遙感在自然資源工作中的應用淺析

摘?要：衛星遙感技術是20世紀60年代興起的一種觀測技術。衛星遙感技術指的是一種以非直接接觸方法對遠距離目標的性質進行探測的技術，衛星遙感技術具有快速、準確、經濟、大范圍、可周期性的獲取陸地、海洋和大氣資料的能力，是獲取地表資源信息的高新技術手段。目前，中國的遙感衛星正處于快速發展階段，中國自2010年實施的高分辨率對地觀測系統以來，陸續發射了高分一號、二號、三號、四號、五號、六號等遙感衛星，基本形成全覆蓋、全天候、全要素的遙感信息獲取觀測體系，為滿足自然資源調查、環境綜合監測、防災減災等方面提供技術支撐。

關鍵詞：遙感;土地資源;水資源;林草濕資源

一、 遙感技術在自然資源領域中的應用

（一）土地資源遙感應用

遙感數據與土地資源在時空特性方面具有高度的一致性，土地資源研究長期是遙感應用的主要領域之一。土地資源類型、數量、分布等基礎的屬性信息，是土地資源遙感監測中應用最早、研究最多的一項基礎性工作。

1. 土地資源遙感應用的方向

隨著遙感技術的發展，特別是高空間分辨率遙感數據、高光譜分辨率遙感數據、SAR遙感數據的日臻完善和推廣，土地資源遙感應用研究在土地資源屬性調查的基礎上，更多開始關注動態監測和數據信息的更新，土地資源的屬性信息從“靜態單一”轉為“動態多樣”，極大地推動了土地資源遙感監測向自動化、定量化的方向發展。同時，在土地質量監測、生態監測等效果評估方面，發揮著更大的監督管理和輔助決策作用。

2. 土地資源信息提取方法

土地資源信息提取是土地資源遙感監測的基礎。土地資源信息提取主要是將遙感數據所包含的不同時期、空間、類型的土地，依照其屬性特征加以識別和表示的過程。提取方法一般歸為兩類，分別是以專業人員綜合分析為基礎的“目視解譯法”和以人工智能算法為基礎的“計算機自動分類法”。目視解譯是早期出現且應用范圍比較廣泛的遙感信息提取方法，根據專業經驗和知識，建立不同地物類型的判讀標志，進而識別、提取和繪制專題地圖。

（二）水資源遙感應用

水體一直是遙感探測的主要目標，水體信息的提取、水質環境的監測，是水資源遙感監測的主要應用方向。水體的光譜對特定的波段具有吸收或反射特征，同時水體中的葉綠素、固體懸浮物等都會影響水體的光譜反射特征。在SAR影像上，水體以鏡面散射為主，因此與其他地物具有不同的后向散射能力。根據水體獨特的遙感機理，隨著高光譜、SAR遙感數據的興起，極大地提升了水資源遙感監測的精度。

（三）水體信息提取

水體信息的提取，主要是對水體的分布、面積等進行快速提取，常用的方法：①基于圖像融合技術，利用色彩增強、IHS變換、比值運算、HPH變換等可以直接在圖像上將水體信息顯示出來;②基于光譜關系法，利用波段組合選擇合適的光譜規則，通過目視判讀、檢驗閾值篩選出水體信息;③基于遙感指數法，利用亮度指數法或植被指數法，在地面徑流很少的地區，提取出水體信息具有很好的效果。

（四）水質環境監測

水質環境遙感監測主要是應用地面、航空、航天等遙感平臺對河流、湖泊、水庫和海洋等進行探測，診斷水體的反射、發射、吸收特征的變化，從而實現快速地確定水污染的分布狀況和位置。常用的遙感水質監測指標包括葉綠素a濃度、水體透明度、懸浮物含量、溶解性有機物等。高光譜遙感數據在水質監測中扮演了重要角色，其獲取連續、細微的光譜特征曲線，可以實現水質定量遙感的反演。常用的水質環境遙感監測方法主要包括物理方法、經驗方法和半經驗方法。物理方法是直接利用遙感數據，測量水體的反射率來反演水體中各種物質的吸收特征光譜系數，從而反演水體中各種物質的濃度。

二、 林草濕資源遙感應用

森林、草原、濕地是“山水林田湖草生命共同體”的重要組成部分，利用遙感技術對植被信息的提取是開展林草濕資源遙感監測的關鍵。所有植物的光譜具有一個共同的特征，在0.45μm和0.65μm附近由于葉綠素吸收會產生兩處比較明顯的吸收谷特征，且葉綠素的含量、葉子含水量、病蟲害等都可以影響吸收谷的位置和形態，這是植被監測的遙感機理。目前，常用的植被監測遙感指標有比值植被指數、歸一化植被指數、綠色植被指數、垂直植被指數、土壤調節植被指數、差值環境植被指數等方法。

三、 礦產資源遙感應用

礦產資源是重要的自然資源，現代社會生產的發展和人們的生活都離不開礦產資源，社會經濟的發展需要加強對礦產資源的勘查，但礦產資源的不可再生性也需要人們進行合理的保護和利用。遙感技術在礦產資源的監測中主要應用于巖礦信息提取和礦山資源開發環境監測兩個方面。

（一）巖礦信息提取

遙感礦產勘查是遙感地質學的基礎，主要通過巖礦識別、蝕變異常信息提取、遙感找礦模型等方面開展礦產資源勘查。礦物的晶體結構、陰陽離子、物質組成等在吸收光波輻射后會形成反射和吸收的光譜特征，因此可以基于礦物的特征譜帶、波形特征利用相似指數法、光譜角法等方法將其識別。

（二）礦山資源開發環境監測

礦山開發環境遙感監測主要對礦山開發占地變化（位置、開采方式、開發狀態、越界開采等）和礦山地質環境（采場、中轉場地、固體廢棄物、恢復治理等）進行遙感動態監測，高空間分辨率遙感影像是主要的遙感數據源，常用的方法是計算機自動信息提取與人機交互解譯相結合，外業調查驗證。

四、 結語

遙感技術與信息處理技術的發展日新月異，目前自然資源遙感應用領域尚無統一的標準和體系，自然資源遙感應用研究無論在理論上，還是方法上都需要進一步發展，并不斷地在實踐中得以檢驗、補充和完善，自然資源遙感應用仍然處于快速發展階段。

作者簡介：沈芳，高郵市自然資源和規劃局。