遙感資料庫
⑴ 論述地物光譜資料庫在遙感分類中的作用
定義
光譜庫是由高光譜成像光譜儀在一定條件下測得的各類地物反射光譜數據的集合。
簡單來說就是物體和該物體的光譜信息。
用處
在遙感有監督分類的過程中,需要已知目標的光譜數據,用於分類訓練或者結果檢驗。這時候就需要地物光譜資料庫來提供,光譜庫越完善,分類精度越高。
可以簡單的理解為分類的參考依據。
目前常用光譜庫
(1)USGS顧客,是1993年美國地質勘探局USGS建立,波長范圍0.2 ~ 3.0um。
(2)JPL光譜庫,主要為礦物的光譜數據。最後按照小於45um,,45~125um,,125~500um 3 種粒度,分別建立了3 個光譜庫JPL1,JPL2, JPL3,反映了粒度對光譜反射率的影響。
(3)JHU光譜庫,是約翰霍普金斯大學提供了包含15 個子庫的光譜庫,針對不同的地物類型選用了不同的分光計,並且每種地物都給出了詳細的文本介紹。
(4)ASTER 光譜庫,是2000 年加利福尼亞技術研究所建立。光譜庫的數據來源於USGS、JPL、JHU3 個光譜庫,共計8 類,包含:礦物類(1348 種),岩石類(244 種),土壤類(58 種),月球類(17 種),隕石類(60 種),植被類(4 種),水/雪/冰(9 種)和人造材料(56 種)。
(5)中科院遙感所資料庫,由1998 年中科院遙感所建立,共收集地物光譜數據5000 條,這是我國第一部系統的光譜庫
⑵ 利用SPOT-5遙感影像更新土地利用資料庫技術的探討——以黑龍江省望奎縣為例
王志 魏麗君
(黑龍江省國土資源勘測規劃院,哈爾濱,150056)
摘要:更新土地利用資料庫是國土資源信息化建設的重要內容,是為各級土地管理部門的土地利用變更調查、土地規劃、耕地保護、建設項目用地管理等提供准確、翔實、現勢性的基礎數據。本文具體結合黑龍江省望奎縣資料庫更新的實際情況,著重對利用SPOT-5遙感影像更新土地利用資料庫技術所採用的一些新技術、新方法加以闡述,對更新土地利用資料庫存在的問題加以分析,並且提出解決問題的辦法。
關鍵詞:遙感;土地利用更新;數字正射影像圖;「3S」;望奎縣;黑龍江省
遙感技術應用始於20 世紀50年代,至今已經歷了50 多年的發展。隨著遙感衛星技術的進步,遙感影像解析度得到大幅度的提高,並以速度快、時間短、成本低等許多優勢,在國土資源調查方面已被廣泛應用。特別是在利用遙感技術快速更新土地利用資料庫方面,提供了重要的技術支持。
縣級土地管理是整個土地管理的基礎,由於近年來經濟與社會的高速發展,土地利用基礎圖件在更新上落後於土地利用狀況變化,不能准確、及時地反映土地利用狀況。大大阻礙了經濟、社會發展的需要。在此背景下,應用遙感技術更新土地利用資料庫已迫在眉睫,使用高解析度遙感數據源,結合 GPS 和 GIS 技術實現土地利用資料庫的更新,從而為各級土地管理部門提供准確、翔實、現勢性強的土地利用狀況信息。為此,本文以黑龍江省望奎縣為例,採用 SPOT-5 2.5 m 高解析度衛星遙感數據為信息源,將製作好的1∶1萬遙感數字正射影像圖與土地詳查矢量數據疊加,通過矢量、柵格結合的方法,輔以專家知識、人機交互提取變化信息,將外業調查後的變化信息屬性賦予矢量數據,然後重新建立拓撲關系,生成更新後的土地利用資料庫。
1 項目區的基本情況
望奎縣是黑龍江省以農業為主的一個縣,位於黑龍江省中部,松嫩平原與小興安嶺西南邊緣過渡地帶。地處東經126°10′23″~126°59′00″,北緯46°32′07″~47°08′24″。東南以克音河、諾敏河、呼蘭河三條界河與綏化市、蘭西縣相鄰,西以通肯河為界,與青岡縣相望,北與海倫市接壤。全縣幅員面積2320km2,南北長約62km,東西寬約60km。
望奎縣形狀近似平行四邊形,由於受小興安嶺余脈的影響,地勢東高西低,東西坡降約在千分之一,南北坡降三千分之一左右。最高海拔250.9m,最低點海拔127.8m,絕對高差123.1m,平均海拔167m。地貌類型大體可分三個單元,東部和南部丘陵起伏漫川漫崗,中部過渡地帶微有起伏,西部低窪平坦。
2 總體技術路線
利用遙感影像更新土地利用資料庫,自動化程度較高,能夠及時、真實、客觀地反映土地利用狀況。因此,利用 SPOT-5 2.5 m 遙感影像來更新望奎縣土地利用資料庫,與日常採用的變更方法相比,在總體技術路線上,會有一些新的特點。
2.1 影像土地分類采樣表的建立
總體上來說,項目區域特點不同,比如山區、丘陵、平原、沙漠等,在遙感影像上反映出的地類表徵不同。而且,選擇解析度的高低與影像的時相等各方面,也會影響著遙感影像反映出的地類表徵。因此,建立起一個適合本項目區域的影像土地分類采樣表對於內業解譯、提取變化信息顯得非常重要。土地分類采樣表也就是影像的解譯標志,它是在影像上能直接反映和判別地物信息的影像特徵,它是識別地物屬性的主要依據,包括形狀、大小、圖案、色調、紋理、陰影、位置、布局、解析度等。在望奎縣資料庫更新項目選取法國 SOPT-5遙感影像,通過野外調查確定和地物間的對應關系,藉助有關輔助信息(規劃圖、地形圖等有關資料等),對各類型在影像圖上反映的特徵做出描述,建立起一套有代表性的影像土地分類采樣表,大大方便了內業解譯與變化信息提取工作。圖1為采樣表的一部分。
圖1 影像土地分類采樣表
2.2 「3S」 集成技術在更新土地利用資料庫中的綜合應用
「3 S」集成技術是指 RS (Remote Sensing)、GPS (Global Positioning System)、GIS (Geographical Information System)在平行發展的進程中,逐漸綜合應用的技術,三者的有機結合,構成了一個一體化信息獲取、信息處理、信息應用的技術系統,是一個充分利用各自技術特點的空間技術應用體系,並逐步成為一個實踐性和應用性較強的新學科。
一方面,GPS 測量在 SOPT -5 遙感影像製作(幾何校正配准)中的應用,在SOPT-5 遙感影像上選取明顯地物點,通過外業 GPS 高精度測量來進行影像圖的幾何糾正,製作 1∶1 萬遙感數字正射影像圖;另一方面在 GIS 支持下的土地利用更新,包括數據矢量化編輯、疊加、拓撲關系的建立。在望奎縣土地利用更新過程中,使用的是國產 GIS 軟體,即武漢中地公司開發的 MAPGIS6.5 軟體來進行的土地利用資料庫的更新工作。
2.3 矢量數據與柵格數據相結合,多種信息提取方法並用
矢量數據主要包括土地利用現狀資料庫;柵格數據主要包括1∶1 萬遙感數字正射影像圖和掃描糾正後的土地利用現狀圖。通過矢量數據和柵格數據對比分析,進行矢量化更新,提取變化信息。信息提取方法包括人工目視解譯、計算機自動提取、人工目視解譯與計算機自動提取相結合。本次更新中主要採用的是以人工目視解譯為主,人機互動式進行土地利用資料庫的更新。
2.4 遙感數據與土地利用基礎圖件相結合
充分利用土地利用現狀調查、城鎮地籍調查、行政勘界、建設用地批次用地成果、土地整理、復墾成果以及日常變更數據輔助確定土地利用類型與變化情況,減少外業調查工作量,縮短更新土地利用資料庫的時間。而且,保證了土地利用類型的准確性。
2.5 內業判讀,外業核查的路線
遙感對地觀測僅僅反映了地物的光譜特性,即土地覆蓋的表徵,而土地利用圖反映的是土地利用的狀況,土地覆蓋的變化並非完全代表土地利用的變化。此外,通過人工目視解譯提取出來的變化屬性信息需要外業調查,如零星地物、線狀地物的寬度以及權屬等。因此,需要內、外業相結合確定土地利用類型,這樣可以保證本次更新的徹底性,做到不重不漏,實現土地利用資料庫的全面更新。
3 工作方法
工作方法主要分為四個步驟:①SPOT-5 2.5 m遙感影像處理過程,包括製作1∶1 萬遙感數字正射影像圖;②內業處理過程,包括變化信息提取、外業前圖件製作;③外業調查過程,包括核實變化信息、調查零星地物及線狀地物寬度、權屬界線等;④土地利用資料庫的更新入庫過程。工作流程圖見圖2。
3.1 製作 1∶1 萬遙感數字正射影像圖
衛星遙感數字正射影像圖(Remote Sensing Digital Orthophoto Map,簡稱RSDOM),是利用衛星遙感獲取的具有一定解析度的全色影像及多光譜影像,經幾何糾正及相應的圖像處理後生成的影像數據集,它同時具有地圖的幾何特性和影像特徵。本次遙感影像數據源採用的是法國 SPOT-5 2.5 m 全色影像與10 m 多光譜數據衛星數據,其數據解析度完全滿足資料庫更新的要求。景寬為60km2×60km2,含雲量為零,以整景為單元,利用衛星影像處理軟體 ERDAS,將2.5m 全色影像與10m 多光譜數據融合。由於望奎縣地勢較為平坦,故採用加權乘法的融合方法,其優點是能較好地保留高解析度圖像的紋理信息及多光譜圖像的彩色信息,製作衛星遙感數字正射影像圖。再利用圖像處理軟體 photomapper製作1∶1 萬數字正射影像圖。影像處理技術流程見圖3。
3.2 內業處理
利用國產 GIS 軟體 MAPGIS6.5,建立工程數據,通過矢量數據與柵格數據相結合的方法,通過遙感影像與土地利用矢量數據對比,人機互動式進行資料庫更新。在內業中無法判定的信息,特殊標記出來,在製作外業圖件時同時列印出來,以便通過外業調查來核實土地利用變化狀況。
圖2 資料庫更新工作流程圖
矢量化更新採集包括:①圖形數據的更新採集,採用分層方式進行,分層按《建庫標准》要求,主要包括等高線、水系、道路、行政界線、權屬界線、地類界、其他帶有寬度的線狀地物、零星地物、文字注記等,同時根據建庫軟體的需要,對各主要層次進行細分,以達到不同圖形要素可以明顯區分,在建庫時分別採用;②屬性數據的更新採集,嚴格以外業提供的表格地類屬性為准,大部分屬性通過分類編碼、圖層、實體定義加以區分和自動轉換,再通過幾何圖形的相對位置關系確定其權屬;③圖幅數據的接邊工作,接邊按照規范所規定的原則將相鄰圖幅分割開的同一圖形對象不同部分拼接成完整對象,接邊處理包括圖形接邊和屬性接邊,屬性接邊就是確保相鄰圖幅接邊要素其屬性的一致性。
3.3 外業調查
外業調查是獲取土地現狀信息的關鍵和基礎,如果沒有扎實細致的外業調查工作,即使是最新的遙感影像數據,也無法准確地判讀。另外,項目涉及的合鄉合村權屬界線的調查工作,也必須實地調查。外業調查包括行政界線調查、權屬界線調查、零星地物調查、線狀地物寬度調查、地類調查、調查居民點、用地單位和河流等名稱調查等。依據《土地利用更新調查技術規定》及相關技術規定,按照《全國土地分類》(過渡期間適用)三級分類標准,將所有外業調查信息記錄在「土地利用更新調查記錄手簿」上。
圖3 影像處理技術流程圖
3.4 土地利用資料庫更新
本次更新所採用的資料庫軟體是愛地土地利用管理信息系統。因此,首先修改數據字典,然後修改分幅索引圖數據和行政區索引圖數據,最後將准確的入庫所需要的文件包括零星地物點文件、線狀地物線文件、地類圖斑面文件以及圖廓整飾注記點文件進行入庫,然後進行全縣面積的統計匯總、標准格式的分幅土地利用現狀圖的輸出以及各種土地匯總表格的列印。
4 存在問題與解決方法
項目採用 SPOT-5 遙感影像更新土地利用資料庫,發揮了遙感影像獲取數據速度快、精度高、范圍廣的特點,既縮短調查時間,又保證調查精度、節省調查費用。但在本次更新調查過程中也發現了一些問題,有待於進一步研究和解決。
4.1 影像處理與精度評定
在 SPOT-5 遙感影像處理方面,影像質量應層次豐富、清晰易讀、色調均勻、反差適中。本次項目在影像處理方面雖然滿足了工作要求,但在影像質量上還要有所提高,從長遠來看,如果選用數據源為美國的快鳥,那麼它的解析度為0.61m,與 SPOT-5 2.5m相比解析度高出了4 倍多,這對影像處理質量方面要求更高。它不僅直接影響著變化信息的提取,而且還影響著目視解譯的准確性。所以應該積累經驗,加強在影像處理質量上的提高。
精度評定是對數字正射影像圖製作質量的一個評定標准。精度評定採用外業特徵控制點實測坐標與其影像同名點圖像坐標的較差作為評定參考,可以藉助 GPS 在影像上同名地物點上實地測量坐標,與圖像坐標進行較差分析,這是利用遙感影像更新土地利用資料庫前期的一個重要環節。只有符合國家標准,才可以利用遙感影像來進行更新工作。
4.2 矢量化線狀地物的偏移處理與屏幕矢量採集處理問題
通過矢量、柵格數據結合的方法,將土地利用資料庫與1∶1 萬數字正射影像圖套合更新,出現矢量線狀地物與同名影像上線狀地物偏移的問題。根據國家標准與黑龍江省土地利用更新技術方案要求,在資料庫文件與影像套合時,當矢量線條與影像上的同名線狀地物偏差大於圖上1 mm (相當於 SPOT-5 2.5 m 影像的4個像素)時視為偏移,對偏移的線狀地物應進行糾正,如果偏移的線狀地物不發生寬度、地類碼的變更,可採用線工具中平移、復制等進行糾正處理;如果屬性改變,將通過外業調查核實變化信息。
在此基礎上,通過影像進行屏幕矢量線狀地物偏移處理。與此同時,又涉及到一個屏幕放大倍數的問題,如果在屏幕採集時放大倍數過大,將會出現影像的失真,看不清線狀地物的邊緣輪廓,影響線狀地物的偏移處理位置;但屏幕採集時放大倍數過小,又會出現線狀地物偏移處理不完全,過於粗糙,套合不準確。在項目進行時經過多次實驗,一致認為參照遙感影像矢量化放大倍數標准為 0.9 倍為宜。這樣,既保證了影像的邊緣清晰、不失真效果,又保證了線狀地物偏移處理的完全性。
4.3 資料庫更新的工作量較大
與傳統更新方法相比,利用 SPOT-5 遙感影像更新土地利用資料庫優勢非常的明顯。但是由於涉及前期的准備和外業調查工作量依然很大,在前期提取變化信息時,主要還是採用人工目視解譯。而且,土地利用資料庫還是20世紀90年代初的詳查成果,所以提取變化信息數量較大。本次更新項目提取的變化地塊近兩萬塊,不僅如此,還要通過外業將提取的變化信息一一核實,並且每一個變化信息都要記錄在「土地利用更新調查記錄手簿」上。這個工作量也較大,而且有不可避免的人為誤差存在。所以,在利用遙感影像更新土地利用資料庫同時,應該在此基礎上研究探索,尋求更有效的方法在計算機上進行變化信息的提取,減少外業的工作量,提高數據的准確性。
4.4 完善數據質量檢查機制,資料庫更新進一步規范
數據質量檢查貫穿更新土地利用資料庫項目的始終,是資料庫建設工作中極其重要的組成部分,其工作量占整個建庫工作的60%以上,數據質量檢查是保障資料庫質量的重要工具。質量檢查包括計算機邏輯檢查和人工檢查,主要是針對數據結構和精度進行檢查。本次項目中成立三級質量檢查機制,有小組自檢、一級檢查和二級檢查,為項目的質量保駕護航。
在項目實施的同時,完全參照國家有關標准和要求以及省級出台的有關規范。但是,在項目進行當中,有些比較細致的工作仍無章可循。所以,在更新土地利用資料庫方面還需要進一步規范標准和要求,以便達到數據的共享。
4.5 需要培養一支高素質的土地更新調查隊伍
在項目進行的前期,需要對更新土地利用資料庫隊伍進行強化培訓。因為,更新調查質量好壞決定著更新項目的成敗;而且,土地更新調查涉及到土地管理、地學、土壤學、農學、測繪學、信息學等多門學科,調查人員必須具備上述各學科的理論知識和應用技能,才能保證土地更新調查的質量。
採用 SOPT-5 遙感影像更新土地利用資料庫與傳統方法相比,省時快速、減少人力、節約資金、數據准確,保證了更新調查成果質量,為新一輪土地利用總體規劃修編、農村集體土地登記發證、基本農田保護、土地開發復墾整理、建設用地審批等提供了准確、翔實的數據。而且,遙感技術的應用將會推動土地變更調查工作自動化和土地資源信息化,大大提高土地利用變更調查數據的准確性和及時性,從根本上解決土地利用現狀圖的更新問題。
參考文獻
陳建平.基於「3S」技術的土地利用現狀更新調查.浙江省第二測繪院,2005
周飛.廣西土地利用更新調查資料庫建設作業流程及存在問題初探.廣西測繪,2005 (2)
劉鳳仙,張瑋,陳應輝.縣級土地利用現狀資料庫更新的方法探討.北京:地質出版社,2005
任凌.應用「3S」集成技術進行土地利用動態監測.河南省安陽市國土資源局規劃科,2005
土地利用調查新技術新方法培訓班學習資料.國土資源部幹部教育培訓中心,2005 (9)
王力,尹君等.基於 RS 和 GIS 的土地利用變更研究.國土資源科技管理,2005 (2)
趙愛華,楊鳳海等.「3S」技術在土地生態環境調查中的應用.北京:地質出版社,2005
土地利用更新調查技術規定.國土資源部,2004 (3)
劉順喜.土地資源調查.北京:當代中國出版社,2006
⑶ 什麼是遙感數據源
數據源(Data Source)顧名思義,數據的來源,是提供某種所需要數據的器件或原始媒體。在數據源中存儲了所有建立資料庫連接的信息。因此一切遙感數據獲取的感測器,其採集到的數據都叫遙感數據源。
遙感是指非接觸的,遠距離的探測技術。一般指運用感測器/遙感器對物體的電磁波的輻射、反射特性的探測,遙感影像我們可通過遙感集市雲服務平台免費下載或訂購的方式獲取。
⑷ 什麼是二調圖
二調是,國土資源部第二次土地大調查項目,該項目基礎工作已做完,項目成果已開展應用了,二調圖就是二次調查完成的各級土地利用現狀圖件,也是組成的資料庫。
1.各級土地利用資料庫。
2.各級土地權屬資料庫。
3.各級多源、多解析度遙感影像資料庫。
4.各級基本農田資料庫。
5.市(縣)級城鎮地籍信息系統。
第二次全國土地調查,簡稱「二調」,作為一項重大的國情國力調查,目的是全面查清目前全國土地利用狀況,掌握真實的土地基礎數據,建立和完善土地調查、統計和登記制度,實現土地資源信息的社會化服務,滿足經濟社會發展及國土資源管理的需要。
⑸ 遙感作業空間資料庫的建立流程有那些
建模,入庫,生產。
資料庫建模過程。這一過程主要是根據行業應用特點及對其的理解,制定出比較規范的數據規范,在邏輯上建設資料庫。數據監理過程。這一過程主要是檢測數據的正確性,從而保證建庫的准確性。利用各種工具將各種數據入庫的過程。此過程主要是將可以得到的各種數據紙制數據,矢量數據,柵格數據,遙感數據等快速、准確的入到庫中。
通過設計和建database空間資料庫,掌握空間資料庫設計和建設流程,學會所學GIS知識獨立分析決問題的能力,對所學建庫知識進行一個完整的串接。需求分析,旅遊業是一個綜合性很強的信息依賴型產業,旅遊信息的獲取、加工、傳播和利用對旅遊業的發展起著舉足輕重的作用。從旅遊者和旅遊規劃管理部門的需求出發建立旅遊信息資料庫,不僅可以使旅遊者和旅遊規劃管理部門能夠快速、准確地查找和檢索自己所需要的旅遊信息,而且能夠促進旅遊信息規范化和標准化,促進旅遊信息的共享,打破對旅遊信息的封鎖;旅遊信息資料庫的建立有利於從整體上對旅遊業進行宏觀的調控和管理,有利於旅遊業協調、健康有序的發展。
⑹ 基於高解析度遙感影像的土地利用資料庫建設
王文卿
(河南省國土資源廳信息中心 鄭州 450016)
摘 要:針對目前國家級和省級國土資源管理對現勢性土地利用數據的要求,在高解析度遙感影像處理、基於遙感影像的土地利用信息提取及資料庫建設等方面開展有益的嘗試,以便為國土資源管理提供快速、准確的土地利用信息,為國土資源的管理提供基礎信息服務和輔助決策工具。
關鍵詞:高解析度遙感影像 土地利用 資料庫
0 前 言
我國人多地少,耕地資源稀缺,當前又處於工業化城鎮化快速發展時期,耕地保護與建設用地需求的矛盾進一步凸顯,充分發揮技術優勢、及時掌握現勢性土地利用現狀,關繫到控制布局和調控經濟杠桿作用發揮的效率問題。位於我國南北交界的河南省擁有平原、丘陵、山區三種地形,本文利用法國 SPOT 5 衛星影像數據,在河南省開展全省基於遙感影像信息的土地利用資料庫試點建設,快速獲取國家級、省級國土資源管理所需要的土地利用現狀。
1 試點地區及遙感影像數據源基本情況
河南省位於黃河中下游地區,面積 16.7 萬平方千米,其中山地和丘陵共 7.4 萬平方千米,平原和盆地共 9.3 萬平方千米。採用覆蓋河南全省范圍的解析度為 2.5 m 的法國 SPOT 5 數據源,數據獲取時間為 2005~2007 年。數據共計 79 景,數據質量良好,基本滿足一般條件下影像分類的要求。但由於影像接收時間跨度大,且多集中於春季和秋季,由於河南省季節分明的特點,因此,覆蓋全省的影像存在著明顯的色彩差異問題。
2 遙感影像數據處理
單景全色與多光譜數據是同步接收到的,其圖形的幾何相關性較好,影像處理採用先配准融合、後糾正的順序 , 主要包括影像的配准、融合、正射糾正和鑲嵌、裁切等。
2.1 影像配准
影像配准採用 ERDAS 軟體中相對配準的方法,多光譜數據採用 XS2(紅)、XS3(綠)、XS1(藍)波段組合形式,重采樣採用雙線性內插法,以景為配准單元,以 SPOT 5 全色數據為配准基礎,均勻選取配准控制點。對接收側視角和地勢起伏較大的個別區域增加控制點採集密度。
2.2 影像融合
採用乘積變換融合法和 ANDORRE 融合方法對全色和多譜兩種空間解析度的數據進行合成,融合後影像採用調整直方圖、USM 銳化、色彩平衡、色度飽和度調整和反差增強等手段改善影像的視覺效果,使整景影像色彩真實、均勻、清晰,並且強化紋理等專題信息。
2.3 影像正射校正
影像正射校正採用 ERDAS 軟體的 LPS 正射模塊,利用 SPOT 5 物理模型,每景採集 25 個像控點均勻分布於整景影像,各相鄰景影像重疊區有 2 個以上公共像控點。正射校正以實測像控點和 1∶5 萬 DEM 為校正基礎 , 以景為單元,對融合後的數據進行正射校正。
2.4 影像鑲嵌
影像鑲嵌以工作區為單元,在景與景之間鑲嵌線盡量選取線狀地物或圖斑邊界等明顯分界處,盡量避開雲、霧及其他質量相對較差的區域,使鑲嵌後的影像色彩過渡自然,無裂縫、模糊和重影現象。
2.5 數字正射影像圖製作
數字正射影像圖(DOM)製作採用 Image Info 工具,按照 1∶1 萬標准分幅進行裁切,覆蓋完整的縣級行政轄區。依據《高解析度影像數據處理及資料庫建設技術要求》,利用 MapGIS 下分幅進行圖幅整飾。
3 基於遙感影像的土地利用信息提取
3.1 河南省土地利用遙感信息分類
結合河南省土地利用特點,本文制定了適用於河南省全省轄區的「基於遙感的土地利用分類」,將土地利用類型分為 3 個一級類,10 個二級類,5 個三級類,分類及相應含義見表 1。
表 1 基於遙感的河南省土地利用遙感信息分類
3.2 土地利用信息提取
以縣級行政轄區為單元,將鄉級及以上行政界線套疊在正射影像圖上,結合樣本影像信息並參考已有的土地利用資料庫和土地利用詳查資料,採用目視解譯方法提取土地利用現狀信息,同時建立遙感解譯標志。建立遙感影像解譯標志有助於縮小不同人員解譯的差異,提高解譯的准確性。本文採用的 SPOT 5 遙感影像的地面解析度較高,因此,多數地物比較直觀,易於判讀。典型地類照片如圖 1 所示。
圖 1 典型地類照片
本文使用的數據源大部分為春、夏時相,因此,植被一般為綠色;耕地多呈綠色或淺綠色;水域呈深藍或黑色;居民地多呈較規則的黑灰和灰白相間色;農村居民地則呈規則或不規則的綠和灰白相間色;鐵路、公路多呈深灰或淺灰色。
地物的細部色調常呈現出有規律的紋理。塑料地膜育秧、蔬菜大棚、畜禽養殖場多為水平排列的條狀紋理,但園地更為規則;林帶、園林地的北側或西側一般會有陰影,而耕地沒有。另外,根據有些地類常出現在特定的位置,可以利用此特徵把色調、紋理相近的地類區分開來。如坑塘多出現在農村居民點內部及河流附近,工礦用地大多分布在公路、鐵路兩側。
4 基於遙感影像信息土地利用資料庫建設
基於遙感影像信息土地利用資料庫建設,以縣(市、區)為單位,結合河南實際,制定了「高解析度遙感影像數據處理及資料庫建設技術要求」、「省級基於遙感影像 1∶1 萬土地利用資料庫標准」等。在標准中定義了基於遙感影像的土地分類、文件命名規則、數據分層以及滿足建庫需要的屬性數據結構。數據建庫按照要求將矢量數據分別建立縣級政區、地類圖斑、線狀地物、行政界線、地面控制點、地類界線、注記、樣本圖斑線、不一致圖斑線等數據層,並對照標准,逐層輸入屬性內容,建立分縣的基於遙感影像信息的土地利用資料庫。
4.1 多元數據復合
利用已建成的土地利用資料庫與正射影像數據疊加,參考資料庫地類屬性數據,根據遙感數據的光譜和空間特徵,通過人機交互方式,採集土地利用現狀信息。對於未建成土地利用資料庫的區域,對收集到的土地利用現狀圖掃描、糾正、投影變換後與正射影像套合,輔助提取土地利用現狀信息。
4.2 數據採集
(1)將原土地現狀資料庫行政界線與 DOM 影像套合,以影像為基準,修正行政界限。
(2)最小上圖圖斑面積:耕地和農村居民點為 3 mm×3 mm, 其他地類為 3 mm×5 mm。
(3)線狀地物:寬度小於 30 m 的鐵路、公路、河流等,沿影像輪廓中心線勾繪,大於等於30 m 的按圖斑處理,當線狀地物寬度變化大於 20%時,分段標記。
(4)河流:河流寬度為常水位線水面寬度 , 以原土地利用資料庫數據或正射影像為准。
(5)公路林帶:公路兩側寬度大於等於 30 m 的林帶,按實際寬度標繪。公路寬度小於 30 m,而單側林帶寬度大於 30 m 的情況,則將公路按線狀地物標識、而林帶按實際寬度勾繪。
4.3 數據分層
按照《省級基於遙感影像 1∶1 萬土地利用資料庫標准》的分層和命名規則將矢量數據分別建立縣級政區、地類圖斑、線狀地物、行政界線、地面控制點、地類界線、注記、樣本圖斑線、不一致圖斑線等數據層。
4.4 建立數據字典
全國民政部門行政編碼標准中省級、省轄市、縣級行政區的行政代碼長度均為 2 位,鄉級及行政村級政區代碼均為 3 位。MapGIS 軟體中縣級行政區、市級行政區合並統稱為「縣級行政區」。因此,省級行政區代碼為 2 位,縣級行政代碼為 4 位,鄉級和村級行政代碼為 3 位。
4.5 建立接合圖表
接圖表根據大地坐標建立索引,記錄了每個圖幅的圖名、圖號、經度、緯度等信息,是標准圖幅輸出的依據。
4.6 建立工程
以縣級行政轄區為單位,對采編的行政轄區、行政界線、地類圖斑、線狀地物、地類界線、注記、影像、DEM 等文件進行數據整理入庫,建立土地利用信息管理資料庫。
5 基於遙感影像信息的土地利用分類面積對比分析
以縣為單位將基於影像提取的土地利用分類面積與原土地利用資料庫面積進行比較分析,以檢驗基於影像提取地類信息的准確度。分別抽取東部平原地區 2 個縣、丘陵地區 2 個縣、山區 2個縣為例,以相對誤差進行對比分析(表 2)。
計算公式:相對誤差 =[(遙感資料庫面積-原土地資料庫面積)/ 原土地資料庫面積]×100%
表 2 分類面積相對誤差
由表 2 可見,公路、鐵路、建制鎮、居民點面積相對較大,但其占整體面積的權重較小(合計小於 16%);其他各二級類面積相對誤差都小於 20%,尤其以山區吻合最好(相對誤差小於10%),平原次之(相對誤差小於 15%),丘陵較差(相對誤差小於 20%)。各縣(區)轄區面積誤差都小於 3%。
6 結 論
(1)高解析度遙感影像信息不僅可分辨耕地等一級類,分辨部分二級類也基本正確。本次基於遙感土地利用信息提取經外業驗證,確定圖斑正確率較高,不確定圖斑正確率較低,平原較山區提取的准確率高,影像質量較好的信息提取的准確率也較高。地類不同提取的准確率也不同。建設用地在遙感影像上較易判讀;耕地、園林地,由於受影像接收時間的影響,季節不同反應波譜也不同,且丘陵地區耕地與荒草地邊界區分不明顯,正確率較低。
檢查結果顯示,土地利用資料庫中,土地利用遙感分類結果正確率達 97% 以上,尤其是耕地和居民點等地類正確率高,達 99% 以上。
(2)利用高解析度遙感影像建立國家級、省級管理部門使用的土地利用現狀資料庫技術可行。在 MapGIS 軟體下對利用高解析度遙感影像信息土地利用資料庫工程文件進行檢查,檢查項目包括:圖形與影像套合精度、相鄰圖幅接邊精度、屬性數據正確性、各圖層要素拓撲和邏輯錯誤檢查等。經檢查,數據採集精度誤差小於 0.2 mm,相鄰圖幅接邊誤差小於 0.1 mm, 圖形數據、屬性結構及內容均符合技術設計和標准要求,資料庫運行正常能夠輸出相關報表。
將基於遙感影像信息土地利用資料庫與原詳查土地利用資料庫抽查對比,二者分類面積相對誤差對應率為 80%以上,因此利用遙感影像信息建設土地利用資料庫基本可行。
參 考 文 獻
國家測繪局.2007.基礎地理信息數字產品 1∶10000、1∶50000 生產技術規程[M].北京:測繪出版社
國土資源部.2000.TD/T 1010—1999 土地利用動態遙感監測規程[S].北京:地質出版社
國土資源部.2008.TD/T 1016—2007 土地利用資料庫標准[S].北京:中國標准出版社
廖克,城夕芳,吳建生,等.2006.高解析度衛星遙感影像在土地利用變化動態監測中的應用[J].測繪科學,(6):11~15
(原載《測繪科學》2009 年第 10 期)
⑺ 遙感影像解譯對資料庫的建立和分析的作用
遙感影像解譯技術是隨著遙感技術的產生而誕生的。感測器獲取的數據必須經過處理和解譯才能成為有用的信息。所謂遙感影像解譯就是對遙感圖像上的各種特徵進行綜合分析、比較、推理和判斷,最後提取出各種地物目標信息的過程。遙感影像解譯包括目視解譯、人機交互解譯、基於知識的遙感影像解譯、影像智能解譯(即自動解譯)等[3]。遙感解譯經歷了從人工解譯到半自動解譯,正在向全智能化解譯的方向發展。
地理信息系統中的數據如數字高程數據、坡度分析數據、專題圖數據等,具有較准確的屬性信息和空間信息,但時效性較差,而遙感圖像最能反映地面的最新信息,但其表示的地物信息完全自動提取難度較大。因此需綜合兩者間優勢,實現RS和GIS高層次的綜合。在專題信息提取中,除了利用遙感數據外,一般還要利用大量的相關數據,這些數據多為來自GIS的圖形數據和非圖形數據。圖形數據是指已有的各種圖件。非圖形數據一般是指人口、社會、經濟等統計數據
⑻ 遙感、GIS、資料庫全面集成
本項目將通過先進的動態連接技術,實現遙感、GIS、資料庫全面集成,為建立省國土資源信息系統提供一個良好的基礎。
⑼ 建立了基於高解析度遙感影像土地利用資料庫建設
基於遙感影像土地利用資料庫建設,為國家和省土地宏觀管理提供了現勢性較強的土地利用電子數據,為國內同類工作的開展提供了技術依據。
考慮到國家和省級土地宏觀管理的需要,根據項目制定的「基於遙感影像土地利用分類體系」,結合中地公司 MapGIS 土地利用資料庫管理系統框架結構,在 MapGIS 土地利用資料庫管理系統平台的基礎上,分別制定了《高解析度影像數據處理及資料庫建設技術要求》和《基於遙感影像 1∶1 萬土地利用資料庫標准》等,並在標准中明確了基於遙感影像的土地分類、文件命名規則、數據分層格式及要求等,保證了數據標准和數據格式的一致性及資料庫建設質量,為國家和省提供了翔實的、現勢性強的土地利用現狀數據。
⑽ 數據內容
數據是國土資源遙感綜合調查的基礎,國土資源遙感綜合調查管理信息系統所涉及的數據與其他信息系統相比,具有類型多樣,內容豐富,屬性、圖形、文檔一應俱全,信息量巨大等特徵,因此對遙感綜合調查信息的數據內容進行合理的劃分和表達相當重要。根據系統需要處理的對象和結果來看,遙感綜合調查基礎資料庫可劃分為公共資料庫、專題資料庫和綜合資料庫等三個基本數據集。
其中,公共資料庫存放與資料庫、應用系統操作和控制有關的數據,如1∶25萬基礎地理資料庫、1∶25萬DEM資料庫、1∶25萬TM和ETM+遙感影像資料庫等;專題資料庫包括土地利用現狀資料庫、主要礦產資源資料庫、地質災害環境資料庫、近海島嶼資料庫、海岸帶資料庫、地質構造及地殼穩定性資料庫、重點城市動態變遷資料庫等;綜合資料庫管理各種數據的更新結果和空間分析結果的數據。
遙感綜合調查基礎資料庫除了上述內容之外,還必須包括各個基本數據集中的各個子集的元數據信息。元數據是關於數據的描述性信息,如數據質量、數據獲取時間、數據獲取日期、數據獲取機構等。由於它們也間接地描述了遙感調查基礎信息所涉及的實體,遙感調查基礎信息的元數據也是一項重要的數據內容。建立元數據的作用是可以通過它檢索、訪問資料庫,可以有效利用計算機的系統資源,從而滿足社會各行各業的用戶對不同類型數據的需求以及交換、更新、檢索、資料庫集成等操作(中國21世紀議程管理中心,1999)。