浅析遥感技术在自然资源管理中的应用

发表时间:2020/7/6   来源:《城镇建设》2020年3月8期   作者:梁雄耀
[导读] 自然资源是指自然界中人类可以直接获得用于生产和生活的物质

         摘要:自然资源是指自然界中人类可以直接获得用于生产和生活的物质。可分为三类,一是不可更新资源,如各种金属和非金属矿物、化石燃料等,需要经过漫长的地质年代才能形成;二是可更新资源,指生物、水、土地资源等,能在较短时间内再生产出来或循环再现;三是取之不尽的资源,如风力、太阳能等,被利用后不会导致贮存量减少。为了保证自然资源得到有效利用,本文概述了遥感技术,阐述了遥感技术的主要特征,对遥感技术在自然资源土地管理以及地质找矿中的应用进行了探讨分析。

         关键词:遥感技术;特征;自然资源;土地管理;地质找矿;应用
        
         社会经济的发展以及城镇化建设的不断推进,使得土地供需矛盾日益尖锐以及矿物质需求的日益增加,同时土地管理以及地质找矿的重要性也越来越重要。并且遥感技术在土地管理以及地质找矿中的应用非常关键,其在国土调查、土地动态监测以及地籍调查与地质找矿中的应用具有重要作用。
        
一、遥感技术的概述
         遥感技术是由遥感器、遥感平台、信息传输设备、接收装置以及图像处理设备等组成。其是依据电磁波的相关理论,应用各种传感仪器对远距离目标所辐射和反射的电磁波信息,进行收集、处理,并最后成像,从而对地面各种景物进行探测和识别的一种综合技术,其在地质找矿中的应用比较广泛。目前遥感信息的应用已经从静态分析向动态监测过渡,从单一遥感资料向多时相、多数据源的融合与分析,遥感技术也逐渐向高空间分辨率以及高时间分辨率和高光谱分辨率的方向发展。遥感技术的充分发展可以减少野外作业和目视解译的工作量。
二、遥感技术的主要特征
         遥感技术的特征主要表现为:(1)遥感技术获得信息的速度快、周期短,能满足时效性要求。由于卫星围绕地球运转,因此对于卫星所经过区域的自然现象能够获取到最新的资料信息,以便及时更新原有信息。或通过对待测物体信息资料的变化对比进行实时监测,能够做到数据的及时更新,所以从这个角度来说,人工实地测量的劣势显而易见。(2)获取信息受条件限制少。由于遥感技术基本不受地面条件的限制,所以航天遥感技术对于待测物体的各种信息资料能够做到方便及时的获取。尤其是对于自然条件极为恶劣的沙漠、沼泽和山高路险的地方。(3)遥感技术可以获得大范围的数据资料。通过遥感技术可以获得较大范围的数据信息。(4)遥感技术所获得信息的手段较多。遥感技术所获得的数据信息应用于不同的研究领域和不同的研究目的,为实现这一方面的要求,可以通过选用不同波段的遥感仪器来获得信息。同时对于地区的内部信息,可以通过不同波段对于物体的穿透性来完成。
三、遥感技术在自然资源土地管理中的应用分析
         1、遥感技术在自然资源详查中的应用分析。遥感技术在自然资源详查中的应用主要是对土地分类的调查,需要查清各类土地的数量、质量和分布状况。由于我国地域辽阔,地形、地貌复杂, 很多地方采用常规测量方式,人员、设备无法涉足,成为常规测量的盲区。而通过采用遥感技术则很容易能够获得常规测量盲区的高分辨率影像,通过对这些影像进行解译,并结合人工实地调查可以高质量高速度完成土地详查工作任务。
         2、遥感在土地管理动态监测中的应用。遥感技术在对土地资源动态监测工作中,主要是对监测土地类型、利用、质量等基本状况,其作为土地管理工作中非常重要的一个环节,能够为各级土地管理职能部门掌握土地资源的现状提供重要的依据,同时也是严格土地执法的重要手段。(1)土地退化的卫星遥感监测。利用卫星遥感监测土壤的侵蚀、土地的沙摸化、土壤的盐渍化等情况,通过对侵蚀因子进行识别,并对侵蚀地貌发育及侵蚀强度进行分析,从而对土壤侵蚀的发展趋势进行把握。在对土壤盐渍化监测时,需要监测土壤表层色调和湿度,并将其与地形地貌的叠加分析有效地结合,从而形成对盐渍化土壤的有效监测。(2)土地利用现状的卫星遥感动态监测。利用卫星遥感技术来对土地资源利用现状进行监测,利用遥感技术作为监测系统的核心,在对土地利用变化识别时需要以同一地区不同时间接遥感影像差异为依据,并对各地区土地利用结构、各类型在数量和时间上的分布进行动态监测,从而对土地利用情况进行有效掌握。(3)土地质量的卫星遥感监测与评价。在对土地质量进行监测过程中,多以对土地的地学特性、土壤学特性及生物学特性等自然特性方面的监测为主,并土地生产潜力评价理论及适宜性评价理论作为重要指导,从而对所监测区域内的农林牧用地进行综合性评价。遥感技术在土地规划编制、土地资源调查、耕地保护、土地征用及土地执法监察等土地管理的各个环节都发挥着非常重要的作用,作为土地管理工作的重要技术支撑,对土地管理现代化和科学化水平的提升具有非常重要的意义。
         3、遥感技术在地籍管理中的应用。(1)在地籍规划测量中的应用。目前很多城市地籍规划不尽合理,所以城市的设计者希望获取城市的动态信息,以此来对城市进行改造。在这种情况下,遥感测绘技术能够在一段时间内对于目标区域进行全天候的调查,如土地的利用情况、交通拥堵情况,城市人口分布密集区等,为城市的建设提供指导。这种调查方式高效、相对经济,在城市规划中得到了广泛的应用。

此外,地籍测量中遥感测绘技术还能够对于土地的用途变更性进行调查,得到土地目前的利用状况,对于违法使用或者污染性使用的土地进行及时的管理。(2)在地籍图制作测量中的应用。在计算机制图环境下应用遥感资料编制出所需的地籍图,这是遥感信息在地理研究和测量制图中的重要应用。利用遥感测绘技术制作地籍图的技术要求主要体现为:先是选择合适的影像源,数据源不同特性也会不同,因此提取信息的方法也不相同,目前常用的遥感影像有Landsat-TM、SPOT等。其次要选择某种遥感软件进行影像的几何纠正和影像的配准,当前常用的遥感软件有ERDAS、ENVI等。然后是遥感影像的融合,通过影像融合,希望不仅突出其中较高的空间分辨率,还能保持良好的光谱特征。还可对融合后的影像进行线性拉伸、灰度变换等增强处理,以提高图像的对比度和清晰度,突出图像的细节部分,利于影像判读和量测。最后通过目视解译和实地踏勘相结合的方法,把不同地物的形状和各个区域的范围从遥感影像上提取出来,就是形成矢量文件,提取过程中,地物类型可参照地籍调查中的土地利用现状分类标准进行。(3)在用地扩张测量中的应用。随着城市化进程的不断推进,城镇用地范围也在逐渐扩大,这不仅占用了大量的土地资源,而且也对于周边的生态环境造成了很大的影响。有效地获得城市用地的各种信息,对于城镇的扩张状态进行实时的监测,科学合理的进行城市的规划,也能有效地控制城市用地的规模,这样可以保护我国的环境和对于土地的使用。城市的不断扩张在遥感影像上体现为城市的面积不断的加大,尤其是城镇的建筑用地的面积不断的增加。大量的研究表明,利用卫星遥感影像数据通过对于各种数字和图像信息的处理,来获得准确的城镇用地的信息,利用这种方式展示了城市用地扩张的动态变化。
四、遥感技术在自然资源地质找矿中的应用分析
         1、遥感技术在地质找矿中的直接应用分析。围岩蚀变是有效找矿标志,其是成矿作用的产物,岩浆热液或汽水热液使围岩的结构、构造和成分发生改变的地质作用称为围岩蚀变。围岩蚀变的种类(组合)与围岩成分、矿床类型有一定的内在联系,围岩蚀变的范围往往大于矿化的范围,而且不同的蚀变类型与金属矿化在空间分布上常具规律可循。(1)蚀变遥感异常找矿标志围岩蚀变是热液与原岩相互作用的产物。常见的蚀变有硅化、绢云母化、绿泥石化、云英岩化、夕卡岩化等。(2)信息提取的实现与地物发生反射、透射等作用的电磁波是地物信息的载体,地物的光谱特性与其内在的物理化学特性紧密相关,物质成分和结构的差异造成物质内部对不同波长光子的选择性吸收和反射。具有稳定化学组分和物理结构的岩石矿物具有稳定的本征光谱吸收特征,光谱特征的产生主要是由组成物质的内部离子、基团的晶体场效应或基团的振动效果引起的。各种矿物都有自己独特的电磁辐射,利用波谱仪对野外采样进行光谱曲线测量,根据实测光谱与参考资料库中的参考光谱进行对比,可以确定出样品的吸收谷,识别出矿物组合。根据曲线的吸收特征,选择合适的图像波段进行信息提取。根据量子力学分子群理论,物质的光谱特征为各组成分子光谱特征的简单叠加。传感器在空中接收地表物质的光谱特性,因为探测范围内有干扰介质存在(白云、大气、水体、阴影、植被、土壤等),因此在进行蚀变矿物信息提取时,根据干扰物质的光谱曲线出发,进行预处理消除干扰。目前遥感找矿蚀变异常信息的提取有多种方法,例如波段比值法、主成分分析法、光谱角识别法和MPH 技术(MaskPCAandHIS)、混合象元分解等。
         2、遥感技术在间接找矿中的应用分析。(1)地质构造信息的提取。内生矿产在空间上常产于各类地质构造的边缘部位及变异部位,重要的矿产主要分布于板块构造不同块体的结合部或者近边界地带,在时间上一般与地质构造事件相伴而生,矿床多成带状分布,成矿带的规模和地质构造变异大致相当。遥感找矿的地质标志主要反映在空间信息上。从与区域成矿相关的线状影像中提取信息(主要包括断裂、节理、推覆体等类型),从中酸性岩体、火山盆地、火山机构及深部岩浆、热液活动相关的环状影像提取信息(包括与火山有关的盆地、构造),从矿源层、赋矿岩层相关的带状影像提取信息(主要表现为岩层信息),从与控矿断裂交切形成的块状影像及与成矿有关的色异常中提取信息(如与蚀变、接触带有关的色环、色带、色块等)。当断裂是主要控矿构造时,对断裂构造遥感信息进行重点提取会取得一定的成效。遥感系统在成像过程中可能产生“模糊作用”,常使用户感兴趣的线性形迹、纹理等信息显示得不清晰、不易识别。人们通过目视解译和人机交互式方法,对遥感影像进行处理,如边缘增强、灰度拉伸、方向滤波、比值分析、卷积运算等,可以将这些构造信息明显地突现出来。除此之外,遥感还可通过地表岩性、构造、地貌、水系分布、植被分布等特征来提取隐伏的构造信息,如褶皱、断裂等。提取线性信息的主要技术是边缘增强。(2)矿床改造信息标志矿床形成以后,由于所在环境、空间位置的变化会引起矿床某些性状的改变。利用不同时相遥感图像的宏观对比,可以研究矿床的剥蚀改造作用;结合矿床成矿深度的研究,可以对此类矿床的产出部位进行判断。通过研究区域夷平面与矿床位置的关系,可以找寻不同矿床在不同夷平面的产出关系及分布规律,建立夷平面的找矿标志。另外,遥感图像还可进行岩性类型的区分应用于地质填图,是区域地质填图的理想技术之一,有利于在区域范围内迅速圈定找矿靶区。
        
结束语
         综上所述,随着科技的进步发展,使得遥感技术在土地管理以及地质找矿中应用非常广泛,其能够及时获取到土地利用现状及土地变化与矿山信息,同时遥感技术利用其动态监测功能,有效提高了土地管理能力以及地质找矿水平,因此对其进行分析具有重要意义。
参考文献
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[2]王阳等.遥感技术在我国土地管理中的应用[J].卷宗,2016(03)
[3]赵爱军.浅谈遥感技术在地籍调查与测量中的应用[J].华北自然资源,2018
[4]黄晓明.现代遥感技术在地质找矿中的应用探究[J].基层建设,2015
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