Question

基于遥感影像土地利用数据建库

Answer 1

6.4.1 基于遥感影像土地利用数据建库原则

（1）数据库建立在统一平台下。采用国产地理信息系统 MapGIS 作为建库基础平台，通过数据格式转换，用 ArcGIS 软件系统管理数据库。

（2）数据建库依据统一技术标准。除执行国家和行业的一系列相关标准及规程外，严格按照本项目制定的《技术要求》和《数据库标准》开展工作，所建数据库数据结构、数据内容要符合技术设计要求，达到标准化。

（3）数据库主要依据遥感正射影像上反映的地类特征判定土地利用类型和标绘地类边界，以原有的土地利用数据库和土地利用图作为辅助参考资料，对难以确定的图斑经外业验证确认土地利用类型。

（4）数据库内容要具有完整性和实用性。能够正确反映全省土地利用类型、面积对比、分布规律、利用特点，提供完整的土地资源资料。而且内容的选取和表示，要层次分明、清晰易读，使数据内容完整、实用性强。

（5）建立严格的质量监督体系，实行“三检一验”制度。即每个工作阶段都要通过自检、互检、专检，对数据内容、数据精度进行质量把关，各项指标必须符合技术要求，数据库建成后要通过项目组的统一验收。整个数据库建设过程采取严密的质量控制，从而保证数据库数据质量。

6.4.2 数据库文件命名规则、图层划分、数据属性结构

为规范数据库建设，保证基于遥感影像土地利用数据库质量，在认真执行国家和行业标准的原则下，进一步定义了基于遥感影像数据库文件命名规则、数据分层、数据属性结构。

6.4.2.1 文件命名规则

（1）图层文件命名规则。行政区划代码 + 图层名 + 影像获取年份 + 文件扩展名，例如：河南省郑州市金水区 2006 年数据库，县级政区层：410101XJZQ2006.WP，行政界线层：410101XZJX2006.WL，地面控制点层：410101GCP2006.WT。（注：文件命名栏中，.WT、.WL、.WP 分别代表 MapGIS 格式文件中的点文件、线文件和面文件）

（2）数字正射影像图（DOM）文件命名规则。数字正射影像图（DOM）影像文件、整饰文件和元文件共同组成 DOM 信息管理文件夹。文件夹命名规则为：影像获取年份 + 图幅号，例如：影像获取时间为 2005 年，图幅号为 I49G053089，其对应的 DOM 文件夹名称即为“2005I49G053089”。

DOM 影像文件、整饰文件和元文件命名规则为：图幅号 + 文件类型 . 文件扩展名。例如：DOM 图幅号为 I49G053089，其各类文件命名见表 6-5。

表 6-5 DOM 文件命名规则

注：文件命名栏中“，.WT、.WL、.WP”代表图廓修饰文件中的 MapGIS 数据格式中的点、线、面文件。

6.4.2.2 图层划分

根据基于遥感影像信息建立土地利用现状数据库的特点，数据库中仅反映基础地理和土地利用的基本要素，在这些要素基础上建立行政辖区、地类图斑、线状地物、测量控制点、注记、样本图斑、不一致图斑等图层。数据库所含要素图层见表 6-6。

表 6-6 图层划分表

6.4.2.3 数据属性结构

根据所划分图层分别设置如下数据属性结构。

（1）行政区划属性表（表 6-7）。

表 6-7 行政区划（SHZQ、SJZQ、XJZQ）

注：①区划代码采用 GB/T 2260—2002 规定的代码；②行政区名采用 GB/T 2260—2002 规定的行政区名。

（2）行政界线属性表（表 6-8）。

表 6-8 行政界线（XZJX）

（3）地类图斑属性表（表 6-9）。

表 6-9 地类图斑（DLTB）

（4）地类界线属性表（表 6-10）。

表 6-10 地类界线（DLJX）

（5）线状地物属性表（表 6-11）。

表 6-11 线状地物（XZDW）

（6）地面控制点属性表（表 6-12）。

表 6-12 地面控制点（GCP）

（7）样本图斑属性表。

样本图斑属性表同表 6-8。

（8）不一致图斑属性表（表 6-13）。

表 6-13 不一致图斑（BYZTB）

（9）注记属性表（表 6-14）。

表 6-14 注记（ZJFH）

注：①注记中不包括图廓注记；②仅文字注记填入相应的属性内容；③高宽为注记的高度 × 宽度，如 3×4。

6.4.3 基于遥感影像土地利用信息提取

以遥感正射影像图（DOM）为本底图，根据遥感影像上所反映的土地利用类型空间特征，从地物光谱、纹理的可分性，利用目视解译对土地利用信息加以提取，快速获取土地利用及变化信息，为高效、准确、规模化土地资源动态监测提供技术支持。

6.4.3.1 目视解译（判读)

目视解译主要是从影像上获取地物三种特征：①光谱特征。提取颜色、灰度或多波段数据间的特征变量等地物的光谱特征，区分出土地覆盖信息；②空间（几何）特征。将地物的形状、大小、边界、线性特征、空间关系等几何性特征提取出来，来获取地类图斑的空间信息；③纹理特征。根据构成图案的要素形状、分布密度、方向性等纹理特征提取，可获得土地利用信息。通过三种特征提取构成土地利用的空间地理信息与属性。

影像目视解译分类是运用了解译者的综合知识，对遥感影像进行分析、识别。目视解译包括室内预判、外业调查、室内详细解译和外业验证等步骤。室内预判是初步解译、初步建立解译标志并将解译中遇到的不能确定的目标和疑难点记录下来留待外业确定，通过外业调查与实地对照进行测量和样本采集，以提供后续阶段详细分析，室内详细解译是在上述基础上，建立影像解译标志，对工作区的土地利用分类信息提取，再次进行外业验证提高影像解译的准确性与精度。

基于遥感影像的土地利用分类信息提取技术流程如图 6-9 所示。

图 6-9 土地利用分类信息提取技术流程图

6.4.3.2 土地利用类型判读方法

遥感影像地类信息判读的准确性是基于影像土地利用数据建库的关键，因此在进行数据采集时运用相关分析方法，根据影像时相、区位地形特征等对影像进行综合分析，判断影像所反映的地类信息，勾绘地类界线，标注地物类别，形成预判图。

（1）耕地。主要分布在平原地区、河流两岸、川台地和缓坡地上。

平原地区的耕地，在影像上反映比较单一，呈条块状或网格状分布，形状规则，绝大部分都能作出准确判读。由于时相的不同所反映的色调有所差异，农作物生长季节的耕地呈绿、浅绿色；农作物收获季节的耕地则呈灰白、褐白色，如：河南省平原地区影像为 6 月份时相的，大部分都为收获后的裸露耕地，其色调特征为白或灰白；但洼地处的耕地，若影像接收日期在雨水季节，在影像上显示出水域特征，采集时要参考土地利用资料进行判断，同时作为不确定图斑进行外业调查，实地分析周边地形状况来确定其地类。另一种情况是农作物与林果兼作的土地，冬春季节和夏秋季节接收的影像特征差别较大，冬春季节反映的是以耕地为主，夏秋时则以林地为主，对此情况在参照土地利用资料的同时，作为不确定图斑由外业判定地类类型。

农作物生长及收获后耕地特征如图 6-10 所示。

山区和丘陵地区的耕地，在影像上反映的是绿色和灰白色相间的层叠状影像纹理特征，集中连片的较大地块影像上较易判断，而零散分布特别是在坡地上由农民零星开发出的小块耕地很难确定。根据分布规律、纹理特征，参考土地利用资料来确定地类，室内判读不出的，作为不确定图斑由外业判定地类类型。

坡耕地影像特征如图 6-11 所示。

图 6-10 农作物生长及收获后耕地特征

图 6-11 坡耕地影像特征

（2）园林地。在基于遥感影像土地分类中将园林地归并为一个地类。

平原地区的园林地分布有一定规律，大部分在村庄周边，呈块状或条带状分布，色调均匀，形状规则，边界明显。成片种植的阔叶林易与耕地区分，一些针叶、矮生果树以及苗圃的色调和纹理特征与耕地相近，较难判读，在参考土地利用资料无法判读的作为不确定图斑由外业调查确认。

山区和丘陵地区的园林地呈片状或带状，形状不规则，边界较明显。连片林地较容易判读，难以判读的是丘陵向平原地区的过渡地带，其间零散分布的树木与杂草丛生一起，主次难分，林地与荒草地之间没有明显分界线，此种情况可通过外业调查权衡主次来确定。

公路林带，影像上呈深绿色调，沿公路两侧呈规则长条带状，室内可准确判读。

园林地影像特征如图 6-12 所示。

（3）其他农用地。牧草地在基于遥感影像土地分类中归并到其他农用地。牧草地在河南省区域内分布很少，其纹理和色调特征与耕地接近不容易区分，只有从其分布形态来分辨，其边界多呈不规则形态，同时利用土地利用资料辅助判断，或根据实地调查情况确定地类。

坑塘、养殖水面、沟渠等在影像上有明显特征，可根据解译标志对影像进行判读。

其他农用地影像特征如图 6-13 所示。

图 6-12 园林地影像特征

图 6-13 其他农用地影像特征

（4）城市和建制镇。城市和建制镇影像特征比较典型，呈规则条块状，以灰、灰白色调为主，可准确判读。各省辖市、县级市政府所在地的建成区按城市归类，县政府所在地及建制镇建成区仍按建制镇归类。

城市和建制镇影像特征如图 6-14 所示。

图 6-14 城市和建制镇影像特征

（5）农村居民点。农村居民点地类特征比较明显，呈灰白与绿色调相间的片状分布，边界清晰，依据其在影像上的实际范围进行采集，但采集时要注意与其他建设用地区分。农村民居点影像特征如图 6-15 所示。

图 6-15 农村居民点影像特征

（6）铁路、公路。铁路、公路在影像上表现为长条带状或线状形态，形状规则，两者色调比较接近呈深灰色，建设中的铁路、公路呈白加灰色，高速公路较易判读，普通公路与铁路不太容易区分，可参考土地利用资料辅助判读，新增的铁路、公路要到实地外业调查后确认地类。

铁路、公路影像特征如图 6-16 所示。

图 6-16 铁路、公路影像特征

（7）其他建设用地。独立工矿用地大多分布在城镇、农村居民点中或周边，或分布在公路、铁路两侧，呈规则块状，以白、白加灰色调为主，兼有绿、黄等其他色调，判读时要注意与临时取土的耕地进行区分，其影像特征比较接近，容易误判。

水库水面呈椭圆、扇形或方形，边界规则，根据影像特征比较容易判读。

其他建设用地影像特征如图 6-17 所示。

（8）未利用地。苇地、滩涂、河流、湖泊可根据其空间位置和影像上明显特征，较容易分辨。由于苇地和滩涂大多分布在河流、湖泊、水库周边，可根据其空间位置进行判读；荒草地在影像上较难分辨，要借助土地利用资料辅助判读或到实地调查。

裸岩、裸土地多分布在山区、丘陵地区，其周围与林地衔接或向平缓地带过渡时，其边界不明显，此类情况在外业也难以区分地类边界，对此在参照土地利用资料的基础上，要充分分析影像上的色彩、纹理特征来确定。

未利用地影像特征如图 6-18 所示。

图 6-17 其他建设用地影像特征

图 6-18 未利用地影像特征