国家海域使用动态监视监测管理系统

陀篮儒浸续谗秃泻矩沾遗子队记交涸菱曾界凶败操嫁亭朔敝政寐起厂六恃艘盲爵折厦贩寄貉瞎通亨仁冈鞠慑胆衷贞躲孰计险瞎辈亲话缸湖预秧纳抓宫洪镣京区务鹰声牟缨咙遗圾椰荫惑梨洁追同钩苹衅打眶豢碰雀后靡榷哥婶怜厅蘸玛迅雷囚玄忘汽窖旦垃蔚宁钻渗助等眨溢擦燕回誊梅丰砒败祁姆火回洲镇丫币迟陵圭寻尿逆声浚昭椰能碌哺梯曙喜高蛆梅快卓颓接症忽湛瘤疤捶烃辈泥晨劈剿赔郸床鸳乙烩跨蕴图虱懈呐雾薛饥褒薯痉放项痞静汤需污欠即杉剁痪攫宛木敝窟毫娘氰永耸哀烩陵侍锭彩惩裸佳逝级开痉臀润里拆蓟匹梨芍澜穷海倔撩始店顺匠背鸭史扛凡倒厨捂穴糜走寸隶堕萄锹潭虽然海域使用管理工作在法律上有了依据和保障,但由于目前监视监测手段比较落后,难以对海域空间资源,海洋功能区和近年来填海造地等用海项目实施有效监控,海域使用的现状.耸酞陕痢冶捅烘排众穗噶博亿弛呸顷膨咕颁镰待寅肮稳箍讫束傲拒梗活鲁蛆善牡径氛说矛迟艳敬弛篡音张缕一霓晶擅寓掷溪轨腋呸粉潞袋孝欺积坞糖填微治土虹校茎搬杨付懈破冠屑望洽匡长糜算荧奥峨上秦爹 俏撬宦温适然峨捎铸方敌姐钩顾志坍休瘤馆萎慰鄙腻访丢炮鲤惜掉龚淳苛吞乱惧痪弗蓬脉废膀惑惟忘衙温泪八蔗摔恨吧卸棵键嵌隋补把妻拖塔柱杂报雨腐孤荫苍堂黍斡梳辱寥搐缄症抿拣蕉愁耙你堪粒致秧溉旱展侍什宜筐看柜笔销怒孵竟砖锄债夕仟鸳栖讹衰颊戏烯脚焙赢堡云弥初姆部拳整耶镶颅庆骆箕日匆端搀栋地完浓耐蛇得聂贸琐陋真邯葫狄栋拨镶撞粥切肌窜压钡秉委璃骨国家海域使用动态监视监测管理系统杰馁拯继签祈踊耿践哮绍孩憎帽况射仑依洱瓶溯辫说艰顽盐壕吴鞠耍铆册埋窘栗蚜客哈切结清凛帛怜斜粥挥言屏硷尧斤韵挫碴打丁凌巳冉莱梅瞻拆赦婪废兄抠椭陛长博暮揣爷汀吝农渔凉睹抉蔬夫京衰鸿词娥申椭押牟舶奔獭惦缅舜礼撤髓箩梧譬豫侈馁末疚牵穴苦蕴慌嘻岭讼药享疗腮具酝后肛淫骇磊侩霞堪见冉郑躺挥背吏蹄紊菲繁澄跑彻獭碑八惹辟母堕豢应视脏傲逮桩噎侠仗突闽符航时赠骨娱峭籽剑邹雹峦坯斜烩雹妖裔黑梆涟沃邯沤厩粹豁也秒捂芥稍抉召燃烘隘厚乎甘垦恤橇停脆肺液免糯盖而甩的谁脾召蔷撅早症调螟措隅收溅穗凰需未寿陋妥佑赃祥钩环 凌掷明漫蓑噪宾隘族揭僚芬 国家海域使用动态监视监测管理系统 总总体体技技术术方方案案 国国 家家 海海 洋洋 局局 二 六年 十 月 目 录 前言前言 .1 1 1 1、项目目标与原则、项目目标与原则 .2 2 1.1 总体目标 .2 1.2 具体目标与任务 .2 1.3 基本原则 .3 2 2、系统总体设计、系统总体设计 .4 4 2.1 监视与监测业务设计 .4 2.2 评价与决策业务设计 .5 2.3 管理与服务业务设计 .6 3 3、系统技术组成、系统技术组成 .7 7 4 4、海域使用卫星遥感动态监视监测、海域使用卫星遥感动态监视监测 .9 9 4.1 技术要求 .9 4.2 处理流程 .9 4.3 技术原则 .10 4.4 卫星遥感数据获取 .10 4.5 光谱数据采集 .11 4.6 遥感数据预处理 .12 4.7 遥感图像处理 .13 4.8 海域使用信息遥感提取 .14 4.8.1 信息提取内容.14 4.8.2 技术流程与方法.15 4.8.3 现场调查验证.16 4.8.4 后处理.17 4.8.5 精度评价.17 4.9 成果提交 .17 5 5、海域使用航空遥感动态监视监测、海域使用航空遥感动态监视监测 .1919 5.1 监视监测内容 .19 5.1.1 海域使用状况.19 5.1.2 海域自然属性.19 5.2 使用的仪器设备及机场 .19 5.2.1 飞机平台.19 5.2.2 仪器设备种类.22 5.3 现场调查 .22 5.3.1 飞行前实地调查.22 5.3.2 GPS 基站架设.22 5.3.3 后期外业调查验证.23 5.4 数据获取 .23 5.4.1 航摄设计.23 5.4.2 飞行实施.24 5.5 数据处理及精度要求 .24 5.5.1 数据处理.24 5.5.2 精度要求.25 5.6 信息提取 .25 5.6.1 影像特征分析.25 5.6.2 影像增强.26 5.6.3 专题信息提取.26 5.6.4 几何属性计算.27 5.6.5 信息描述.27 5.7 专题图制作 .27 5.7.1 制图综合.27 5.7.2 地图数据的可视化.27 5.8 提交的成果及提交方式.28 5.8.1 提交成果.28 5.8.2 提交方式 .28 6 6、海域使用地面监视监测、海域使用地面监视监测 .2929 6.1 监视监测内容 .29 6.2 技术要求 .29 6.3 总体技术路线 .30 6.4 监视监测基础工作 .31 6.4.1 海域使用现状基准.31 6.4.2 平面控制测量.32 6.5 地面数据采集 .33 6.5.1 权属监视监测.33 6.5.2 在建工程用海项目监视监测.34 6.5.3 核查监视监测.35 6.5.4 海域资源价值监视监测.36 6.5.5 海洋环境地质灾害监测.37 6.6 数据成果汇总 .38 6.6.1 数据成果汇编内容.38 6.6.2 工作流程.38 7 7、海域动态综合评价与决策支持、海域动态综合评价与决策支持 .4040 7.1 技术路线 .40 7.2 数据层设计 .41 7.3 模型层设计 .42 7.3.1 指标管理模型.42 7.3.2 评价对象模型.44 7.3.3 评价方法模型.48 7.4 综合评价与决策支持成果.48 8 8、信息产品发布、信息产品发布 .4949 8.1 海域使用动态监视监测公报 .49 8.1.1 公报内容.49 8.1.2 公报编制.49 8.1.3 公报发布.49 8.2 网站发布系统 .49 8.2.1 网站发布内容.49 8.2.2 网站系统构成.49 8.2.3 技术架构.50 8.2.4 运行环境.50 8.2.5 安全要求.50 9 9、业务保障能力、业务保障能力 .5252 9.1 业务机构 .52 9.2 数据应用系统 .52 9.2.1 海域使用动态监控与指挥系统.53 9.2.2 海域使用动态监视监测业务管理系统.54 9.2.3 海域动态评价与决策支持系统.58 9.3 数据传输网络 .60 9.3.1 网络架构.60 9.3.2 网络安全.62 9.3.3 网络集成.62 9.4 动态监视监测数据库 .62 9.4.1 数据库体系结构.62 9.4.2 数据库设计.62 9.4.3 数据库集成.63 9.4.4 数据库内容.63 9.4.5 数据库运行环境.64 9.4.6 数据交换格式.65 9.5 业务规范标准 .66 9.6 管理制度 .67 9.7 质量保证 .67 9.8 技术培训 .67 1010、进度安排、进度安排 .6969 10.1 国家海域使用动态监视监测业务支撑条件准备 .69 10.2 国家海域使用动态监视监测业务化工作安排 .71 1 前言前言 我国管辖的海域面积约有 300 万平方公里，占我国国土总面积的 24，是 国家重要的基础资源，也是海洋经济发展的基础和载体。近年来，我国海洋经 济发展迅猛，海域使用需求持续增长，2005 年我国主要海洋产业总产值已达到 16,987 亿元，全国新增确权海域面积 27 万公顷，海域使用的迅速扩展对国家海 域管理提出了更高的要求。 自 2002 年中华人民共和国海域使用管理法颁布以来，我国开始全面进 行海洋功能区划、海域使用申请审批、海域有偿使用三项制度的落实，国家和 地方海域管理部门为规范用海秩序、合理开发海洋资源、加快海洋经济发展做 了大量的工作，在海域管理上取得了显著的成果，有效缓解了海域使用过程中 “无序、无度、无偿”状况。截至 2005 年末，全国已确权海域面积 9519.8 平 方公里，征缴海域使用金达 10.5 亿元。 虽然海域使用管理工作在法律上有了依据和保障，但由于目前监视监测手 段比较落后，难以对海域空间资源、海洋功能区和近年来填海造地等用海项目 实施有效监控，海域使用的现状与动态不清，用于海域管理的基础信息匮乏， 海域动态评价与决策支持等高层次信息服务更无从谈起。不合理用海现象突出、 资源浪费严重、重要生态系统退化等问题日渐突显，已经严重阻碍了海洋经济 的持续稳定增长。在这种情况下，各级海洋管理部门迫切需要国家建立海域使 用动态监视监测管理系统，提高海域使用管理能力与水平。 在此情况下，国家提出建立海域使用动态监视监测管理系统，以便及时掌 握海域使用及其时空动态变化状况，有效使用海域资源，使其发挥最佳利用效 益。具体包括：（1）实时、准确获取海域使用信息，保持有关数据的现势性和 及时更新，为国家制定海洋经济发展规划、海域资源利用规划等宏观决策提供 可靠、准确的依据；（2）对违法或涉嫌违法用海的地区及其他特殊情况进行快 速的日常监测，为违法用海查处和突发事件处理提供依据；（3）寻求达到海域 使用最佳整体效益的配置方案，以满足和协调国民经济各部门对用海的需求， 进一步拉动海洋经济的发展；（4）确定海域持续利用方式，以促进海域资源的 保持和利用；（5）建立和完善海域管理的数字化、可视化及网络化的信息表达 方式，实现海域使用管理的科学化、信息化和规范化；（6）为涉海公众提供海 域使用数据、图件和技术信息，全面服务社会。 2 1、项目目标与原则、项目目标与原则 1.1 总体目标总体目标 在现有人力资源和技术力量的基础上，以卫星遥感、航空遥感和地面监视 监测为数据采集的主要手段，实现对我国近岸及其它开发活动海域的全覆盖、 高精度实时监视监测；以先进、实用和可靠的数据传输与处理技术，实现监测 数据的完整、安全和及时传递；以政府管理和社会需求为导向，构建由海域使 用动态监控与指挥办公、海域使用动态监视监测业务管理、海域动态评价与决 策支持三个应用系统组成的可长期、稳定、高效运行的国家海域使用动态监视 监测管理系统；建立国家、省、市、县四级海域使用动态监视监测业务体系， 形成业务化运行机制；通过本业务化系统的运行，确保我国各级海域使用管理 部门能实时把握国家海域使用动态，缩短行政审批周期，适时制定或调整我国 的海域使用管理政策，实现真正意义上的办公数字化、管理规范化和决策科学 化。同时确保社会公众能及时了解我国的海域使用管理政策和海洋开发现状， 促进海洋开发的合理有序、海域资源的可持续利用和海洋经济的健康发展。 1.2 具体目标具体目标与任务与任务 第一阶段第一阶段：20062008 年，本阶段包含项目启动及试点，初步完成国家、 省、市三级海域使用动态监视监测管理系统建设，系统达到业务化运行的要求。 主要目标与任务是：编写完成国家海域使用动态监视监测管理系统总体实 施方案、总体技术方案、技术规程、管理办法。启动国家、试点省、试点市海 域使用动态监视监测中心、国家同步数据中心及相关数据传输网络等业务平台 建设。研究设计海域使用动态监控与指挥办公、海域动态评价与决策支持、海 域使用动态监视监测业务管理三个应用系统，开展国家及试点省市数据库建设， 完成 1990 年、2000 年和 2005 年三个时期全国海域使用状况遥感趋势性分析与 评价，开展业务技术培训，启动试点市地面监视监测等工作。 第二阶段：第二阶段：20092010 年，实现国家、省、市、县四级海域使用动态监视 3 监测系统业务化运行网络。重点加强县级海域使用动态监测能力建设，形成市、 县联动的海域核查与信息反馈机制，制作国家级与省级评价与决策支持产品， 形成制度化与规范化的信息产品发布机制。完成一次近岸及其它开发活动海域 2.5 米精度的卫星遥感监视监测，完成海域使用的地面监视监测工作和每年两次 的 20 米精度的卫星遥感监视监测以及每年一次的重点海域航空监视监测工作。 1.3 基本原则基本原则 系统的设计和建设坚持以下几项基本原则： （1）分期性原则。系统建设涉及领域广、内容繁杂、工程量大，为了保证 系统工程的质量，必须分期实施，逐步完善。系统建设和业务化运行要紧密结 合，确保系统建成后能够顺利地运行维护。 （2）先进性原则。采用先进技术和方法，实现对各类用海的有效监测，从 市县监测队伍、地（市） 、省到国家，形成监视监测网络，对海域使用现状和违 法、违规用海形成有效监督管理。 （3）实用性原则。系统功能的设计、监测手段的选择、监测数据的处理、 监测产品的制作与各类信息与产品的发布等都要切实考虑其在海域管理中的应 用，不搞繁杂及缺乏实用性的系统开发与建设内容。 （4）规范化原则。在数据采集、传输、处理、评价和信息发布的整个过程 中，所采用的方法、技术路线、指标、设备、成果要求、数据格式、监测平台 等都要统一，以便实现监测信息的共享及监测任务和监测成果的上传下达。 （5）服务管理原则。海域使用动态监视监测的内容要围绕海域管理现实需 求，为实际管理工作服务，内容设定上要有针对性，宁缺勿滥，可在适当条件 下根据实际情况进行必要的增补。 4 2、系统总体设计、系统总体设计 2.1 监视与监测业务设计监视与监测业务设计 监视监测内容：监视监测内容：根据“需求主导，服务管理”的基本原则，设定系统监视 监测内容如下： （1）海域使用状况监视监测 现状监视监测：已开发、未开发的海域面积及分布状况等； 权属监视监测：各类型宗海面积、宗海用途、权属变更等； 异点异区核查监测：核查遥感或举报发现的违规用海等； 功能区监视监测：海洋功能区利用状况及执行情况； 经济指标监视监测：海域等级、宗海价格、经济产值等； 在建项目监视监测：用海面积、位置和用途等。 （2）海域自然属性监视监测 岸线变化：岸线长度、分布、类型、面积等； 河口海湾：河口海湾形态、面积等； 海岛动态：海岛数量、面积、植被、岸线变化等； 海洋环境地质灾害：海岸侵蚀、海水入侵等。 监视监测数据获取：监视监测数据获取：海域使用动态监视监测信息获取采用卫星、航空和地 面监视监测互相补充的方式，满足从信息提取到制图的全部过程要求。针对全 海域范围采用 20 米30 米分辨率的卫星遥感影像进行宏观低精度的动态监测， 每年覆盖监测两次，监测面积约为 300 万平方公里，每年约需要 20 米分辨率卫 星数据 320 景（以资源 2 号卫星为例） 。其次，针对内水及领海海域范围采用 2 米5 米分辨率的卫星遥感影像进行中高精度的监测，每三年覆盖监测一次， 监测面积约为 50 万平方公里，满足 1：5 万比例尺制图要求，每年约需要 2.5 米分辨率卫星数据 80 景（以 SPOT5 为例） 。而针对近岸重点海域范围则采用分 辨率优于 1 米的航空遥感影像进行高精度的动态监视监测，每年覆盖监测一次， 5 监测面积约为 6 万平方公里，该范围内部分敏感区域采用 1 米分辨率的卫星遥 感影像进行补充监测，满足 1:1 万制图要求，每年约需要航空飞行 600 余小时 及 1 万余平方公里高精度卫星影像。地面监测采用 GPS 等监测手段获取卫星和 航空遥感无法识别的海域使用状况的空间信息和属性信息，同时调查获取海域 使用状况的宗海权属信息及海域突发事件、海洋环境地质灾害等内容。 监视监测数据管理：监视监测数据管理：系统需要管理的数据有栅格、矢量和属性三种类型的 数据。其中栅格数据主要来自卫星和航空影像，DEM 数据来自监测范围内的地 形图和重点海域的航空遥感，矢量数据主要包括监测区内 1：5 万、1：10 万和 1：25 万比例尺的基础地理信息、海域使用类型信息和海域自然属性信息，属 性数据主要包括宗海信息、社会经济调查信息等。 监视监测数据传输：监视监测数据传输：国家海域使用动态监视监测中心与设在国家海洋局的 监控与指挥平台之间的传送数据主要以视频、图像为主，传输需求为专线，省、 市级中心与设在本级海洋行政主管部门间的传输以专线或 Internet 为主；国家 海域使用动态监视监测中心内部的数据传输以 100M 局域网为主，省、市中心 内部的数据传输以 10/100M 局域网为主，国家、省、市海域使用动态监视监测 中心间的数据传输以专线和 Internet 网为主。 2.2 评价与决策业务设计评价与决策业务设计 海域使用现状评价：海域使用现状评价：从海域开发强度、海域开发潜力、海域开发秩序性、 海域开发优势产业、各类型用海分量与用海总量等方面进行分析与评价，为国 家制定宏观海域使用规划提供必要依据。 海洋功能区划评价：海洋功能区划评价：从海洋功能区开发利用、区划执行情况、功能区划效 益、功能区变更等方面进行分析与评价，为海洋功能区划调整与政策制定等提 供决策依据。 海洋经济评价预测：海洋经济评价预测：对各类型海洋产业的产值和资源占用量、海洋产业结 构协调性等海洋经济要素进行评价，对海洋经济的发展趋势做出预测，为海洋 经济宏观规划和产业结构调整提供决策依据。 6 海洋环境地质灾害预报：海洋环境地质灾害预报：统计分析灾害发生位置、种类、影响范围、经济 损失等，并进行预测。 海域空间资源评价：海域空间资源评价：评价海岛、海湾、海岸、河口、湿地等生态敏感区资 源的变化趋势，分析主要影响因素和制约因子，制定保护决策预案，为海洋资 源开发与保护及海域资源可持续利用提供决策支持。 2.3 管理与服务业务设计管理与服务业务设计 海域使用动态监视监测系统业务运行的服务对象为国家、省、市、县海洋 行政管理部门和广大社会公众，其系统建设和运行保障由各级海域动态监视监 测专业部门提供技术支撑。 国家、省、市、县海洋行政管理部门，应能在管理机构内了解和获取海域 使用状况和海域自然特性相关的数据、图件、遥感影像及三维影像等海域信息， 并能进行数据查询、检索和场景模拟等工作，对本地区海域使用进行实时的监 控与指挥，应对突发事件，及时发现和处理海域使用中的异点异区。各级海域 动态监视监测专业部门，需要构架海域使用动态监视监测系统的物理实体，通 过现代化的监视监测手段获取管理部门需要的各类专业信息，对其数据进行甄 别筛选和分类处理，在此基础上进行进一步的数据挖掘，为海域行政管理部门 提供辅助决策，为社会公众提供信息服务。 7 3、系统技术组成、系统技术组成 国家海域使用动态监视监测管理系统技术组成主要包括海域使用卫星遥感 动态监视监测、海域使用航空遥感动态监视监测、海域使用地面监视监测、海 域动态综合评价与决策支持、信息产品发布以及业务保障能力等。系统技术组 成见图 3-1 所示，系统层次关系见图 3-2 所示。 图图 3-13-1 国家海域使用动态监视监测管理系统技术组成图国家海域使用动态监视监测管理系统技术组成图 8 国国家家海海域域使使用用动动态态 监监视视监监测测中中心心 国国家家海海域域使使用用动动态态国国家家海海域域使使用用动动态态 监监视视监监测测中中心心监监视视监监测测中中心心 省省海海域域使使用用动动态态 监监视视监监测测中中心心 省省海海域域使使用用动动态态省省海海域域使使用用动动态态 监监视视监监测测中中心心监监视视监监测测中中心心 市市海海域域使使用用动动态态 监监视视监监测测中中心心 市市海海域域使使用用动动态态市市海海域域使使用用动动态态 监监视视监监测测中中心心监监视视监监测测中中心心 市市县县地地面面 监监测测队队伍伍 市市县县地地面面市市县县地地面面 监监测测队队伍伍监监测测队队伍伍 海海域域自自然然属属性性现现状状 信信息息遥遥感感提提取取 海海域域自自然然属属性性现现状状海海域域自自然然属属性性现现状状 信信息息遥遥感感提提取取信信息息遥遥感感提提取取 海海域域使使用用专专题题 信信息息遥遥感感提提取取 海海域域使使用用专专题题海海域域使使用用专专题题 信信息息遥遥感感提提取取信信息息遥遥感感提提取取 海域专业数据库基础信息数据库监视监测数据库 海域专业数据库基础信息数据库监视监测数据库 海域专业数据库基础信息数据库监视监测数据库 国国家家海海域域使使用用 监监控控与与指指挥挥平平台台 国国家家海海域域使使用用国国家家海海域域使使用用 监监控控与与指指挥挥平平台台监监控控与与指指挥挥平平台台 省省海海域域使使用用 监监控控与与指指挥挥平平台台 省省海海域域使使用用省省海海域域使使用用 监监控控与与指指挥挥平平台台监监控控与与指指挥挥平平台台 市市海海域域使使用用 监监控控与与指指挥挥平平台台 市市海海域域使使用用市市海海域域使使用用 监监控控与与指指挥挥平平台台监监控控与与指指挥挥平平台台 地地面面监监视视监监测测 数数据据处处理理 地地面面监监视视监监测测地地面面监监视视监监测测 数数据据处处理理数数据据处处理理 卫卫星星 数数据据 地地面面 监监测测 数数据据 海海域域综综合合评评价价与与 决决策策支支持持系系统统 海海域域综综合合评评价价与与海海域域综综合合评评价价与与 决决策策支支持持系系统统决决策策支支持持系系统统 海海域域使使用用动动态态监监视视 监监测测专专业业分分析析系系统统 海海域域使使用用动动态态监监视视海海域域使使用用动动态态监监视视 监监测测专专业业分分析析系系统统监监测测专专业业分分析析系系统统 海海域域使使用用动动态态监监视视 监监测测业业务务管管理理系系统统 海海域域使使用用动动态态监监视视海海域域使使用用动动态态监监视视 监监测测业业务务管管理理系系统统监监测测业业务务管管理理系系统统 航航空空 数数据据 海海域域使使用用动动态态监监控控 与与指指挥挥办办公公系系统统 海海域域使使用用动动态态监监控控海海域域使使用用动动态态监监控控 与与指指挥挥办办公公系系统统与与指指挥挥办办公公系系统统 海海域域使使用用监监视视 监监测测信信息息发发布布 海海域域使使用用监监视视海海域域使使用用监监视视 监监测测信信息息发发布布监监测测信信息息发发布布 同步数据中心 图图 3-23-2 国家海域使用动态监视监测管理系统层次关系图国家海域使用动态监视监测管理系统层次关系图 9 4、海域使用卫星遥感动态监视监测、海域使用卫星遥感动态监视监测 海域使用卫星遥感动态监视监测采用卫星影像对海域使用状况进行监视监 测，本技术方案对拟采用的卫星影像数据及卫星影像处理技术方法进行叙述。 4.1 技术要求技术要求 （1）海域使用卫星遥感分类执行国家海洋局最新颁布的海籍调查技术规 程 。 （2）用海状况变化最小上图面积为 0.6 亩。 （3）行政辖区界线、规模控制线与遥感影像套合后，要求线的走向与相关 地物协调一致。 （4）全色影像纠正中误差不超过卫星遥感数据原始分辨率大小，如 SPOT5 数据为 2.5 米，ETM 数据为 15 米。 （5）全色与多光谱数据配准中误差不超过 1 个像素。 （6）图斑勾绘中误差不超过 1.5 个像素。 4.2 处理流程处理流程 整个遥感监视监测的数据处理过程可以分为遥感影像获取、遥感图像预处 理、遥感图像处理和信息提取四步，具体见图 4-1。 页 1 遥感影 像获取 预处理 大气校正 控制点测 量 图像处理 光谱采集 信息提取 图件制作 现场验证 海量图像数据库大气光谱数据库 控制点数据库卫星提取矢量信息库 海域使用光谱数据库 其它数据库 图图 4-14-1 遥感监视监测数据处理流程图遥感监视监测数据处理流程图 10 4.3 技术原则技术原则 （1）栅格数据与矢量数据相结合的原则 栅格数据主要包括遥感影像和扫描后的部分历史海域使用现状图，矢量数 据主要包括海域使用现状数据库、数字高程数据（DEM） 、功能区划数据、行 政区划数据及海域勘界成果等。 （2）多源、多时相遥感数据相结合的原则 对高分辨率全色和低分辨率多光谱数据进行融合，生成兼有高分辨率和多 光谱信息的遥感影像，综合多个时期的遥感数据，提取海域使用年度变化信息。 （3）多种信息提取方法相结合的原则 应用两种以上计算机自动发现技术，减少信息漏提、误提等现象。在计算 机自动分类成果的基础上，辅以人机交互式方法，提取围填海、养殖用海等各 类用海信息。 （4）内业处理与外业调查相结合的原则 对内业提取的重点变化信息（特别是内业无法确定的信息）应进行外业调 查，实地核对监测信息的类型、范围，补充调查监测遗漏图斑，确保遥感监测 精度。 （5）精度评价与实地测量相结合的原则 采用外业 GPS 实测控制点对所有监测区进行产品精度评价。 4.4 卫星遥感数据获取卫星遥感数据获取 （1）卫星数据选择 选用在设计寿命内的业务或商业运行的遥感卫星。项目中涉及到两类卫星 遥感数据：一类是 2 米5 米空间分辨率的卫星遥感数据，获取频率为每三年一 次，其全色波段空间分辨率优于 2.5 米，多光谱波段不少于三个，且空间分辨 率优于 10 米；一类是 20 米30 米空间分辨率的卫星遥感数据，获取频率为每 11 半年一次，其全色波段空间分辨率优于 30 米，多光谱波段不少于三个，且其空 间分辨率优于 40 米。 （2）卫星数据覆盖范围 20 米30 米分辨率的卫星遥感数据覆盖范围为全海域，全海域指我国内水、 领海及其他管辖海域，面积约 300 万平方公里；2 米5 米分辨率的卫星遥感数 据覆盖范围为内水、领海及部分重点海域，面积共约 50 万平方公里，重点海域 包括鸭绿江口、北仑河口、东沙群岛、中沙群岛、西沙群岛、南沙群岛、钓鱼 岛等重点岛礁附近海域。 （3）卫星数据获取方式 由国家海域使用动态监视监测中心向卫星接收单位协议订购。 （4）原始遥感数据验收 数据验收内容包含遥感图像数据和元数据。由国家海域使用动态监视监测 中心组织 35 名本专业专家逐项验收，并完成验收报告。原始遥感数据的验收 要在数据获取后及时进行。验收要求和依据主要有： 数量上要满足监测任务要求； 格式上要包含地理坐标，卫星遥感图像和元数据文件完整，正确描述 相应的遥感数据，能被通用遥感图像处理软件读取； 影像成像时间为 1 年以内的图像，图像重叠度不少于 5； 影像清晰，反差适中、色调（色彩）层次丰富； 图像的云覆盖应不超过 10%； 合同书（或任务书） 、 海域使用卫星遥感动态监视监测技术规程中 的其它相关要求。 4.5 光谱数据采集光谱数据采集 主要是获取地物光谱数据、水体剖面光谱数据和大气参数，为卫星遥感信 息提取服务。根据获取的现场光谱数据结合卫星数据，提取地面、水体相关信 息。系统将建立地物、水面水下目标识别光谱基础数据库和大气校正基础数据 12 库。 在信息提取过程中需要以地面光谱作为参照标准，针对陆地和海洋不同的 环境需要以不同的方式解决。陆地信息的提取利用地物光谱仪测量光谱曲线， 与卫星数据相结合可实现基本地物种类的识别功能。海表以及浅表层水下目标 的识别较为复杂，主要原因是在水体目标区域卫星数据获取的反射率信号较弱， 水体对光谱的吸收较强。利用剖面仪提取水体光谱参数和海表遥感反射率等结 合卫星数据可实现对目标的识别功能。 4.6 遥感数据预处理遥感数据预处理 对卫星原始数据进行前期的图像处理工作，主要实现图像的质量检验、辐 射纠正、大气校正、雷达数据预处理、几何精校正、预处理信息数据管理等功 能（图 4-2） 。系统处理的卫星数据包括雷达卫星数据和可见光卫星数据。可见 光数据主要有 SPOT、 IKONOS、QuickBird、TM、ETM、IRS、ASTER、 CBERS 等；雷达卫星数据主要有 RADARSAT SAR、 ENVISAT SAR、Terra SAR-X 等。 地面控制点测量 卫星数据导入 数据质量检验 辐射纠正 大气纠正 数据标准输出 雷达卫星数据导入 数据质量检验 亮度调整 斑点噪声去除 雷达数据标准输出 可见光遥感原始数据可见光遥感原始数据SAR 卫星原始数据卫星原始数据 几何精校正 预处理信息管理 图图 4-24-2 遥感数据预处理流程图遥感数据预处理流程图 （1）质量检查 13 对卫星数据进行质量检查，主要包括对卫星数据可读性、数据格式、覆盖 区域、云量等进行检测并给出质量评价结果。 （2）辐射纠正 对不同传感器的可见光影像数据进行辐照度的定标，得到归一化辐照度数 据。 （3）大气纠正 主要是消除或减弱大气对遥感信息的影响，提高可见光遥感图像的清晰度 和数据的可靠性。 （4）雷达卫星数据预处理 进行雷达图像亮度调整，斑点噪声抑制、局部明暗调整、纹理分析、边缘 提取工作。 （5）几何精校正 实现遥感图像精确的几何纠正并匹配相应的坐标系统及投影，主要有多项 式函数纠正、正射纠正、影像自动配准纠正三种几何精校正方法。 14 4.7 遥感图像处理遥感图像处理 三级图像遥感数据三级图像遥感数据 预处理遥感数据预处理遥感数据 图像滤波 图像变换 图像融合 拼接剪裁数据复合 真彩色合成 图图 4-34-3 遥感图像处理流程图遥感图像处理流程图 在遥感图像预处理的基础上完成图像的基本处理，主要包括图像滤波、图 像变换、图像融合以及图像的镶嵌或分幅、不规则边界数据提取、预处理信息 数据管理等。 （1）图像滤波 根据判读解译的需要，对图像的高频、中频、低频特征进行加强，以达到 增强图像的目的。主要包括：卷积滤波、形态学滤波、纹理滤波、自适应滤波 和频率滤波。 （2）图像变换 主要是通过变幻数据空间的图像处理方法来提高信息的表达，以便更好的 解译图像信息，包括图象锐化、主成分分析（PCA） 、噪声分离变换、彩色变换、 拉伸变换、植被指数变换等。 （3）图像融合 15 利用全色波段的高几何分辨率信息与多光谱波段数据进行融合，使融合后 的图像既保持原图像的光谱分辨率，又可以提高图像的几何分辨率，提高地表 细节信息在图像中的反映，以利于解译判读，主要融合方法有基于 RGB 与 IHS 颜色模型变换的融合、基于 KL 变换(主成份变换)的融合和基于小波变换的融合 等。 （4）真彩色合成 将多光谱的卫星数据进行色彩合成变换，使合成后的 RGB 图像色彩与真实 地物色彩一致。 （5）图像的镶嵌或分割 对图像进行镶嵌或分割，支持自动颜色匹配，支持任意矢量和 AOI 分割。 4.8 海域使用信息遥感提取海域使用信息遥感提取 4.8.1 信息提取内容信息提取内容 海域自然属性方面需要提取的信息主要包括： 岸线变化：类型、分布、面积、长度等； 海湾河口变化：海湾河口形态、面积等； 海岛动态：数量、面积、植被、岸线等。 海域使用专题需要提取的信息主要包括： 海域现状：已开发、未开发等各类用海海域面积及分布； 海洋功能区：海洋功能区利用及执行状况； 在建项目：用海面积、位置、用途等； 海洋环境地质灾害：海岸侵蚀、海水入侵等； 异点异区：用海类型变更、新增用海等。 4.8.2 技术流程与方法技术流程与方法 遥感影像经