Question

基于遥感影像土地利用分类方法研究

Answer 1

土地利用分类是区分土地利用空间地域组成单元的过程。由于地块所处的自然地理位置不同，受自然条件和社会经济条件的影响，导致土地用途、利用方式、经营特点等各方面的差异。为实现土地资源科学化管理，从土地利用现状出发，根据土地利用的地域分异规律、土地用途、土地利用方式等，将一个国家和地区的土地利用情况，按照一定的层次等级体系划分为若干不同的土地利用类别。

6.1.1 国内外土地利用分类方法历史沿革

国外土地分类至今约有半个多世纪的历史，到 20 世纪 60 年代和 70 年代就出现了各种土地分类系统。国外土地分类多数以土地利用现状作为分类的依据，具体到各国又有差异。如，美国主要以土地功能作为分类的主要依据；英国和德国以土地覆盖（是否开发用于建设用地）作为分类依据；俄罗斯、乌克兰和日本以土地用途作为分类的主要依据；印度则以土地覆盖情况（自然属性）作为划分地类的依据。

国内的土地分类研究起步相对较晚，主要是在改革开放以后。国内土地分类依据与国外基本相同，也是以土地利用现状作为分类依据，如土地利用现状调查（简称土地详查）采用以土地用途、经营特点、利用方式和覆盖特征为分类依据，城镇地籍调查采用以土地用途为分类依据等。

为了满足土地用途管理的需要，国土资源部先后制定了《土地利用现状分类及含义》（1984），《城镇土地分类及含义》（1989），城乡统一的《全国土地分类》（2001）。《全国土地分类》包括《全国土地分类》（试行）和《全国土地分类》（过渡期间适用），第二次土地调查国家发布了《土地利用现状分类》（2007）国家标准等，为全国土地分类提供了标准和依据。

6.1.2 基于遥感影像土地利用分类原则

面向国土资源行业遥感数据的规模化、高效率应用，达到快速规模化获取土地利用信息，实现高精度、高效获取土地利用变化信息，迅速建立满足国家和省级土地资源业务管理需要的国家级、省级土地利用现势信息源需求，在研究分析前期实行的土地利用分类方法的基础上，提出了基于遥感影像的土地利用分类，在项目区予以应用并得到预期良好效果。

基于遥感影像的土地利用分类，是依据遥感影像的色彩、纹理等影像光谱特征、分布特征和地物光谱的可分性，结合土地的自然属性、覆盖特征以及土地用途等因素，从满足基于遥感影像快速获取土地利用信息的需要进行分类。

分类原则：

（1）具有可操作性。要求土地利用分类体系要简便易用、层次分明，要具有适宜遥感影像特点，通过遥感影像所反映色彩、纹理等影像光谱特征以及分布特征，在遥感影像上能够明显区分不同地类类型，适用于人机交互并基本满足计算机自动分类提取土地利用信息。

（2）具有统一性。要与国家土地利用分类体系框架保持一致。

（3）具有兼容性。既能向上归并到国家土地分类标准体系中的某一类型，还可根据管理和应用需要进行续分 , 可实现不同分类标准之间的相同地类进行地类代码转换，与以往的以及现在适用的土地分类进行有效衔接。

（4）具有通用性。即具有时间和空间上的通用性，不同的作业者用不同季节的影像应该能达到精度范围内的同样效果。

为了科学合理利用和管理土地资源，采用遥感影像数据获取土地利用信息，快速掌握土地利用变化情况，根据我省土地利用管理业务实际需要，建立更适合土地利用精确调查和我省遥感监测业务调整与扩展的基于遥感信息土地利用分类标准具有重要的现实意义。

6.1.3 严格管理土地需要快速、规模化获取土地利用变化信息

近年来，随着社会经济的发展，遥感技术也随之得到了快速发展，遥感技术在土地资源的管理中得到了广泛应用。但随着人、地矛盾的日益加大，如何科学、合理地利用土地资源，如何监督新增建设用地及其占用耕地情况和土地规划、土地利用计划执行情况，及时发现和查处土地违法、违规行为，检查土地严格管理和土地调控措施的落实与效果，利用遥感技术快速规模化获取土地利用变化情况成为当今土地资源管理的有效手段。

在土地资源管理中，近几年国家和省不断加大土地执法监察力度，每年都要对耕地和新增建设用地变化情况进行遥感动态监测，利用前、后时相遥感影像（DOM）进行比对，或利用已有土地利用数据库与后时相遥感影像进行比对，发现和提取土地利用变化信息，通过外业核查、后处理和数据汇总，快速获取和宏观分析土地利用、变化的总体情况，及时发现和查处土地违法、违规行为，为土地执法监察提供了有力的技术依据。

6.1.4 原有土地利用分类不适宜快速提取土地利用信息

1984～2007 年间，我国普遍采用的是《土地利用现状分类及含义》（1984）标准、《全国土地分类》（试行）标准和《全国土地分类》（过渡期间适用）标准，采用以上分类标准对于快速提取土地利用分类信息和动态遥感监测存在一些问题和缺陷。

首先，分类过细。《土地利用现状分类及含义》（1984）分为 8 个一级地类，46 个二级地类，河南省根据地方实际在全国土地分类基础上又续分了 12 个三级地类；《全国土地分类》（试行）分为 3 个一级地类，15 个二级地类，71 个三级地类；《全国土地分类》（过渡期间适用）分为 3 个一级地类，10 个二级地类、52 个三级地类。以上分类标准都具有类别繁多、过于细化的特点，无法满足国家和省快速提取和掌握土地利用变化信息的需求。

其次，部分地类在遥感影像上无法区分，如：耕地中水浇地与旱地，园地与林地，独立工矿与特殊用地等，影像纹理、色彩特征极为相近，难以区分。

再次，部分地类与遥感影像无法衔接，如商服用地、工矿仓储用地、公共建筑用地等信息，从遥感影像上无法直接获取。

6.1.5 区域土地利用类型的特殊性

黄河滩地，是指在黄河大堤之间河床滚动所淤积而成的滩地。横穿河南省中北部的黄河属河南省的特有特征，即地上悬河、河床宽度大、非洪水期过水面积小、大堤内近 90% 的滩涂分别由黄河两岸农民在耕作。但是由于黄河河床经常变动等原因，黄河滩地的面积和方位不断发生变化，可种植面积也不稳定。许多滩地至今仍权属不明，经常引发滩地耕种纠纷。另外在黄河滩地种植农作物具有一定的风险性，种植的作物一旦遇到河水上涨被水淹没会造成收成大减甚至颗粒无收。

公路林带，在河南省辖区内，高速公路、国道、省道、干线铁路等主要交通用地两侧均栽种了宽度 30～50 m 不等的速生树种，在地类统计时，国土资源管理部门是按耕地计算，而林业部门则按照林地计算，为准确获取林带数据有必要单独统计，以解决在统计上口径不一、数出多门的问题。

6.1.6 遥感影像上光谱信息，纹理、色彩等特征相近的土地类型

高分辨率卫星遥感影像光谱信息丰富、色彩鲜艳，接近于自然地物的真实色彩。通过遥感影像所反映的纹理、颜色等影像特征和分布特征，大部分土地利用类型在影像上能够明显区分。但是按照全国土地分类，有些地类在影像上呈现相近或相同特征，对于室内判读难以分辨。

（1）水浇地与旱地（图 6-1、图 6-2）。

图 6-1 水浇地（113）

图 6-2 旱地（114）

（2）园地与林地（图 6-3、图 6-4）。

图 6-3 果园（121）

图 6-4 有林地（131）

（3）独立工矿与特殊用地（图 6-5、图 6-6）。

图 6-5 独立工矿（204）

图 6-6 特殊用地（206）

土地利用分类体系还要充分考虑未来遥感技术发展，适用于遥感自动化提取信息的需要，影像特征相近的土地利用类型无法利用自动分类技术进行区分。