【关键词】遥感技术；城市土地利用；动态监测；用地变化；生态环境

引言

随着我国城市化进程的加快，城市规模不断扩大，城市用地结构与功能日趋复杂。城市土地是城市的核心资源，合理利用和有效管理是实现城市可持续发展的关键。然而，随着城市化进程的加快，土地利用发生急剧变化，表现为耕地被侵占、绿地减少、城镇空间无序扩张。以人工调查为主的传统土地利用监测方法存在效率低、周期长、成本高、无法实现大范围动态监测等问题，已不能满足城市土地资源精细化管理的需要。遥感技术是一种快速有效的地表信息获取手段，它具有覆盖范围广、数据获取速度快、周期长、不受地表条件限制等优点。通过遥感技术及时、准确地掌握城市土地利用的动态变化，为城市规划、土地管理和生态环境保护提供科学依据，具有重要的理论和现实意义。因此，深入研究遥感技术在城市土地利用动态监测中的作用是非常有意义的。

一、遥感技术概述

（一）遥感技术原理

遥感技术是利用传感器对目标物或现象进行反射、发射或散射的电磁波，并转化成图像或数据，经过分析处理，获得目标物或现象的属性、状态和变化信息。该方法的基本原理是基于不同地物对电磁波的反射、辐射、散射等特性的差异。地物的电磁波特征与地物的组成、物理特性和地表结构有着密切的关系。太阳辐射或其他电磁辐射源辐射出的电磁波作用于物体表面，物体会发生反射、吸收、透射等作用。传感器采集地面反射、发射或散射的电磁信号，将这些信号转化为电信号或数字信号，并记录下来构成遥感数据。在此基础上，通过辐射修正、几何改正、影像增强等方法，提取地物特征信息，实现地物的识别与分类[1]。

（二）遥感技术分类

1.按遥感平台分类

在航天遥感领域，主要采用人造卫星、航天飞机和空间站等作为遥感平台，具有覆盖面积大、观测周期短、数据量大的特点。例如，Landsat系列卫星和我国的高分系列卫星都生成中、高分辨率的遥感影像，在城市土地利用宏观监测中得到广泛的应用；在航空遥感领域，飞行器和无人飞行器等具有高度灵活，分辨率高，可按需获取数据的特点。近年来，无人机遥感得到快速发展，能够获取厘米级以上的高分辨率遥感影像，适合城市精细土地利用监测；对于地面遥感，主要是利用地面车、三脚架等作为平台，对局部地区进行高精度遥感测量与校验。例如，地面激光雷达获取地物三维信息，协助城市土地利用监测等[2]。

2.按传感器工作方式分类

一是有源遥感，传感器主动发射电磁波，接收目标物体反射或散射回波。例如，具有全天时、全天候工作、不受天气和光照条件限制的合成孔径雷达，可用于城市土地利用监测中的地形与建筑信息的获取。二是被动式遥感，传感器不会主动发射电磁波，而是接收被测物体自身发出或反射的电磁波。例如，利用可见光和近红外波段的电磁波来获取地物图像信息的光学遥感方法。

二、遥感技术在城市土地利用动态监测中的应用

（一）城市土地利用变化检测

1.基于图像差值法的变化检测

图像差分法是一种基于图像差分法的城市用地变化检测方法。该方法首先对遥感影像进行辐射修正和几何配准，以保证影像资料的一致性和空间定位的精确性。然后，对图像中相应像素的灰度值进行差分处理，得到差值图像；在差值影像中，灰度值变化较大的区域表示土地利用发生变化。以某城市新区建设为例，对建设前和建设后的Landsat遥感影像进行差分处理，清楚地将原有耕地和绿地转化为建设用地的面积显示出来。但是，这种方法也有很大的局限性，图像中的噪声，大气环境的不同，都会对灰度值的变化产生影响，从而造成误判。如在阴天拍摄到的影像，由于辐射传输的不同而产生的灰度起伏，很容易被误认为是土地利用的变化，从而影响探测结果的精度[3]。

2.基于分类后比较法的变化检测

分类后比较法是基于土地利用分类，通过有监督分类和无监督分类。分类完成后，对各阶段的分类结果进行对比分析，实现对土地利用变化类型和位置的精确定位。