地理国情普查中地表覆盖分类数据采集相关问题研究.doc

地理国情普查中地表覆盖分类数据采集相关问题研究 刘张霞1,2，韩蕾1,2 （1重庆市国土资源和房屋勘测规划院，重庆400020；2重庆欣荣土地房屋勘测技术研究所，重庆400020）摘要：地表覆盖分类数据是地理国情普查数据的重要组成部分，笔者以重庆市垫江县为例，结合项目区特点及基础资料情况、地表覆盖分类数据的内容、采集基本原则、影像判读等，对数据采集过程中的相关问题进行了详细的分析和总结，解决了在地表覆盖内业分类解译中应该注意的问题，以及在外业调查及样本建立过程中应该遵循的程序和注意的事项，以更好地保证成果质量，为地理国情普查工作提供一些帮助。 关键词：地表覆盖；分类数据；采集；研究 ：P208文献标志码：A论文编号：casb14110043 第一作者简介：刘张霞，女，1981年出生，四川芦山人，工程师，本科，主要从事土地调查、耕地质量评价等工作。通信地址：400020重庆市江北区洋河二村3号附1号满堂红商务楼6楼，TelE-mail：627477509qq.。 通讯作者：韩蕾，女，1986年出生，四川广汉人，助理工程师，硕士，主要从事土地调查、耕地质量评价等工作。通信地址：400020重庆市江北区洋河二村3号附1号满堂红商务楼6楼，TelE-mail：hanleiooo163.。 ：xx-11-07，修回日期：xx-01-12。 0引言 地理国情主要指地表自然和人文地理要素的空间分布、特征及其相互关系，是基本国情的重要组成部分。中国正处于工业化、城镇化快速发展时期，也是地表自然和人文地理信息快速变化的时期。如何科学布局工业化、城镇化，如何统筹规划、合理利用国土发展空间，如何有效推进重大工程建设，地理国情监测至关重要。为全面掌握中国地理国情现状，国务院下发了国务院关于开展第一次全国地理国情普查的通知（国发xx9号），决定于xxxx年开展第一次全国地理国情普查工作1-4。地表覆盖分类数据是地理国情普查数据的重要组成部分，做好地表覆盖分类数据的采集工作，是开展地理国情普查工作的基础。本文以重庆市垫江县为例，结合项目区特点及地表覆盖分类数据的内容、采集基本原则、影像判读等方面，对地表覆盖分类数据采集过程中的相关问题进行分析研究。 1研究区域概况 垫江县位于重庆市中部，属川东平行岭谷区的一部分。界于东经1071310740，北纬29383031之间。地理优势突出，两条国家级高速公路主干线G50沪渝高速、G42沪蓉高速纵横贯通，区间干道联接四方，陆路交通较为发达。主要河流有高滩河和大沙河，由东北纵贯本县境内，向西南流去。垫江县属川东平行岭谷区的一部分，地质构造位于四川盆地边缘；最高点峰顶山，海拔1183m，最低点长寿湖湖滨，海拔320m。县内岭谷相间，地形复杂，但变化比较明显。四季的气候特点是：春早冷暖多变，夏热常有干旱发生；秋凉多阴雨天气；冬冷无严寒、光照不足。垫江县属四川盆地东部湿润森林植被区，常绿阔叶林植被带。县内森林植被主要为马尾松，柏木林和慈竹林组成。部分区域有规模化种植的果园和经济林，主要有桑树、柚子、牡丹、柑桔、核桃、板栗、苹果、桃、杏、李子、油桐等；主要农作物有水稻、油菜、玉米、甘薯、冬小麦、马铃薯、蔬菜等。 2基础资料基本情况及存在的问题 2.1基础资料基本情况 本次收集到的基础资料主要包括遥感影像资料、基础地理信息数据及行业专题数据。其中遥感影像资料采用重庆市普查办提供的航摄时间为xxxx年，0.5m分辨率数字正射影像，该影像是地表覆盖分类数据采集的基础地理底图5。已有基础地理信息数据包括1:10000DLG数据、1:50000DLG数据和1:10000DLG数据，此数据作为地表覆盖分类的辅助资料；行业专题数据主要包括水利、交通、林业及国土等部门的数据资料，行业部门资料主要用作地表覆盖分类数据采集的重要基础参考资料。精度达到要求的通过定位处理、相关提取、数据组织重构、分类代码转化等可直接作为辅助参考和属性信息提取的。 2.2基础资料存在的问题 遥感影像资料因地形高差大、拍摄季节和时间等原因，部分影像存在阴影较大、云层遮挡多以及影像拉花、模糊等现象；已有部分基础地理信息数据因成果时间较早，时间跨度较长，经转换套合后，数据与影像存在较大差异，利用率相对较底。行业专题数据因其数据提供部门较多，同时各个部门各执行各的行业标准，因此数据的统一性、规范性较差，坐标系和精度达不到要求，多数无法直接利用。 3解译中存在的问题 按照技术标准要求地表覆盖分类数据主要内容包括耕地、园地、林地、草地、房屋建筑（区）、道路、构筑物等12个一级类6-10。 3.1解译样本的典型性和代表性对内业解译起着重要的作用 地表覆盖内业解译过程中，由于选择的样本代表性较差，对内业判读造成差错。在外业采集样本的过程中由多人同时进行，由于人员认识的差异导致解译样本采集不到位、不具有代表，造成内业解译人员不能准确地对地表覆盖类型进行准确的判读。 3.2区域内地表覆盖二、三级分类较为困难，影响解译效率 其主原因主要有以下几个方面：一是林地、园地交错分布，且林种差异较小不宜分辨，直接影响到地表覆盖解译过程中林地、园地的区分，特别是细分到林地三级类的难度更大；二是加之农业结构调整较大，特别是耕地近期内调整为园地、温室大棚、鱼塘较多，直接解译不能满足要求。三是区域内当地农村居民外出从业人员较多，农村劳动力大大缩减，大部分耕地被撂荒，从而导致耕地、草地不易区分；四是区域内退耕还林（园）范围较大，新栽种的小叶桉、松柏、竹林较多，因部分未存活且郁闭度不高，影响了地类解译判读的准确度。 3.3土地政策对地表覆盖要素产生了一定的影响 随着重庆市地票制度改革的进程，许多废弃、迁建的农村居民点被复垦为耕地的情况也较多，同时区域地理位置离主城较近，经济比较发达工程建设多地貌变化快，交通用地、城镇用地、农民新居建设用地增长较快，基础影像资料与实地差异较大，增大了外业调查的难度。 4相关问题的处理 4.1加强解译过程中影像判读 在采集过程中，熟悉影像判读依据，是提高数据采集精度和速度的关键，影像判读主要把握以下几个方面11。 4.1.1要素形状要素形状指物体的外部轮廓，如线状的河流、道路、水渠和面状的房屋、湖泊、水库等，容易识别和区分。相同形状的影像，可能是完全不同的地物（水田与池塘、水渠与道路），形状不能作为判别地物的唯一的特征12。 4.1.2要素大小要素大小即地面物体在影像和像片上的尺寸，一般来说，大的地物影象就大，小的地物影象就小。如铁路和高速公路形状相同，但宽度有明显的区别。利用构像的尺寸和像片比例尺可以大致确定物体的大小和距离。由于地形起伏，相同大小的地物位于高处的比位于低处的构像要大些。 4.1.3要素色调不同色调是影像判读的重要特征，物体不同的颜色，在影像上能呈现深浅程度不同的黑白影象，影象的黑白程度称为色调。影响色调的因素：物体本身的颜色：如绿色的树，蓝色的塑钢屋顶等。物体的亮度系数：如灰白的水泥路面，黑色的沥青路面等。物体的含水量：干燥物体的亮度系数比湿润物体要大23倍，含水量少，色调就浅，含水量多，色调就深13-14。4.1.4摄影季节春季摄影时，阔叶树的树叶为浅绿色，色调较淡，夏季树叶为绿色，色调较深，秋季树叶变黄，色调最淡。 4.1.5要素纹理地物在影像上的色调出现规律性的重复。如：阔叶林呈现葡萄束状纹理；针叶林呈现针点状纹理；草地具有平滑的丝绒状的纹理；灌木林呈现沙点状纹理。 4.2通过各种技术手段加强已有基础资料的分析和利用 提供的基础资料当中，以遥感影像资料为基础，辅以基础地理信息数据和行业专题数据为参考，对于遥感影像中影像不清晰、太阳阴影较大，云层遮挡的部分，可利用交通部门、林业部门、水利及国土等部门提供的相关专题数据，经比较分析后利用。尤其是市国土部门提供“二调”数据，现势性相对较好，图斑分类与地理国情分类较接近，采集过程中可作为重点参考对象。 4.3试点阶段增大影像解译样本的数量和种类 遥感影像解译时，对地理环境的正确认知是保证解译结果正确的基本前提。利用具有对照关系的地面照片和遥感影像为主的解译样本数据，可以为遥感影像解译者建立对相关地域的正确认识提供支持，也可在解译结果的质量控制方面发挥重要作用，同时也为长期监测积累实地参考资料。遥感解译样本数据包含两类，一是地面照片，二是遥感影像实例数据15。两类数据分别从不同的侧面反映地物影像形态特征，起到相互印证的作用，可以帮助解译人员更高效地认知遥感影像所蕴含的信息（图1）。 4.4加大外业调查与核查力度 虽说本次地理国情普查方式是以内业解译为主，但若现有基础资料不能满足内业解译条件，只能通过加强外业核查与调查力度来解决。垫江县因经济发展快，地貌变化快，变化较快部分内业解译受限制，因此，只能通过此方式来解决地类现势性问题，但同时也增加了生产成本。 5部分重点地类的处理建议 5.1水田与旱地的区分 水田和旱地都有明显的季节特征，水田尤其明显，一般而言，影像色调相对较浅（在35月份会呈现水体和植被混合的特征，依稀可辨田间浅水，68月份可见浅绿色，910月份可见浅黄色，11月份以后主要表现为浅水特征），纹理细腻均一，影像上可见田坎等灌溉设施，地形平坦，一般位于一定区域内的地势较低处，比如常见于河流两侧以及坑塘周围连片分布，一般而言，在影像上大量连片分布、地形平坦、地势较低，田坎完整或有灌溉系统等水利设施，能关水，周围或附近有河流或坑塘的，色调相对较浅，纹理相对细腻均一的可判断为水田；季节特征明显，有明显的人工耕种痕迹，田间能见明显的垄、条带状耕种痕迹的，种植作物种类较多，色调相对多样，纹理较为粗糙的可判定为旱地（图2）。 5.2水田与坑塘的区分 坑塘的水一般比水田深，在影像上色调较水田深，坑塘一般用于蓄水灌溉、水产养殖等，因此坑塘中一年四季都有水，水面较少被植物遮盖（图3）。 5.3堆放物与露天堆放场的区分 人工长期堆积的各种矿物、尾矿、弃渣、垃圾、沙土、岩屑等（人工堆积物）覆盖的地表应归入堆放物一类中；以短期或临时存放货物为主要目的，其堆放的物料和数量经常发生变动，应归入硬化地表一类中的露天堆放场类型中，即堆放物是弃置不管或永久堆放的，堆放场上的东西是会经常装卸的（图4）。 6建议及结论 6.1地表覆盖分类数据采集前应全面了解项目区的概况和已有资料情况 项目区的概况主要包括地理位置、地形地貌、气候特征、植被状况、交通及居民点等，生产前全面了解项目区的概况有助于进行生产设计，安排生产进度；资料收集是开展地理国情普查的基础性工作，包括遥感影像资料、基础地理信息数据及行业专题数据的收集，了解已有资料的情况后，对已有资料进行分析利用，可以有效地提高生产效率，节约生产成本。 6.2遥感正射影像数据和作业流程对地表覆盖分类数据采集的准确度和效率有直接影响 地表覆盖分类数据采集是以遥感正射影像数据为基本信息源，熟悉影像判读依据，是进行数据采集的基础。同时，按照重庆市第一次地理国情普查实施方案的要求，先基础框架要素，再其他的作业工序的顺序进行，可以有效地控制采集框架，避免图幅中要素的漏采漏画，提高生产效率。 6.3“首张图”试生产工作是做好本项工作关键的第一步 地表覆盖分类数据是第一次全国地理国情普查的主要数据成果，也是普查统计分析的基本数据源，为了更准确的获得采集数据，应进行“首张图”的试生产工作，以获取典型遥感影像解译样本，帮助内业判读解译；同时“首张图”工作也有利于熟悉生产流程和采集软件，为后期正式生产打下坚实基础。 参考文献 1重庆市第一次地理国情普查实施方案R.重庆市第一次地理国情普查领导小组办公室,xx:5-10. 2关于下发第一次全国水利普查数据使用方法说明的通知R.国务院第一次全国地理国情普查领导小组办公室,xx:6-9. 3地理国情普查常见问题解答（一）Z.国务院第一次全国地理国情普查领导小组办公室,xx:1-20. 4中华人民共和国行政区划代码Z.中华人民共和国国家统计局,1999:1-3. 5数字正射影像生产技术规定Z.国务院第一次全国地理国情普查领导小组办公室,xx:2-5. 6地理国情普查内容与指标Z.国务院第一次全国地理国情普查领导小组办公室,xx:6-42. 7基础地理信息要素分类与代码Z.全国地理信息标准化技术委员会,xx:1-7. 8林业资源分类与代码-森林类型Z.中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,xx:1-3. 9土地基本术语Z.中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,xx:2-10. 10土地利用现