为什么要关注土地利用和土地覆盖数据
土地利用和土地覆盖数据是 GIS、遥感、生态、水文、国土空间规划和碳循环研究中最常用的基础数据之一。它回答的问题看起来简单:某个地方是什么地类,是耕地、林地、草地、水体、建设用地,还是未利用地。但在实际研究中,不同数据集的含义、分辨率、时间范围和分类体系差异很大。
土地覆盖(Land Cover) 更偏向地表物理状态,例如树木、草地、水体、裸地、积雪和建筑物。土地利用(Land Use) 更偏向人类使用方式,例如农业生产、城乡建设、工矿交通、生态用地或未利用土地。很多遥感产品的名字写作 LULC(Land Use / Land Cover),但其直接观测对象通常仍是地表覆盖,再通过分类体系或辅助数据解释为土地利用类型。
全国尺度研究如果只看“有没有 30 m 土地利用数据”,很容易忽略几个关键问题:一是数据是人工解译、机器学习分类还是多源融合;二是分类体系能否和研究目标匹配;三是不同时相是否可直接做变化检测;四是下载入口和引用许可是否适合论文、报告或二次数据发布。
本文按“全国中国区域 + 可裁剪到中国的全球产品”口径,梳理常用土地利用/土地覆盖数据集。文中时间范围和版本信息截至 2026-05-21,正式使用前仍应以各数据源页面、DOI、数据论文或平台元数据为准。
先看结论
如果研究 中国 1980 年代以来的土地利用变化,优先看 CNLUCC / CLUD、CLCD、GLC_FCS30D。如果需要 中国年度 30 m 土地覆盖变化,优先看 CLCD,并结合 GLC_FCS30D 做对照。如果需要 2000、2010、2020 三期全球一致的 30 m 产品,可以考虑 GlobeLand30。如果需要 近年 10 m 精细制图,优先看 ESA WorldCover、Dynamic World、Esri / Impact Observatory LULC、FROM-GLC10。如果是 气候模式或长时间序列宏观分析,则更适合 ESA CCI Land Cover、MODIS MCD12Q1、GLASS-GLC。
一个简单判断规则是:
| 需求 | 优先考虑 |
|---|---|
| 中国多期土地利用变化、国土空间和生态评价 | CNLUCC / CLUD、CLCD |
| 中国年度 30 m 土地覆盖变化 | CLCD、GLC_FCS30D |
| 1985 年以来全球 30 m 长时序 | GLC_FCS30D |
| 2000、2010、2020 三期全球一致对比 | GlobeLand30 |
| 近年 10 m 静态制图 | ESA WorldCover、Esri / Impact Observatory LULC、FROM-GLC10 |
| 近实时或季节内快速监测 | Dynamic World |
| 气候模型、地球系统模型、长期宏观变化 | ESA CCI Land Cover、MODIS MCD12Q1、GLASS-GLC |
| 论文和报告引用 | 优先使用带 DOI、数据论文、官方平台或 GEE/AWS/Zenodo 记录的数据源 |
主要数据集对比
| 数据集 | 发布/维护方与入口 | 主要数据源 | 覆盖范围 | 时间范围 | 空间/时间分辨率 | 分类体系 | 格式/平台 | 适用范围 | 注意事项与引用 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| CNLUCC / CLUD 中国土地利用/土地覆盖遥感监测数据 | 中国科学院资源环境科学数据中心、地理科学与资源研究所;分类体系见 LUCC 分类体系 PDF | Landsat MSS、TM、ETM+、Landsat 8 等人工或人机交互解译 | 中国陆地区域 | 分类体系文档列出 1970s、1980s、1995/1996、1999/2000、2005、2010、2015;实际平台和论文中还常见 2018、2020 等更新版本 | 常见 30 m、100 m、1 km 等版本;多期离散时相 | 一级 6 类,二级 25 类,部分耕地三级细分 | 栅格、矢量或重采样版本,按平台发布为准 | 中国土地利用变化、国土空间规划、生态系统服务、PLUS / FLUS / InVEST 等模型输入 | 中国研究引用最多的基准数据之一;不同分辨率和年份版本差异较大,下载和引用应以原始平台记录为准 |
| CLCD 年度中国土地覆盖数据集 | 武汉大学;ESSD 论文、Zenodo 数据 | Landsat 全时序表面反射率、GEE、随机森林、时空滤波 | 中国区域 | 论文正式介绍 1990-2019,并补充 1985;Zenodo 更新记录包含 1985-2022 | 30 m;年度 | 常用 9 类左右的中国土地覆盖分类 | GeoTIFF / COG,Zenodo 分年下载 | 中国年度土地覆盖变化、城市扩张、耕地/林草/水体变化、生态工程评估 | 论文年份和 Zenodo 更新年份不同;Zenodo 页面提示有 newer version,正式使用时应核对最新版本与投影 |
| SinoLC-1 中国 1 m 土地覆盖图 | 武汉大学等;ESSD 论文、Zenodo | 10 m 全球土地覆盖产品、OSM、Google Earth 影像、深度学习框架 | 中国区域 | 单期高分辨率产品,2023 年发布 | 约 1 m;静态图 | 面向全国精细土地覆盖的多类别体系 | Zenodo 分区数据 | 精细边界展示、城市边缘、道路/建筑/水体等高分辨率解译参考 | 不是长时间序列;计算和存储成本高,不适合作为全国多年变化的首选数据 |
| GlobeLand30 | 国家基础地理信息中心等;UN-SPIDER 入口、Scientific Data 应用说明 | Landsat、HJ-1、GF-1 等多源影像与知识规则分类 | 全球陆地 | 2000、2010、2020 | 30 m;10 年一期 | 10 个一级土地覆盖类型 | 官方网站、分幅下载、相关数据论文 | 全球和中国三期土地覆盖对比、生产-生活-生态空间重分类、跨国比较 | 官方网站访问稳定性可能变化;三期适合长期对比,但不是年度数据 |
| GLC_FCS30D 全球 30 m 动态土地覆盖 | 中国科学院空天信息创新研究院等;ESSD 论文、Zenodo 数据 | Landsat 密集时间序列、连续变化检测、局地自适应更新、时空优化 | 全球陆地,通常不含南极洲 | 1985-2022;2000 年前 5 年一期,2000 年后年度 | 30 m;26 个时间步 | 35 个细分类,也可汇总为 10 个主类或 LCCS 类 | Zenodo,约 194 GB 压缩包 | 全球或中国长时序 30 m 变化、耕地/森林/湿地/不透水面变化研究 | 体量大;分类很细,做中国应用时通常需要重分类到研究体系 |
| FROM-GLC / FROM-GLC10 | 清华大学宫鹏团队;Tsinghua 介绍 | FROM-GLC30 基于 Landsat;FROM-GLC10 基于 Sentinel-2 与样本迁移 | 全球陆地 | FROM-GLC30 有 30 m 产品;FROM-GLC10 典型版本为 2017 | 30 m 或 10 m;静态产品为主 | 常见 10 类左右全球土地覆盖体系 | 清华数据平台、部分 GEE 社区目录 | 10 m 全球土地覆盖对比、算法研究、与 ESA/Esri/Dynamic World 横向比较 | FROM-GLC10 总体精度约 72.76%,更适合作为对照产品,不宜单独作为高精度地块判读依据 |
| ESA WorldCover | ESA WorldCover Consortium;官网、Data Access | Sentinel-1 SAR 与 Sentinel-2 光学影像 | 全球陆地 | 2020、2021 | 10 m;年度静态图 | 11 个土地覆盖类 | 官网下载、AWS、GEE ESA/WorldCover/v100 和 v200 | 近年 10 m 全球/中国土地覆盖底图、生态制图、与 Sentinel-2 分析衔接 | 2020 为 v100 算法,2021 为 v200 算法;两期差异包含真实变化和算法差异,不能直接当作变化检测结果 |
| Dynamic World V1 | Google 与 World Resources Institute;GEE Catalog | Sentinel-2 L1C、深度学习、云和云影掩膜 | 全球陆地 | 2015-06-27 至今,随 Sentinel-2 更新 | 10 m;约 2-5 天重访,按影像时相 | 9 类,并提供每类概率层和 label 层 | Google Earth Engine GOOGLE/DYNAMICWORLD/V1 | 近实时变化监测、事件后快速识别、按季节/年份自定义合成 | 单景分类受云、物候和概率阈值影响大;正式制图应对 top-1 概率设阈值或做时间合成 |
| Esri / Impact Observatory 10 m Annual LULC | Impact Observatory、Microsoft、Esri;AWS Open Data、ArcGIS 时间序列图层 | Sentinel-2、Microsoft Planetary Computer、深度学习模型 | 全球陆地 | AWS 开放数据当前标注 2017-2023;ArcGIS 图层已扩展到 2017-2025 | 10 m;年度 | 9 类年度 LULC | AWS S3、STAC、ArcGIS Living Atlas | 近年年度 10 m LULC、快速制图、ArcGIS 工作流、全球对比 | 不同发布通道年份不同;2017 年可用影像较少,和 2018 年以后比较时要谨慎 |
| Copernicus Global Land Cover 100 m / 10 m | Copernicus Land Monitoring Service;100 m 产品、10 m 2020 产品 | 100 m 产品主要基于 PROBA-V;10 m 产品基于 Sentinel-2 MSI | 全球 | 100 m 产品为 2015-2019 年度;10 m 产品当前为 2020 | 100 m 年度;10 m 年度静态图 | 全球动态土地覆盖体系 | Copernicus Data Space、OData、S3、浏览器下载 | 欧洲/Copernicus 体系用户、全球年度 100 m 对比、2020 年 10 m 底图 | 100 m 与 10 m 产品不是同一尺度;下载大区域建议使用 CDSE 工具 |
| MODIS MCD12Q1.061 | NASA LP DAAC / USGS;GEE Catalog | Terra / Aqua MODIS 反射率监督分类 | 全球 | 2001-2024 | 500 m;年度 | IGBP、UMD、LAI、BIOME-BGC、PFT 和 FAO LCCS 多套体系 | HDF、LP DAAC、GEE MODIS/061/MCD12Q1 | 全球年度土地覆盖、生态模型、气候背景、与 MODIS 其他产品配套 | 分辨率较粗,不适合县域边界或地块变化;不同分类层含义不同 |
| ESA CCI Land Cover | ESA Climate Change Initiative;ESA CCI Land Cover | AVHRR、SPOT-VGT、MERIS、PROBA-V、Sentinel-3 等多源中分辨率数据 | 全球 | 1992-2020 | 300 m;年度 | 基于 UN LCCS 的 22 个全球类别,并含质量标志 | NetCDF、CCI Open Data Portal、用户工具 | 气候模型、地球系统模型、PFT 转换、长期宏观变化 | 适合宏观和模型输入,不适合精细国土空间制图;2016 年后由 Copernicus Climate Change Service 生成 |
| GLASS-GLC | 清华大学等;ESSD 论文 | GLASS 气候数据记录、GEE、长期遥感特征 | 全球 | 1982-2015 | 5 km;年度 | 7 类:耕地、森林、草地、灌丛、苔原、裸地、雪/冰 | GeoTIFF,PANGAEA DOI 入口 | 1980 年代以来全球宏观土地覆盖变化、气候和人类活动影响分析 | 空间分辨率很粗,不适合中国区域精细格局;优势是时间长和一致性 |
按数据类型理解差异
1. 中国人工解译和基准数据库类
CNLUCC / CLUD 的价值在于长期积累和中国土地利用语境。它的分类体系从土地资源及其利用属性出发,一级类包括耕地、林地、草地、水域、建设用地和未利用土地,二级类进一步区分水田、旱地、有林地、灌木林、高覆盖度草地、河渠、湖泊、水库坑塘、城镇用地、农村居民点等。
这类数据适合国土空间、生态系统服务、土地利用转移矩阵、景观格局指数和 PLUS / FLUS / CA-Markov / InVEST 等模型。它的弱点是年度连续性不足,不同平台发布的 30 m、100 m、1 km 版本可能不是同一数据粒度,不能把重采样版本当作原始 30 m 解译结果使用。
2. Landsat 年度 30 m 长时序类
CLCD 和 GLC_FCS30D 都体现了近年土地覆盖数据从“离散年份产品”转向“年度时序产品”的趋势。CLCD 面向中国,使用 Landsat 时间序列、随机森林和时空一致性后处理,适合中国年度变化研究。GLC_FCS30D 面向全球,分类更细,时间覆盖从 1985 年到 2022 年,适合跨国或全球一致性研究。
如果研究对象是中国某省、市、流域或生态区,CLCD 通常更方便。如果研究需要把中国放入全球背景,GLC_FCS30D 的全球一致性更有优势。两者都属于大数据量 30 m 产品,全国尺度统计前应先做好分区裁剪、重分类和投影统一。
3. Sentinel-2 10 m 近年产品类
ESA WorldCover、Dynamic World、Esri / Impact Observatory LULC 和 FROM-GLC10 都属于近年 10 m 全球土地覆盖产品。它们的空间细节明显优于 30 m 产品,适合展示城市边界、河湖岸线、农田斑块和林草边界。
但 10 m 并不自动代表更高精度。Dynamic World 是按 Sentinel-2 单景影像生成概率和标签,适合近实时和自定义合成;ESA WorldCover 是年度全球底图,2020 和 2021 的算法版本不同;Esri LULC 是年度合成产品,不同入口的最新年份可能不同;FROM-GLC10 是典型 2017 年产品,更适合方法和产品对比。
4. 中低分辨率长期一致性类
MODIS MCD12Q1、ESA CCI Land Cover 和 GLASS-GLC 的优势不是空间细节,而是长期一致性、全球覆盖和与模型体系衔接。MCD12Q1 提供多套分类体系和质量层,适合与 MODIS 植被、反照率、蒸散发等产品配套。ESA CCI Land Cover 面向气候建模和 PFT 转换,适合宏观碳循环、陆面过程和地球系统模型。GLASS-GLC 则提供 1982-2015 年 5 km 年度长序列,适合全球宏观变化分析。
如果研究目标是县域、乡镇或地块,500 m、300 m、5 km 产品通常过粗。如果研究目标是几十年全球变化或模型输入,过细的 10 m 数据反而会带来不必要的计算成本和分类噪声。
典型场景怎么选
中国土地利用转移矩阵和生态系统服务
优先考虑 CNLUCC / CLUD 和 CLCD。CNLUCC 的分类体系更贴近中国土地利用研究传统,适合和既有论文、规划报告、生态系统服务价值系数表、InVEST 模型参数表对齐。CLCD 的优势是年度连续,适合研究城市扩张、耕地变化、生态工程响应和年度变化趋势。
如果需要同时保证年度连续和分类体系接近传统土地利用类型,可以先用 CLCD 做年度变化,再按 CNLUCC 的一级类或二级类进行重分类映射。但这种映射应在文章或报告中明确说明,不要把不同数据集的类别当作天然一致。
1985 年以来中国或全球长期土地覆盖变化
优先考虑 GLC_FCS30D。它的时间跨度长,2000 年后年度更新,空间分辨率为 30 m,适合做 1985-2022 年长期变化分析。如果只研究中国区域,也可以用 CLCD 做中国本土对照。
需要注意的是,GLC_FCS30D 在 2000 年前是 5 年一期,2000 年后才是年度产品,因此长期趋势分析时要区分时间步长,不宜把所有年份简单当作等间隔年度序列。
2000、2010、2020 三期全球对比
优先考虑 GlobeLand30。它的优势是三期全球 30 m 产品清晰,适合做 20 年尺度的全球、中国或跨国土地覆盖格局对比。对于博客、教学和宏观制图,GlobeLand30 的解释成本较低。
如果需要年度变化,GlobeLand30 不够;如果需要 10 m 近年细节,ESA WorldCover 或 Esri LULC 更合适。
近年 10 m 精细空间制图
优先考虑 ESA WorldCover、Esri / Impact Observatory LULC、Dynamic World。如果只需要 2020 或 2021 的全球 10 m 底图,ESA WorldCover 很方便。如果需要 2017 年以来年度序列,可以看 Esri / Impact Observatory。若需要按季度、事件前后或短时间窗口自定义合成,Dynamic World 更灵活。
这类数据适合做空间展示、快速统计和候选底图,但正式用于小地块判读、工程报批或权属边界分析时,需要结合高分辨率影像、地面样本或本地资料验证。
气候、碳循环和陆面模型
优先考虑 ESA CCI Land Cover、MODIS MCD12Q1、GLASS-GLC。这些产品的分辨率较粗,但提供长期、全球一致、适合模型输入的分类体系。ESA CCI 的 LCCS 和 PFT 转换尤其适合气候模型;MCD12Q1 适合与 MODIS 生态遥感产品配套;GLASS-GLC 适合 1980 年代以来宏观变化分析。
不要为了“精细”而盲目把 10 m 数据用于气候模型。模型网格往往是公里到几十公里尺度,关键是类别定义、时间一致性和 PFT / 参数映射,而不是原始像元是否足够小。
平台访问与下载入口
| 平台 | 适合数据 | 入口 | 使用建议 |
|---|---|---|---|
| Zenodo | CLCD、GLC_FCS30D、SinoLC-1 等论文数据 | Zenodo | 版本固定、DOI 清楚,适合论文引用;大文件建议分批下载 |
| Google Earth Engine | Dynamic World、MODIS MCD12Q1、ESA WorldCover、部分社区数据 | Earth Engine Data Catalog | 适合云端裁剪、重分类、区域统计和导出;正式引用应回到原始数据源 |
| ESA WorldCover | WorldCover 2020/2021 | WorldCover Data Access | 可用官网、AWS、WMS/WMTS 和 GEE;注意 2020/2021 算法版本不同 |
| AWS Open Data | Esri / Impact Observatory LULC | io-lulc | 适合脚本化下载和 STAC 工作流;截至本文撰写时该入口标注 2017-2023 |
| ArcGIS Living Atlas | Esri / Impact Observatory LULC 时间序列图层 | ArcGIS 图层 | 适合 ArcGIS 在线浏览、制图和分析;当前图层已扩展到 2017-2025 |
| Copernicus Data Space | Copernicus CLMS 100 m / 10 m 产品 | CDSE | 大范围下载建议用 S3、OData 或文件清单,不建议手工逐个点选 |
| NASA LP DAAC / Earthdata | MODIS MCD12Q1 | LP DAAC、Earthdata Search | 适合下载原始 HDF 或按区域检索;也可直接用 GEE |
| ESA CCI Open Data Portal | ESA CCI Land Cover | ESA CCI | 适合气候模型和长期全球变化研究;注意 NetCDF 和质量标志 |
| 中国科学院相关数据平台 | CNLUCC / CLUD 等中国区域产品 | RESDC、国家地球系统科学数据中心 | 适合中国土地利用传统分类体系;部分数据需登录、申请或按平台说明引用 |
使用前要检查的几个问题
- Land use 和 land cover 是否被混用:遥感产品多数直接识别地表覆盖,土地利用含义往往来自分类体系或辅助数据。做国土空间、生产生活生态空间或生态系统服务时,要说明转换逻辑。
- 分类体系是否一致:CNLUCC 的 6 大类/25 小类、GlobeLand30 的 10 类、ESA WorldCover 的 11 类、Dynamic World 的 9 类、GLC_FCS30D 的 35 类不能直接逐类相加比较。
- 是否适合变化检测:WorldCover 2020 和 2021 使用不同算法版本;Dynamic World 单景输出受概率和云掩膜影响;Esri 2017 年影像少于后续年份。做变化检测前要先看产品说明。
- 时间步长是否一致:GLC_FCS30D 在 2000 年前不是年度产品;GlobeLand30 是 10 年一期;CNLUCC 多为离散时期;CLCD 才更适合中国年度变化。
- 投影和面积计算是否正确:很多全球产品使用 WGS84 经纬度网格。做面积统计时应投影到等面积坐标系,不能直接用经纬度像元数量乘以固定面积。
- 像元尺度是否匹配问题:10 m 数据适合显示细节,但全国年度统计成本高;300 m、500 m 或 5 km 数据适合模型和宏观趋势,不适合县域边界精细制图。
- 质量控制和概率层是否使用:Dynamic World 有每类概率层;MCD12Q1 有质量层和多套分类体系;ESA CCI 有质量标志。忽略质量信息会放大分类噪声。
- 许可和引用是否合规:Zenodo、AWS、ESA、NASA、Copernicus、GEE 和中国数据平台的许可不同。论文、报告和二次分发要按原始发布方要求引用。
常用重分类思路
很多研究不会直接使用原始分类,而是把不同产品统一到一个简化体系。例如:
| 研究目标 | 推荐重分类 |
|---|---|
| 土地利用转移矩阵 | 耕地、林地、草地、水域、建设用地、未利用地 |
| 生态系统服务 | 耕地、森林、灌丛、草地、湿地、水体、建设用地、裸地 |
| 水文模型 | 林地、草地、耕地、建设用地、水体、裸地、湿地 |
| 城市扩张 | 建设用地/不透水面、非建设用地、水体 |
| 碳循环或气候模型 | PFT 或 LCCS 相关类别,如阔叶林、针叶林、灌丛、草地、农田、裸地、水体 |
重分类时应保留一张“原始类别到目标类别”的映射表。特别是湿地、灌丛、稀疏植被、裸地、冰雪和人工表面,在不同产品中的定义差异很大,最好不要在没有说明的情况下强行合并。
相关专题数据
土地利用/土地覆盖数据通常还会和专题数据一起使用。以下数据不放进主表,但在写专题文章或做模型时经常有用:
| 专题 | 常用数据方向 | 适用场景 |
|---|---|---|
| 不透水面 | GISD30、GHSL、GAIA、NUACI 等 | 城市扩张、建设用地强度、径流和热岛分析 |
| 水体 | JRC Global Surface Water、CCI Water Bodies、国产水体产品 | 湖泊河流变化、湿地识别、洪水和水资源分析 |
| 森林 | Hansen Global Forest Change、森林覆盖/树高产品 | 森林损失、生态恢复、碳储量和生物多样性 |
| 湿地 | GWL_FCS30、区域湿地产品 | 湿地保护、水鸟栖息地、蓝碳和生态红线 |
| 耕地与复种 | CACD、China-CUI10m、全球耕地产品 | 粮食安全、耕地保护、复种指数和撂荒监测 |
| 人口和夜光 | WorldPop、GPW、LandScan、VIIRS 夜光 | 生产-生活-生态空间、城市化、暴露度分析 |
这些专题数据往往只覆盖某一类地物,精度可能高于综合 LULC 产品。若研究目标非常明确,例如只关心不透水面或水体变化,专题产品通常比综合土地覆盖图更合适。
Google Earth Engine 快速入口
如果只是快速查看或裁剪中国区域,可以先在 GEE 中调用常用全球产品:
// Dynamic World 10 m near-real-time LULC
var dynamicWorld = ee.ImageCollection("GOOGLE/DYNAMICWORLD/V1");
// ESA WorldCover 2020 and 2021
var worldCover2020 = ee.ImageCollection("ESA/WorldCover/v100").first();
var worldCover2021 = ee.ImageCollection("ESA/WorldCover/v200").first();
// MODIS yearly land cover, 500 m
var mcd12q1 = ee.ImageCollection("MODIS/061/MCD12Q1");
GEE 适合探索、裁剪、重分类和区域统计,但不建议只在代码里写 GEE 数据集 ID 就结束。正式文章或论文仍应引用原始数据论文、DOI 或官方数据页。
小结
土地利用/土地覆盖数据没有绝对最优,关键是让数据尺度、分类体系和研究问题匹配。中国传统土地利用变化研究优先看 CNLUCC / CLUD 和 CLCD;年度 30 m 长时序优先看 CLCD 和 GLC_FCS30D;近年 10 m 精细制图优先看 ESA WorldCover、Dynamic World 和 Esri / Impact Observatory;气候和陆面模型优先看 ESA CCI、MCD12Q1 和 GLASS-GLC。
真正可靠的流程,是先按研究问题选定 2-3 个候选数据,再核对时间范围、分辨率、分类体系、投影、质量控制、许可和引用方式。对于正式论文、规划报告或数据产品,建议保留原始数据来源、版本号、下载日期和重分类映射表,这比单纯追求更高空间分辨率更重要。




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