信息系统的基础上，选取有关自然要素和社会经济条件的数据，可建立实用的土壤侵蚀定量模型，进行土壤侵蚀监测预报。土壤侵蚀预测子模块包括以下基础数据库：气候、植被、坡度、地貌、地形部位、地面物质、土地利用、水土保持工程措施、林牧业措施、泥石流与山洪等自然灾害。
　　土地资源动态监测成果现多应用于与土地利用有直接关联的土地管理、土地规划、国民经济发展规划等。但实际上，可应用的方面还有很多。一些近期研究提出了比较全面的土地资源动态监测成果的应用方向。事实上，随着当前多学科的相互交叉现象的加深。土地资源动态监测成果的应用必将会扩展到多个方面。
　　(编辑／李舶)

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