[发明专利]基于先验知识的土地利用/覆被信息时空监测方法

说明书

本发明涉及一种基于先验知识的土地利用/覆被信息时空监测方法与技术，具体步骤包括：多源土地利用/覆被数据的几何配准；多源土地利用/覆被数据的尺度转换；多源土地利用/覆被数据的数据转换；基于多源土地利用/覆被的先验知识提取；基于先验知识的土地利用/覆被信息提取；长时间序列土地利用/覆被空间监测；土地利用/覆被信息时空模拟与预测。优点：1）挖掘和利用国内外已有的土地利用/覆被产品和成果，有效地实现土地利用/覆被信息的快速提取。2）有效实现土地利用/覆被的模拟和预测，为科学监测与空间认知提供技术支撑；3）为全球城镇规划、人居环境质量监测和生态环境保护提供评估方法和决策支持。

技术领域

本发明涉及的是一种基于先验知识的土地利用/覆被信息时空监测方法，属于环境监测与保护技术领域。

背景技术

土地利用/土地覆盖变化（Land Use/ Cover Change，LUCC）真实地再现了地表景观的时空动态变化过程，是人类社会经济活动与自然环境相互作用最直观的表现形式，其空间格局表征了人-地关系在不同空间和时间尺度上的作用强度与作用模式，反映了生态环境结构、格局和功能的变化，影响着生态环境的阈值和服务功能输出类型。土地利用/覆盖对维持生态系统服务功能起着决定性的作用，它客观地记录了地球表面空间格局特征的变化过程，真实地再现了地球表面景观的时空动态变化，而且时空变化特征与生物圈-大气交互作用、全球气候变化、地球化学循环、生物多样性、生态环境演变以及资源的可持续发展等有着密切的关系。生态环境要素的物理化学性状与物质能量循环通常因受到不同土地利用方式和景观格局的影响而存在着很大的差异性，并最终引起生态环境结构和功能的复杂性和抗干扰能力的演变。因此，土地利用/覆被时空演变研究对于生态环境质量监测有着重要的研究价值和理论意义。

土地利用/覆被变化是全球变化、地球系统科学和区域可持续发展中自然与人文过程交叉最为密切的问题，是自然和社会科学综合研究的切入点。国际地圈与生物圈计划（IGBP）、全球变化人文因素计划（IHDP）、全球土地计划（GLP）等均将土地利用/覆被变化作为全球变化研究的前沿问题和热点课题。目前，国际上有多种不同尺度的土地利用/覆被数据集，如美国马里兰大学的全球土地覆盖数据集Umd（空间分辨率为1km、8km和1deg），美国地质调查局（USGS）的全球土地覆盖数据集IGBP-Discover（空间分辨率为1km），欧盟研究中心空间应用研究所的全球土地覆盖数据集GLC2000，美国NASA的土地覆盖数据产品MOD12（空间分辨率分别为500m、0.05deg、1km），欧洲航天局（ESA）的全球陆地覆盖数据GlobCover（空间分辨率为300m），中国清华大学的全球30m土地覆盖数据集FROM-GLC，以及世界局部区域土地利用覆盖数据集，等。上述数据在城市规划、生态环境保护和全球变化等相关领域研究中提供了有价值的科学信息，得到了广泛应用。

在1984年和2007年，中国相继开展了第一次和第二次全国土地调查，积累了丰富的土地利用/覆被信息，为中国城镇建设、土地集约化利用、坚守耕地红线等提供了监测与评估的数据基础和决策依据。快速的经济发展导致土地利用/覆被发生了巨大的变化，已有的土地利用数据不能够满足当前经济社会发展、土地宏观调控和国土资源管理的需要。现有土地调查技术虽采用了当前科学的技术手段和工作方法，但在耕地调查、城乡一体化数据处理、数据建库和土地评估等方面依然存在着大量科学问题值得进一步深入研究。