遙感技術在自然資源調查監測中的應用探究

摘要：遙感技術作為地理信息系統的前沿技術，為自然資源的大規模獲取與高效利用提供了強有力的工具。利用遙感技術，可以實現對自然資源的全面、高效監控，為大范圍、動態的自然資源監測提供可能，為區域生態環境的演變研究和保護奠定科學基礎。為此，對遙感技術進行研究，明確了遙感技術在自然資源調查監測中的應用場景，并提出了遙感技術的具體應用策略，以期提升自然資源調查與管理的科學性和效率。

關鍵詞：遙感技術"自然資源"資源調查"調查監測

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平衡與生命活力的關鍵，傳統的調查方法難以滿足現代資源管理的需求。遙感技術具有覆蓋范圍廣、時效性強、成本效益高等優勢，在土地利用監測、森林資源保護、水資源管理等眾多領域展現出了巨大的應用潛力。然而，遙感技術的應用也面臨一些挑戰，如數據收集難度大、數據處理復雜、信息更新需求迫切等，工作人員需要加強對遙感技術的研究，結合自然資源調查監測要求，提升遙感技術的應用水平，以滿足自然資源實時、動態監測的需求。

1"遙感技術的概述

遙感技術作憑借衛星、飛行器、地基傳感器等平臺實現對地表各類物理現象的精確捕捉與深入分析，該技術在環境保護、資源勘探、農業發展及城市規劃等多個領域展現出強大的應用潛力與科學價值。遙感技術的核心優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遠距離觀測地表自然現象的能力，包括植被覆蓋、水體布局、氣候變化、土地利用等關鍵要素[1]。通過對遙感數據的收集與深入分析，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依據。在環保領域，遙感技術能夠實時監測森林砍伐、湖泊萎縮及水土流失等生態問題，并對潛在的環境風險進行早期預警。在資源調查方面，衛星遙感技術能夠精確測定資源分布與儲量，為資源的合理開發與利用提供科學指導。

2"遙感技術在自然資源調查監測中的應用場景

2.1"森林資源普查

中國森林資源總量巨大，其中，喬木林占據主體地位，面積遠超其他類型的森林。針對復雜的地形地貌和廣闊的森林覆蓋，應借助高精度的遙感技術進行地貌解析。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域，如神農架和武當山，應規劃專門的飛行路線以實施重點監測。例如：利用特定波段的傳感器對神農架自然保護區的珍稀植物群落進行監測，獲取高靈敏度的生物樣本數據，該傳感器在8～12μm波段內工作，其分辨率為1.5"m/像素，主要用于監測林區的濕度并進行火災預警，通過分析氣溫變化，為森林防火提供關鍵依據。同時，應采用多光譜遙感技術，連續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），以評估不同區域的植物種類、生長狀態與基于NDWI的水分狀況指數。例如：在某地區，利用近紅外成像技術獲取樹木的反射光譜信息，監測其生長狀態；在某些典型的濕地區域，如湖泊周邊，采用紅外熱成像技術實時監控土壤濕度變化，為災后森林植被恢復研究提供基礎數據[2]。

2.2"森林病蟲害監測

某地區作為農業大省，其農作物病蟲害狀況對糧食安全和農業生產具有重大影響。病蟲害如核盤菌、二化螟、玉米螟及棉鈴蟲等在多個區域廣泛分布，對水稻、玉米、棉花等主要農作物造成嚴重危害。為了有效監測病蟲害，項目團隊采用高精度遙感技術對特定農田進行3D掃描。激光雷達數據表明，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等專業軟件處理采集的數據，并與受害地區的歸一化植被指數（Normalized"Difference"Vegetation"Index，NDVI）進行對比分析，發現受害區域的植被指數平均下降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高出2"℃，這是由于植物蒸騰作用減弱導致土壤水分蒸發減少，進而使土壤表層升溫。這些數據為病蟲害的準確識別與定位提供了重要依據。結合激光雷達數據，獲取精細的3D點云，確保作物生長區域覆蓋50個以上樣本點。田間試驗發現，受害馬鈴薯苗高顯著降低，且葉片數量減少，這是病蟲害導致作物減產或生長受阻的直接表現。利用ERDASIMAGINE等軟件處理數據，比較受害與未受害植物之間的結構差異，將降低10%以上的區域標記為“高風險區”，實現病蟲害的精準可視化監測。

2.3nbsp;生物參數提取

某地區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，實現對不同區域植物的有效監測。在充分調研的基礎上，項目團隊選擇代表性區域進行野外考察，利用全球定位系統（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。基于前期調研結果，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域。以研究區域地形及周邊地貌為參照，采用配準方法實現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，利用周邊像元內插方法對有云區域進行補全。基于前期研究確定的生物量模型參數，結合激光雷達點云數據，項目團隊估算了研究區域內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點云數據，開展點云自動識別，分離出地面點、樹木點及其他物體點，結合相關資料，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。通過分析轉化因子C，將無人機觀測的胸徑數據用于樹木生物量估計，為森林精準經營提供了科學依據[3]。

3遙感技術在自然資源調查監測中的應用要點

3.1"數據的管理與維護

3.1.1"數據的搜集與整合

從市級國土資源與規劃部門獲取三維空間基礎數據、土地資源數據、地表基質數據、、地下資源監測數據（這些數據均基于國家地理調查資料），從水利部門收集全面的水資源信息，從林業部門獲取關于森林、草地、濕地等資源的詳盡資料。此外，還需整合全市范圍內的緊急事件監控數據。

3.1.2"數據的規范化處理

實現空間數據的標準化，即采用2000國家大地坐標系，并依據1985國家高程基準執行水準測量；規范數據的組織方式，確保圖層名稱、屬性表字段名稱及其類型均符合數據庫規范；對實體進行編碼的規范化，基于柵格編碼體系，為實體分配統一的空間編碼及時序；構建數據庫系統，以第三次全國國土調查數據為基石，建立實體與數據之間的空間關聯，并基于實體語義構建業務邏輯關系，最終整合形成能夠滿足自然資源綜合管理需求的數據庫系統[4]。

3.1.3"數據的質量校驗

在數據經過整合處理后，進入數據庫前需進行嚴格的質量校驗。這包括：屬性校驗，如檢查域完整性、非空值、定值、屬性長度、數值類型、計數、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、監測與綜合評估

依托地理信息系統、遙感技術、物聯網及大數據技術，在統一的用戶管理、運維監控和網絡安全保障體系下，對自然資源三維空間數據進行高效管理與應用。這涵蓋了數據資源服務、功能服務、數據庫管理、二維及三維可視化展示和知識服務等，同時開展深入的個性化調研與評估工作，并構建相應的分析評估模型[5]。

3.2.1"三維數據的高效應用

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

（2）三維數據的快速檢索。該功能能夠實現對自然資源數據的快速檢索與展示。在資源目錄中加載并顯示相應的自然資源實體等數據，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、經濟屬性、生態屬性等相關資料。

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、土地審批等復雜情況。通過滾動對比的方式，左側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的歷史點信息；右側則直觀呈現該位置的自然資源歷史資料，包括國土三調、農經權、林地、草原、濕地、水資源、地理國情、用地報批等歷史數據。

（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，對城市耕地質量分級、耕地后備資源、造林綠化等關鍵領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、土壤質地、土壤酸堿度、土壤重金屬污染狀況等多項關鍵指標，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、土壤質地、土壤酸堿度等關鍵指標條件進行綜合評估，為造林綠化工作提供科學依據。

4"結語

綜上所述，遙感技術作為自然資源普查與監測的重要手段之一，在推動地球生態系統可持續發展、提升資源使用效益方面發揮著至關重要的作用。盡管當前遙感測量方法仍存在某些不足之處，但通過多學科交叉融合的方式，我們可以突破單一學科的技術壁壘限制，實現多學科技術的協同創新與應用發展，從而為自然資源的綜合利用提供更加優質高效的服務與支持。

參考文獻

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

[2]晏專.自然資源調查監測中國產衛星遙感技術的運用[J].科技資訊，2023，21（21）：178-181.

[3]彭俊宇.遙感技術在自然資源調查監測中的應用探究與討論[J].科技風，2023（9）：72-74.

[4]裴小龍，祝曉松，馮欣，等.基于自然資源統一管理的地表基質模型、分類及調查研究[J].地質通報，2024，43（9）：1530-1543.

[5]張漢中.自然資源調查監測中國產衛星遙感技術運用分析[J].測繪與空間地理信息，2021，44（10）：136-139.