地理信息系统和雷达技术在土地利用动态监测中的应用
摘 要
新的历史时期，在城市的发展过程中，地理信息系统GIS和雷达技术的重要性日益彰显。本文主要是对其基本情况和发展趋势进行了介绍，并对在土地利用动态中这两项技术的重要应用进行了总结。
【关键词】城市土地利用动态 雷达技术 地理信息系统
作为发展中国家，我国发展的主要模式就是城市建设。随着迅猛发展的经济，我国大规模的内城更新和城市扩展齐头并进，城市土地利用空间格局的重组过程正在加剧进行。由此，也日益凸显了土地利用和城市环境等诸多问题，给城市的健康发展带来了一定的阻碍。为此，亟待在城市发展研究领域应用空间分析功能和雷达与地理信息系统的图象处理，并将此作为强有力的辅助工具，对复杂的城市问题进行研究和协助解决。基于此，在城市发展过程中，对雷达和地理信息系统的研究，具有重要的价值。
1 地理信息系统和雷达技术的介绍
20世纪60年代，雷达技术作为一门综合性探测技术，它是在空间技术和计算机技术中形成的。它主要由四个部分组成，即分析判读判读应用、图像接收处理、以及雷达仪器、雷达平台。依据卫星或者是雷达平台使用飞机来划分，可分为卫星雷达和航天雷达。在几十年的发展过程中，多波段及高分辨率的空间雷达信息业，对环境的动态特征及人类活动对环境的干预进行了揭示。作为一项信息工程，它借助于地理信息系统，通过高分辨率及多时相的信息源，将瞬间的雷达信息向时间序列的数据库延伸，通过综合模型和专家系统的建立，以期赢得预报和预测的时间，将科学的依据提供给相关学科及决策者。
雷达技术的特点主要包括以下几个方面：较短的周期，较快的速度获取资料。需要几年甚至几十年才能对地球进行实地测绘。陆地卫星4、5为例，每16天可将地球覆盖一遍。不会受到恶劣的条件，包括沙漠、冰川的影响，极少会受到地面条件的限制。用途：雷达技术已在诸多领域，包括军事侦察、环境保护、测绘和水文方面得到了广泛的应用。
2 GIS和雷达技术在土地利用动态监测中的应用
2.1 GIS和雷达技术在土地利用监测和管理的意义
目前，我国雷达监测的内容主要包括三个方面：一是详查和概查全国土地资源；二是统计全国的森林覆盖率；三是估产和监测全国农作物的产量和长势。经过若干年的发展，在我国的土地资源管理中，我国的雷达技术已经逐步走向成熟，在土地变更、土地执法监测、土地利用动态监测中的作用不容小觑，并成为国土资源管理中不可或缺的重要途径。
我国目前主要是客观和及时的定期监测土地利用变化情况及耕地和建设用地，对年度用地计划执行情况和土地利用总体规划进行检查，重点是对每年土地变更调查汇总数据进行重点检查，将可靠的依据提供给国家宏观决策者。并且能在日常工作中快速监测违法或涉嫌违法用地的地区及其他特定目标等，并将科学的依据提供给突发事件的处理及违法用地查处。
土地利用动态监测主要依据雷达影像，辅助土地利用现状图、地形图等资料，通过一系列的处理步骤，如雷达影像的增强和配准，形成高光谱分辨率的雷达影像图和高空间分辨率。
2.2 雷达环境下土地利用动态监测
我国在雷达技术土地利用动态监测工作方面，取得了显著的成就，在领导决策和实践生产上得到了广泛的应用。如通过雷达技术的应用，广州市在2013年和2014年对土地利用动态监测方面的成果是非常显著的。
从地面接收的雷达数据需要经过影像分割、几何校正等一系列的处理，将色彩失真和几何变形消除，通过研究区影像的获取，为提取和分析信息夯实基础。其主要参考资料是2014年和2015年广州土地利用TM雷达利用现状图，根据实际需要，对当地的地形图、土地变更调查图等进行收集，便于对土地利用类型的空间分布、质量和数量等动态信息的获取。
通过转换图像的形式，能改善图像的视觉效果，利于人眼的观察及机器的分析与识别，便于将更多有用的信息从图像中获取。立足于需要，来增强处理图像，将那些不相干的信息特征进行丢掉和减弱。对于色彩的差异方面，人眼的分辨能力远远要高于对灰度级别的分辨能力。因为在不同波段上，地物的信息存在着差异，即在不同的波段上，地物波谱具有不同的反映。可根据色彩合成原理，对同一目标上的3歌多光谱数据进行选取，并由此合成一幅彩色图像。通过扩大图像上的地物信息差别扩大，使识别效果进一步提高。因为在某一狭窄的区域集中了影像色调的灰度，而导致图像不容易辨别，同时缺少层次、具有较低的反差。为了进一步提高和改善图像的色调对比度及层次，以产生更加清晰的影像，需要进行反差增强，以此将拉开灰度分布过于狭窄的区域向外扩展。通过灰阶层次的增加，而进一步提高图像的显示质量，以产生可辨度极高的图像，便于准确查看。
2.3 GIS环境下土地利用动态管理
土地利用信息具体包括土地利用类型、位置和范围等一系列的信息。在对此信息提取的过程中，应充分参考和借鉴其他的资料，准确判断地物特征，通过人工辅助等手段，以获取土地的范围和类型等，提供更加便利的条件，以更准确的分类雷达影像技术。在土地利用信息提取前，需要立足于监测区的实际情况，并参考和借鉴国土资源分类系统，在土地资源利用属性的基础上，对土地利用类型进行划分。可采用决策树等各种分类方法，根据土地的类型，提高分类的精度。由于在城市核心区不存在耕读，而且其用地信息的复杂度非常高，所以在利用ENVI4.2进行分类的过程中，为了产生更好的隔离效果，需要在分类区域外建立掩膜。若确实需要提取城市核心区土地利用信息，可将城市区作为特殊区域，在完成分类后进行单独提取。在此次研究中，为了将城市核心区进行隔离，需分别在2013年和2014年雷达影像上建立掩膜。以2013年雷达影像基础上，在ENVI4.2工作平台上，对广州城市建设用地的范围进行判断。同时，在城乡过渡带上，注重土地利用信息分类。
3 结论
综上所述，在我国，对土地动态监测的利用，意义非常重大。雷达（雷达）具有大范围同步观测，其特征是具有经济性及时效性，现在已经在包括环境监测、国土资源调查及测绘方面，具有非常广泛的应用。对于土地动态监测，卫星雷达影像能将多时相和大范围的实时影像信息提供出来。而计算机处理及雷达软件的发展，为对实时信息进行充分有效的利用，提供更好的工具。作为地理信息空间管理的平台和有效手段，平台地理信息系统（GIS），在各个科学领域的应用是非常广泛的，尤其是在地理空间方面，更是功不可没。
参考文献
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