遙感技術(shù)在自然資源調(diào)查監(jiān)測中的應(yīng)用探究

摘要：遙感技術(shù)作為地理信息系統(tǒng)的前沿技術(shù)，為自然資源的大規(guī)模獲取與高效利用提供了強有力的工具。利用遙感技術(shù)，可以實現(xiàn)對自然資源的全面、高效監(jiān)控，為大范圍、動態(tài)的自然資源監(jiān)測提供可能，為區(qū)域生態(tài)環(huán)境的演變研究和保護奠定科學(xué)基礎(chǔ)。為此，對遙感技術(shù)進行研究，明確了遙感技術(shù)在自然資源調(diào)查監(jiān)測中的應(yīng)用場景，并提出了遙感技術(shù)的具體應(yīng)用策略，以期提升自然資源調(diào)查與管理的科學(xué)性和效率。

關(guān)鍵詞：遙感技術(shù)"自然資源"資源調(diào)查"調(diào)查監(jiān)測

Exploration"of"the"Application"of"Remote"Sensing"Technology"in"Natural"Resource"Survey"and"Monitoring

JIANG"Shujing""ZOU"Lianzhao

Guangzhou"Urban"Planning"Survey"and"Design"Institute"Co.，"Ltd."Guangzhou，"Guangdong"Province，"510000"China

Abstract："Remote"sensing"technology，"as"a"cutting-edge"technology"in"geographic"information"systems，"provides"powerful"tools"for"large-scale"acquisition"and"efficient"utilization"of"natural"resources."By"utilizing"remote"sensing"technology，"comprehensive"and"efficient"monitoring"of"natural"resources"can"be"achieved，"providing"the"possibility"for"large-scale"and"dynamic"monitoring"of"natural"resources，"and"laying"a"scientific"foundation"for"the"study"and"protection"of"regional"ecological"environment"evolution."Therefore，"research"has"been"conducted"on"remote"sensing"technology，"clarifyingnbsp;the"application"scenarios"of"remote"sensing"technology"in"natural"resource"survey"and"monitoring，"and"specific"application"strategies"of"remote"sensing"technology"have"been"proposed"to"enhance"the"scientific"and"efficient"nature"of"natural"resource"survey"and"management.

Key"Words："Remote"sensing"technology;"Natural"resource;"Resource"survey;"Survey"and"monitoring

自然資源是維持地球生態(tài)平衡與生命活力的關(guān)鍵，傳統(tǒng)的調(diào)查方法難以滿足現(xiàn)代資源管理的需求。遙感技術(shù)具有覆蓋范圍廣、時效性強、成本效益高等優(yōu)勢，在土地利用監(jiān)測、森林資源保護、水資源管理等眾多領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力。然而，遙感技術(shù)的應(yīng)用也面臨一些挑戰(zhàn)，如數(shù)據(jù)收集難度大、數(shù)據(jù)處理復(fù)雜、信息更新需求迫切等，工作人員需要加強對遙感技術(shù)的研究，結(jié)合自然資源調(diào)查監(jiān)測要求，提升遙感技術(shù)的應(yīng)用水平，以滿足自然資源實時、動態(tài)監(jiān)測的需求。

1"遙感技術(shù)的概述

遙感技術(shù)作憑借衛(wèi)星、飛行器、地基傳感器等平臺實現(xiàn)對地表各類物理現(xiàn)象的精確捕捉與深入分析，該技術(shù)在環(huán)境保護、資源勘探、農(nóng)業(yè)發(fā)展及城市規(guī)劃等多個領(lǐng)域展現(xiàn)出強大的應(yīng)用潛力與科學(xué)價值。遙感技術(shù)的核心優(yōu)勢在于其非接觸式觀測特性，即無需直接接觸目標物體即可獲取詳盡信息，這一特性賦予了遙感技術(shù)遠距離觀測地表自然現(xiàn)象的能力，包括植被覆蓋、水體布局、氣候變化、土地利用等關(guān)鍵要素[1]。通過對遙感數(shù)據(jù)的收集與深入分析，可以全面理解全球各地自然與人文要素的相互作用機制，為政策制定與實施提供堅實的科學(xué)依據(jù)。在環(huán)保領(lǐng)域，遙感技術(shù)能夠?qū)崟r監(jiān)測森林砍伐、湖泊萎縮及水土流失等生態(tài)問題，并對潛在的環(huán)境風(fēng)險進行早期預(yù)警。在資源調(diào)查方面，衛(wèi)星遙感技術(shù)能夠精確測定資源分布與儲量，為資源的合理開發(fā)與利用提供科學(xué)指導(dǎo)。

2"遙感技術(shù)在自然資源調(diào)查監(jiān)測中的應(yīng)用場景

2.1"森林資源普查

中國森林資源總量巨大，其中，喬木林占據(jù)主體地位，面積遠超其他類型的森林。針對復(fù)雜的地形地貌和廣闊的森林覆蓋，應(yīng)借助高精度的遙感技術(shù)進行地貌解析。例如：采用具備2"400萬像素的高清攝像機，該相機能提供0.3"m的地表分辨率，非常適合采集高分辨率遙感影像，從而精確測定森林覆蓋率并詳細劃分森林類型。針對具有獨特生物多樣性特征的區(qū)域，如神農(nóng)架和武當山，應(yīng)規(guī)劃專門的飛行路線以實施重點監(jiān)測。例如：利用特定波段的傳感器對神農(nóng)架自然保護區(qū)的珍稀植物群落進行監(jiān)測，獲取高靈敏度的生物樣本數(shù)據(jù)，該傳感器在8～12μm波段內(nèi)工作，其分辨率為1.5"m/像素，主要用于監(jiān)測林區(qū)的濕度并進行火災(zāi)預(yù)警，通過分析氣溫變化，為森林防火提供關(guān)鍵依據(jù)。同時，應(yīng)采用多光譜遙感技術(shù)，連續(xù)探測不同波長下的植被信息，包括藍光（450～520"nm）、綠光（520～600"nm）、紅光（630～690"nm）和近紅外（760～900"nm），以評估不同區(qū)域的植物種類、生長狀態(tài)與基于NDWI的水分狀況指數(shù)。例如：在某地區(qū)，利用近紅外成像技術(shù)獲取樹木的反射光譜信息，監(jiān)測其生長狀態(tài)；在某些典型的濕地區(qū)域，如湖泊周邊，采用紅外熱成像技術(shù)實時監(jiān)控土壤濕度變化，為災(zāi)后森林植被恢復(fù)研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)[2]。

2.2"森林病蟲害監(jiān)測

某地區(qū)作為農(nóng)業(yè)大省，其農(nóng)作物病蟲害狀況對糧食安全和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重大影響。病蟲害如核盤菌、二化螟、玉米螟及棉鈴蟲等在多個區(qū)域廣泛分布，對水稻、玉米、棉花等主要農(nóng)作物造成嚴重危害。為了有效監(jiān)測病蟲害，項目團隊采用高精度遙感技術(shù)對特定農(nóng)田進行3D掃描。激光雷達數(shù)據(jù)表明，受病蟲害侵染的作物生長受到抑制，如馬鈴薯株高降低15%。通過ERDASIMAGINE等專業(yè)軟件處理采集的數(shù)據(jù)，并與受害地區(qū)的歸一化植被指數(shù)（Normalized"Difference"Vegetation"Index，NDVI）進行對比分析，發(fā)現(xiàn)受害區(qū)域的植被指數(shù)平均下降0.2，顯示出植被生命力減弱。同時，受害土壤表層溫度較周邊地區(qū)高出2"℃，這是由于植物蒸騰作用減弱導(dǎo)致土壤水分蒸發(fā)減少，進而使土壤表層升溫。這些數(shù)據(jù)為病蟲害的準確識別與定位提供了重要依據(jù)。結(jié)合激光雷達數(shù)據(jù)，獲取精細的3D點云，確保作物生長區(qū)域覆蓋50個以上樣本點。田間試驗發(fā)現(xiàn)，受害馬鈴薯苗高顯著降低，且葉片數(shù)量減少，這是病蟲害導(dǎo)致作物減產(chǎn)或生長受阻的直接表現(xiàn)。利用ERDASIMAGINE等軟件處理數(shù)據(jù)，比較受害與未受害植物之間的結(jié)構(gòu)差異，將降低10%以上的區(qū)域標記為“高風(fēng)險區(qū)”，實現(xiàn)病蟲害的精準可視化監(jiān)測。

2.3nbsp;生物參數(shù)提取

某地區(qū)擁有豐富的植物資源，包括多種木本植物、草藥及動物資源。為了有效監(jiān)測這些資源，項目團隊采用高分辨率可見光波段的傳感器，實現(xiàn)對不同區(qū)域植物的有效監(jiān)測。在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，項目團隊選擇代表性區(qū)域進行野外考察，利用全球定位系統(tǒng)（Global"Positioning"System，GPS）獲取準確位置，并測量了200株目標樹種的胸徑和高度?；谇捌谡{(diào)研結(jié)果，制訂了飛行計劃，無人機在100"m高度飛行，覆蓋全部選定研究區(qū)域。以研究區(qū)域地形及周邊地貌為參照，采用配準方法實現(xiàn)圖像與實際地形的精確匹配。針對多云天氣，項目團隊采用去云方法消除云層干擾，通過提取多光譜圖像的特征波段，利用周邊像元內(nèi)插方法對有云區(qū)域進行補全?；谇捌谘芯看_定的生物量模型參數(shù)，結(jié)合激光雷達點云數(shù)據(jù)，項目團隊估算了研究區(qū)域內(nèi)目標樹種的平均直徑和高度，并利用多波段傳感器獲取的圖像進行樹木分類和胸徑測定。基于3D點云數(shù)據(jù)，開展點云自動識別，分離出地面點、樹木點及其他物體點，結(jié)合相關(guān)資料，得出目標樹種的林木密度，并采用樹木生物量公式進行估算。通過分析轉(zhuǎn)化因子C，將無人機觀測的胸徑數(shù)據(jù)用于樹木生物量估計，為森林精準經(jīng)營提供了科學(xué)依據(jù)[3]。

3遙感技術(shù)在自然資源調(diào)查監(jiān)測中的應(yīng)用要點

3.1"數(shù)據(jù)的管理與維護

3.1.1"數(shù)據(jù)的搜集與整合

從市級國土資源與規(guī)劃部門獲取三維空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、土地資源數(shù)據(jù)、地表基質(zhì)數(shù)據(jù)、、地下資源監(jiān)測數(shù)據(jù)（這些數(shù)據(jù)均基于國家地理調(diào)查資料），從水利部門收集全面的水資源信息，從林業(yè)部門獲取關(guān)于森林、草地、濕地等資源的詳盡資料。此外，還需整合全市范圍內(nèi)的緊急事件監(jiān)控數(shù)據(jù)。

3.1.2"數(shù)據(jù)的規(guī)范化處理

實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的標準化，即采用2000國家大地坐標系，并依據(jù)1985國家高程基準執(zhí)行水準測量；規(guī)范數(shù)據(jù)的組織方式，確保圖層名稱、屬性表字段名稱及其類型均符合數(shù)據(jù)庫規(guī)范；對實體進行編碼的規(guī)范化，基于柵格編碼體系，為實體分配統(tǒng)一的空間編碼及時序；構(gòu)建數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，以第三次全國國土調(diào)查數(shù)據(jù)為基石，建立實體與數(shù)據(jù)之間的空間關(guān)聯(lián)，并基于實體語義構(gòu)建業(yè)務(wù)邏輯關(guān)系，最終整合形成能夠滿足自然資源綜合管理需求的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)[4]。

3.1.3"數(shù)據(jù)的質(zhì)量校驗

在數(shù)據(jù)經(jīng)過整合處理后，進入數(shù)據(jù)庫前需進行嚴格的質(zhì)量校驗。這包括：屬性校驗，如檢查域完整性、非空值、定值、屬性長度、數(shù)值類型、計數(shù)、空間基準、圖表一致性及唯一值等；拓撲校驗，確保各面之間不存在空隙、重疊、相交、懸掛點、假結(jié)點及自相交等錯誤；基準校驗，即驗證坐標系和高程的準確性。

3.2普查、監(jiān)測與綜合評估

依托地理信息系統(tǒng)、遙感技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)及大數(shù)據(jù)技術(shù)，在統(tǒng)一的用戶管理、運維監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)安全保障體系下，對自然資源三維空間數(shù)據(jù)進行高效管理與應(yīng)用。這涵蓋了數(shù)據(jù)資源服務(wù)、功能服務(wù)、數(shù)據(jù)庫管理、二維及三維可視化展示和知識服務(wù)等，同時開展深入的個性化調(diào)研與評估工作，并構(gòu)建相應(yīng)的分析評估模型[5]。

3.2.1"三維數(shù)據(jù)的高效應(yīng)用

1. 三維漫游與直觀展示。對三維空間基底數(shù)據(jù)、地表基質(zhì)數(shù)據(jù)、地表覆蓋數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)及資源數(shù)據(jù)進行分級管理與展示，支持三維立體數(shù)據(jù)的直觀顯示與鏈接功能，從而實現(xiàn)各類主題數(shù)據(jù)資源的可視化瀏覽與制圖處理需求，滿足對自然資源數(shù)據(jù)的綜合瀏覽與快速檢索。

（2）三維數(shù)據(jù)的快速檢索。該功能能夠?qū)崿F(xiàn)對自然資源數(shù)據(jù)的快速檢索與展示。在資源目錄中加載并顯示相應(yīng)的自然資源實體等數(shù)據(jù)，用戶點擊選中的自然資源實體后，即可查看其管理屬性、自然屬性、經(jīng)濟屬性、生態(tài)屬性等相關(guān)資料。

3.2.2"在線分析與深度挖掘

（1）在線變更的追蹤分析。該功能基于自然資源主體的時序信息特點，能夠追溯自然資源主體的歷史演變軌跡，有助于深入理解土地流轉(zhuǎn)、土地審批等復(fù)雜情況。通過滾動對比的方式，左側(cè)展示自然資源實體資料，用戶點擊實體點即可自動檢索并展示對應(yīng)的歷史點信息；右側(cè)則直觀呈現(xiàn)該位置的自然資源歷史資料，包括國土三調(diào)、農(nóng)經(jīng)權(quán)、林地、草原、濕地、水資源、地理國情、用地報批等歷史數(shù)據(jù)。

（2）資源潛力的綜合評估。該功能通過對自然資源全要素實體進行集成處理，并與本體富含的信息進行深度融合，對城市耕地質(zhì)量分級、耕地后備資源、造林綠化等關(guān)鍵領(lǐng)域進行綜合分析與評估。①宜耕性綜合評估：自動化分析土壤厚度、土壤質(zhì)地、土壤酸堿度、土壤重金屬污染狀況等多項關(guān)鍵指標，并在地圖上直觀展示其空間布局特征。②宜林性分析與評估：基于不同土壤厚度、土壤質(zhì)地、土壤酸堿度等關(guān)鍵指標條件進行綜合評估，為造林綠化工作提供科學(xué)依據(jù)。

4"結(jié)語

綜上所述，遙感技術(shù)作為自然資源普查與監(jiān)測的重要手段之一，在推動地球生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展、提升資源使用效益方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。盡管當前遙感測量方法仍存在某些不足之處，但通過多學(xué)科交叉融合的方式，我們可以突破單一學(xué)科的技術(shù)壁壘限制，實現(xiàn)多學(xué)科技術(shù)的協(xié)同創(chuàng)新與應(yīng)用發(fā)展，從而為自然資源的綜合利用提供更加優(yōu)質(zhì)高效的服務(wù)與支持。

參考文獻

[1]康雅雪.高光譜遙感在自然資源調(diào)查監(jiān)測中的運用探討[J].科技資訊，2024，22（15）：156-158.

[2]晏專.自然資源調(diào)查監(jiān)測中國產(chǎn)衛(wèi)星遙感技術(shù)的運用[J].科技資訊，2023，21（21）：178-181.

[3]彭俊宇.遙感技術(shù)在自然資源調(diào)查監(jiān)測中的應(yīng)用探究與討論[J].科技風(fēng)，2023（9）：72-74.

[4]裴小龍，祝曉松，馮欣，等.基于自然資源統(tǒng)一管理的地表基質(zhì)模型、分類及調(diào)查研究[J].地質(zhì)通報，2024，43（9）：1530-1543.

[5]張漢中.自然資源調(diào)查監(jiān)測中國產(chǎn)衛(wèi)星遙感技術(shù)運用分析[J].測繪與空間地理信息，2021，44（10）：136-139.