印度尼西亞中部自然資源遙感調(diào)查方法研究

夏 樂，龍 強(qiáng)，李潔妮（湖南省遙感中心，湖南長沙410000）

印度尼西亞中部自然資源遙感調(diào)查方法研究

夏 樂，龍 強(qiáng)，李潔妮（湖南省遙感中心，湖南長沙410000）

隨著我國提出“一帶一路”經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略的部署與實施，我國正逐步注重對“一帶一路”周邊國家的礦產(chǎn)與生態(tài)環(huán)境等方面信息的收集。印度尼西亞作為東南亞地區(qū)主要國家，同時擁有著的地理位置與資源礦產(chǎn)等多項優(yōu)勢。本文利用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)對印度尼西亞中部地區(qū)開展自然資源遙感調(diào)查方法研究，初步建立了一套基于多源遙感數(shù)據(jù)開展境外自然資源遙感調(diào)查技術(shù)方法。

一帶一路；印度尼西亞；自然資源；遙感調(diào)查

1 緒論

“一帶一路”重要思路是我國著眼全球，服務(wù)人類的偉大戰(zhàn)略性部署。隨著“一帶一路”戰(zhàn)略的逐步實施，包括中國在內(nèi)的64個國家成為了一個利益共同體，如何深入了解境外投資區(qū)域的人文地理、自然資源等投資環(huán)境，日漸變得越來越重要。印度尼西亞作為東南亞的主要國家，擁有著地理位置優(yōu)越和自然資源豐富兩大優(yōu)勢，同時他還是我國重要的貿(mào)易伙伴。巨大的雙邊貿(mào)易額和互補的能源需求更加奠定了印度尼西亞在我國外貿(mào)領(lǐng)域的地位。本文基于由中國地質(zhì)調(diào)查局國土資源航空物探遙感中心組織實施的“一帶一路”資源環(huán)境衛(wèi)星遙感解譯與應(yīng)用項目的子項目 “印度尼西亞中部地質(zhì)礦產(chǎn)與資源環(huán)境遙感解譯”項目工作任務(wù)。初步探索出一套采用中低分辨率遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)，提取印度尼西亞中部區(qū)域自然資源環(huán)境信息的方法。目的在獲取工作區(qū)域內(nèi)土地資源和水資源各類要素的分布現(xiàn)狀與規(guī)律，為“一帶一路”戰(zhàn)略實施以及境外投資提供重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2 區(qū)域概況

本次研究的工作區(qū)域位于印度尼西亞的加里曼丹島、蘇拉威西島以及附近島嶼（圖1）。加里曼丹島是世界第三大島，位于東南亞馬來群島中部，西為蘇門答臘島，東為蘇拉威西島，南為爪哇海、爪哇島，北為南海。面積為743，330km2。加里曼丹島位于亞歐板塊南部，地質(zhì)相對穩(wěn)定，只有南海岸有地震帶分布。島的中間是山地，四周為平原。南部地勢很低，成為大片濕地。蘇拉威西島總面積為174，600km2，位于印度尼西亞東部，菲律賓南部，形狀非常特別，類似一個大K字母。

圖1 印度尼西亞中部遙感影像圖

3 總體技術(shù)路線

以印度尼西亞中部及經(jīng)濟(jì)走廊沿線重點區(qū)的國產(chǎn)中等分辨率遙感影像數(shù)據(jù)為主要數(shù)據(jù)源，收集、整合基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)及多行業(yè)專題數(shù)據(jù)，采用面向?qū)ο蟮淖詣臃诸惙椒ㄝo以適當(dāng)?shù)娜藱C(jī)交互影像處理和多源信息輔助判讀解譯，獲取綜合地理和資源環(huán)境各類專題要素，通過內(nèi)業(yè)整理、統(tǒng)計數(shù)據(jù)空間化、空間量算、地理計算、空間統(tǒng)計等技術(shù)與方法，開展印度尼西亞中部及重點區(qū)自然資源遙感調(diào)查，具體技術(shù)流程如圖2。

圖2 印度尼西亞中部及重點區(qū)自然資源遙感調(diào)查技術(shù)流程圖

4 自然資源遙感調(diào)查技術(shù)方法

4.1 資料收集

本次遙感調(diào)查工作屬于境外遙感調(diào)查，可供參考的資料較少。能否收集到有效的參考資料對本項工作的開展至關(guān)重要。計劃收集收集印度尼西亞中部地區(qū)自然地理、人文、經(jīng)濟(jì)相關(guān)資料，重點收集該區(qū)域耕地、林地、草地分布圖；收集國內(nèi)已開展的《全球生態(tài)地質(zhì)環(huán)境衛(wèi)星遙感一張圖工程》項目中亞洲地表覆蓋遙感解譯成果。

4.2 圖像處理

4.2.1 遙感數(shù)據(jù)源

由于印度尼西亞中部位置處于赤道附近，常年受赤道海洋性氣候影像，地表上空多云霧，有效的遙感數(shù)據(jù)不易獲取。故此計劃收集時相跨度為5年的有效遙感影像作為數(shù)據(jù)源，即時相為2012～2016年。同時針對不同尺度的遙感調(diào)查工作，采用不同類型的遙感數(shù)據(jù)源。1：100萬尺度遙感調(diào)查工作計劃采用分辨率為15m的TM/ETM數(shù)據(jù)；1：25萬尺度遙感調(diào)查工作計劃采用分辨率為6m的國產(chǎn)資源3號衛(wèi)星數(shù)據(jù)；1：5萬尺度遙感調(diào)查工作計劃采用分辨率為優(yōu)于5m的國產(chǎn)GF系列或者資源系列衛(wèi)星數(shù)據(jù)。

4.2.2 遙感圖像處理

本次工作計劃采取了TM/ETM數(shù)據(jù)、GF-1數(shù)據(jù)及資源系列衛(wèi)星數(shù)據(jù)分別來進(jìn)行1：100萬、1：25萬、1：5萬的遙感解譯工作。

圖像制作的技術(shù)要求按國家標(biāo)準(zhǔn)GB15968-1995“遙感影像平面圖制作規(guī)范”執(zhí)行。其中，1：100萬ETM影像圖采用Landsat7、4、1波段彩色合成并與全色波段融合而成；1：25萬資源3號影像圖采用 3（R）2（G）1（B）波段彩色合成；1：5萬GF-1遙感影像采用2（R）3（G）1（B）波段彩色合成。

4.3 建立自然資源分類體系

資源環(huán)境的產(chǎn)生是由人們自然資源到環(huán)境資源對認(rèn)識的一種深化，幾乎所有的自然資源都構(gòu)成人類生存的環(huán)境因子，自然資源是指，在一定的時空范圍內(nèi)，可供人類利用的表現(xiàn)為各種相互獨立的靜態(tài)物質(zhì)和能量。而環(huán)境資源則是靜與動的統(tǒng)一體。

綜合考慮遙感數(shù)據(jù)源的分辨率，同時結(jié)合提取精度要求，初步確定本項目提取的自然資源對象主要分為土地資源和水資源兩大類，具體如表1。

表1 自然資源分類表

4.4 建立資源環(huán)境要素遙感解譯標(biāo)志

在利用自動分類工作區(qū)各綜合地理與土地資源要素之前，需要對各要素特有的光譜信息和幾何形狀進(jìn)行確認(rèn)，以達(dá)到遙感圖像與實地地物相統(tǒng)一的目的，也是我們通常所說的確立遙感解譯標(biāo)志。

4.4.1 耕地資源解譯標(biāo)志

平原區(qū)耕地具有規(guī)則的幾何形狀，紋理平滑細(xì)膩，地塊邊界多有路、渠、田間防護(hù)林等。山區(qū)、半山區(qū)耕地多為不規(guī)則的幾何形狀，一般都有農(nóng)村道路連接。色調(diào)隨土壤、濕地、農(nóng)作物種類、及生長季節(jié)不同而變化。

4.4.2 林地資源遙感解譯

林地指成片的天然林、次生林和人工林覆蓋的地表。包括喬木、灌木、竹類等多種類型。以頂層樹冠的優(yōu)勢類型區(qū)分該類下級各類類型。林地的覆蓋范圍一般較大，一般可以根據(jù)影像圖斑面積的大小，分布位置，色調(diào)（色彩）、是否有陰影、影紋粗細(xì)等與其它地類進(jìn)行劃分。一般在接近真彩色合成影像上，有林地一般呈墨綠色，灌木林一般呈深綠色。

4.4.3 草地資源解譯標(biāo)志

草地是以草本植物為主連片覆蓋的地表。包括草被覆蓋度在10%以上的各類草地，含以牧為主的灌叢草地和林木覆蓋度在10%以下的草地是草本植物連片覆蓋的地表，在高分辨率遙感影像上表現(xiàn)為大片均勻的色調(diào)，由于草本植物比較低矮因而看不出陰影，這有別于灌木和喬木?？梢院苋菀椎姆直娉隽值睾筒莸兀莸匾话愠蕼\（亮）綠色，內(nèi)部紋理較平滑。人工草地和天然草地一般成片分布且面積較大，有專門的管護(hù)設(shè)施，兩者的區(qū)別主要是前者有比較規(guī)則的紋理，而后者沒有。

4.4.4 水資源遙感解譯標(biāo)志

河流為線狀或帶狀，天然河流河道彎曲，河岸為自然河岸，有時可見沙灘、蘆葦，寬度寬窄不一。真彩色合成的遙感影像，河流多呈現(xiàn)為淺藍(lán)色或者墨綠色；假彩色合成的遙感影像，河流多呈現(xiàn)出深藍(lán)色。

湖泊、水庫和坑塘均為面狀水體。湖泊多為天然形成；水岸線不規(guī)則，無堤壩。水庫明顯可見人工修筑的堤壩，堤壩的特征是平直的亮白色，壩外有河流或河道?？犹炼酁樾钏枯^小的面狀水體，一般來說蓄水量小于10萬m3的面狀水體，無論人工還是自然形成均視作坑塘。

4.5 信息提取方法

4.5.1 人機(jī)交互解譯

目視解譯是根據(jù)地物的影像特征，運用各種解譯標(biāo)志，用肉眼（包括使用立體鏡）從航空像片或衛(wèi)星圖像上直接識別和分析地物，這是最基本的方法。

4.5.2 面向?qū)ο笞詣犹崛ｎ}信息

利用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)方法，對工作區(qū)域內(nèi)需要提取的專題信息進(jìn)行自動分類提取。面向?qū)ο蟮姆诸惙椒òㄓ跋穹指睢⒎诸悓哟谓?、分類特征選取、分類規(guī)則建立、執(zhí)行分類、結(jié)果檢查、分類精度檢查等步驟。通過對工作區(qū)域開展面向?qū)ο蟮姆诸悾瑢⒐ぷ鲄^(qū)域內(nèi)綜合地理和土地資源除地形地貌外的各個要素進(jìn)行分離，最終達(dá)到自動提取專題信息的目的。

4.5.3 圖像增強(qiáng)處理法

圖像增強(qiáng)處理是對解譯目標(biāo)信息實施針對性增強(qiáng)處理的一種方法。根據(jù)以往應(yīng)用效果，主要選擇波段組合法、比值組合法、主成分分析法、HIS彩色空間變換法和融合技術(shù)等，使需要的自然資源、生態(tài)地質(zhì)環(huán)境因子信息得到突出，提高地質(zhì)體的解譯、區(qū)分能力，實現(xiàn)編圖單元合理劃分。

5 討論

伴隨著我國航空遙感技術(shù)的飛速發(fā)展，遙感技術(shù)正在成為境外自然資源調(diào)查的主要技術(shù)手段，但由于缺乏有效參考資料，同時受地域的影響，大多數(shù)境外自然資源遙感調(diào)查成果無法進(jìn)行野外驗證，其精度無法得到有效保證。這就給遙感技術(shù)的運用，特別是計算機(jī)自動分類提取方法提出了更高的要求。而這也正是我國利用遙感技術(shù)獲取全球資源分布的關(guān)鍵技術(shù)。

[1]夏 樂，李應(yīng)真，邱 羅，厲賢葵，等.全球生態(tài)地質(zhì)環(huán)境遙感調(diào)查研究[J].國土資源導(dǎo)刊，2015.

[2]夏 樂，劉 立，許兆軍，等.印度尼西亞中部地質(zhì)礦產(chǎn)與資源環(huán)境遙感解譯項目設(shè)計書[R].湖南省遙感中心，2016.

[3]林景星，張 靜，史世云，劇遠(yuǎn)景，等.生態(tài)環(huán)境地質(zhì)學(xué)——21世紀(jì)新興的地球?qū)W科[J].地質(zhì)通報，2003，22（7）：459～469.

[4]張森琦，王永貴，朱 樺，等.關(guān)于生態(tài)環(huán)境地質(zhì)學(xué)幾個理論問題的探討[J].青海環(huán)境，2007，17（2）：65～70.

P237

A

2095-2066（2016）34-0079-02

2016-11-20

夏 樂（1981-），男，工程師，碩士，主要從事遙感、地質(zhì)、環(huán)境、測量土地工作。