《土地资源遥感监测与评价方法》全面系统地论述了土地资源遥感监测与评价方法的理论基础和研究方法及应用案例,开展了土地利用/覆被分类体系、土地退化监测与评价指标体系和土地资源可持续利用评价指标体系的研究,深入探讨了基于不同遥感数据(包括Hyperion、OMIS-I高光谱遥感数据和MODIS、TM/ETM 、SPOT等多光谱遥感数据)的土地资源数量与质量的信息提取方法,并将监测与评价的指标应用于规划和政策制定。全书共分为13章,包括土地利用/覆被变化监测、土地退化遥感监测与评价、土地资源可持续利用评价和案例研究四大部分内容。
《土地资源遥感监测与评价方法》可供土地资源、环境、地理、生态、农业、土壤、遥感、地理信息系统等领域的研究人员和大专院校师生参考。
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导语_点评_推荐词
土地是国家最重要的自然资源之一,不合理利用资源引起的资源短缺、环境退化已成为影响我国经济可持续发展的重要问题之一。研究资源与环境问题的根本目的在于可持续利用与有效保护,调查与监测是其首要环节。全面调查并掌握我国土地资源数量与质量及其变化,在此基础上采取有效防治措施,对缓解人地矛盾、合理利用资源、实现我国社会经济的可持续发展具有特别重要的意义。
土地资源的变化包括土地利用/覆被的变化(土地数量变化),以及土地利用/覆被变化导致的土地退化(土地质量变化),土地资源的遥感监测与评价包括对土地数量、土地质量和土地可持续利用的监测和评价。本书所指的土地资源遥感监测与评价是对土地资源开发利用引起的土地利用/覆被时空动态变化以及由此所造成的土地退化和土地可持续利用状况变化的监测与评价。
土地资源管理依赖于对土地资源合理利用与环境保护动态信息的掌握,现代空间对地观测技术在我国土地资源调查中发挥着巨大的作用。遥感作为一种快速、宏观的土地资源调查技术手段,与传统地面调查相比,具有无可比拟的客观、先进的解译能力。常规遥感数据应用于土地资源的监测与评价,仍然面临着一些问题,如自动分类精度不高,难以进行定量分析,需要大量的分类后处理等一系列问题。高光谱遥感技术是20世纪80年代开始发展起来的遥感前沿技术,可定量地分析、识别地物类型和确定物质性质及组成成分,利用高光谱分辨率的特点可显著增加土地利用/覆被类型识别的程度和精度,并为土地退化定量监测提供了一种新的技术手段,可解决许多常规遥感手段无法解决的问题,将极大提高土地动态监测技术流程的自动化程度和效率。研究土地资源遥感监测与评价新技术、新方法具有重要的理论价值和实践意义。
进行土地资源遥感监测与评价,需要统一的标准和先进的信息提取技术。从土地利用/覆被与土地退化监测和土地资源可持续利用评价的角度,建立土地资源遥感监测与评价指标体系,深入挖掘基于不同遥感数据的信息提取技术,并将监测与评价指标应用于规划和政策制定,以指标体系为基点将监测、评价、规划与政策进行有机衔接,分析与土地利用政策之间的相互影响,对于实施区域可持续发展战略具有重要意义,同时也是促进区域人口、土地与社会经济协调发展的科学决策所面临的重要课题之一。
本书综合考虑了土地资源的自然和社会经济属性,根据遥感数据特点,系统构建了不同尺度基于遥感数据的土地利用/覆被分类体系和土地退化监测与评价指标体系。首次将传统的利用遥感技术对土地资源数量的监测扩展到了对土地资源质量的监测,深入探讨了基于不同遥感数据(包括Hyperion、OMIS-I高光谱遥感数据和MODIS、TM/ETM 等多光谱遥感数据)的土地资源数量与质量的信息提取方法,提出了基于不同遥感数据的土地退化监测与评价指标的解释和表达方法,研制了在高精度配准基础上的土地退化信息自动提取方法;并采用光谱特征提取、光谱微分等技术,建立了土壤有机质、水分等土地质量指标的定量反演模型,研制了基于土地覆被分类的土地退化信息提取方法研究和基于土壤线原理的土地退化指数,解决了从宏观尺度以高光谱影像像元为对象的土地退化程度信息快速定量提取的技术难题。本书还开展了土地资源可持续利用评价指标体系的研究,并将土地资源监测与评价结果应用于规划和政策制定,丰富了土地资源遥感监测与评价的理论与方法,为区域可持续利用规划和实施提供科学依据。
本书以遥感地学分析为主要研究方法,将遥感信息、地理信息、地学知识综合集成,以提高遥感影像土地利用/覆被分类、土地退化分类及其相关信息特征提取的精度,利用遥感手段和遥感地学分析方法认知、解释、预报和调控土地利用、土地覆被、土地退化等演变过程和规律,从而优化配置土地资源。因此,本书的内容安排是以土地资源遥感监测与评价方法的理论基础、研究趋势、方法论、应用案例为主线,第一篇为土地利用/覆被变化监测,第二篇为土地退化遥感监测与评价,第三篇为土地资源可持续利用评价,第四篇为实践篇。第一章总论安排在上述四篇之首,阐述了土地资源遥感监测与评价方法的理论基础与应用及其研究趋势;土地利用/覆被变化监测部分提出了全国不同尺度基于遥感数据的土地利用/覆被分类体系,评述了土地利用/覆被变化信息提取技术;土地退化遥感监测与评价部分提出了基于不同遥感数据的土地退化监测与评价指标体系,分析与探讨了基于Hyperion、OMIS-I、MODIS、TM/ETM 等遥感数据的土地退化与土地质量信息提取方法;土地可持续利用评价部分提出了土地资源可持续利用评价方法和基于农户的耕地质量综合评价方法;实践部分为北方农牧交错区域、经济快速发达地区的土地利用/覆被变化、土地退化案例研究以及典型区域的土地可持续利用评价研究。各篇章即相互独立,又有机地联系在一起,构成了土地资源遥感监测与评价方法及其应用的整体框架。
本书汇集了作者主持的国家自然科学基金项目、国土资源部百人计划资助项目和国土资源部重点科技项目的研究成果。有部分内容已以单篇文章的形式公开发表,部分内容是首次出版。参与本书写作的还有中国土地勘测规划院、国土资源部土地利用重点实验室郭旭东高级工程师、何挺高级工程师、刘爱霞高级工程师、李玉环博士、周青硕士、张衍毓硕士、蒙琳硕士、吴剑硕士、吕春艳高级工程师等,参与案例研究的有南京师范大学杨山教授、南京农业大学刘友兆教授、四川省国土规划研究院陈光建高级工程师、河南省土地勘测规划院田群杰高级工程师、山西省土地勘测规划院孟繁华研究员、浙江省土地整理中心朱锦尉高级工程师、辽宁省土地勘测规划院苑晓志高级工程师,参与土地利用/覆被变化信息提取的有中国测绘科学研究院张继贤研究员。在项目完成和本书的写作过程中,得到了国土资源部国际合作与科技司和中国土地勘测规划院有关领导、专家及同行们的大力支持、悉心指导和热心帮助,得到了国土资源部土地利用重点实验室同仁给予的热情支持和帮助,在此一并表示最衷心的感谢。还特别感谢邵晓梅副研究员、曹银贵硕士、刘庆博士等为本书的校对和排版做了大量工作。
序
前言
第一章 总论
第一节 研究背景
第二节 土地资源遥感监测与评价理论和应用
一、土地资源遥感监测与评价概论
二、土地资源遥感监测与评价的理论基础
三、土地资源遥感监测与评价指标体系的应用
第三节 土地资源遥感监测与评价的研究趋势和研究重点
一、土地利用/覆被变化研究进展
二、土地利用/覆被分类体系研究进展
三、土地退化监测与评价指标体系研究进展
四、国际可持续利用评价指标体系比较
五、研究趋势与重点
参考文献
第一篇 土地利用/覆被变化监测
第二章 全国土地利用/覆被分类体系研究
第一节 土地利用/覆被分类
一、土地利用与土地覆被
二、土地利用/覆被分类体系
三、土地利用/覆被分类标准与遥感监测指标的关系
第二节 基于遥感数据的全国土地利用/覆被分类体系
一、遥感技术及主要遥感数据
二、土地利用/覆被分类体系框架
三、土地利用/覆被分类体系诊断标准与特点
参考文献
第三章 土地利用/覆被变化信息提取技术
第一节 土地利用/覆被遥感分类技术
一、遥感影像计算机自动分类方法的划分
二、光谱维特征提取技术
三、其他分类方法
第二节 土地利用/覆被变化信息提取方法
一、基于图斑单元的变化信息提取技术
二、基于影像的变化信息提取技术
三、基于光谱参数的变化信息提取技术
四、变化区域提取
五、变化类型的确定
六、变化信息表示
参考文献
第二篇 土地退化遥感监测与评价
第四章 基于遥感数据的土地退化监测与评价指标体系
第一节 土地退化与土地荒漠化
一、土地退化、土地荒漠化与土壤退化概念界定
二、土地退化类型及分布
第二节 土地退化监测与评价的时空尺度
一、时空尺度的确定
二、基准确定
三、土地退化程度分级
第三节 土壤与植被的光谱特征
一、土壤光谱特征
二、植被光谱特征
第四节 土地退化监测与评价指标体系构建
一、基于遥感数据的土地退化监测与评价框架
二、基于高光谱遥感数据的土地退化指数构建
三、基于多光谱遥感数据的土地退化指数构建
四、基于遥感数据的土地退化监测与评价方法
第五节 干旱、半干旱地区土地退化特征与遥感技术应用
一、干旱、半干旱地区植被光谱特征影响因子
二、土地退化特征与遥感技术应用
参考文献
第五章 基于高光谱遥感技术的土地退化信息提取
第一节 数据源与研究方法
……
第三篇 土地资源可持续利用评价
第四篇 案例研究
附录1部分国际组织与国内外大型研究计划的土地利用/覆被分类体系
附录2部分国家土地利用分类体系
附录3县级土地可持续利用评价大纲
彩图