区域土地利用土地覆盖遥感调查

第一章 绪 论

土地一般是指地球表面上的陆地区域，包括陆地、岛屿和内陆水域。土地是一个综合的概念，它是包括地貌、土壤、气候、水文、植被等各种自然因素在内的自然综合体，同时也包括人类活动的作用和影响。[1]

土地是重要的自然资源，它的最大特点是具有生产力，是农业和工业生产的物质基础；但同时，土地的生产力又是一定的。合理地利用土地可以使土地的生产力永续发挥；如果利用不合理，将会导致土地退化，生产力下降。

20 世纪以来，由于世界性的人口膨胀、资源短缺、环境恶化等一系列问题日益突出，如何协调好人类活动与土地资源关系，促进社会的可持续发展， 已成为当今世界的一个重要研究任务。

土地资源合理利用的前提是要摸清土地资源状况，包括土地类型、土地利用、土地质量等。土地利用（land use）着重从人类开发利用的角度对土地的“人为世界”进行分类，通常是指耕地、林地、牧场、建设用地、交通用地等的划分[2]。土地利用调查是合理利用土地资源、制定各项经济建设规划、改善生产布局的一项基础工作，是一项涉及面广，综合性、区域性和生产性很强的工作。

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。近一二十年来，国内外开始广泛应用遥感技术来进行土地利用调查。遥感（remote sensing）技术是指以现代工具（仪器、设备）为技术手

段，对目标物进行遥远感知的整个过程。遥感技术在获取地面物体信息中具有宏观性、实时性、动态性等特点，是土地利用调查的有效手段，已在许多应用中显示出明显的优越性。

例如，英国曾进行过一次英伦三岛 24 万 km2 的土地利用常规调查，当时动员了 6000 名中小学教师，花去 6 年时间才完成，等到土地利用图绘制完成

后，土地利用状况已发生很大的变化； 1976 年英国应用卫星图像分析与野

外调查相结合的方法，只用 4 个人 9 个月就完成了全国的土地利用调查，而且统计非常详细，大大缩短了调查的周期[3]。

又如，上海市中心区的土地利用调查，90 年代初曾用常规方法花了 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； 1995 年初利

用航空遥感方法，只花了 2 个多月就完成了调查，并且比常规方法更加详细[4]。

土地覆盖（land cover）是随着遥感技术的发展而出现的一个新概念， 它的含义与土地利用相近，只是研究的角度有所不同[5]。土地利用侧重于土地的社会属性；土地覆盖侧重于土地的自然属性。如对林地的划分，前者从林地的利用目的和利用方向出发，将林地分为用材林地、经济林地、薪炭林地、防护林地等；后者则根据林地生态环境的不同，将林地分为针叶林地、阔叶林地、针阔混交林地等。

由于土地覆盖是按照遥感图像所反映出的信息进行分类，但土地的某些信息（主要是社会属性信息）在遥感图像上反映不出来；同时，遥感图像上反映出的一些信息又是常规调查中无法取得的，因此，遥感调查常把土地利用和土地覆盖两者合并考虑，建立一个统一的分类系统，统称为土地利用/ 土地覆盖分类体系。其中以土地利用为主的调查简称为土地利用遥感调查， 以土地覆盖为主的调查则简称为土地覆盖遥感调查。表 1—1 为美国地质调查

所提出的用于遥感探测的土地利用/土地覆盖分类系统。

表 1—1 用于遥感探测的土地利用/土地覆盖分类系统

（美国地质调查所 671 号通知，美国内政部，1972 年）

区域土地利用/土地覆盖调查对合理开发土地资源、因地制宜布局生产和安排建设、提高土地利用率和土地生产力等均有重要意义。同时，土地利用/ 土地覆盖状况又是遥感图像所反映的最直接的信息，是进行其他内容调查的基础。这主要表现在两个方面：①在土地利用/土地覆盖分类的基础上，调查各种地类的有关特性，如农作物估产（Sridhar et al.1994）、灾害评估（Reed 1993）等；②某些现象的分布不能直接从影像上得出，但根据土地利用/土地覆盖与这些现象的相关关系，在土地利用/土地覆盖分类的基础上，可获得这些现象的空间分布信息，如人口分布调查（Lo 1989）、畜群分布调查（Thomson et al.1989）、渗水层与非渗水层的区分（Finch et al.1989）等。

遥感技术按遥感平台可分为航空遥感和航天遥感，其中航天遥感又包括

陆地卫星遥感和气象卫星遥感。航空遥感、陆地卫星遥感和气象卫星遥感是在不同的高度对地面进行成像，所获得的图像具有不同的空间分辨率，对应于不同的空间范围，同时，图像的成像周期也不一样。

根据土地利用/土地覆盖成图比例尺和调查目的，应选择相应的遥感方法。如大比例尺土地利用/土地覆盖图，一般比例尺是几千分之一到 10 万分之一，主要是配合小范围地区的全面详细调查或专题调查而编制，内容能较详细地反映土地利用/土地覆盖的特性和微域差异，这类图件主要是根据航空遥感方法来编制，其中 1∶5 万～1∶10 万的图件也可采用高空间分辨率的陆地卫星资料编制。中比例尺土地利用/土地覆盖图，比例尺一般为 1∶10 万至1∶50 万，往往是配合一个中范围地区的调查研究而编制，供区域规划、农业区划和国土整治参考，这类图件一般是利用陆地卫星遥感方法来编制。小比例尺土地利用/土地覆盖图，其比例尺小于 1∶50 万，主要是配合大范围区域或全国性研究而编制，供研究宏观布局、编制大区或全国生产发展规划和经济区划、国土规划、农业区划工作参考。陆地卫星遥感和气象卫星遥感是土地调查的主要方法，其中气象卫星遥感在这方面具有很大优势和潜力。

遥感技术按接收的电磁波波段可分为紫外遥感、可见光及近红外遥感、热红外遥感、微波遥感等。其中，可见光及近红外遥感是土地利用/土地覆盖调查中最常用的遥感方法。但其他类型也都具有各自的特点，特别是微波遥感，能全天时、全天候成像，对土地利用/土地覆盖的实时调查具有重要意义， 已越来越引起人们的重视。不同波段遥感数据的相互结合将使土地利用/土地覆盖遥感调查工作更加全面与深入。

地理信息系统（GIS）和全球定位系统（GPS）是近十几年里迅速发展起来的新技术，它们与遥感（RS）技术一起统称为 3S 技术。遥感与地理信息系统、全球定位系统有着密切联系。遥感技术的发展能促进地理信息系统、全球定位系统的发展，反之，地理信息系统、全球定位系统的发展也将促进遥感技术的发展。地理信息系统、全球定位系统在土地利用/土地覆盖遥感调查中的应用尽管目前还不是很广泛，但已经显示出很大的潜力。