遥感技术在西藏高原资源环境领域中的应用

张英 郭健斌 哦玛啦 白有志

(西藏农牧学院资源与环境学院，西藏 林芝 860000)

引言

遥感技术是感知资源环境状态及其变化的重要探测技术，其利用“天空之眼”实时、快速地监测着地表不同要素的变化。遥感技术(RS)、地理信息系统(GIS)与全球定位系统(GPS)统称为“3S”技术，在自然资源监测与评价和信息化平台的构建提供了强大的技术支撑，具有广泛的应用价值[1]。随着大数据时代的到来，地理信息产业融合、区域高质量发展格局构建、高原山水林田湖草沙冰地球系统保护修复治理都离不开遥感技术的支撑，首届联合国世界地理信息大会上，明确将地理信息与国家发展议程相关联，提出塑造和发展数据驱动、位置信息化的智能、综合、韧性以及可持续城市，构建数据和地理信息领域的人类命运共同体，弥合地理空间信息鸿沟。西藏“十四五”规划建议中提出的主体功能区战略和区域“一核一圈两带三区”高质量发展新格局战略无不与遥感技术有关[2]。2021年10月，姚檀栋院士在“青藏高原生态文明与生态安全”论坛上指出，在青藏高原生态文明高地建设系统规划中，要推动山水林田湖草沙冰一体化的地球系统保护修复治理，这对形成西藏高原生态安全格局具有重要意义，而自然资源部也明确了区域要积极构建“多规合一、一张蓝图”，这些信息平台的构建都离不开遥感技术的支撑。本文从自然资源环境变化监测与评价的应用角度出发，分析遥感技术在西藏高原自然资源环境监测与评价中的应用。

1 遥感技术探测原理及其优势

遥感技术是基于任何地物辐射、反射电磁波能力的差异，利用高空搭载的传感器探测地物电磁波特性，从而获得遥感影像数据，区分不同地物的目标。遥感技术涵盖传感器技术、卫星技术、信息提取技术等多项技术，目前随着平台及技术设备的更新换代和快速发展，遥感技术可探测的空间范围不断拓宽，提取信息的精细化程度也在提升，限制性越来越小，发挥了强大的技术优势和技术手段。遥感技术系统包括信息的获取、接收、处理、应用，应用前景广阔，在资源、环境、地质、林业、草业、农业、海洋等都有应用，利用天-地-空一体化监测实现了海量数据的获取及遥感监测与信息提取，在不同行业应用优势明显。

2 遥感技术在西藏高原资源环境领域的应用方向

西藏高原作为青藏高原的主体，是我国乃至全球重要的地球生境脆弱区和生态安全屏障区，其地表资源的变化过程及速度对其他地区具有重要的影响及作用，因此西藏不同资源环境领域企事业单位、第二次青藏高原科考项目针对西藏地表水圈、冰冻圈、生物多样性、植物资源、湖泊水质等开展了广泛而深入的调查研究工作，遥感卫星影像数据为不同要素的调查、监测、监督、评价提供了技术支撑。

2.1 自然资源调查与监测

西藏高原自然资源类型丰富，遥感技术在自然资源方面的应用主要为自然资源的调查、监测、监督及评价，包括自然资源基础调查及专项调查，第三次国土空间调查及监测，不同年度土地利用变更调查，实景三维中国建设等，提供基础数据服务，针对自然资源的监测大多形成了一体化平台，如西藏天地图国家地理信息公共服务平台、资源智慧平台、国土空间基础信息应用服务系统，形成了西藏自治区自然资源三维立体一张图，主要集中对气候环境变化背景下冰川、冻土、湖泊、水文、植被、土地等进行监测，快速有效地监管自然资源的变化情况。

2.2 生态环境监测与保护

西藏高原作为我国及国际上至关重要的生态文明高地，其生态环境质量监测及保护一直备受重视，并对山水林田湖草沙冰一体化治理及构建高质量的生态环境监测及质量体系意义重大。目前西藏生态环境监测主要有草原植被盖度监测，生态环境监测网络建设，重大生态工程的实施，自然保护区监管，不动产基地的管理，外业测绘和调查等，遥感技术基于其多源数据、实时动态性、经济快速的特点，有效提升了监管效率和信息化管理能力。自然保护区西藏高原生态环境的监测与保护集中在形成生态环境大数据等环境治理，环境保护核查点位，环境风险防控，重点生态保护区域质量状况调查与动态监控，气候变化及其潜在风险应对，重大工程建设沿线区域环境质量监测，自然保护区人类活动及违规情况发现、监管、督查等。同时也开展了坡耕地综合政治。雅江河谷植树造林、防沙治沙工程。水土流失综合治理等生态治理及保护工程；此外还开展了西藏生态规划等，这些工作大部分要基于遥感影像进行，遥感技术在筑牢国家生态安全屏障，人与自然和谐共生示范地，自然保护样板地等方面发挥了重要作用。

2.3 自然灾害识别与监测

西藏高原作为青藏高原的主体，气象灾害和地质灾害多发频发性强、影响大，遥感技术以快速探测、动态周期性监测为优势，在干旱、洪涝、泥石流、滑坡、地震、草场鼠害等气象、水文、地质灾害等监测方面都发挥了巨大作用，如利用FY卫星、MODIS、Landsat卫星、高分卫星等数据进行旱灾[3，4]、滑坡[5]、火灾[6]、湖泊扩张[7，8]、冰川监测[9]等监测，基于InSAR数据、高分数据等进行高海拔山区滑坡灾害变形识别[10]，地质灾害监测[11]，地矿信息提取[12]等，断层解译[13]，为区域防灾减灾提供了经济有效的技术手段。

2.4 土地规划与生态设计

科学合理规划是构建西藏高原区国土空间高质量发展格局的关键，目前已开展了多类规划及生态设计工作，包括西藏自治区国土空间规划“一张图”数据库建设项目，城镇总体规划，自然资源厅自然资源三维实景数据库及管理平台应用示范建设项目。基于遥感技术海量的影像数据，有效结合ArcGIS、南方CASS、AutoCAD、Smart3D等技术，开展矿山摄影测量、三维测量、城乡规划设计、土地利用总体规划汇编、城市体检、地质灾害评估等。此外，目前土地利用规划的实施过程中，利用遥感影像变化进行违规建设信息提取和动态监测，对城镇重点区域进行卫片执法和监测，针对违规修路、占用耕地、林地、批大建小等违规问题的调查与监管，如新增建设用地是否合法合规，也用于信息化用地审批管理工作。

3 遥感技术在西藏高原资源环境领域的应用成果

目前，西藏基于遥感技术开展了大量资源环境调查、监测、评价、保护等研究，旨在揭示青藏高原不同地表环境现状、变化机理，优化生态安全屏障体系，应用成果广泛丰富，对推动西藏生态文明建设及可持续发展具有重要影响。

3.1 海量大数据

在遥感技术的支撑下，西藏自然资源和生态环境动态监测形成了海量数据库，主要用到的遥感影像包括风云系列、MODIS数据、NOAA卫星系列、Landsat系列、SPOT系列、资源系列、高分系列、SAR影像、点云数据、InSAR及Radarsat雷达数据、无人机航拍影像等，数据源多、分辨率高，基于天地图、天地图影像图、不同年度的高分影像、地理国情普查数据、三调现状数据、耕地质量评价的等别数据等，为动态监测其变化提供了海量的数据库。第二次青藏高原科考针对山水林田湖草沙冰采集的不同要素数据，形成了遥感大数据云数据，有助于摸清西藏高原不同圈层的“底细”，建立西藏高山地带气候变化背景下的不同自然资源和生态环境变化的“天然档案”。

3.2 多种服务平台

目前，3S技术在西藏农、林、牧、气象、地质、水文、土地等多个领域都发挥了重要的技术优势，应用范围大，前景广阔，针对自然资源的监测大多形成了一体化平台，如西藏天地图国家地理信息公共服务平台，国土空间基础信息应用服务系统，西藏自治区国土空间规划“一张图”智慧办公系统，测绘地理信息市场服务与监管平台，基础地理信息成果管理系统，地理信息公共服务平台——天地图·西藏(公众版)，标准地图服务，西藏资源三号卫星影像云服务平台等多个与3S技术密切相关的服务系统及平台。测绘地理信息市场服务与监管平台，基础地理信息成果管理系统，地理信息公共服务平台——天地图·西藏(公众版)，标准地图服务，西藏资源三号卫星影像云服务平台等多个与3S技术密切相关的服务系统及平台。自然资源执法监测应用系统，测绘管理应用系统，城乡建设用地增减挂钩遥感监测系统，多源遥感影像数据共享服务系统。

3.3 多方向监测成果

西藏遥感技术应用于自然资源调查取得了大量研究成果，助力于第三次全国国土调查及成果形成、增减挂钩等，摸清了西藏耕地变更状况(数量、质量、空间分布)，基于遥感影像数据和不同年份的土地利用、地理信息数据、质量评价数据，实现了自然资源的业务常态化、智慧化、精细化监测与管理，形成不同的资源环境领域公报，为政府部门和业务单位科学决策与管理提供数据科学服务，并具有预警功能。同时，基于遥感技术西藏不同地区取得了大量研究成果，如利用遥感影像进行林芝、昌都的林火监测，藏东南高原水体监测，高山湖泊面积变化和结冰情况监测，藏北高原草场监测，冰川退缩情况，湿地萎缩状况，干旱灾害监测等。基于遥感技术的高山极高山区冰川冰湖变化动态监测——以西藏藏南希夏邦玛峰地区为例，主要针对西藏草地动态遥感监测及其驱动机制进行研究，而湖泊的扩张会影响到湖盆周围人们的生活，如何正确决策执法和监测，主要利用遥感影像变化进行违规建设信息提取和动态监测、基于无人机加SAR加光学影像进行地质灾害的动态监测。MODIS数据被用在植被指数、植被长势及生长状态监测中。西藏自治区采用资源智慧平台办公，目前形成了西藏自治区自然资源三维立体一张图，天地图西藏自治区地理信息公共服务平台，为用户提供了在线地图、专题地图、影像检索等服务，同时针对不同资源环境领域，形成了自然资源执法监测应用系统，测绘管理应用系统，城乡建设用地增减挂钩遥感监测系统，多源遥感影像数据共享服务系统。目前，我国自然资源部全面推进“实景三维”中国建设，也是西藏“十四五”规划中的重要内容，西藏各个地市进行“实景三维”中国中的三维实景自然资源信息化平台建设，建成后数据更加多元化，对提升西藏自然资源信息化管理水平。

4 结语

本文分析了遥感技术在西藏高原资源环境监测与评价中的应用，主要应用方向包括自然资源调查与监测，生态环境监测与保护，自然灾害识别与监测，土地规划与生态设计等领域，形成了海量大数据、多种服务平台和多方向监测成果，在西藏山水林田湖草沙冰等不同要素中发挥了巨大的优势与作用，对构建西藏高原高质量发展格局及生态文明高地建设提供了重要信息技术支撑。