印度尼西亞中部自然資源遙感調(diào)查方法研究

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

印度尼西亞中部自然資源遙感調(diào)查方法研究

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

隨著我國(guó)提出“一帶一路”經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略的部署與實(shí)施，我國(guó)正逐步注重對(duì)“一帶一路”周邊國(guó)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(guó)家，同時(shí)擁有著的地理位置與資源礦產(chǎn)等多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)。本文利用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)對(duì)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(guó)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(shí)施，包括中國(guó)在內(nèi)的64個(gè)國(guó)家成為了一個(gè)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(lái)越重要。印度尼西亞作為東南亞的主要國(guó)家，擁有著地理位置優(yōu)越和自然資源豐富兩大優(yōu)勢(shì)，同時(shí)他還是我國(guó)重要的貿(mào)易伙伴。巨大的雙邊貿(mào)易額和互補(bǔ)的能源需求更加奠定了印度尼西亞在我國(guó)外貿(mào)領(lǐng)域的地位。本文基于由中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局國(guó)土資源航空物探遙感中心組織實(shí)施的“一帶一路”資源環(huán)境衛(wèi)星遙感解譯與應(yīng)用項(xiàng)目的子項(xiàng)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(xiàng)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(shí)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(lái)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(duì)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(shì)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?wèn)|部，菲律賓南部，形狀非常特別，類似一個(gè)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(diǎn)區(qū)的國(guó)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?dòng)分類方法輔以適當(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(guò)內(nèi)業(yè)整理、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)空間化、空間量算、地理計(jì)算、空間統(tǒng)計(jì)等技術(shù)與方法，開展印度尼西亞中部及重點(diǎn)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(diǎn)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(duì)本項(xiàng)工作的開展至關(guān)重要。計(jì)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(diǎn)收集該區(qū)域耕地、林地、草地分布圖；收集國(guó)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(xiàng)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(jì)劃收集時(shí)相跨度為5年的有效遙感影像作為數(shù)據(jù)源，即時(shí)相為2012～2016年。同時(shí)針對(duì)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(wàn)尺度遙感調(diào)查工作計(jì)劃采用分辨率為15m的TM/ETM數(shù)據(jù)；1：25萬(wàn)尺度遙感調(diào)查工作計(jì)劃采用分辨率為6m的國(guó)產(chǎn)資源3號(hào)衛(wèi)星數(shù)據(jù)；1：5萬(wàn)尺度遙感調(diào)查工作計(jì)劃采用分辨率為優(yōu)于5m的國(guó)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(jì)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(lái)進(jìn)行1：100萬(wàn)、1：25萬(wàn)、1：5萬(wàn)的遙感解譯工作。

圖像制作的技術(shù)要求按國(guó)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(wàn)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(wàn)資源3號(hào)影像圖采用 3（R）2（G）1（B）波段彩色合成；1：5萬(wàn)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(duì)認(rèn)識(shí)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(shí)空范圍內(nèi)，可供人類利用的表現(xiàn)為各種相互獨(dú)立的靜態(tài)物質(zhì)和能量。而環(huán)境資源則是靜與動(dòng)的統(tǒng)一體。

綜合考慮遙感數(shù)據(jù)源的分辨率，同時(shí)結(jié)合提取精度要求，初步確定本項(xiàng)目提取的自然資源對(duì)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(dòng)分類工作區(qū)各綜合地理與土地資源要素之前，需要對(duì)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(shí)地地物相統(tǒng)一的目的，也是我們通常所說(shuō)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(zhǎng)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(shì)類型區(qū)分該類下級(jí)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(shí)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(kù)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(wú)堤壩。水庫(kù)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(lái)說(shuō)蓄水量小于10萬(wàn)m3的面狀水體，無(wú)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(yùn)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(shí)別和分析地物，這是最基本的方法。

4.5.2 面向?qū)ο笞詣?dòng)提取專題信息

利用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)方法，對(duì)工作區(qū)域內(nèi)需要提取的專題信息進(jìn)行自動(dòng)分類提取。面向?qū)ο蟮姆诸惙椒òㄓ跋穹指?、分類層次建立、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(guò)對(duì)工作區(qū)域開展面向?qū)ο蟮姆诸?，將工作區(qū)域內(nèi)綜合地理和土地資源除地形地貌外的各個(gè)要素進(jìn)行分離，最終達(dá)到自動(dòng)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(duì)解譯目標(biāo)信息實(shí)施針對(duì)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(shí)現(xiàn)編圖單元合理劃分。

5 討論

伴隨著我國(guó)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(shí)受地域的影響，大多數(shù)境外自然資源遙感調(diào)查成果無(wú)法進(jìn)行野外驗(yàn)證，其精度無(wú)法得到有效保證。這就給遙感技術(shù)的運(yùn)用，特別是計(jì)算機(jī)自動(dòng)分類提取方法提出了更高的要求。而這也正是我國(guó)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(lè)，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(guó)土資源導(dǎo)刊，2015.

[2]夏 樂(lè)，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(xiàng)目設(shè)計(jì)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(bào)，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(gè)理論問(wèn)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(lè)（1981-），男，工程師，碩士，主要從事遙感、地質(zhì)、環(huán)境、測(cè)量土地工作。