李 濤，李云鵬，王新軍

1 國(guó)土空間監(jiān)測(cè)理論緣起與背景

隨著人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人類對(duì)地球的影響日益明顯，而近年來(lái)人類面臨的各類問(wèn)題表明，這種影響向著變壞的方向發(fā)展。人口、資源、環(huán)境、災(zāi)害成為了人類面臨的四大挑戰(zhàn)，而解決這些問(wèn)題需要研究地球本身這個(gè)極其復(fù)雜的系統(tǒng)。隨著人類步入信息社會(huì)，計(jì)算機(jī)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)、遙感技術(shù)快速發(fā)展，信息科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)等科學(xué)理論被提出，這些技術(shù)與科學(xué)理論在實(shí)踐過(guò)程中逐漸融合，形成了研究監(jiān)測(cè)地球物質(zhì)流、能量流、信息流的變化情況的地球空間信息科學(xué)，新科學(xué)在全面調(diào)查地球資源與環(huán)境，獲取地球四大圈（巖石圈、水圈、大氣圈和生物圈）的變化信息等方面應(yīng)用潛力巨大，使人類解決四個(gè)主要挑戰(zhàn)成為可能[1]。

在這樣的背景下，本文將針對(duì)新時(shí)期國(guó)土空間監(jiān)測(cè)的需要，重點(diǎn)整理國(guó)內(nèi)外的理論研究，并整合總結(jié)形成衛(wèi)星遙感國(guó)土空間監(jiān)測(cè)理論，它以地球空間信息科學(xué)為核心，并結(jié)合我國(guó)國(guó)土空間監(jiān)測(cè)的實(shí)際需求，主要內(nèi)容包括國(guó)土空間監(jiān)測(cè)理論體系，國(guó)土空間監(jiān)測(cè)應(yīng)用以及未來(lái)國(guó)土空間監(jiān)測(cè)的展望。

2 國(guó)土空間監(jiān)測(cè)理論體系

2.1 國(guó)土空間監(jiān)測(cè)基本理論

國(guó)土空間監(jiān)測(cè)基本理論是以遙感衛(wèi)星技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)、全球定位系統(tǒng)等技術(shù)手段為基礎(chǔ)的，輔以計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)為支持的，用于采集、分析、儲(chǔ)存、管理、應(yīng)用地球空間信息的新興科學(xué)，它以技術(shù)和應(yīng)用為主要導(dǎo)引，逐漸發(fā)展升華為理論科學(xué)[1，2]。

國(guó)土空間監(jiān)測(cè)理論基礎(chǔ)是信息科學(xué)，1948年，美國(guó)數(shù)學(xué)家香農(nóng)提出：“信息是用來(lái)消除隨機(jī)不確定性的東西”。我國(guó)著名通信科學(xué)專家鐘義信將信息的定義分為兩個(gè)部分：本體論的信息是指該物體所呈現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或其變化方式；認(rèn)識(shí)論的信息是主體所表述的該物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或其變化方式[3]。總結(jié)而言，信息科學(xué)的目的是從一個(gè)地方復(fù)制另一個(gè)地方的信息，并將其描述、展示出來(lái)，而地球空間信息的描述對(duì)象就是地球的地理信息。

承繼成在1996年提出，地理信息的信息源為地表物質(zhì)的實(shí)體本身，從性質(zhì)上可以分為物質(zhì)信息，包括地表物體的物質(zhì)成分、形態(tài)、空間分布等特征，還有能量信息，包括地表實(shí)物的重力、磁力、電磁波譜等特征[4]。承繼承進(jìn)一步指出從信息載體方面看地理信息的載體可以大體分為三類，地理信息的第一載體是其本身，也是鐘義信所描述的本體論上的信息定義；地理信息的第二載體是記錄和描述地表物質(zhì)的影像、語(yǔ)言、文字；地理信息的第三載體是描述地理信息的各類專題地圖及其紙質(zhì)、膠質(zhì)、磁帶、光盤等的載體[3-6]。

根據(jù)這些特征，李德仁在2000年提出地理信息通常都具有空間、多維結(jié)構(gòu)特征、時(shí)序等三個(gè)基本屬性[1]。他進(jìn)一步指出地理信息屬于空間信息，它的位置是與信息緊密聯(lián)系在一起的，具有區(qū)域性，隨著技術(shù)的發(fā)展。目前的地理信息系統(tǒng)，通過(guò)航空航天技術(shù)，形成了全球統(tǒng)一的地理坐標(biāo)信息系統(tǒng)；地理信息同時(shí)具有多個(gè)維度的結(jié)構(gòu)特征，像地理要素信息，如山、植被或人造物，不同的要素往往也包含多個(gè)維度的信息，如高度、坡度、污染、土壤濕度等。這些特征應(yīng)用系統(tǒng)科學(xué)建立了統(tǒng)一的要素分類系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)，多維信息的收集與分析系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)，使地理信息可以被準(zhǔn)確描述和理解，而地理信息會(huì)隨著時(shí)間的變化而不斷更新，即形成了地理信息的時(shí)間屬性[1]。

綜合來(lái)看，國(guó)土空間監(jiān)測(cè)的基本理論從信息科學(xué)出發(fā)，在發(fā)展過(guò)程中有效結(jié)合了地球表面物體的時(shí)序、空間、多維屬性特征，最終形成了可以描述地表物體信息的地理信息科學(xué)，為國(guó)土空間監(jiān)測(cè)理論的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.2 國(guó)土空間監(jiān)測(cè)技術(shù)科學(xué)理論

在可以準(zhǔn)確描述地球空間信息的基礎(chǔ)上，國(guó)土空間監(jiān)測(cè)的技術(shù)理論主要聚焦在地球空間信息的收集、傳輸、儲(chǔ)存、管理，信息的有效收集是系統(tǒng)應(yīng)用的重要前提。國(guó)土空間監(jiān)測(cè)的技術(shù)基礎(chǔ)是地理信息的有效收集。隨著遙感技術(shù)的發(fā)明與發(fā)展，人類實(shí)現(xiàn)了通過(guò)先進(jìn)的機(jī)器幫助人們觀測(cè)肉眼無(wú)法看到或了解的事物，精確獲取地理信息，所以遙感技術(shù)的發(fā)明與應(yīng)用是地球空間信息技術(shù)科學(xué)得以發(fā)展的前提[3]。

從字面上解釋，“遙感”（Remote Sensing）是“遙遠(yuǎn)的感知”?！斑b”具有空間屬性，可以解釋為遙遠(yuǎn)的距離，并且引申為不與物體直接接觸；“感”代表信息收集，現(xiàn)代的遙感技術(shù)可以解釋為通過(guò)先進(jìn)的信息收集系統(tǒng)，在遠(yuǎn)距離不接觸的情況下，收集地表的地理信息。遙感技術(shù)最早從照相機(jī)的發(fā)明開(kāi)始，而理論基礎(chǔ)則是麥克斯韋提出的電磁輻射理論。李德仁指出物體會(huì)反射太陽(yáng)光，或自身發(fā)射電磁輻射，電磁輻射作為一種能量形式，可以被遙感設(shè)備感知到，所以遙感技術(shù)的實(shí)現(xiàn)從本質(zhì)上是不同地物具有不同的吸收、反射和發(fā)射電磁波的能力，而遙感技術(shù)可以感知，并收集這些輻射信息[1]。陳建平在1986年總結(jié)遙感的輻射源可以分為自然電磁輻射源和人工電磁輻射源，具體來(lái)看包括太陽(yáng)輻射、地球輻射、人類遙感衛(wèi)星發(fā)射的微波三大類，不同的輻射源，性質(zhì)各不相同，應(yīng)用領(lǐng)域也不同[7]。李德仁提出遙感探測(cè)的本質(zhì)是對(duì)物體輻射能量的測(cè)定與分析[1]。

在明確信息主體的基礎(chǔ)上，趙忠明等指出遙感科學(xué)技術(shù)通常由三個(gè)部分組成，即裝載器具，遙感傳感器，地面數(shù)據(jù)接收裝置[8]。裝載器具裝載遙感設(shè)備，遙感傳感器接收地面物體的輻射信息，而地面數(shù)據(jù)接收裝置則負(fù)責(zé)接收遙感傳感器收集到的信息。根據(jù)遙感科學(xué)的相關(guān)理論，李德仁指出遙感技術(shù)未來(lái)將主要向三個(gè)方向發(fā)展，即“三全”（全天候、全天時(shí)、全球觀測(cè)）“三高”（高空間分辨率、高光譜分辨率、高時(shí)間分布率）、“三多”（多平臺(tái)、多傳感器、多角度）[1]。遙感科學(xué)技術(shù)負(fù)責(zé)地理信息的收集，而能使地理信息真正能與地球的空間相結(jié)合離不開(kāi)全球定位系統(tǒng)，它主要由空間地理坐標(biāo)系統(tǒng)和定位系統(tǒng)兩部分組成。地理信息包含空間信息，而空間的定位往往是以地球作為參考框架，即需要一個(gè)統(tǒng)一的空間信息基準(zhǔn)來(lái)確定地表物體的幾何形態(tài)和空間分布特征，地球上所有的物體的特征都應(yīng)該在地理參考坐標(biāo)中描述，我國(guó)目前已經(jīng)建立了2000國(guó)家大地坐標(biāo)系，以滿足我國(guó)國(guó)土空間監(jiān)測(cè)需要。定位系統(tǒng)是通過(guò)數(shù)顆定位衛(wèi)星確定地理信息在地球上的準(zhǔn)確位置，我國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)組網(wǎng)成功，可提供精準(zhǔn)的定位服務(wù)[9，10]。

地理信息成功收集后，并不能直接應(yīng)用到國(guó)土空間的監(jiān)測(cè)中，而是需要國(guó)土空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)，對(duì)信息進(jìn)行統(tǒng)一的管理與更新，這一部分的科學(xué)理論是信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)基本理論。苗雪蘭等提出信息系統(tǒng)是以處理信息流為目的的人機(jī)一體化系統(tǒng)，信息系統(tǒng)的核心是數(shù)據(jù)[11，12]。地理信息系統(tǒng)是信息系統(tǒng)的一個(gè)特殊分支，特指處理與地表空間與地理分布相關(guān)數(shù)據(jù)的信息系統(tǒng)。傅肅性根據(jù)地理信息系統(tǒng)的這些特性在2001年提出地理信息科學(xué)是研究地球表面系統(tǒng)的能量流、物質(zhì)流和信息流的科學(xué)，而地理信息系統(tǒng)是通過(guò)計(jì)算機(jī)、遙感衛(wèi)星、全球定位系統(tǒng)等技術(shù)手段，將地理信息具象化展示出來(lái)的過(guò)程[13-15]。

國(guó)土空間監(jiān)測(cè)的技術(shù)科學(xué)理論涉及遙感理論、信息系統(tǒng)理論、數(shù)據(jù)庫(kù)理論，其中遙感等相關(guān)理論主要負(fù)責(zé)國(guó)土空間監(jiān)測(cè)所需的地理信息的采集與傳輸，而信息系統(tǒng)理論、數(shù)據(jù)庫(kù)理論等主要負(fù)責(zé)國(guó)土空間信息的儲(chǔ)存與管理。

2.3 國(guó)土空間監(jiān)測(cè)應(yīng)用的基本理論

國(guó)土空間監(jiān)測(cè)應(yīng)用的基本理論主要是與國(guó)土空間監(jiān)測(cè)的實(shí)際需要相結(jié)合所提出的基本理論，每一個(gè)部分的實(shí)際應(yīng)用，均需要根據(jù)應(yīng)用的需求，配套專門的信息描述與分析系統(tǒng)。目前我國(guó)國(guó)土空監(jiān)測(cè)的應(yīng)用領(lǐng)域主要包括土地利用監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、自然災(zāi)害防治與預(yù)警、資源調(diào)查、城市規(guī)劃應(yīng)用等方面。

國(guó)土空間監(jiān)測(cè)的第一個(gè)方面是土地利用監(jiān)測(cè)。王良健等人在2000年提出國(guó)土空間內(nèi)的土地利用是指人類以社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展為目的而進(jìn)行的一系列活動(dòng)，包括對(duì)土地進(jìn)行的長(zhǎng)期性或周期性的經(jīng)營(yíng)活動(dòng)，土地利用的動(dòng)態(tài)變化反映的是人類為適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，而不斷調(diào)配各類土地利用的過(guò)程[16]。我國(guó)幅員遼闊，但適合人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的土地資源并不豐富，人多地少，土地后備儲(chǔ)備資源不足的情況將長(zhǎng)期存在，及時(shí)準(zhǔn)確地掌握土地資源數(shù)量、質(zhì)量、分布及其變化趨勢(shì)，集約使用土地資源，減少土地的過(guò)度開(kāi)發(fā)和不合理利用十分必要。土地利用數(shù)據(jù)通常關(guān)注的是土地的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)屬性，分析的單位通常是成片的大塊土地，而不是更為細(xì)節(jié)的基礎(chǔ)地理元素。張顯峰、崔偉宏在1999年指出土地利用監(jiān)測(cè)是希望通過(guò)系統(tǒng)主動(dòng)地發(fā)現(xiàn)土地利用的變化信息，并且準(zhǔn)確、快速的獲取變化信息的數(shù)量與特征[17]。根據(jù)土地利用監(jiān)測(cè)的目的，土地利用監(jiān)測(cè)應(yīng)用主要關(guān)注土地的分類以及各類土地的數(shù)量等信息。

生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)是國(guó)土空間監(jiān)測(cè)另一個(gè)重要的領(lǐng)域。曲格平在2002年就提出生態(tài)環(huán)境是人類生存、生產(chǎn)與生活的基本條件，人類發(fā)展所引起的環(huán)境污染，已經(jīng)極大地影響了生態(tài)環(huán)境安全，并間接造成工商農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力的下降，所以建立國(guó)土空間生態(tài)環(huán)境動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)體系，對(duì)于我國(guó)未來(lái)可持續(xù)發(fā)展十分必要[18，19]。王橋等人在2020年指出目前我國(guó)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)重點(diǎn)關(guān)注城鎮(zhèn)污染氣體協(xié)同監(jiān)測(cè)、水體水質(zhì)協(xié)同監(jiān)測(cè)、城鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境協(xié)同監(jiān)測(cè)三個(gè)方面[19]。 城市污染氣體監(jiān)測(cè)主要利用的是各類氣體濃度反演技術(shù)，以及多軸差分吸收光譜等，水體水質(zhì)的監(jiān)測(cè)主要是衛(wèi)星監(jiān)測(cè)黑臭水體分布和水體葉綠素a濃度等，城市生態(tài)資源監(jiān)測(cè)主要關(guān)注的是遙感衛(wèi)星圖上綠地、森林資源分布與數(shù)量，土壤污染和城鎮(zhèn)廢棄物的識(shí)別與監(jiān)測(cè)[19]。

自然災(zāi)害防治與預(yù)警主要目的是降低地質(zhì)災(zāi)害對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的影響，維護(hù)社會(huì)的穩(wěn)定，它是國(guó)土空間監(jiān)測(cè)另一重要的應(yīng)用領(lǐng)域。目前我國(guó)的地質(zhì)災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)主要包括巖土位移監(jiān)測(cè)、土地退化和荒漠化監(jiān)測(cè)、地面變形監(jiān)測(cè)、地震遙感應(yīng)急調(diào)查和監(jiān)測(cè)等四個(gè)方面?，F(xiàn)代地質(zhì)災(zāi)害防治研究領(lǐng)域所應(yīng)用的遙感技術(shù)主要由光學(xué)遙感技術(shù)和微波遙感技術(shù)兩大部分構(gòu)成，其中光學(xué)遙感衛(wèi)星通過(guò)分析成像光譜儀收集到上百個(gè)非常窄的光譜波段信息，形成高光譜分辨率的衛(wèi)星圖像進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害分析工作[20]。高空間分辨率可以使技術(shù)人員更加清晰的分辨地面上物體的輪廓，提高目測(cè)解譯精度；微波遙感技術(shù)可以通過(guò)微波監(jiān)測(cè)地表微弱的地表形變，并且可以穿透云層，做到全天時(shí)監(jiān)測(cè)[20]。通常情況下，地質(zhì)災(zāi)害大多具有非常明顯的形態(tài)特征，具體表現(xiàn)為地塊附近的巖石和地表特征與周邊地塊存在明顯的色調(diào)差異和紋理區(qū)別，根據(jù)這些特征，可以使用遙感圖像對(duì)地質(zhì)災(zāi)害潛在地區(qū)進(jìn)行識(shí)別，并配合地面調(diào)查形成地質(zhì)災(zāi)害防治與預(yù)警地圖[20]。

國(guó)土空間監(jiān)測(cè)應(yīng)用的基本理論與應(yīng)用領(lǐng)域息息相關(guān)，但是從本質(zhì)上來(lái)講，均是在相關(guān)領(lǐng)域建立了一整套以遙感數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的空間監(jiān)測(cè)評(píng)判體系，而應(yīng)用領(lǐng)域未來(lái)的拓展則取決于遙感數(shù)據(jù)獲取地表輻射的精度與廣度，以及新領(lǐng)域的監(jiān)測(cè)評(píng)判體系開(kāi)發(fā)。

3 國(guó)土空間監(jiān)測(cè)應(yīng)用

國(guó)土空間監(jiān)測(cè)對(duì)于我國(guó)更好的利用土地資源、自然資源具有重要意義，國(guó)土空間監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)理論作為框架，國(guó)土空間監(jiān)測(cè)的技術(shù)理論作為支持，國(guó)土空間監(jiān)測(cè)的應(yīng)用理論為實(shí)踐指導(dǎo)，我國(guó)開(kāi)展了眾多國(guó)土空間監(jiān)測(cè)的理論實(shí)踐。根據(jù)自然資源部衛(wèi)星遙感應(yīng)用報(bào)告（2019），目前國(guó)土空間監(jiān)測(cè)主要應(yīng)用包括：服務(wù)國(guó)家重點(diǎn)戰(zhàn)略實(shí)施、保障自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)管理、支持重大專項(xiàng)工程監(jiān)測(cè)和省級(jí)衛(wèi)星應(yīng)用，這些應(yīng)用與我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展高度相關(guān)，為我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展決策提供了有力的數(shù)據(jù)支持。

全國(guó)土地調(diào)查是土地利用監(jiān)測(cè)最重要的實(shí)踐應(yīng)用，也是目前與我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展聯(lián)系最緊密的一個(gè)部分。王旁勇在2020年指出全國(guó)土地調(diào)查主要關(guān)注的是土地的社會(huì)屬性，即人類對(duì)土地的直接利用方式和目的意圖[21]。趙愛(ài)軍提出開(kāi)展全國(guó)土地調(diào)查的目的是為了調(diào)查國(guó)土空間的利用現(xiàn)狀，掌握真實(shí)有效的土地利用情況與分類數(shù)據(jù)，在滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，最大程度的保護(hù)土地資源，提高土地資源利用率[22]。

全國(guó)土地調(diào)查的數(shù)據(jù)源主要為數(shù)字正射影像圖，數(shù)據(jù)的精度為農(nóng)村地區(qū)要求高于1m 分辨率的遙感數(shù)據(jù)，城市地區(qū)要求高于0.2m分辨率的遙感數(shù)據(jù)，同時(shí)要求200m2以上的建筑用地、400m2以上的農(nóng)用地、600m2以上的其他地類均需標(biāo)注和上圖[23]。胡云華等人總結(jié)出：全國(guó)土地調(diào)查所建立的土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)重點(diǎn)關(guān)注的是不同地塊的地類差別，以及其統(tǒng)計(jì)學(xué)屬性，如面積的大小與多少[23]。王旁勇總結(jié)全國(guó)土地調(diào)查主要關(guān)注土地的三個(gè)方面，第一是土地利用現(xiàn)狀的調(diào)查，第二是土地權(quán)屬調(diào)查、第三是特殊用地調(diào)查，縣是土地利用數(shù)據(jù)的基本調(diào)查單位[21]。土地利用現(xiàn)狀調(diào)查內(nèi)容包括每個(gè)地塊圖斑的地類屬性、位置、面積等實(shí)際用地信息，土地權(quán)屬調(diào)查則是在土地利用調(diào)查的基礎(chǔ)上，針對(duì)每個(gè)地塊圖斑進(jìn)行權(quán)屬調(diào)查，專項(xiàng)用地調(diào)查是對(duì)各類專項(xiàng)用地的實(shí)際使用情況的精細(xì)化調(diào)查，主要包括耕地細(xì)化調(diào)查、永久基礎(chǔ)農(nóng)田調(diào)查、耕地質(zhì)量等級(jí)調(diào)查等多個(gè)方面[21]。全國(guó)土地調(diào)查每十年一次，它的作用更像是對(duì)我國(guó)土地資源的整體調(diào)查，了解我國(guó)各類土地的具體數(shù)量，進(jìn)行更為精細(xì)化的管理，而對(duì)于土地利用變化的監(jiān)測(cè)則需要國(guó)情普查。

地理國(guó)情普查監(jiān)測(cè)是另一個(gè)重要的土地利用監(jiān)測(cè)，它的更新頻率更高。馬萬(wàn)鐘,杜清運(yùn)等人指出地表覆蓋物調(diào)查關(guān)注的是地理國(guó)情要素的變化情況，更加注重的是地表各類地物自然經(jīng)濟(jì)屬性的分析，所以關(guān)注更多的是土地的經(jīng)濟(jì)屬性[24]。馬萬(wàn)鐘,杜清運(yùn)等人進(jìn)一步指出地理國(guó)情要素相較于土地調(diào)查數(shù)據(jù)要素更為豐富，監(jiān)測(cè)的內(nèi)容包括三個(gè)方面：第一是重點(diǎn)關(guān)注地表覆蓋物經(jīng)濟(jì)屬性的地物分類，第二是與社會(huì)經(jīng)濟(jì)明顯相關(guān)的空間范圍及邊界、具有獨(dú)立監(jiān)測(cè)和統(tǒng)計(jì)分類意義的重要地物等為代表的重要要素信息，第三是反映地表地形與地勢(shì)的地表形態(tài)數(shù)據(jù)。根據(jù)這三類主要內(nèi)容，地理國(guó)情要素大體可分為三個(gè)大類，包括自然環(huán)境要素、產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)要素和社會(huì)人文要素，其中最重要的是產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)要素，它將自然要素和社會(huì)人文要素相連接，囊括了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)力布局、產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顟B(tài)和特色產(chǎn)業(yè)等內(nèi)容[24]。馬萬(wàn)鐘等人同時(shí)指出，地表覆蓋物監(jiān)測(cè)相較于土地分類，更注重實(shí)效性，所以更新的頻率也更高。

全國(guó)土地教程和國(guó)情普查均是利用正射影像圖圖斑地塊，輔助全球定位系統(tǒng)，對(duì)數(shù)據(jù)每一個(gè)地塊進(jìn)行調(diào)查，所不同的是國(guó)情普查更新頻率為一年，還可以針對(duì)每一個(gè)地塊進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)土地利用的變化，差異變化主要體現(xiàn)在圖像顏色變化、內(nèi)部紋理、內(nèi)部圖像形狀等，通過(guò)這些信息初步判斷，配合外業(yè)調(diào)查進(jìn)行核準(zhǔn)確認(rèn)，就能夠判斷出每一個(gè)地塊的變化情況[17，24]。土地的變化情況在數(shù)據(jù)層面可以進(jìn)行定性和定量的分析，其中定性的分析是土地利用性質(zhì)的變化，如由農(nóng)用地變?yōu)榻ㄔO(shè)用地，定量的分析是指相同種類用地類型內(nèi)部數(shù)量的變化，如城市建成區(qū)的土地建成率等[17]。

利用土地利用的變化可以被監(jiān)測(cè)這一特性，我國(guó)國(guó)土空間監(jiān)測(cè)的應(yīng)用在這一領(lǐng)域進(jìn)行了很多成果的嘗試，如針對(duì)某一土地利用變化進(jìn)行調(diào)查，或某一領(lǐng)域的土地利用變化調(diào)查等。在單一土地利用變化方面，我國(guó)進(jìn)行了全國(guó)紅樹(shù)林遙感監(jiān)測(cè)，全國(guó)自然湖泊遙感監(jiān)測(cè)、全國(guó)大棚遙感監(jiān)測(cè)、全國(guó)高爾夫球場(chǎng)遙感監(jiān)測(cè)等項(xiàng)目，這些項(xiàng)目為某一單一土地利用的調(diào)查和研究提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)[25]。針對(duì)某一特定領(lǐng)域的項(xiàng)目同樣重點(diǎn)，如針對(duì)國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)的要求，我國(guó)開(kāi)展了“全國(guó)礦山環(huán)境恢復(fù)治理狀況遙感地質(zhì)調(diào)查與監(jiān)測(cè)”項(xiàng)目，重點(diǎn)監(jiān)測(cè)我國(guó)各地廢棄露天礦山的情況，部署生態(tài)修復(fù)工作，并監(jiān)測(cè)生態(tài)修復(fù)對(duì)這些地區(qū)的地表覆蓋物的影響。針對(duì)集約化用地開(kāi)發(fā)利用監(jiān)測(cè)需求，我國(guó)開(kāi)展了低效用地、限制土地、住宅用地等監(jiān)測(cè)工作，為提升土地利用治理提供基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)支持[25]（圖1）。

圖 1礦山開(kāi)采活動(dòng)遙感監(jiān)測(cè)

各省也針對(duì)省內(nèi)的實(shí)際需求進(jìn)行了土地利用監(jiān)測(cè)方面的嘗試，如廣東省將監(jiān)測(cè)更新的頻率上升到了每季，進(jìn)行了季度土地礦產(chǎn)遙感監(jiān)測(cè)。寧夏省針對(duì)礦山越界開(kāi)采問(wèn)題，利用高分二號(hào)影像數(shù)據(jù)，開(kāi)展了露天礦山越界開(kāi)采監(jiān)管。青海省利用最新的國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)，組織開(kāi)展了黃河流域林地草地動(dòng)態(tài)變化的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，發(fā)現(xiàn)了黃河流域內(nèi)部存在的生態(tài)脆弱區(qū)及一系列其他生態(tài)問(wèn)題，為生態(tài)治理提供了有力的數(shù)據(jù)支持[25]。

國(guó)土空間監(jiān)測(cè)應(yīng)用最為廣泛和成熟的領(lǐng)域是土地利用方面的監(jiān)測(cè)，它所利用的遙感數(shù)據(jù)數(shù)量多、質(zhì)量相對(duì)較低，被廣泛應(yīng)用于國(guó)土空間監(jiān)測(cè)的各個(gè)領(lǐng)域。除了這一領(lǐng)域外，我國(guó)在自然環(huán)境監(jiān)測(cè)，地質(zhì)災(zāi)害防治遙感應(yīng)用、海洋遙感等方面也有一定的實(shí)踐。其中自然環(huán)境監(jiān)測(cè)關(guān)注的是自然資源中“質(zhì)量-生態(tài)”管控要求，主要通過(guò)遙感衛(wèi)星，收集地表物體高光譜的信息，開(kāi)展更為精細(xì)的地物分類、植被監(jiān)測(cè)工作。目前該項(xiàng)監(jiān)測(cè)已經(jīng)完成了全國(guó)六大重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)及生態(tài)敏感脆弱區(qū)生態(tài)質(zhì)量狀態(tài)要素的遙感監(jiān)測(cè)與變化分析，為重點(diǎn)生態(tài)區(qū)、大江大河的系統(tǒng)性保護(hù)與治理提供了科學(xué)可靠的技術(shù)支持。而地質(zhì)災(zāi)害防治遙感應(yīng)用監(jiān)測(cè)則主要應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害潛在地區(qū)的識(shí)別與確定上，目前我國(guó)開(kāi)展了全國(guó)地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)121萬(wàn)km2SAR數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)處理，并已經(jīng)完成了部分地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害隱患工作的識(shí)別工作。海洋遙感領(lǐng)域，我國(guó)已經(jīng)完成了海洋基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的更新，并開(kāi)展了海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)，進(jìn)行了海洋防災(zāi)減災(zāi)監(jiān)測(cè)，為我國(guó)開(kāi)發(fā)海洋資源提供了有力的數(shù)據(jù)支持[25]。

結(jié)論與展望

國(guó)土空間監(jiān)測(cè)以地球空間信息科學(xué)為基礎(chǔ)，利用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）技術(shù)，航空航天遙感（RS）技術(shù)，地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)等地理信息的技術(shù)科學(xué)，收集地表物體的輻射信息，形成地理信息數(shù)據(jù)，儲(chǔ)存于地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)，并結(jié)合國(guó)土空間的應(yīng)用理論，完成對(duì)國(guó)土空間的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

新時(shí)期衛(wèi)星遙感技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于全國(guó)土地調(diào)查、國(guó)情普查等與我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展息息相關(guān)的領(lǐng)域，并逐步向環(huán)境監(jiān)測(cè)、地質(zhì)災(zāi)害防治遙感應(yīng)用、海洋遙感等更加細(xì)分的領(lǐng)域發(fā)展，可以預(yù)見(jiàn)基于衛(wèi)星遙感技術(shù)的國(guó)土空間監(jiān)測(cè)的應(yīng)用將進(jìn)一步擴(kuò)大并為我國(guó)更好的利用土地資源、自然資源提供有力的數(shù)據(jù)支持。

自然資源部于2019年5月23日發(fā)布《中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于建立國(guó)土空間規(guī)劃體系并監(jiān)督實(shí)施的若干意見(jiàn)》，明確指出建設(shè)國(guó)土空間規(guī)劃體系并監(jiān)督實(shí)施，將主體功能區(qū)規(guī)劃、土地利用規(guī)劃、城鄉(xiāng)規(guī)劃等空間規(guī)劃融合為統(tǒng)一的國(guó)土空間規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)“多規(guī)合一”。未來(lái)基于衛(wèi)星遙感的國(guó)土空間監(jiān)測(cè)將為國(guó)土空間規(guī)劃體系的建設(shè)與實(shí)施提供更為準(zhǔn)確的國(guó)土空間信息，并通過(guò)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的及時(shí)更新，幫助規(guī)劃部門更快的掌握國(guó)土空間的變化信息，這些信息不僅可以作為國(guó)土空間規(guī)劃制定的有效數(shù)據(jù)支撐，也可以更好的監(jiān)督規(guī)劃的實(shí)施情況，可以說(shuō)基于衛(wèi)星遙感的國(guó)土空間監(jiān)測(cè)將在我國(guó)國(guó)土空間體系中，起到越來(lái)越重要的作用。

圖片來(lái)源

圖1：自然資源部2019年衛(wèi)星遙感應(yīng)用報(bào)告。