大沽河流域土地利用监测及实践

2023-09-17 理论教育版权反馈

【摘要】：运用遥感技术进行土地利用现状调查以及动态监测，以摸清土地的数量、分布状况及变化，是遥感应用中最早、研究最多的一项基础性工作。本书中的研究就是区域尺度上土地利用调查的一个典型案例，该案例对于我国大面积的土地利用及更新调查、动态监测以及MODIS 数据的推广应用都具有借鉴意义，不仅能获得较为准确的宏观土地利用数据，更能节省大量的人力和物力。

运用遥感技术进行土地利用现状调查以及动态监测，以摸清土地的数量、分布状况及变化，是遥感应用中最早、研究最多的一项基础性工作。通过对遥感影像的解译可以迅速了解土地的数量、类型、分布及其动态变化的情况，为土地的科学管理、合理利用提供依据。随着数据获取和处理技术的不断进步和完善，遥感技术在国土资源调查领域中应用越来越广。从最初的航空相片到NOAA/AVHRR、Landsat-5/TM、Landsat-7/ETM +、SPOT、MODIS数据、Landsat-8/OLI以及现在的QUICKBIRD、GEOEYE 数据等，空间分辨率越来越高，从最初的单一时相到现在的多时相以及卫星遥感数据的结合应用，也让时间分辨率变得越来越高，相应地，人们利用不断发展的遥感技术已经做了大量的土地资源的研究和应用工作。

土地利用动态变化的研究可以在多种空间尺度上开展，主要包括全球尺度、国家尺度和区域尺度。低空间分辨率的数据（例如AVHRR、MODIS）常常用于制作全球或者国家尺度的宏观数据集。其典型代表数据集包括IGBP（国际地圈生物圈计划）成立的土地覆盖工作组制作的利用1992年4月到1993年3月的AVHRR数据开发出的1km 分辨率全球土地覆盖数据集；马里兰大学基于AVHRR 制作的UMD 数据；欧洲空间局利用Envisat卫星数据制作了空间分辨率为300m 的2009年全球土地覆盖数据和2005—2006 全球土地覆盖数据集ESA GlobCover。在国家尺度上，中国科学院组织实施的中国2000年1∶10万土地覆盖数据，对其进行合并、矢栅转换（面积最大法），最后得到全国幅采用中国科学院资源环境分类系统的1km 的土地利用数据产品。在区域尺度上，各国都做了众多的研究，尤其是在典型区域的重点研究，如中国的学者在鄱阳湖流域、长江流域、黄土高原农牧交错带、青藏高原及沿海城市做了较多的研究，对这些区域的土地利用方式提供了宝贵的建议。

MODIS是搭载在Terra和Aqua卫星上的一个重要的传感器，是卫星上唯一将实时观测数据通过X 波段向全世界直接广播，并可以免费接收数据和无偿使用的星载仪器，全球许多国家和地区都在接收和使用。由于MODIS数据空间分辨率、时间分辨率、光谱分辨率相对于之前的传感器有较大提高，大大增强了人类对地球复杂系统的观测能力和对地表类型的识别能力，非常适合大范围自然资源的调查和动态监测。因此，应用 MODIS 数据做宏观尺度（全球、国家以及区域尺度）上土地利用现状调查的研究案例很多。

本书中的研究就是区域尺度上土地利用调查的一个典型案例，该案例对于我国大面积的土地利用及更新调查、动态监测以及MODIS 数据的推广应用都具有借鉴意义，不仅能获得较为准确的宏观土地利用数据，更能节省大量的人力和物力。

研究目标在于探索 MODIS数据的大尺度适时提取宏观土地利用/土地覆盖信息的方法与过程，验证基于MODIS数据的宏观土地利用/土地覆盖分类方法的可行性。研究内容是利用MODIS遥感数据对土地利用/土地覆盖进行分类，探索MODIS数据各分类特征在土地利用/土地覆盖分类研究中的影响。以青岛市大沽河流域为研究区，选取各类土地利用/土地覆盖类型训练样本，针对不同的属性与土地覆盖类型选取不同的分类特征参量与分类方法，力求将研究区域内的整体分类精度提高到较理想的水平。

研究中对土地利用/土地覆盖的分类是在MODIS 土地覆盖产品MCD12Q1基础上加工而成，通过修改分类系统以提高其分类精度，并据此判读不同时期研究区域MODIS数据的土地利用/土地覆盖情况，对所得结果进行变化检测，最终得到该研究区域近10年内土地利用/土地覆盖的变化结果以及精度评价。

大沽河流域土地利用监测及实践

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