序論：在您撰寫自然資源綜合調(diào)查中遙感手段研究時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的1篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。

1概述

何為自然資源，關(guān)于這一問題，Zimmermann在1933年于《世界資源與產(chǎn)業(yè)》中指出環(huán)境或其某些部分，只有它們能(或被認(rèn)為能)滿足人類的需要時(shí)，才是自然資源。聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署在1972年對自然資源的定義做出規(guī)范，所謂自然資源，是指在一定的條件下，能夠產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)價(jià)值以提高人類當(dāng)前和未來福利的自然環(huán)境因素的總稱。我國《辭?！?980年版則定義自然資源一般指天然存在的自然物(不包括人類加工制造的原材料)，如土地資源、礦藏資源、水利資源、生物資源、海洋資源等，是生產(chǎn)的原料來源和布局場所。隨著社會生產(chǎn)力的提高和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類開發(fā)利用自然資源的廣度和深度也在不斷增加，《大英百科全書》在2000年定義自然資源是人類可以利用的自然生成物，以及作為這些成分之源泉的環(huán)境功能。近年來，我國專家學(xué)者也對自然資源的定義進(jìn)行了劃定，主要觀點(diǎn)為自然資源是可為人類使用，客觀存在于宇宙空間內(nèi)自然環(huán)境要素的總和。

自然資源定義的廣泛性直接導(dǎo)致了其調(diào)查的難度，各類自然資源要素的關(guān)聯(lián)耦合性也造就了它們之間“牽一發(fā)而動(dòng)全身”的特質(zhì)，要想探究其中奧秘，首先要對工作區(qū)各類自然資源的本底數(shù)據(jù)有所掌握，數(shù)據(jù)獲得的手段就是開展自然資源綜合調(diào)查。本文依托中國地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目“漢江流域丹江口———鐘祥段自然資源多要素綜合調(diào)查”，作者參與開展了自然資源試點(diǎn)區(qū)示范調(diào)查工作，工作思路圍繞自然資源綜合調(diào)查的主要目標(biāo)任務(wù)，以第三次全國國土調(diào)查數(shù)據(jù)為底版，融合土地(耕地)、礦產(chǎn)、森林、草原、水、濕地等地表覆蓋層和地表基質(zhì)層調(diào)查數(shù)據(jù)，分層形成涵蓋各類自然資源信息的綜合調(diào)查圖斑本底。以圖斑為單元，開展基于遙感技術(shù)的全覆蓋面積變化監(jiān)測，產(chǎn)出各類自然資源面積及其變化數(shù)據(jù)。以專項(xiàng)調(diào)查樣地(點(diǎn))為基礎(chǔ)，根據(jù)精度和需要解決的問題需求，構(gòu)建調(diào)查監(jiān)測體系，設(shè)置調(diào)查樣地(點(diǎn))，開展樣地(點(diǎn))調(diào)查，查清各類自然資源質(zhì)量、生態(tài)功能。構(gòu)建自然資源立體時(shí)空數(shù)據(jù)模型，建立自然資源三維立體時(shí)空數(shù)據(jù)庫，統(tǒng)計(jì)匯總自然資源調(diào)查監(jiān)測數(shù)據(jù)，綜合分析評價(jià)各類自然資源基本狀況，提出保護(hù)開發(fā)利用建議，產(chǎn)出各類自然資源數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)庫、專題數(shù)據(jù)集和統(tǒng)計(jì)分析評價(jià)報(bào)告及圖件。關(guān)于自然資源綜合調(diào)查，我國地質(zhì)調(diào)查單位和科研機(jī)構(gòu)開展了很多工作。2020年1月，自然資源調(diào)查監(jiān)測體系構(gòu)建總體方案公布，自然資源部職責(zé)涉及土地、礦產(chǎn)、森林、草原、水、濕地、海域海島等自然資源，涵蓋陸地和海洋、地上和地下。河北省承德市、福建省寧化縣率先開展自然資源綜合調(diào)查，承德項(xiàng)目組通過測量巖石—土壤地球化學(xué)元素?cái)?shù)據(jù)，對土壤中Se、B、Zn等有益元素的分布與巖石類型相關(guān)聯(lián)，從而對山楂、核桃、板栗和蘋果等特色經(jīng)濟(jì)林種植區(qū)進(jìn)行規(guī)劃;福建寧化項(xiàng)目將植被覆蓋率、水土流失典型地區(qū)規(guī)律以及土壤肥力分別與巖石巖性建造區(qū)建立聯(lián)系，取得了較好的對應(yīng)關(guān)系。從以上科研及項(xiàng)目工作可得出結(jié)論，獲取自然資源多要素底數(shù)和關(guān)聯(lián)耦合性需開展綜合調(diào)查，建立統(tǒng)一體系，獲取完整的本底數(shù)據(jù)。我們要做的就是在獲得數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，分析各類資源間密切聯(lián)系，進(jìn)行一定限度的調(diào)節(jié)、有效的管理，使包括所有自然資源在內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)發(fā)揮最大的效益。遙感手段在自然資源綜合調(diào)查中的應(yīng)用非常廣泛，以自然資源濕地要素的遙感研究為例，濕地分布范圍非常廣泛，部分沼澤濕地從地面難以直接進(jìn)行調(diào)查，濕地植被大多矮小，濕地水體又具有明顯的光學(xué)反光性，因此，依賴遙感技術(shù)能高效、及時(shí)、準(zhǔn)確地進(jìn)行長期監(jiān)測。同時(shí)，遙感手段在對森林資源要素的調(diào)查中也有廣泛應(yīng)用，本次工作通過結(jié)合無人機(jī)機(jī)載高光譜數(shù)據(jù)、高分辨率數(shù)據(jù)和實(shí)地調(diào)查數(shù)據(jù)，對湖北宜城市東邊的鶯河二庫附近面積約4平方千米的面積區(qū)域進(jìn)行分類，在此基礎(chǔ)上對5個(gè)樣地區(qū)域的林木進(jìn)行精細(xì)識別研究，對這5個(gè)樣地區(qū)域的林木進(jìn)行健康評估研究，效果非常不錯(cuò)。

2應(yīng)用分析

2．1遙感診斷

2．1．1建立遙感解譯標(biāo)志庫

將遙感影像與多期林草濕等資源數(shù)據(jù)庫進(jìn)行疊加分析，根據(jù)專家先驗(yàn)知識，選擇前后期遙感影像特征有變化的區(qū)域，與林草濕等資源數(shù)據(jù)庫記錄的不同地類圖斑進(jìn)行對照分析，形成地表覆蓋變化與遙感影像特征變化的對應(yīng)關(guān)系;分析前后期遙感影像特征發(fā)生變化的情況，按建設(shè)項(xiàng)目占用、林地草地濕地開墾破壞、林木采伐、災(zāi)害及生態(tài)保護(hù)修復(fù)等判別變化類型，并分別按類型進(jìn)行標(biāo)定，形成遙感解譯標(biāo)志庫和變化類型數(shù)據(jù)標(biāo)簽。

2．1．2人工智能識別

采用以深度學(xué)習(xí)為主的人工智能算法，讀取遙感解譯標(biāo)志庫和數(shù)據(jù)標(biāo)簽進(jìn)行迭代訓(xùn)練，獲取孿生神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型等算法的最優(yōu)參數(shù)，基于兩期遙感影像，自動(dòng)識別提取變化圖斑。

2．1．3變化地塊初步診斷

對人工智能識別的變化圖斑，根據(jù)兩期遙感影像的特征變化情況，結(jié)合有關(guān)業(yè)務(wù)管理資料初步判定變化類型，修改完善和補(bǔ)充區(qū)劃變化圖斑的邊界，分別為建設(shè)項(xiàng)目占用、林地草地濕地開墾破壞、林木采伐、自然災(zāi)害及生態(tài)保護(hù)修復(fù)等，填寫變化類型。

2．2驗(yàn)證核實(shí)

以查閱資料、野外驗(yàn)證、無人機(jī)拍攝識別等方式核實(shí)變化圖斑的范圍界線，記錄變化類型、地類、管理和自然屬性等變化情況。地類按現(xiàn)在的實(shí)際情況記載，記載到三級地類。遙感診斷的變化圖斑與林草資源檔案記錄的位置、范圍、信息對應(yīng)的，或調(diào)查人員舉證確認(rèn)的，可以判定的變化圖斑，根據(jù)檔案信息、資源數(shù)據(jù)庫、舉證資料等記載變化圖斑的前地類、現(xiàn)地類、變化原因等屬性及其他變化情況。遙感診斷的變化圖斑與林草資源檔案記錄不對應(yīng)的，且無法室內(nèi)判定的，應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)地核實(shí)(如圖1，紅色框內(nèi)為“一張圖”特灌圖斑，影像診斷發(fā)現(xiàn)變化后，實(shí)地查驗(yàn)填寫實(shí)際變化資源屬性)，判定是否發(fā)生變化及變化情況，并記錄變化圖斑的前地類、現(xiàn)地類、變化原因等屬性及其他變化情況。遙感診斷的變化圖斑外，根據(jù)相關(guān)資料或現(xiàn)地發(fā)現(xiàn)的變化地塊，根據(jù)實(shí)際情況補(bǔ)充勾繪圖斑，現(xiàn)地核實(shí)記錄變化圖斑的前地類、現(xiàn)地類、變化原因等屬性及其他變化情況。變化原因包括造林種草、林木采伐、建設(shè)項(xiàng)目占用、開墾破壞、自然災(zāi)害、森林撫育、自然生長等。

2．3無人機(jī)遙感

本項(xiàng)目通過結(jié)合機(jī)載高光譜數(shù)據(jù)、高分辨率數(shù)據(jù)和實(shí)地調(diào)查數(shù)據(jù)，開展了森林資源土地利用、樹種識別和健康評價(jià)?；贗SODATA算法實(shí)現(xiàn)的測區(qū)土地利用分類總體精度為67．44%。其中，林木1的生產(chǎn)者精度和用戶精度分別為67．86%和75．00%;林木2的生產(chǎn)者精度和用戶精度分別為60．81%和70．31%。結(jié)果表明，測區(qū)土地利用分類可以將大部分林木信息提取出來。項(xiàng)目利用SVM算法實(shí)現(xiàn)不同樣地區(qū)域林木的精細(xì)識別，每個(gè)樣地區(qū)域的總體分類精度分別為80%、86．73%、75%、87．4%、90．85%。結(jié)果表明所采用的樹種識別方法的分類結(jié)果具有較高精度，可以較好地區(qū)分植被與非植被，也能較好地區(qū)分不同樹種。項(xiàng)目使用“寬帶綠度指數(shù)”“葉綠素指數(shù)”和“樹冠含水量/光合作用能力指數(shù)”的組合來衡量樹木健康，通過與假彩色合成圖像對比，對樹木健康評估結(jié)果進(jìn)行定性評價(jià)。觀察發(fā)現(xiàn)健康評估結(jié)果與從假彩色合成圖像中觀察到的結(jié)果較為一致，表明所采用的樹木健康評估方法的結(jié)果具有一定可靠性。

3遙感手段評價(jià)

3．1優(yōu)勢

3．1．1大面積同步觀測

遙感調(diào)查能在短時(shí)間內(nèi)以星載和機(jī)載兩種形式在大范圍地區(qū)進(jìn)行對地觀測，并從中獲取有價(jià)值的遙感數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)大大拓展了人們的視覺空間，例如，本次使用的Landsat8數(shù)據(jù)，每景覆蓋面積可達(dá)2萬多平方千米。這種展示宏觀景象的影像和多光譜數(shù)據(jù)，對自然資源調(diào)查和生態(tài)環(huán)境分析極為重要。

3．1．2時(shí)效性、周期性優(yōu)勢

獲取信息的速度快，周期短。由于衛(wèi)星圍繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)，從而能及時(shí)獲取所經(jīng)地區(qū)的各種自然現(xiàn)象的最新資料，以便更新原有資料，或根據(jù)新舊資料變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測。例如，Landsat8衛(wèi)星每16天可覆蓋地球一遍，參考應(yīng)用只需下載提取所需時(shí)段的遙感數(shù)據(jù)即可，自然資源綜合調(diào)查以提取最新數(shù)據(jù)為主，如還有更高精度要求，則考慮無人機(jī)現(xiàn)地實(shí)飛，保證數(shù)據(jù)的時(shí)效性符合要求。

3．1．3數(shù)據(jù)綜合性強(qiáng)

能動(dòng)態(tài)反映地球表面所有事物的變化，遙感手段能周期性、重復(fù)地對同一地區(qū)進(jìn)行對地觀測，這有助于地質(zhì)調(diào)查人員通過所獲取的遙感數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)問題并動(dòng)態(tài)地跟蹤自然資源要素的變化。同時(shí)，研究自然界的變化規(guī)律，尤其是在自然資源領(lǐng)域中的監(jiān)視氣象變化、地質(zhì)災(zāi)害、森林覆蓋度等方面，遙感的運(yùn)用就顯得格外重要。獲取的數(shù)據(jù)綜合地展現(xiàn)了地球表面自然與人文現(xiàn)象，宏觀地反映了所有自然資源以及人文事物的形態(tài)與分布，真實(shí)地體現(xiàn)了地質(zhì)、地貌、土壤、植被、水文、人工構(gòu)筑物等地物的特征，全面地揭示了自然資源各要素與人文事物景觀之間的關(guān)聯(lián)性，并且這些數(shù)據(jù)在時(shí)間上具有相同的現(xiàn)勢性。獲取信息的手段多、信息量大，根據(jù)不同的任務(wù)，遙感技術(shù)可選用不同波段和遙感儀器來獲取信息。例如，本次工作遙感診斷主要使用高分影像和多光譜數(shù)據(jù)，高分影像分辨率達(dá)到1．6米，用于目視解譯要素邊界屬性，多光譜數(shù)據(jù)用于機(jī)器解譯，解決范圍較大要素的基本屬性，二者結(jié)合完成對整個(gè)工作區(qū)本底的基本掌握，并結(jié)合多期數(shù)據(jù)達(dá)到監(jiān)測效果，探索自然資源各要素發(fā)展演化規(guī)律。3．1．4成本較低社會效益高遙感手段獲取信息受條件限制少，主要為拍攝時(shí)間段的云量。工作區(qū)上大范圍分布高山密林，自然條件極為惡劣，調(diào)查人員難以到達(dá)，如全部樣地開展實(shí)地調(diào)查，成本較高，采用不受地面條件限制的遙感技術(shù)，特別是星載遙感可方便及時(shí)地獲取各種工作區(qū)基礎(chǔ)資料。

3．2局限性

3．2．1應(yīng)用范圍還需擴(kuò)大目前，遙感技術(shù)在自然資源領(lǐng)域所利用的波段還很有限，以本次工作使用的多光譜數(shù)據(jù)為例，不同波段與各類自然資源之間的對應(yīng)關(guān)系有待進(jìn)一步挖掘。此外，已經(jīng)被利用的電磁波譜段對許多地物的某些特征還不能準(zhǔn)確反映，還需要發(fā)展高光譜分辨率遙感以及遙感以外的其他手段相配合，特別是地面調(diào)查和驗(yàn)證尚不可缺少。

3．2．2準(zhǔn)確性還有待提高

由于使用星載多光譜數(shù)據(jù)和高分?jǐn)?shù)據(jù)的時(shí)效性和分辨率問題、目視解譯的不精確性問題等，遙感手段應(yīng)用于自然資源綜合調(diào)查的局限性還是存在的，例如，本次收集數(shù)據(jù)為2021年春季影像，到實(shí)地調(diào)查時(shí)已為夏季，部分前68電子信息科技風(fēng)2022年11月期識別的荒地已被地方百姓開墾種植為耕地，還有部分水域由于降雨量的增加，面積明顯增大，給野外驗(yàn)證帶來了很多困難。而無人機(jī)方面，所用機(jī)載高光譜數(shù)據(jù)的覆蓋區(qū)域限制，本項(xiàng)目所提出的方法是否適用于其他區(qū)域的樹種精細(xì)識別還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。結(jié)語綜上所述，遙感手段在自然資源綜合調(diào)查中是不可或缺的，其同時(shí)兼具觀測員與監(jiān)查員的雙重任務(wù)，應(yīng)用遙感手段能夠解決從診斷到支撐驗(yàn)證全工作流程諸多具體實(shí)際問題。同時(shí)，遙感手段具有面積大、時(shí)效性好、周期短、綜合性強(qiáng)以及降低工作成本的優(yōu)勢，下一步自然資源綜合調(diào)查中應(yīng)加強(qiáng)探索包括高分遙感影像、多光譜、高光譜、紅外、雷達(dá)等多元遙感數(shù)據(jù)的統(tǒng)籌兼顧和綜合利用，并添加相應(yīng)的工作手段開展關(guān)鍵指標(biāo)的遙感定量探討。

參考文獻(xiàn):

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［2］殷志強(qiáng)，衛(wèi)曉鋒，劉文波，等．承德自然資源綜合地質(zhì)調(diào)查工程進(jìn)展與主要成果［J］．中國地質(zhì)調(diào)查，2020，7(3):1-12．

作者:許佳琪 康建坤 曾冠中 張偉 劉松杭 李光琪 單位:中國地質(zhì)調(diào)查局地球物理調(diào)查中心