基于GIS和遥感的自然资源监测研究

基于GIS和遥感的自然资源监测研究

汪利

新疆国源测绘规划设计院有限公司

新疆维吾尔自治区巴音郭楞蒙古自治州库尔勒市  841000

摘要：地理信息系统（GIS）和遥感技术作为现代科技手段，为自然资源监测提供了有力支持。GIS具有强大的空间数据处理和分析能力，能够实现对自然资源的空间分布、数量、质量等信息的精确获取和分析；遥感技术则能够实现对地球表面的大范围、高效率的观测和数据获取，为自然资源监测提供了丰富的数据源。

关键词：GIS；遥感；自然资源监测

引言

随着人类对自然资源需求的不断增加，对自然资源进行有效监测和合理利用显得尤为重要。地理信息系统（GIS）和遥感技术作为现代科技手段，在自然资源监测中发挥着越来越重要的作用。本文旨在探讨基于GIS和遥感的应用及其优势，以期为自然资源保护和可持续发展提供理论支持。

1.遥感与GIS的概述

1.1遥感技术概述

遥感技术作为一种关键的地理空间数据获取手段，对于监测自然资源的变动至关重要。它能够对自然资源的使用和变化进行持续的跟踪，从而为自然资源的管理提供有力的支持。在多个领域，如地理国情的监测、土地利用变化的调查、监测与核实，以及国土调查等方面，遥感技术展现出了其独特的优势。这些应用为推进生态文明建设、实施国土空间规划、改革自然资源管理体制以及进行统一的权利登记等工作提供了坚实的基础。通过卫星遥感技术，可以获取到大量关于地表的信息，有助于全面且精确地掌握自然资源的当前状态及其变化趋势。

1.2地理信息系统概述

地理信息系统(GIS)是基于地理空间定位信息的系统。它通过对地理数据和属性数据的整合、管理和分析，帮助人们理解和解决与地理空间相关的问题。GIS由计算机软件、硬件和数据组成，已广泛应用于地理、城市规划、环境保护、交通管理等领域。地理信息系统的核心组成部分包括数据收集与输入、数据管理与存储、数据分析与处理以及数据展示与交流。数据收集与输入是地理信息系统的基础工作。通过使用航空摄影、卫星遥感、全球定位系统等技术，可以获取大量的地理空间数据。此外，还可以利用调查问卷、传感器、网络爬虫等方式进行数据采集。这些数据可以来自不同的源头，如地理局、气象局、环保局、交通部门等[1]。

2.遥感技术和地理信息系统的优势

2.1信息处理速度快

自然资源监测工作期间会产生大量的数据资料，传统的监测方式难以在短时间内对数据进行有效处理。而RS的应用能够在收集数据的同时对数据进行实时处理，并进行信息反馈，促使工作效率得到进一步提升。

2.2监测范围广

遥感技术主要运用卫星对勘测区域进行全方位监测，覆盖范围广，能够准确反映该区域以及周边的实际状况。信息收集阶段，可通过调整观测的高度以及角度，使其在短时间内实现大范围的监测。

2.3工作效率高

GIS应用过程中主要在规定时间内自然资源的各类信息进行全面收集。由于不同时间段自然资源的信息存在一定差异，而GIS能够通过对时间的调整以区分信息。监测工作通常条件较为艰苦，而这一技术自身具有智能化的优势条件，能够减少人力资源的投入，同时提升数据处理的能力，促使工作效率得到进一步提升。

2.4提升数据精准性

在监控阶段，可以使用GPS、无人机等技术来减少传统监控产生的数据误差。同时，GIS还可以根据采集到的数据建立数据模型，使技术人员能够直观地看到监测的实际情况，便于后续监测方案的针对性调整，保证各项活动实施的准确性[2]。

3.基于遥感与GIS自然资源监测应用

3.1空间监测与综合评估

基于遥感的土地监测是通过获取高时空分辨率的卫星遥感数据，对土地资源进行动态监测。在此过程中，可以使用时间序列分析方法来监测土地覆盖的变化趋势。通过多时相影像的叠加对比，可以识别城市扩张和耕地变化等土地利用类型的变化。遥感技术还能检测土地的质地、植被状况，为国土规划与管理提供详细的信息。自然资源综合评估在自然资源调查中，综合评估包括植被覆盖度评估、水资源分布评估、土地类型分布评估等多方面内容。植被覆盖度评估：利用高光谱和多光谱遥感影像，采用植被指数（如NDVI）等指标进行植被覆盖度的评估。这一评估方法不仅能够定量反映植被的生长状况，还能分析植被的空间分布格局。水资源分布评估：通过遥感影像和地面观测数据，识别水体分布、水质状况，并结合GIS进行空间分析，实现水资源的动态监测。这有助于发现水体变化、水质污染等问题。土地类型分布评估：利用遥感和GIS技术，对土地类型进行监测和分类。通过空间分析，可以得知土地利用的结构，包括农田、林地、草地等的分布情况，为土地资源的科学管理提供依据。

3.2在国土资源调查中的应用

土地调查是自然资源调查的关键步骤，它依赖于国内卫星拍摄的影像数据来执行。这一过程的核心在于新获取的影像数据与原有数据，以揭示土地资源的变化。为了满足实际需求，需要建立适当比例尺的数字正射影像图，这些图可以直观地展示土地资源的类型、面积和空间分布，从而深入分析土地资源的利用情况。

卫星遥感技术在土地调查中起着至关重要的作用。它能够提供大量的信息数据，为土地调查提供了坚实的基础。在实际操作中，通常结合室内解译和野外调查，以确保数据的准确性和完整性。此外，通过点、面分析和深入调查的方法，对国土资源的实际使用情况进行动态监测，实现对土地资源空间规划和分布特征的全面了解。

3.3在监测自然资源利用情况方面的应用

国内遥感技术在实时监测自然资源显示出其独特优势，能够根据实际需要迅速、全面地收集不同时期的图像信息，通过将不同时间点的影像数据进行叠加分析，从多个角度和维度上了解自然资源的开发利用情况，能够及时发现资源利用中的问题，并采取相应的措施进行处理。在城市化进程不断加快的背景下，土地资源管理工作的技术手段也在不断丰富。遥感技术在地表结构物分布和变化数据方面的监测能力显著，能够为相关部门提供准确的土地资源信息，可以帮助相关部门根据城市规划和建设的需求，对资源使用进行科学调整，从而提升城市发展的质量和效果。遥感技术还为自然资源遥感动态监测体系的建设提供了重要支撑。通过实时监测，可以有效地开展资源管理工作，并根据实际情况进行规划调整，确保资源的合理利用和环境的可持续发展。

3.4在基础地理国情监测中的应用

在基础地理监测方面，遥感与GIS技术的结合为全面系统地了解国家自然资源和地理环境提供了有力支撑。遥感技术可以实时获取地理空间信息，包括地形、地貌、植被、水体等，具有快速、大范围的数据采集能力。这些数据经过处理和分析后，可以为决策者提供有关自然资源的分布、数量、质量和其他方面的准确信息。同时，GIS技术则能够对这些数据进行集成、管理和可视化表达，帮助决策者更加直观地了解自然资源的空间分布和变化情况。通过遥感与GIS技术的结合应用，可以实现对基础地理国情的动态监测和预警。例如，在土地利用监测方面，可以利用遥感技术获取土地利用类型、覆盖变化等信息，并结合GIS技术进行空间分析和建模，从而揭示土地利用的变化趋势和影响因素，有助于及时发现土地利用中的不合理现象，为土地规划和管理提供科学依据[3]。

结束语

基于GIS和遥感的自然资源监测研究具有重要的理论价值和现实意义。通过GIS与遥感技术的结合应用，可以实现对自然资源的全面、准确的监测和评价，为资源保护和可持续发展提供有力支撑。

参考文献：

[1]陈皇言.(2019).土地动态监测中遥感与地理信息GIS技术的应用探析.当代旅游(12),203.

[2]赵英时.遥感应用分析原理与方法[M].北京:科学出版社,2003.

[3]韩明,赵俊华,王金强,etal.云南省多源遥感数据即时服务系统建设[C].云南省测绘地理信息学会2016年学术年会,2016:6.