地理省情監(jiān)測(cè)中地表覆蓋數(shù)據(jù)易混淆地物區(qū)分方法研究

劉向宇　宋磊

摘 要：該文通過(guò)深入研究國(guó)家制定的《第一次全國(guó)地理國(guó)情普查總體方案》等相關(guān)技術(shù)要求，結(jié)合河南的自然條件和社會(huì)發(fā)展現(xiàn)狀，以河南省某鎮(zhèn)為實(shí)例，進(jìn)一步分析了該地區(qū)1：2000系統(tǒng)數(shù)據(jù)和遙感影像數(shù)據(jù)的實(shí)際情況，對(duì)于內(nèi)業(yè)影像解譯時(shí)易混淆地物的區(qū)分方法做了詳細(xì)的描述。

關(guān)鍵詞：地表 覆蓋 易混淆影 像解譯

中圖分類(lèi)號(hào)：P201 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）02（a）-0203-02

為了更好地監(jiān)測(cè)地理國(guó)情，搞好宏觀調(diào)控、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，建設(shè)責(zé)任政府、服務(wù)政府，國(guó)務(wù)院下發(fā)了《國(guó)務(wù)院關(guān)于開(kāi)展第一次全國(guó)地理國(guó)情普查的通知》。我院為搞好這次的地理國(guó)情普查工作，深入研究了國(guó)家制定的《第一次全國(guó)地理國(guó)情普查總體方案》等相關(guān)技術(shù)要求，并在河南省某鎮(zhèn)開(kāi)展了地理國(guó)情普查試點(diǎn)工作，通過(guò)對(duì)試點(diǎn)地區(qū)地形地貌、系統(tǒng)數(shù)據(jù)和遙感影像數(shù)據(jù)的綜合分析，總結(jié)出適合持續(xù)開(kāi)展地理國(guó)情監(jiān)測(cè)工作的數(shù)據(jù)處理方法，并對(duì)影像解譯過(guò)程中易混淆地物的區(qū)分方法進(jìn)行了敘述。

1 試點(diǎn)地區(qū)前期數(shù)據(jù)分析

某鎮(zhèn)位于河南省東南部，總面積38.32km2，耕地面積30479畝，人口3.2萬(wàn)。該鎮(zhèn)整體地勢(shì)平坦，無(wú)山區(qū)分布，植被主要為人工種植的耕地，園地、林地、草地和城市景觀樹(shù)木。區(qū)域內(nèi)擁有鐵路及各種等級(jí)公路縱橫交錯(cuò)，交通十分發(fā)達(dá)。

該鎮(zhèn)具有交通便利、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、社會(huì)穩(wěn)定的自然條件和社會(huì)環(huán)境。幾年來(lái)，按照“一區(qū)兩地”的發(fā)展模式，大力發(fā)展園區(qū)經(jīng)濟(jì)。近年來(lái)隨著該鎮(zhèn)城鎮(zhèn)建設(shè)總體規(guī)劃的穩(wěn)步實(shí)施和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各種基礎(chǔ)配套設(shè)施漸趨完備，區(qū)內(nèi)供排水、供電、供氣（天然氣及暖氣）、通訊、通郵等基礎(chǔ)設(shè)施齊備，主干道縱橫交錯(cuò)，并成立了環(huán)衛(wèi)維修服務(wù)隊(duì)和治安經(jīng)警隊(duì)，外部環(huán)境優(yōu)美、整潔，生產(chǎn)、生活秩序穩(wěn)定。隨著經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，這塊發(fā)展外向型經(jīng)濟(jì)的理想之地將成為以電子及綜合加工業(yè)為主的現(xiàn)代工業(yè)城鎮(zhèn)。

1.1 已有資料情況

（1）河南省2011年0.5m分辨率1：2000河南省某鎮(zhèn)衛(wèi)星影像；（2）河南省2012年0.2m分辨率1：2000河南省某鎮(zhèn)航空正射影像；（3）河南省2012年比例尺為1：2000的地形圖系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

1.2 現(xiàn)有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

（1）《1：500、1：2000河南省基礎(chǔ)地理信息要素?cái)?shù)據(jù)字典》；（2）《1：500 1：1000 1：2000地形圖數(shù)字化規(guī)范》GB/T 17160-2008；（3）《1：500 1：1000 1：2000地形圖航空攝影測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)規(guī)范》GB 7930-87；（4）《測(cè)繪產(chǎn)品質(zhì)量檢查與驗(yàn)收》GB/T 24356-2009；（5）國(guó)家測(cè)繪地理信息局地理國(guó)情監(jiān)測(cè)相關(guān)原則和技術(shù)文檔；（6）《國(guó)家基本比例尺地形圖分幅和編號(hào)》GB/T 13989-1992；（7）《基礎(chǔ)地理信息數(shù)字產(chǎn)品1：10000 1：50000數(shù)字正射影像圖》CH/T 1009-2001；（8）《基礎(chǔ)地理信息數(shù)字產(chǎn)品元數(shù)據(jù)》CH/T 1007-2001。其中地表覆蓋分類(lèi)數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)參照正射影像；（9）《河南省地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)規(guī)定與采集要求》TDPJ03-2013；（10）項(xiàng)目技術(shù)設(shè)計(jì)書(shū)。

2 內(nèi)業(yè)解譯分類(lèi)與信息采集提取原則

以遙感正射影像為基礎(chǔ)，利用收集整合的參考數(shù)據(jù)，采用人工解譯結(jié)合的方式，參考基礎(chǔ)地理信息、土地利用、自然資源等資料，以遙感正射影像為基礎(chǔ)底圖，按照國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中采集地理要素分類(lèi)、分級(jí)表和技術(shù)指標(biāo)的要求，開(kāi)展內(nèi)業(yè)判讀與解譯，補(bǔ)充或更新采集水系、交通、居住小區(qū)等要素實(shí)體，提取相關(guān)屬性，并進(jìn)行地表覆蓋分類(lèi)，分別按照要求形成相應(yīng)的數(shù)據(jù)層。

解譯時(shí)，運(yùn)用解譯標(biāo)志和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)判讀、判譯、預(yù)判、判繪等，對(duì)影像進(jìn)行識(shí)別，從而獲取實(shí)地信息。對(duì)于影像與地形圖出入較大的地區(qū)或內(nèi)業(yè)判讀不清、無(wú)法解譯的地類(lèi)需要做好標(biāo)記，提交外業(yè)部門(mén)到野外進(jìn)行實(shí)地的逐一核實(shí)、修改、補(bǔ)充調(diào)繪，予以確認(rèn)。

在影像解譯過(guò)程中應(yīng)當(dāng)遵守以下幾點(diǎn)基本要求：（1）內(nèi)業(yè)解譯時(shí)，以該鎮(zhèn)的行政界線為作業(yè)范圍，以2012年0.2m正射影像為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，將2012年重新分類(lèi)分層處理的1：2000地形圖系統(tǒng)數(shù)據(jù)和正射影像疊加，結(jié)合2010年地名地址調(diào)查數(shù)據(jù)、城市部件調(diào)查數(shù)據(jù)、城市用地現(xiàn)狀數(shù)據(jù)和土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)為參考，根據(jù)地物的光譜、形狀、紋理和空間關(guān)系等信息確定好各類(lèi)地物要素的邊界，采集過(guò)程應(yīng)保證面獨(dú)立閉合且互不相交；（2）在影像解譯時(shí)，根據(jù)分類(lèi)中的各類(lèi)要求綜合相鄰的同類(lèi)用地；（3）所有地物都應(yīng)當(dāng)結(jié)合地形圖和注記正確解譯，對(duì)于內(nèi)業(yè)解譯過(guò)程中難以確定屬性的用地，應(yīng)當(dāng)勾繪其輪廓線，以便外業(yè)調(diào)繪確定。（4）從原始系統(tǒng)數(shù)據(jù)提取的各層數(shù)據(jù)均在ArcGIS10.0中提取，提取所有字段并在后續(xù)的數(shù)據(jù)加工中一直保留原始數(shù)據(jù)的字段，不得刪除。（5）地表在空間上被多種類(lèi)型立體層疊覆蓋的情況下：對(duì)于不同高低植被立體覆蓋的范圍，以頂層樹(shù)冠的優(yōu)勢(shì)類(lèi)型確定其植被覆蓋類(lèi)型；對(duì)于樹(shù)冠遮蔽道路、樹(shù)冠遮蔽溝渠的情況，地表覆蓋中按照植被歸類(lèi)；對(duì)于高架路，按照上層道路歸入路面；有屋頂綠化的范圍，應(yīng)歸入房屋建筑區(qū)；橋面跨越大面積的水面，應(yīng)歸入水體類(lèi)型。其他在空間上被多種類(lèi)型立體層疊覆蓋的情況，地表覆蓋分類(lèi)一般采用“就近就大”的原則，即以面積占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的類(lèi)型為主。（6）植被覆蓋類(lèi)型中通過(guò)影像甚至實(shí)地核查均難以區(qū)分人工和自然的類(lèi)型，一般采用“自然優(yōu)先”的原則進(jìn)行歸類(lèi)。（7）道路兩邊行道樹(shù)處理：按照行道樹(shù)垂直投影范圍確定其為綠化林地層中。不管行道樹(shù)是否壓蓋了道路面，即使行道樹(shù)把道路整個(gè)壓蓋也要按樹(shù)木枝葉垂直投影確定為綠化林地。

3 內(nèi)業(yè)影像解譯時(shí)易混淆地物的區(qū)分

在內(nèi)業(yè)影像解譯過(guò)程中，很多地物的圖斑在影像上相似或相近，作業(yè)人員常常難以區(qū)分，因此需要將易混淆地物的影像截取出來(lái)，建立樣本庫(kù)，方便內(nèi)業(yè)人員進(jìn)行影像判讀。由于篇幅有限，下面僅列舉幾類(lèi)易混淆地物：

（1）天然草地與人工草地

一般來(lái)說(shuō)，野外的空曠地區(qū)的草地是天然草地，單位、院落里的草地是人工草地，但是不能就簡(jiǎn)單地這樣劃分。有時(shí)單位、院落里也會(huì)有未經(jīng)過(guò)人為改良的天然草地。區(qū)分這兩種覆蓋分類(lèi)時(shí)，還需要認(rèn)真判讀影像，一般影像上邊緣界限明顯、有人為修剪痕跡的才是人工草地，如圖1中標(biāo)識(shí)區(qū)域；而界限不明顯、生長(zhǎng)得自然而茂密的應(yīng)歸為天然草地，如圖2中標(biāo)識(shí)區(qū)域。且根據(jù)地表覆蓋分類(lèi)中的“自然優(yōu)先”原則，凡事無(wú)法確定為人工草地的，都應(yīng)優(yōu)先歸入天然草地的相應(yīng)類(lèi)別。

（2）高覆蓋度草地、中覆蓋度草地與低覆蓋度草地

在國(guó)情監(jiān)測(cè)地表覆蓋分類(lèi)中，將天然草地按照覆蓋度的不同又細(xì)分為：高覆蓋度草地、中覆蓋度草地和低覆蓋度草地。在《地理國(guó)情普查內(nèi)容與指標(biāo)》中，將覆蓋度大于50%的天然草地歸為高覆蓋度草地，覆蓋度介于20%～50%之間的為中覆蓋度草地，覆蓋度介于10%～20%之間的天然草地為低覆蓋度草地。但在實(shí)際解譯過(guò)程中，覆蓋度的計(jì)算并不容易，因此在實(shí)施過(guò)程中，為了更加便于操作，往往會(huì)制作解譯樣本。在本次實(shí)驗(yàn)片制作過(guò)程中，將圖3中標(biāo)識(shí)的區(qū)域作為高覆蓋度草地的樣本，圖4中標(biāo)識(shí)的區(qū)域作為中覆蓋度草地的樣本，圖5中標(biāo)識(shí)的區(qū)域作為低覆蓋度草地的樣本。

（3）人工草地與綠化林地

在地形圖繪制過(guò)程中，按照河南制定的地方標(biāo)準(zhǔn)《1：500、1：2000 數(shù)據(jù)字典》和《1：5000、1：10000數(shù)據(jù)字典》的要求，道路兩側(cè)綠地會(huì)劃歸為花壇，在制作地表覆蓋數(shù)據(jù)時(shí)，花壇的系統(tǒng)數(shù)據(jù)會(huì)被直接轉(zhuǎn)換成綠化草地的覆蓋面，而在實(shí)際制作過(guò)程中對(duì)照影像，會(huì)發(fā)現(xiàn)很多道路兩邊都有行樹(shù)，其行樹(shù)樹(shù)冠的覆蓋度已經(jīng)達(dá)到了綠化林地的選取標(biāo)準(zhǔn)，此時(shí)就應(yīng)該將改覆蓋面歸入綠化林地，如圖6中標(biāo)識(shí)的區(qū)域所示。

（4）泥土地表與碾壓踩踏地表

泥土地表是自然裸露的，沒(méi)有人工堆掘、夯筑、碾壓形成的痕跡的地表；而碾壓踩踏地表是由于人類(lèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)經(jīng)常性碾壓、踩踏形成的次生裸露地表。與泥土地表單純地以泥質(zhì)或裸土為主的地表特征相比，碾壓踩踏地表從影像上看具有明顯的碾壓、踩踏的痕跡。圖7中標(biāo)識(shí)區(qū)域展示的就是泥土地表的影像，而圖8中區(qū)域標(biāo)識(shí)的就是碾壓踩踏地表，從影像上還是能夠比較清楚地看出兩者的差別。

4 結(jié)語(yǔ)

該論文在對(duì)該鎮(zhèn)地表覆蓋數(shù)據(jù)分類(lèi)的過(guò)程中，對(duì)于該片區(qū)內(nèi)易混淆地物的影像圖斑進(jìn)行了截取和對(duì)比說(shuō)明。雖然取得了一定的成果，但要在接下來(lái)的全省域地表覆蓋分類(lèi)數(shù)據(jù)制作中，迅速準(zhǔn)確地完成任務(wù)，還需要建立更為完善的解譯樣本庫(kù)，尤其對(duì)于地表覆蓋分類(lèi)中易混淆的圖斑，需對(duì)其影像進(jìn)行詳細(xì)的描述。地理國(guó)情監(jiān)測(cè)工作是一個(gè)長(zhǎng)期的、不斷完善的工作。相信在不久的將來(lái)，隨著地理國(guó)情監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)的逐步建立和完善，國(guó)家將能夠更及時(shí)更準(zhǔn)確地從地理的角度分析、研究和描述國(guó)情，準(zhǔn)確掌握國(guó)情國(guó)力，提高政府管理決策的科學(xué)水平，服務(wù)和改善社會(huì)民生。

參考文獻(xiàn)

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[2] 國(guó)務(wù)院第一次全國(guó)地理國(guó)情普查領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室.地理普查基礎(chǔ)知識(shí)[M].測(cè)繪出版社，2013.

[3] 國(guó)務(wù)院第一次全國(guó)地理國(guó)情普查領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室.地理普查基礎(chǔ)知識(shí)[M].測(cè)繪出版社，2013.