土地应用灵活监测的土地应用空间灵活监测 (土地使用)

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土地应用灵活监测的土地应用空间灵活监测

1.土地应用变化的灵活消息包含区域土地应用变化的类型、位置和数量等消息，特意是耕地。

居民点及工矿用地的变化以及闲置土地等。

我国曾经树立对全国重点市区树立用地规模裁减和耕地变化状况的监测体系，剖析全疆土地应用的变化趋向和全国年度土地应用平衡面积预计，有重点地核对中央上报的土地变卦考查数据的真是水平。

2.耕地总量的灵活平衡状况为成功耕地总量灵活平衡的宏伟目的，肯定有方案地启动土地整顿、土地开发和土地复垦。

为保证这些土地治理措施的正确实施及经费的正当应用，肯定准确地把握区域以及全国耕地变化的状况。

3.农业用地外部结构调整状况农业外部结构调整反映土地应用用途的变化，及时把握这些消息可为土地应用用途关管制及农用地的治理服务。

4.基本农田包全区状况 基本农田包全区是国度为保证食粮安保而划定的肯定数量的优质耕地，规则常年不得占用，基本农田包全区治理包含征地占用治理、地力补救、占一补一等。

在监测报告中，普通要对监测内容启动剖析，剖析的关键内容有。

1.地类变卦剖析关键对土地总面积变化的剖析，耕地、园地等各类土空中积变化的剖析。

详细的目的为，各地类在变卦中，变卦触及的增减面积，实践增减面积（及减去同地类之间变化的面积），净增减面积，变化量占同地类总面积的比重等。

2.权属变卦剖析该剖析也详细落实到地类的变化，但其前提是权属性质的变化。

包含国有土地、群体土地的一切权、经常使用权的变化，土地纠纷调停状况。

3.耕地变化灵活剖析耕地灵活变化剖析不只要较详细地反映耕地缩小的要素和耕地参与的起源，而且要剖析缩小要素的正当性和参与耕地的力度。

这些剖析不能独自从数量上作比拟剖析，应依据地域特点做出剖析，为以后土地治理提供有价值的意见。

4.土地应用结构变化剖析土地应用结构变化是反映土地资源在人类应用行为干预下，土地应用开展趋向。

依据地域差异法令，选择好外地土地资源应用方向是社会经济开展中钻研的关键疑问。

结构变化剖析的关键目的是各类用地结构中所占的比重。

普通包含一下内容：1，土壤个性的变化状况，关键包含土壤pH值。

土地营养含量、土壤结构、土壤污染等。

2，气象个性的变化，关键包含光照、气温、降水等。

3，环境及环境污染的变化状况，如大气组成、大气污染、水体污染等。

普通须要经过树立基本点来启动监测，其关键步骤为：1，选择基准点2，树立本底或参照数据库3，活期在基准点启动观测，或采样剖析。

..因为对土地退步概念的了解不同，学者们在目的的选取上也各有不同，在土地退步等级的划分规范与级别有所差异。

国外早期提出的土地退步评估体系大抵有三种，是目前较完整的土地退步监测与评估目的体系。

土壤物理目的

一、土壤粒径

土壤粒径散布是最基本的土壤物理性质之一，它剧烈地影响着水力、热力性质等关键的土壤物理个性。

土壤粒径散布的测定方法相对繁难方便，精度也较高，而且在惯例的土壤考查资料中也有详细水平不一的粒径剖析数据。

而土壤水分特色曲线和(非)饱和水力传导率、土壤热导率、土壤热容量等土壤水力、热力性质的间接测定比拟费时、昂贵，且精度较低，可重复性差。

因此，依据土壤粒径散布来预计土壤的其余水力学性质曾经成为相关畛域的钻研热点。

土壤基质是由不同比例的、粒径粗细不一、外形和组成各异的颗粒(土粒)组成，普通分为砾、砂、粉粒和黏粒4级。

粒径剖析的目的，是为了测定不同直径土壤颗粒的组成，进而确定土壤的质地。

土壤颗粒组成在土壤构成和土壤的农业应用中具有关键意义，土壤质地间接影响土壤水、肥、气、热的坚持和静止，并与作物的生长发育有亲密的相关。

1.土工实验法

土粒的粒径变化范围十分大(粒径由﹥60mm到﹤0.002mm)，故对不同的粒组驳回不同的实验方法：粗粒组普通用筛析法，细粒组驳回密度计法或移液管法。

关于粒径﹥0.075mm的粗粒土，普通驳回筛析法剖析土的颗粒大小。

筛析法是驳回不同孔径的剖析筛，由上至下孔径自大到小叠在一同。

实验时，取干土放入最上的筛里，经过筛析后，失掉不同孔径筛上土品质，进而计算出粒组含量和累积含量。

2.激光粒度仪法

激光粒度剖析仪是依据光的散射原理测量粉颗粒大小的，是一种比拟通用的粒度仪。

其特点是测量的灵活范围宽、测量速度快、操作繁难，尤其适宜测量粒度散布范围宽的粉体和液体雾滴。

对粒度平均的粉体，比如磨料微粉，要谨慎选择。

激光粒度仪集成了激光技术、现代光电技术、电子技术、精细机械和计算机技术，具有测量速度快、灵活范围大、操作简便、重复性好等好处，现已成为全环球最盛行的粒度测试仪器。

3.吸管法

颗粒组成(粒径散布)罕用吸管法测定，方法由筛分和静水沉降结合组成，经过2mm筛孔的土样经化学和物理方法处置成悬浮液定容后，依据司笃克斯(Stokes)定律及土粒在静水中的沉降法令，﹥0.25mm的各级颗粒由肯定孔径的筛子筛分，﹤0.25mm的粒级颗粒则用吸管从其中吸取肯定量的各级颗粒，烘干称量，计算各级颗粒含量的百分数，确定土壤的颗粒组成(粒径散布)和土壤质地称号。

4.比重计法

土样经化学和物理方法处置成悬浮液定容后，依据司笃克斯(Stokes)定律及土壤比重计浮泡在悬浮液中所处的平均有效深度，静置不同时期后，用土壤比重计间接读出每升悬浮液中所含各级颗粒的品质，计算其百分含量，并定出土壤质地称号。

比重计法操作较简便，但精度较差，可依据须要选择经常使用。

二、土壤相对含水量

土壤相对含水量是土壤中所含水分的数量，即100g烘干土中含有若干克水分，也称土壤含水率。土壤含水率是农业消费中一个关键参数，其关键方法有称重法、张力计法、电阻法、中子法、γ-射线法、驻波比法、时域反射法及光学法等。土壤中水分含量通常驳回品质含水率(θ)和体积含水率(θ)两种表示方法。

1.称重法

也称烘干法，这是惟一可以间接测量土壤水分的方法，也是目前国际上的规范方法。用土钻采取土样，用0.1g精度的天平称取土样的品质，记作土样的湿重(M-M)，在105℃的烘箱内将土样烘6～8h至恒重，而后测定烘干土样，记作土样的干重(M-M)。土壤含水量计算公式如下：

地质环境监测技术方法及其运行

式中：θ—土壤含水率；M—烘干前铝盒及土壤品质(g)；M—烘干后铝盒及土壤品质(g)；M—铝盒品质(g)。

2.张力计法

也称负压计法，它测量的是土壤水吸力，测量原理如下：当陶土头拔出被测土壤后，管内自在水经过多孔陶土壁与土壤水接触，经过替换后到达水势平衡，此时，从张力计读到的数值就是土壤水(陶土头处)的吸力值，也即为疏忽重力势后的基质势的值，而后依据土壤含水率与基质势之间的相关(土壤水特色曲线)就可以确定出土壤的含水率。

3.电阻法

多孔介质的导电才干是同它的含水量以及介电常数有关的，假设疏忽含盐的影响，水分含量和其电阻间是有确定相关的。

电阻法是将两个电极埋入土壤中，而后测出两个电极之间的电阻。

然而在这种状况下，电极与土壤的接触电阻有或许比土壤的电阻大得多。

因此驳回将电极嵌入多孔渗水介质(石膏、尼龙、玻璃纤维等)中构成电阻块以处置这个疑问。

4.中子法

中子法就是用中子仪测定土壤含水率。

中子仪的组成关键包含：一个快中子源，一个慢中子检测器，监测土壤散射的慢中子通量的计数器及屏蔽匣，测试用硬管等。

快中子源在土壤中不时地喷射出穿透力很强的快中子，当它和氢原子核碰撞时，损失能量最大，转化为慢中子(热中子)，热中子在介质中分散的同时被介质排汇，所以在探头周围，很快地构成了持验密度的慢中子云。

5.γ-射线法

γ-射线法的基本原理是喷射性同位素(现罕用的是Cs，Am)发射的γ-射线法穿透土壤时，其衰减度随土壤湿容重的增大而提高。

6.驻波比法

自从Topp等人在1980年提出了土壤含水率与土壤介电常数之间存在着确定性的单值多项式相关，从而为土壤水分测量的钻研开拓了一种新的钻研方向，即经过测量土壤的介电常数来求得土壤含水率。

从电磁学的角度来看，一切的绝缘体都有可以看作是电介质，而关于土壤来说，则是由土壤固相物质、水和空气3种电介质组成的混合物。

在常温形态下，水的介电常数约为80，土壤固相物质的介电常数为3～5，空气的介电常数为1，可以看出，影响土壤介电常数关键是含水率。

Roth等提出了应用土、水和空气3相物质的空间调配比例来计算土壤介电常数，并经Gardner等改良后，为驳回介电方法测量土壤水分含量提供了进一步的通常依据，并应用这些原理启动土壤含水率的测量。

7.光学测量法

光学测量法是一种非接触式的测量土壤含水率的方法。

光的反射、透射、偏振也与土壤含水率相关。

先求出土壤的介电常数，从而进一步推导出土壤含水率。

8.时域反射法

时域反射法(Time Domain Reflectrometry，TDR)也是经过测量土壤介电常数来取得土壤含水率的一种方法。

TDR的原理是电磁波沿非磁性介质中的传输导线的传输速度υ＝c/ε，而关于已知长度为L的传输线，又有υ＝L/t，于是可得ε＝c×t/L，其中，c 为光在真空中的流传速度，ε为非磁性介质的介电常数，t为电磁波在导线中的传输时期。

而电磁波在传输到导线终点时，又有一部分电磁波沿导线反射回来，这样入射与反射构成了一个时期差T。

因此经过测量电磁波在埋入土壤中的导线的入射和反射时期差T就可以求出土壤的介电常数，进而求出土壤的含水率。

9.土壤水分传感器法

水分传感器按显示方式来分，可分为两大类：一是间接显示方式，一是用二次传感的方式。

间接显示方式又可分为3种类型：一是用吸力负压表显示型(又称负压张力计)；二是电接点真空表显示型，罕用于报警式水分传感器；三是用U型管水银柱显示型。

3种间接显示方式中，U型水银柱显示型的精度最高，读数最准，误差最小，可准确到毫巴。

其缺陷是：在农田经常使用中U型管分裂时，水银会污染农田，形成环境污染。

3种显示方式的选择常依据经常使用者的详细要求而定。

二次传感显示型是将间接显示型传感器中的压力读数换算成水分含量，比如，可将U型管水银批示部分换成以压阻传感器为二次传感的数字化土壤水分测量装置，即可成功数字化，间接显示传感器土壤吸力值的大小。

二次传感还可运用于土壤水势的遥测。

例如，将土壤水分张力计(传感器部分)，埋设在田间所须要的土壤深度中，土壤水负压吸力经过多孔陶土探头内水膜的浸透传递，使水分传感器发生负压，此负压传给压阻变送传感器，给出一电信号，经过导线传输给远端的遥测温度仪，可用接口线保送给计算机，从而成功土壤水势在田间的遥测。

但应用负压张力计只能测定低吸力范围，高吸力时，陶土头会被空气“穿透”因此不能测定高吸力状况下的土壤水势。

传感器法测定土壤水分具有田间原位测定、极速直读、不破坏土壤结构、多少钱昂贵、无喷射性物质、安保牢靠、便于常年观测和积攒田间水势资料等好处。

特意是二次传感器，具有数字化的好处，而且可与计算机接口衔接，使土壤水分测量能够智能监测，例如依据测量结果可智能控制灌溉水闸，成功智能灌溉，这一现代化的测量手腕已成为目前土壤水分测量方法钻研的新趋向。

10.探地雷达法(GPR)

探地雷达(Ground Penetrating Radar)的上班原理是当高频雷达脉冲抵达介电性质清楚不同的两层物质界面时，部分信号被反射，由接纳装置接纳反射信号，并将其加大。

反射信号的大小选择于两物质介电常数的差值大小和雷达波穿透深度。

土壤含水量是影响土壤介电常数的关键因子，而雷达脉冲穿透深度又遭到土壤中水分含量的清楚影响。

GPR以不同的方式来测定土壤水分含量。

一种方式就是应用所谓空中波(Ground Wave)的天线分别法，这种方法只能测定表层(10cm)土壤的含水量；另一种方式就是经常使用回波(Reflected Wave)测定土壤中的波速，进而确定出反射层与地表之间的含水量。

11.遥感法(RS)

遥感法(Remote Sensing)是一种非接触式、大面积、多时相的土壤水分监测方法。

土壤水分的遥感监测取决于土壤外表发射或反射的电磁能的测定，而土壤水分的电磁辐射强度的变化则取决于其电介个性或温度，或许这两者的组合。

遥感法中所触及的波段很宽，从可见光、近红外、热红外到微波都有肯定的钻研。

尤其在热红外、微波遥感监测土壤水分钻研中，取得了可喜的停顿。

微波遥感与大气条件有关并可取得高分辨率图像，加之对空中有肯定穿透才干，使得它成为土壤水分遥测中最有出路的一种工具。

微波遥感虽具有全天时、全天候、多极化和肯定的穿透个性等好处，但因为影响土壤水分变化的要素较多，如土壤质地、容重、外表毛糙度、地表坡度和植被笼罩等也对雷达等微波遥感监测土壤水分形成影响，因此遥感监测土壤含水率仍是农业遥感中的一个难题。

最有效的路径应该是多种遥感方法并用，施展各自的好处，比如应用可见光和近红外消息预算植被笼罩，用主动微波预算毛糙度，据此由主动微波资料钻研土壤水分的综合遥感方法。

遥感法目前只适宜区域尺度下土壤表层水分状况的灵活实时考查，而不适宜于田间尺度下深层土壤水分的监测，因此还有必要对其通常模型、成像机制与极化方式、土壤水分、地表毛糙度和植被笼罩等的相关启动深化钻研。

12.分别示踪剂法

惯例土壤含水量测定方法(如烘干称重法、中子仪法、TDR法等)只能在较小范围内对土壤水分启动点上的测定，而分别示踪剂法(Partitioning Tracer)能够在较大范围内测定土壤含水量。

该法是将非分别示踪剂和分别示踪剂通入气相系统中，分别示踪剂溶解于水，使得其在气相中的运移相对滞后于非分别示踪剂，且滞后因子为土壤含水量与亨利常数的函数。

分别示踪剂法测得的结果往往低估了土壤水分含量，这是因为土壤的空间异质性、土壤水分的非平均散布，以及土壤中好处流等影响要素的存在所致。

分别示踪剂法能够测定从小尺度至区域尺度下的土壤水分，而且测深不限，还能顺应不凡需求的测定。

分别示踪剂法能够测定田间尺度下的土壤水分区域散布，还能确定土壤水分的垂直散布。

但分别示踪剂法用于区域土壤水分的测定时，肯定参与示踪剂的用量，从而造成测试费用高昂，且分别示踪剂法在较理想的条件(如均质土壤)下测得的水分含量结果精度较高，而要提高其在非均质土壤中的测定精度，还有待于进一步钻研。

三、土壤电导率(EC)

土壤溶液具有导电性，导电才干的强弱可用电导率表示。

土壤电导率是测定土壤水溶性盐的目的，而土壤水溶性盐是土壤的一个关键属性，是判定土壤中盐类离子能否限制造物生长的要素。

土壤电导率通常作为一个关键目的被运行，它可以间接反映出混合盐的含量，故常被用作土壤盐分测定方法之一，尤其近年来，国际外许多学者倡导间接用电导率表示土壤含盐量。

1.室内电导法

传统的实验室测定方法即田间取回目的深度的土壤样品，室内用电导法测定其水浸液的电导率(EC)。

测量原理是：土壤可溶性盐按肯定水土比例用平衡法浸出，这些可溶性盐是强电解质，其水溶性具有导电作用，导电才干的强弱可用电导率表示。

在肯定浓度范围内，可溶性盐的含量与电导率呈正相关，含盐量越高，溶液的浸透压越大，电导率也越大。

土壤浸出液电导率值可用电导率仪测定，并间接用电导率值表示土壤含盐量的高下。

2.电导率传感器法

传统实验室测定土壤电导率的方法虽然准确，但环节繁缛，给工程通常带来不便。

目前国际外运行于农业的土壤电导率极速测量传感器大体可以归为两种：接触式和非接触式。

接触式土壤电导率传感器是一种电极式传感器，普通驳回“电流-电压四端法”，行将恒流电源、电压表、电极和土壤构成回路；非接触式则应用了电磁感应原理。

38大地电导仪

大地电导仪EM38能在地表间接测量土壤表观电导率，为非接触直读式，适用于大面积土地盐渍化的测量，EM38用衔接DlfaO0数据采集器电缆的方式，较惯例方法的考查速度快100倍以上，能轻松极速地成功普通惯例测量。

大地电导仪EM38总长度1m，关键由信号发射(T)和信号接纳(R)两个端口组成(图4-1)，两者之间相隔肯定的距离(S)，发射频率为14.6 kHz。测量的有效深度可达1.5m。上班时，首先信号发射端子发生磁场强度随大地深度的参与而逐渐削弱的原生磁场(H)，原生磁场的强度随时期灵活变化，因此该磁场使得大地中出现了十分强劲的交流感应电流，这种电流又诱导出现次生磁场(H)。信号接纳端子既接受原生磁场消息又接受次生磁场消息。通常，原生磁场H和次生磁场H均是两端子间距(S)、交流电频率及大地电导率的复杂函数，且次生磁场与原生磁场强度的比值与大地电导率呈线性相关，可表示为

EC＝4(H/H)/ωμS

式中：EC—大地电导率(mS/m)；H—信号接纳端子处次生磁场强度；H—信号接纳端子处原生磁场强度；μ—空间磁场传导系数；ω—角频率，ω＝2πƒ，ƒ —交流电频率；S—信号发射端子与接受端子之间的距离(m)。

图4-1 电磁感应技术原理表示

“遥感在森林资源与布局方面的运行”论文资料

森林资源考查中SPOT5遥感图像处置方法讨论王照利、黄生、张敏中、马胜利（国度林业局西北林业布局设计院，遥感计算核心，西安）本文宣布于＜陕西林业科技＞2005 No.1 P.27-29,55摘要：目前，多光谱、空中间分辨率的SPOT5卫星遥感数据被宽泛运行到森林资源考查中。

本文结合SPOT5遥感数据的特点，依据森林资源考查的须要，从遥感数据的正射校对、波段组合、融合处置和数据变换处置等方面讨论了SPOT5数据的处置和消息提取。

讨论性地提出了顺应于森林资源考查的SPOT5遥感数据处置方法。

关键词：SPOT5 遥感数据，森林资源考查、数据处置DISCUSSION ON SPOT5 IMAGE DATA PROCESSING FOR FOREST INVENTORYWang Zhaoli, Huangsheng,Zhangminzhong,Ma Shengli(Northwest Institute for Forest Inventory, Planning &Design, Xi’an China )Abstract: Now days, high spatial resolution and multispectral SPOT5 image data are widely applied in forest inventory in China. Based on the characteristics of SPOT5 image and requirements of forest inventory, this paper discusses the processing procedures of ordering image data, ortho-rectification, image bands composition and image data fusion. The complete steps of image processing for forest inventory are words: SPOT5 image data，forest inventory, data processing前言卫星遥感影像具有空间微观性、视角广、多分辨率（光谱和空间）、多时相、周期性、消息量丰盛等特点，所以卫星遥感影像既可以提供森林资源的微观空间散布消息又能提供部分的详细消息以及随时期、空间变化的消息等[1]。

目前在林业畛域卫星遥感数据被宽泛的运行于不同尺度档次的森林资源考查、资源监测、病虫害、火灾监测等方面。

2002年5月法国SPOT地球观测卫星系列之5号卫星（即SPOT5星）发射。

SPOT5遥感数据的多光谱波段空间分辨率为10米（短波红外空间分辨率为20米），但全色波段空间分辨率到达2.5米。

SPOT5遥感数据的空中间分辨率和多光谱分辨率为森林资源考查提供了丰盛的、牢靠的、高精度的基础数据源。

从性价比剖析，在其余高分辨率遥感数据目前比拟昂贵的状况下，SPOT5遥感数据比拟适宜运行于大面积的森林资源考查，可大幅度的森林考查的缩小外业上班量、提高上班效率。

在我国SPOT5卫星数据已被少量地运行于森林资源考查上班中，尤其，是在森林资源“二类”考查中被作基本的森林资源消息源提取各类消息。

针关于将多光谱分辨率和空中间分辨率的SPOT5遥感数据运行于森林资源考查的数据处置技术和方法鲜有报道。

本文总结上班通常，结合SPOT5遥感数据的特点，依据森林资源考查的须要，从遥感数据的订购、正射校对、波段组合、融合处置和数据变换处置等方面讨论了SPOT5数据的基本处置方法。

1．SPOT5卫星遥感数据特点SPOT卫星系统驳回线性阵列传感器和推扫式扫描技术，具有旋转式平面镜可以启动歪斜观察取得歪斜图像敌对面像对。

驳回与太阳同步的近极地的椭圆形轨道，轨道高度约832Km，轨道倾角98.7o ，每天绕地球14圈多，重复笼罩周期26天[2]。

因为有歪斜观测性能，使重复笼罩周期缩小到2-3天。

SPOT5卫星载有2台高分辨率几何成像仪（HRG）、1台高分辨率平面成像装置（HRS）和1台宽视域植被探测仪（VGT）。

高分辨率几何成像仪的波段选择是总结了多年的钻研成绩，以为HRG的波段设置（见表1）足以取得区分作物和植被类型的最佳效果。

本文关键讨论HRG空中间分辨率数据的处置。

2．SPOT5数据的处置方法和环节SPOT5数据处置上班流程：2.1 遥感数据的订购订购数据时，用户需向数据代理商提供购置区域的四个角的大地坐标或许数据的景号（PATH/ROW）。

特意应该留意数据订购时期和用户拿到数据之间有时期差，距离时期长短因用户的要求、天气、卫星重复笼罩周期而异。

相关于其余卫星数据，比拟无利的一面是SPOT5卫星装置有旋转式平面镜可以启动歪斜观察，用户可向代理商放开白色编程提早失掉考查区域的遥感数据，但要支付编程费。

关于遥感数据的时相、云量、入射角、阴影量、能否购置空中间分辨率的全色波段等用户依据自己详细的上班须要向代理商提出限制要求。

依据咱们对SPOT5遥感数据的经常使用，关于森林资源考查，北边9，10月份和11月初的遥感影像比拟适宜。

代理商向用户提供经过处置的不同级别的影像产品，在森林资源考查中倡导购置SPOT1A级产品，用户可依据自己的上班须要启动处置，同时也可缩小费用。

2.2 基础数据预备大比例尺地形图和高精度DEM是启动SPOT5遥感数据高精度正射校对必需的基础天文数据。

倡导购置1地形图和1数字高程模型（DEM）。

将1：1万地形图扫描，扫描分辨率设置为300DPI。

将扫描好的地形图启动几何精纠正，纠正精度控制在0.3毫米内。

从测绘部门购置的1：1万地形图为北京54坐标系3度分带高斯克吕格投影，而1：2.5万DEM为北京54坐标系6度分带投影。

在数据预备时，将校对好的1：1万地形图经过换带转换转成和DEM分歧的6度分带投影。

关于没有1：1万地形图的地域，倡导经常使用差分GPS接纳机采集空中控制点。

2.3几何正射校对正射校对环节运行了法国SPOT公司发行的GEOIMAGE软件。

GEOIMAGE软件有针对SPOT5卫星数据开发的SPOT5物理模型。

模型模块智能读取DEM消息。

SPOT 物理模型可读取卫星在失掉遥感数据的瞬间形态参数，这些参数存贮在数据的头文件中[3]。

卫星形态参数包含：卫星成像瞬间的经纬度、高度、倾角等。

卫星形态参数能够协助提高几何校对的精度。

以校对好的1：1万地形图为基准，在影像图上找出和地形图上地物相婚配的清楚地物作为空中控制点。

在启动正射校对时，应先启动全色波段数据校对，而后以校对好的全色波段数据为基准启动多光谱数据校对。

以全色波段数据为基准校对多光谱波段就比拟容易校对，且能提高两者的婚配精度。

空中控制点应散布平均，影像的边缘部散布要有控制点散布，同时在不同的高程范围最好都有控制点。

空中控制点的数量因地形地貌的复杂水平而定，依据咱们的阅历，一景60KmX60Km的SPOT5数据，普通地势陡峭的地域20个左右控制点即可到达满意的结果，在平地域25个左右控制点就可使正射校对精度满足要求。

重采样方法驳回双线性内插法。

2.4 辐射校对用户购置的SPOT5的各级数据，数据提供商曾经依据卫星的记载参数对遥感数据做了辐射校对，即消弭了传感器自身惹起的、大气辐射惹起的辐射噪声。

若果影像存在薄雾或地形高差较大惹起的辐射误差状况，用户应进一步启动辐射校对处置。

薄雾的繁难消弭原理是基于近红外波段不受大气辐射影响，清澈的水体或死阴影区的数值应为零。

从各波段数据中减去近红外波段的水体或阴影的不为零值。

地形坎坷惹起的辐射误差校对公式: f (x,y)=g(x,y)/cosa，g(x,y)为坡度为a的歪斜面上的地物影像；f (x,y)为校对后的影像。

因为坡度因子介入校对所以须要DEM允许。

2.5 波段组合依据SPOT5数据波谱特色（表1），各波段区分记载反映了植被的不同特色方面：B4（SWIR）短波红外反映植物和土壤的含水量，利于植被水分状况和长势剖析；B3（NIR）近红外波段对植被类别、密度、生长力、病虫害等的变化敏感；B2（RED）红光波段对植被的笼罩度、植被的生长状况敏感；B1（VIS）可见光波段对植物的叶绿素和叶绿素浓度敏感。

经过比拟剖析和实践运行发现SPOT5的B3、B4、B2波段组合对植被类型的识别要优于B3、B2和B1的组合。

但因为B4波段的空间分辨率为20米，使B342组合对植被空间几何细节表白没有B321组合明晰，例如林缘界限消息表白方面B321要优于B342。

2.6 影像数据融合关于购置有空中间分辨率全色波段数据的用户，启动数据融合是必无法少的。

影像数据融合能够综合不同波段、不同空间分辨率数据（层）的特色，融合后的数据具有更丰盛、更牢靠的消息[4]。

依据影像数据融合的水平阶段，影像融合分为：像元级、特色级和决策级三个档次。

为了最大限制的从SPOT5遥感数据中提取森林植被消息，应启动像元级的数据融合，将2.5米的全色波段和10米多光谱数据启动融合。

融合失掉的新数据既具有全色波段数据的空中间分辨率特色又具有多光谱特色。

像元级数据融合的方法多种多样，依据数据融合的目的，即最大限制的突显森林植被消息，应选取B4、B3、B2和PAN波段，依据咱们的实验Brovey 融合算法方法比拟理想：2.7遥感影像地图 将融合好的数据按Rfused、Gfused、Bfused组合，叠加上传政界限、公里格网、坐标、比例尺等辅佐消息，按1：1万地形图分幅生成1：1万纸质图作为外业手图。

3. 结果和讨论3.1 几何精度应用SPOT5物理模型，驳回1：1万地形图和2.5万DEM ，经过正射校对处置，可使影像的几何精度控制在2个像元内（<10米）,到达1：1万制图规范要求。

为以遥感影像为基础消息源提取林分考查因子、区划林班界限生成大比例尺的林相图、森林散布图提供了几何精度保证。

3.2 波段选择关于没有全色波段的状况，SPOT5数据的B342组合无利于森林植被类型的识别。

在运行遥感技术启动森林资源考查区划中，林分类型消息提取是最为关键的环节，所以B342波段组合是小班区划和外业手图的最佳组合。

3.3 融合效果融合数据技术使SPOT5遥感影像既具有全色波段的空中间分辨率又领有多光谱数据的光谱分辨率，丰盛了遥感影像的消息量。

驳回Brovey算法使SPOT5遥感影像从色调、纹理等方面增强了影像的可判读性，提高了小班因子正判率和林分小班的区划精度。

参考文献1．周成虎，杨晓梅，骆剑承等.《遥感影像地学了解与剖析》，迷信出版社，北京，2001，3-4.2．赵英时.《遥感运行剖析原理与方法》，迷信出版社，北京，2001.88-903．北京视宝卫星图像有限公司.《专业制图上班室GEOIMAGE用户指南》，2004，68-70.4．Christine Pohl. Geometric Aspects of Multisensor Image Fusion for Topographic Map Updating in The Humid Tropics, ITC Publication, 1996,51-52.21世纪遥感与GIS的开展 起源： 李德仁时期： 2005-08-11-23:09阅读次数: 79 21世纪遥感与GIS的开展李德仁 （武汉大学测绘遥感消息工程国度重点实验室，武汉市珞瑜路129号，）摘要：在20世纪，人类的一大提高是成功了太空对地观测，即可以从空中和太空对人类赖以生活的地球经过非接触传感器的遥感启动观测，并将所失掉的数据和消息存储在计算机网络上，为人类社会的可继续开展服务。

在短短的30年中，遥感和GIS作为一个边缘交叉学科已开展成为一门迷信、技术和经济实体。

本文深化地论述了21世纪中遥感的6大开展趋向和GIS的5个开展特色。

关键词：开展趋向；航空航天遥感；天文消息系统；对地观测 中图法分类号：P208；P237.9 随着计算机技术、空间技术和消息技术的开展，人类成功了从空中和太空来观测和感知人类赖以生活的地球的理想，并能将所感知到的结果经过计算机网络在环球流通，为人类的生活、兴盛和可继续开展服务。

在20世纪后半叶，遥感和天文消息系统作为一门新兴的迷信和技术，迅速地生长起来。

1 遥感技术的关键开展趋向 1.1 航空航天遥感传感器数据失掉技术趋向三多（多平台、多传感器、多角度）和三高（空中间分辨率、高光谱分辨率和高时相分辨率） 从空中和太空观测地球失掉影像是20世纪的严重成绩之一，短短几十年，遥感数据失掉手腕迅猛开展。

遥感平台有地球同步轨道卫星（km）、太阳同步卫星（600—1000km）、太空飞船（200—300km）、航天飞机（240—350km）、探空火箭（200—1000km），并且还有高、中、高空飞机、升空气球、无人飞机等；传感器有框幅式光学相机、缝隙、全景相机、光机扫描仪、光电扫描仪、CCD线阵、面阵扫描仪、微波散射计雷达测高仪、激光扫描仪和分解孔径雷达等，它们简直笼罩了可透过大气窗口的一切电磁波段。

三行CCD阵列可以同时失掉3个角度的扫描成像，EOS Terra卫星上的MISR可同时从9个角度对地成像。

卫星遥感的空间分辨率从Ikonos Ⅱ的1m，进一步提高到Quckbird（快鸟）的0.62m，高光谱分辨率已到达5—6nm，500—600个波段。

在轨的美国EO-1高光谱遥感卫星，具有220个波段，EOS AM-1（Terra）和EOS PM-1（Aqua）卫星上的MODIS具有36个波段的中等分辨率成像光谱仪。

时期分辨率的提高关键依赖于小卫星技术的开展，经过发射地球同步轨道卫星和正当散布的小卫星星座，以及传感器的大角度歪斜，可以以1—3d的周期取得感兴味地域的遥感影像。

因为具有全天候、全天时的特点，以及用INSAR和D-INSAR，特意是双天线INSAR启动高精度三位地形及其变化测定的或许性，SAR雷达卫星为全环球各国所普遍关注。

例如，美国宇航局的久远方案是要发射一系列太阳同步和地球同步的长波SAR,美国国防部则要发射一系列短波SAR，成功干预重访问距离为8d、3d和1d，空间分辨率区分为20m、5m和2m。

我国在机载和星载SAR传感器及其运行钻研方面正在构成体系。

“十五”时期，我国将全方位地推动遥感数据失掉的手腕，构成自主的高分辨率资源卫星、雷达卫星、测图卫星和对环境与灾祸启动实时监测的小卫星群。

1.2 航空航天遥感对地定位趋向于不依赖空中控制 确定影像目的的实地位置（三维坐标），处置影像目的在哪儿（Where）是摄影测量与遥感的关键义务之一。

在已成功用于消费的全智能化GPS空中三角测量的基础上，应用DGPS和INS惯性导航系统的组合，可构成航空/航天影像传感器的位置与姿态的智能测量和稳固装置（POS），从而可成功定点摄影成像和无空中控制的高精度对地间接定位。

在航空摄影条件下的精度可到达dm级，在卫星遥感的条件下，其精度可到达m级。

该技术的推行运行，将扭转目前摄影测量和遥感的作业流程，从而实事实时测图和实时数据库降级。

若与高精度激光扫描仪集成，可实事实时三维测量（LIDAR），智能生成数字外表模型（DSM），并可推算出数字高程模型（DEM）。

美国NASA在1994年和1997年两次将航天激光测高仪（SLA）装置在航天飞机上，希图树立基于SLA的环球控制点数据库，激光点大小为100m，距离为750m，每秒10个脉冲；随后又提出了地学激光测高系统（GLAS）方案，已于2002年12月19日将该卫星IICESat（cloud and land elevation satellite）发射入地。

该卫星装有激光测距系统、GPS接纳机和恒星跟踪姿态测定系统。

GLAS发射近红外光（1064nm）和可见绿光（532nm）的短脉冲（4ns）。

激光脉冲频率为40次/s，激光点大小实地为70m，距离为170m，其高程精度要清楚高于SRTM，可望到达m级。

他们的下一步方案是要在2015年之前使星载LIDAR的激光测高精度到达dm和cm级。

法国应用设在环球的54个站点向卫星发射信号，经过测定多普勒频移，以准确解求卫星的空间坐标，具有极高的精度。

测定距地球1300km的Topex/Poseidon卫星的高度，精度到达±3cm。

用来测定SPOT 4卫星的轨道，3个坐标方向到达±5cm精度，关于SPOT 5和Envisat，可望到达±1m精度。

若疏忽SPOT 5传感器的角元素，间接启动无空中控制的正射像片制造，精度可到达±15m，齐全可以满足国度安保和西部开发的需求。

1.3 摄影测量与遥感数据的计算机处置更趋向智能化和智能化 从影像数据中智能提取地物目的，处置它的属性和语义（What）是摄影测量与遥感的另一大义务。

在已取得影像婚配成绩的基础上，影像目的的智能识别技术关键集中在影像融合技术，基于统计和基于结构的目的识别与分类，处置的对象既包含高分辨率影像，也愈加器重高光谱影像。

随着遥感数据量的增大，数据融合和消息融合技术逐渐成熟。

紧缩倍率高、速度快的影像数据紧缩方法也已商业化。

我国学者在这些方面取得了不少可喜的成绩。

1.4 应用多时像影像数据智能发现地表笼罩的变化趋向实时化 应用遥感影像智能启动变化监测（What change）相关到我国的经济树立和国防树立。

过去人工方法投入大，周期长。

随着各类空间数据库的树立和少量新的影像数据源的出现，实时智能化监测已成为钻研的一个热点。

智能变化监测钻研包含应用新旧影像（DOM）的对比、新影像与旧数字地图（DLS）的对比来智能发现变化和降级数据库。

目前的变化监测是先将新影像与旧影像（或数字地图）启动配准，而后再提取变化目的，这在精度、速度与智能化处置方面都有无余之处。

笔者提出了把配准与变化监测同步的全体处置[1]。

最理想的方法是将影像目的三维重建与变化监测一同启动，成功三维变化监测和智能降级。

进一步的开展则是应用智能传感器，将数据处置在轨成功，发送回来的间接为消息，而不肯定为影像数据。

1.5 摄影测量与遥感在构建“数字地球”、“数字中国”、“数字省市”和“数字文明遗产”中正在施展愈来愈大的作用“数字地球”概念是在环球消息化浪潮推动下构成的。

1999年12月在北京成功地召开了第一届国际“数字地球”大会后，我国正踊跃推动“数字中国”和“数字省市”的树立，2001年国度测绘局成功了构建“数字中国”天文空间基础框架的总体策略钻研。

在已成功1∶100万和1∶25万全国空间数据库的基础上，2001年全国各省市测绘局开局1∶5万空间数据库的建库上班。

在这个数据量达11TB的巨型数据库中，摄影测量与遥感将用来树立DOM（数字正射影像）、DEM（数字高程模型）、DLG（数字线划图）和CP（控制点数据库）。

假设要树立全国1m分辨率影像数据库，其数据量将到达60TB。

假设整个“数字地球”均到达1m分辨率，其数据量之大可想而知。

本世纪内可望建成这一分辨率的数字地球。

“数字文明遗产”是目前联结国和许多国度关心的一个疑问，触及到远景成像、计算机视觉和虚构事实技术。

在远景成像和远景三位量测方面，有室内各种三维激光扫描与成像仪器，还可以间接由视频摄像机的系列图像失掉目的场三维重建消息。

它们所失掉的数据经过计算机智能处置后，可以在虚构事实技术允许下构成文明遗址的三维仿真，而且可以依照时期序列，将历史文明在时期隧道中再现，对文明遗产包全、还原与钻研具有关键意义。

1.6 全定量化遥感方法将走向适用 从遥感迷信的实质讲，经过对地球表层（包含岩石圈、水圈、大气圈和动物圈4大圈层）的遥感，其目的是为了取得有关地物目的的几何与物理个性，所以须要经过全定量化遥感方法启动反演。

几何方程式是有显式表示的数学方程，而物理方程不时是隐式。

目前的遥感解译与目的识别并没有经过物理方程反演，而是驳回了基于灰度或加上肯定常识的统计、结构和纹理的影像剖析方法。

但随着对成像机理、地物波谱反射特色、大气模型、气溶胶的钻研深化和数据积攒，多角度、多传感器、高光谱及雷达卫星遥感技术的成熟，置信在21世纪，预计几何与物理方程式的全定量化遥感方法将逐渐由通常钻研走向适用化，遥感基础通常钻研将迈上新的台阶。

只要成功了遥感定量化，才或许真正成功智能化和实时化。

2 GIS技术的关键开展趋向 2.1 空间数据库趋向图形、影像和DEM三库一体化和面向对象[2] GIS开展曾阅历过栅格、矢量两个不同数据结构开展阶段，目前随着高分辨率卫星遥感数据的飞快增长和数字地球、数码市区的需求，构成了面向对象的数据模型和三库（图形矢量库、影像栅格库和DEM格网库）一体化的数据结构。

这样的数据库结构使GIS的开展愈加趋向人造化、真切化，愈加贴近用户。

以面向运行的GIS软件为前台，以大型相关数据库（Oracle 8i,9i等)为后盾数据库治理，成为以后GIS技术的干流趋向。

2.2 空间数据表白趋向多比例尺、多尺度、灵活多位和实时三维可视化 在传统的GIS中，空间数据是以二维方式存储并挂接相应的属性数据。

目前，空间数据表白的趋向是基于金字塔和LOD（level of detail）技术的多比例尺空间数据库，在不同尺度表示时可智能显示出相应比例尺或相应分辨率的数据，多比例尺数据集的跨度要比传统地图的比例尺大，在显示不同比例尺数据时，可驳回LOD或地图综合技术。

真三维GIS的空间数据要存储三维坐标。

灵活GIS在土地变卦考查、土地笼罩变化监测中已有较好的运行，真四维的时空GIS将有望从通常钻研转入适用阶段。

基于三库一体化的时空3D可视化技术开展势头迅猛，已能再PC机上成功GIS环境下的三培修建物室外室内遨游、消息查问、空间剖析、剖面剖析和阴影剖析等，基于虚构事实技术的真三维GIS将使人们在事实空间外，可以同时领有一个Cyber空间。

2.3 空间剖析和辅佐决策智能化须要应用数据开掘方法从空间数据库和属性数据库中发现更多的有用常识 GIS是以运行导向的空间消息技术，空间剖析与辅佐决策允许是GIS的高水平运行，它须要基于常识的智能系统。

常识的失掉是专家系统中最艰巨的义务。

随着各种类型数据库的树立，从数据库中开掘常识成为当今计算机界一个十分有目共睹的课题。

从GIS空间数据库中发现的常识可以有效的允许遥感图像解译，以处置“同物异谱”和“同谱异物”的疑问。

反上来，附属性数据库中开掘的常识又具有提升资源性能等一些列空间剖析的性能[3]。

虽然数据开掘和常识发现这一命题仍处于通常钻研阶段，但随着数据库的极速增大和对数据开掘工具的深化钻研，其运行前景是无法估量的。

2.4 经过Web主机和WAP主机的互联网和移动GIS将推动联邦数据库和互操作的钻研及地学消息服务事业 随着计算机通讯网络（包含有线和无线网）的大容量和高速化，GIS已成为在网络上的散布式异构系统。

许多不同单位、不同组织保养治理的既独立又互联互用的联邦数据库，将可提供全社会各行各业的运行须要。

因此，联邦数据库和互操作（federal databases & interoperability）疑问成为以后国际GIS联结钻研的一个热点。

互操作象征着数据库中数据的间接共享，GIS法令性能模块的互操作与共享，以及多点之间的相反上班，这方面的钻研已显示出清楚的功效。

未来的GIS用户将或许在网络上交纳为其须要所选择数据和软件性能模块的经常使用费，而不用购置这个数据库和整套的GIS软配件，这些成绩发生的间接效果是GIS运行将走向地学消息服务。

目前已兴起的LBS和MLS，即基于位置的服务和移动定位服务，突出地反映了这种变化趋向。

它惹起的反派性变化使GIS将走出钻研院所和政府机关，成为全社会人人具有的消息服待业具。

我国目前已有2亿个手机用户，若每人每月为MLS支付10元费用，全国一年的产值将到达240亿。

可以预测在不久的未来，地学消息将能随时随地为任何人和任何事件启动4A服务（geo-in-formation for anyone and anything at anywhere and anytime）。

2.5 天文消息迷信的钻研有望在本世纪构成较完整的通常框架体系 笔者曾简要地叙说了地球空间消息迷信的7大通常疑问[4]：（1）地球空间消息的基准，包含几何基准、物理基准和时期基准；（2）地球空间消息规范，包含空间数据采集、存储与替换规范、空间数据精度与品质规范、空间消息的分类与代码规范、空间消息的安保、隐秘及技术服务规范以及元数据规范等；（3）地球空间消息的时空变化通常，包含时空变化发现的方法和对时空变化特色的和法令的钻研；（4）地球空间消息的认知，关键经过各目的各要素的位置、结构外形、相互关联等从静态上的外形剖析、出现上的成因剖析、灵活上的环节剖析、演变上的力学剖析以及时态上的演变剖析到达对地球空间的主观认知；（5）地球空间消息的不确定性，包含类型的不确定性、空间位置的不确定性、空间相关的不确定性、逻辑的不分歧性和消息的不完备性；（6）地球空间消息的解译与反演，包含定性解译和定量反演，贯通在消息失掉、消息处置和认知环节中；（7）地球空间消息的表白与可视化，触及到空间数据库多分辨率表示、数字地图智能综合、图形可视化、灵活仿真和虚构事实等。

目前，这些方面的钻研对树立完备的通常尚嫌无余，须要在今后增强这方面的基础钻研。

关于遥感与GIS的集成，触及到GPS和通讯技术的集成，本文未作详细讨论，其详细内容可参见文献[4—6]。

3 结语遥感与GIS在20世纪出现，在21世纪不只将构老自身的通常体系和技术体系，而且将构成天地一体化的空间消息服务产业，为国民经济树立、国度安保、社会可继续开展和提高人民生活品质做出愈来愈大的奉献。

参考文献：[1] Li D R, Sui H G. Automatic Change Detection of Geospatial Data from Imagery. The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 2002,34(II):245—251 [2] 龚健雅. 天文消息系统基础. 北京：迷信出版社，2001 [3] 邸凯昌. 空间数据开掘与常识发现（第一版）. 武汉：武汉大学出版社，2000. 182 [4] 李德仁，关泽群. 空间消息系统的集成与成功（第一版）. 武汉：武汉测绘科技大学出版社，2000. 244 [5] 李德仁，李清泉. 论地球空间消息技术与通讯技术的集成. 武汉大学学报（消息迷信版），2001，26（1）：1—7 [6] 李德