基于土地利用數(shù)據(jù)庫重建的技術(shù)思路

孫曉明，付 斌，范愛國

(1. 黑龍江省農(nóng)科院遙感技術(shù)中心，哈爾濱150086 ; 2. 黑龍江省農(nóng)科院漿果研究所，黑龍江 綏棱152200)

0 引 言

為了使土地利用數(shù)據(jù)庫更為準(zhǔn)確，確保其真實性、準(zhǔn)確性，使其能夠為地籍管理、國土資源保護(hù)、土地規(guī)劃等各項工作提供更好的服務(wù)，必須對已有的土地利用數(shù)據(jù)庫進(jìn)行周期性地更新，修改和添加土地利用變更信息。

1 工作區(qū)概況

工作區(qū)所在縣位于黑龍江省中南部，松花江北岸?？h屬行政區(qū)域的面積為5 678 km2。其中，縣屬部分為1 842 km2。

全縣常住人口23 萬。轄區(qū)內(nèi)地勢北高南低，北部屬于小興安嶺余脈，為低山區(qū)，這里群山密布，具有豐富的森林資源。中部地勢較為平坦，為低山丘陵和山前臺地，土質(zhì)肥沃。南部為松花江沖擊形成的平原地帶。境內(nèi)主要有西北河、岔林河、大古洞河等七條河流，均隸屬于松花江水系。

境內(nèi)有大理石、花崗巖、鐵等礦產(chǎn)資源。此外還盛產(chǎn)云杉、紅松、水曲柳、冷杉等木材以及猴頭、木耳、元蘑等林副產(chǎn)品。

該縣是黑龍江省主要的糧食生產(chǎn)基地之一，農(nóng)業(yè)作物主要有水稻、玉米、大豆等。

2 工作目的

2.1 土地利用數(shù)據(jù)庫更新

以最新的SPOT5 衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，結(jié)合已有的土地利用數(shù)據(jù)庫，對縣屬范圍內(nèi)的土地利用狀況的變更，土地權(quán)屬等進(jìn)行調(diào)查，掌握縣屬范圍內(nèi)的土地權(quán)屬、土地面積、土地利用類型和空間分布狀況，并利用這些新收集到的變更信息更新已有的土地利用數(shù)據(jù)庫。

2.2 新舊土地分類的轉(zhuǎn)換

根據(jù)最新的《全國土地分類》體系，更新舊的土地分類體系，實現(xiàn)縣屬范圍內(nèi)的新、舊土地地類編碼的轉(zhuǎn)換。

3 信息源的選擇與處理

3.1 信息源的選取

本次數(shù)據(jù)庫更新使用法國SPOT5 號衛(wèi)星的全色(2.5m) 和多光譜(10m) 數(shù)據(jù)作為信息采集源，經(jīng)校正后作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

校正參數(shù)為:①參考橢球體為Krasovsky。②參考大地基準(zhǔn)面為Pulkovo1942。③衛(wèi)星數(shù)據(jù)投影方式為高斯—克呂格投影。④基準(zhǔn)水平面位為1956年黃海高程系。

3.2 數(shù)據(jù)源預(yù)處理

利用該地區(qū)1∶1 萬和1∶5 萬地形圖對衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，配準(zhǔn)精度要求實際誤差≤1個像元。［1］

4 工作流程

4.1 衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理方法

利用ERDAS 圖像處理軟件為工作平臺，對現(xiàn)有的衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)配準(zhǔn)，全色與多光譜數(shù)據(jù)融合，多幅數(shù)據(jù)鑲嵌以及分幅數(shù)據(jù)切割等。

4.2 數(shù)據(jù)庫更新的方法

4.2.1 線文件更新的方法

利用原有數(shù)據(jù)庫的線文件為參考與該地區(qū)影像套合后，利用目視判讀得方法提取、更改線文件的變化信息。線文件變更分以下4 種情況:

1) 新增的線狀地物:以衛(wèi)星影像為信息源對新增的線狀地物進(jìn)行矢量化，并對線狀地物賦予線要素編碼、線寬度、地類編碼等相關(guān)信息。

2) 線狀地物和地類界消失:對于已經(jīng)消失的線狀地物和地類界，應(yīng)該在原有的數(shù)據(jù)庫中予以刪除。

3) 行政區(qū)界線調(diào)整:對于原有土地利用數(shù)據(jù)庫中的行政界線，無論其是否發(fā)生變化，均維持原狀不做調(diào)整。對于原有土地利用數(shù)據(jù)庫中的行政界線，以線狀地物為主體進(jìn)行跳繪時，如果線狀地物發(fā)生了偏移，依其跳繪的行政界線應(yīng)隨線狀地物的改變而改變。對于原有土地利用數(shù)據(jù)庫中的行政界線，以地類界線作為分界的，當(dāng)?shù)仡惤缇€發(fā)生變化時，必須按變化后的地類界調(diào)整相應(yīng)的行政界線。其它情況下，行政界線一般維持原狀不作調(diào)整。

4) 線狀地物發(fā)生偏移:根據(jù)相關(guān)技術(shù)規(guī)程的要求，在數(shù)據(jù)庫中的線文件與影像進(jìn)行套合時，當(dāng)矢量線條與影像上的同名地物偏差大于圖上距離5 mm時，視為線狀地物發(fā)生偏移，對發(fā)生偏移的線狀地物必須進(jìn)行糾正，如果發(fā)生偏移的線狀地物沒有發(fā)生地類編碼、寬度等相關(guān)信息的改變，可對原有矢量線條直接進(jìn)行平移、復(fù)制等處理。

4.2.2 更新后的線文件處理

1) 檢查拓?fù)潢P(guān)系:檢查更新后線文件的拓?fù)潢P(guān)系，如果發(fā)現(xiàn)錯誤，必須及時改正，保證最終成果的準(zhǔn)確性。

2) 新增線狀地物獲取:將更新后生成的線狀地物文件與原有的線狀地物數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加，刪除交集部分，剩余部分就是新增的現(xiàn)狀地物。

3) 其他文件生成:在更新后的線文件中提取地類屆和行政界線，生成新的地類界文件和行政區(qū)界線文件等。

4) 分幅圖圖幅拼接:將行政區(qū)內(nèi)的所有分幅數(shù)據(jù)拼接成一幅完整的數(shù)據(jù)。包括線狀地物文件拼接，地類界文件拼接，行政區(qū)文件拼接，新增線狀地物文件拼接。

5) 線文件的成果:完整的線文件成果應(yīng)該包括線文件( 擁有線狀地物、地類界、權(quán)屬界、1∶1 萬圖框等屬性) ，權(quán)屬界文件，線狀地物文件，新增的線狀地物文件和地類界文件。

4.2.3 面狀文件更新

根據(jù)地類界線和相應(yīng)的線狀地物線文件，通過線轉(zhuǎn)弧段、拓?fù)渲亟ǖ姆绞浇⑿碌牡仡悎D斑區(qū)文件。

1) 區(qū)文件屬性處理:建立區(qū)屬性結(jié)構(gòu)文件，沿用原數(shù)據(jù)庫的區(qū)屬性結(jié)構(gòu)。將遙感影像圖、原有地類圖斑文件，通過相互對照并結(jié)合野外調(diào)查記錄表，更新圖斑變化信息，并為更新后的地類圖斑文件賦以準(zhǔn)確的地類編碼、圖斑號、圖幅號、權(quán)屬代碼、權(quán)屬名稱等相關(guān)信息。

2) 更新后地類圖斑文件的建立:將更新后的地類圖斑文件與屬性文件合并，建立新的變更后的地類圖斑文件。

4.2.4 更新后數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建

首先建立數(shù)據(jù)字典，然后做好地利用數(shù)據(jù)庫更新項目的建立工作。根據(jù)原有的數(shù)據(jù)字典建立新的土地利用數(shù)據(jù)庫項目，載入更新后的線狀地物、地類圖斑、零星地類、權(quán)屬界線文件。利用這些文件建立更新后的土地利用數(shù)據(jù)庫。

5 實地驗證

野外調(diào)查工作是土地利用數(shù)據(jù)庫更新工作的重要環(huán)節(jié)，經(jīng)過野外調(diào)查，可糾正內(nèi)業(yè)判讀中出現(xiàn)的錯誤，對變化圖斑的準(zhǔn)確性加以確定，從而保證判讀結(jié)果的真實性［2］。當(dāng)抽取的圖斑數(shù)不滿足精度評價時，須提高抽樣率［3］。

6 結(jié) 論

SPOT5 衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)完全能夠滿足縣級土地利用數(shù)據(jù)庫更新的精度要求。

根據(jù)國土部門的相關(guān)規(guī)定［4］，圖面最小上圖圖斑為實地0.06 ～0.1 hm2。本次更新中，上圖的最小地塊為實地面積314.5 m2，約等于圖上3 mm2，達(dá)到了國家規(guī)定的精度要求。

在更新過程中，衛(wèi)星數(shù)據(jù)和原有土地利用數(shù)據(jù)庫兩種數(shù)據(jù)能夠充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，相互補(bǔ)充和印證，使“歷史”與“現(xiàn)實”有機(jī)地結(jié)合在一起［5］，能夠有效保證土地利用數(shù)據(jù)庫的準(zhǔn)確性和時效性，為強(qiáng)化、規(guī)范土地管理工作奠定基礎(chǔ)。

［1］陳軍中. 土地利用動態(tài)遙感監(jiān)測規(guī)程［M］. 北京:地質(zhì)出版社，1999.

［2］劉洋，陸忠軍，等. SPOT5 數(shù)據(jù)在縣級土地利用動態(tài)遙感監(jiān)測中的應(yīng)用［J］. 黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007(01) :74－77.

［3］王連發(fā)，付斌，等. 縣級土地利用數(shù)據(jù)庫更新方法初探［J］. 黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009(03) :111－112.

［4］陳軍中 土地利用動態(tài)遙感監(jiān)測規(guī)程［M］. 北京: 地質(zhì)出版社，1999.

［5］劉洋，陸忠軍，等. SPOT5 數(shù)據(jù)在縣級土地利用動態(tài)遙感監(jiān)測中的應(yīng)用［J］. 黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007(01) :74－77.