基于第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查地類樣本解譯的研究

邊 濤，陳 斌

（甘肅省地礦局第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 蘭州 730050）

1 概述

第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查工作，內(nèi)業(yè)解譯主要根據(jù)國(guó)家下發(fā)的1米的高分影像為主，結(jié)合工作區(qū)域內(nèi)收集到的其他各部門的資料為參考進(jìn)行內(nèi)業(yè)解譯，采取的工作模式為內(nèi)—外—內(nèi)，因此內(nèi)業(yè)解譯質(zhì)量的好壞就決定了整個(gè)工作質(zhì)量和效率的關(guān)鍵，在遙感解譯完全無(wú)法依靠計(jì)算機(jī)自動(dòng)解譯的前提下，建立地類樣本解譯標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于輔助第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查項(xiàng)目的解譯工作有非常重要的意義，有助于降低對(duì)內(nèi)業(yè)解譯人員技能水平的要求，適合于第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查工作內(nèi)業(yè)解譯工作量大的問(wèn)題，這對(duì)后期的外業(yè)調(diào)查工作有很大的幫助。

2 解譯基本要求

根據(jù)第三次全國(guó)土地調(diào)查工作特點(diǎn)，在正射影像解譯過(guò)程中，眾所周知，我們應(yīng)該從先已知到未知、先簡(jiǎn)單后復(fù)雜的工作過(guò)程來(lái)進(jìn)行地類圖斑的影像解譯?！耙阎笔墙庾g我們最常見(jiàn)的土地類型和特征，例如耕地（01）、園地（02）、林地（03）、草地（04）、居民點(diǎn)（07）、道路（10）和調(diào)查區(qū)域內(nèi)其他直觀的土地類型。所謂的未知就是圖像上的影像很模糊并且不容易區(qū)分地類，因此地物類型的特征只能根據(jù)現(xiàn)有的解譯標(biāo)志來(lái)確定或是參考原有的資料數(shù)據(jù)。

先簡(jiǎn)單后復(fù)雜是指對(duì)容易識(shí)別的地物及地類先進(jìn)行確認(rèn)，然后根據(jù)野外調(diào)查的實(shí)際情況和影像特征，界線范圍等，推理和判斷不容易判別的土地類型的過(guò)程，并確定整體輪廓，根據(jù)調(diào)查區(qū)域內(nèi)各種土地類型的特點(diǎn)，逐步深化和逐步完善地類及地物。由于土地利用現(xiàn)狀圖是由地類圖斑組成，分割地類圖斑的骨架又是線狀地物，因此我們首先判斷線狀地物，勾繪線狀地物，但一定要保持其聯(lián)通性，然后再根據(jù)線狀地物填充來(lái)切割劃分地類圖斑。從而使得后期我們的內(nèi)業(yè)解譯更方便。

為了提高內(nèi)業(yè)解譯的質(zhì)量，我們的內(nèi)業(yè)人員要具備以下優(yōu)勢(shì)：首先是要對(duì)遙感影像知識(shí)有一定的了解；其次必須具備一定的土地調(diào)查經(jīng)驗(yàn)；最后我們要對(duì)項(xiàng)目工作區(qū)的土地使用狀況有一定認(rèn)識(shí)。

3 影像解譯基礎(chǔ)

掌握不同時(shí)期影像信息上反映的土地類型對(duì)于提高土地調(diào)查質(zhì)量和調(diào)查效率非常重要，也是調(diào)查人員應(yīng)具備的基本技能。

3.1 解譯

解譯是指使用現(xiàn)有或原有的解譯標(biāo)志來(lái)識(shí)別影像上的紋理來(lái)獲取地物地類的過(guò)程。根據(jù)“土地利用現(xiàn)狀分類”，標(biāo)準(zhǔn)，可以參考過(guò)去的土地利用現(xiàn)狀圖和土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)，以及國(guó)土、交通、建設(shè)、水利、農(nóng)業(yè)、林業(yè)等有關(guān)部門的調(diào)查數(shù)據(jù)及規(guī)劃數(shù)據(jù)，在調(diào)查基礎(chǔ)底圖上預(yù)先標(biāo)記所解譯的土地類型的名稱，邊界和相關(guān)屬性。然后根據(jù)影像上不容易判別的地類去野外現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地驗(yàn)證，之后在內(nèi)業(yè)修改和補(bǔ)充完善，最后返回修改建立重點(diǎn)地類樣本。目的是提高調(diào)查的效率和準(zhǔn)確性。

3.2 解譯特征

3.2.1 影像色調(diào)與色彩特征

在遙感影像上地面物體的反射會(huì)呈現(xiàn)出各種自然色彩。地物在影像上反映出來(lái)的不同色彩級(jí)別稱為色調(diào)，反映出來(lái)不同的色相既色彩，諸如大紅色、深藍(lán)色黃色及灰色、白色等。我們根據(jù)影像上地物的色調(diào)、色彩來(lái)識(shí)別地類，這也是在影像解譯中的關(guān)鍵。

色調(diào)和色彩一起構(gòu)成了地物在影像的特征，這是解譯中的常見(jiàn)且重要的元素，通常真彩色影像的顏色與地物的顏色大致一樣，例如河流水面的顏色為深藍(lán)色，綠色植被的顏色為深綠色，居民點(diǎn)的顏色多呈現(xiàn)為灰色等；在影像上地物特征的亮度越高影像越淺，如水泥路面亮度越高，在影像中反射的越淺；當(dāng)水面暴露在直射陽(yáng)光下時(shí)，亮度越高，反映在影像上水面的顏色為白色。同理，地面物體的含水量越多影像越深，如水澆地比旱地顏色深；人眼在識(shí)別彩色影像上比黑白影像更有優(yōu)勢(shì)，因此選擇彩色影像更容易判讀地類。

3.2.2 影像形狀特征

影像上的紋理是指地物在影像上根據(jù)不同的色彩及色調(diào)顯示出來(lái)的形狀。通常地物水平投影的形狀與其在影像上的紋理輪廓相同或相似，并且可以從地物的形狀中識(shí)別其在影像上特征。地表建筑物通常表現(xiàn)出較規(guī)則的幾何形狀，例如房屋、河道旁邊的水澆地、人工修建的溝渠等；其他地物通常表現(xiàn)為不規(guī)則形狀，如山區(qū)中的梯田、河流等。可以通過(guò)地物的形狀特征來(lái)解譯出不同的土地類型。地物的形狀特征與影像的分辨率、比例尺有很大關(guān)系。影像的分辨率越高，成圖比例尺越大，在影像上顯示的地物細(xì)節(jié)越清楚，反之亦然，顯示越模糊或看不出來(lái)。

地物在影像上的形狀特征可分為點(diǎn)狀、線狀、面狀，點(diǎn)狀地物諸如樹(shù)木、獨(dú)立的建筑物等；線狀地物如道路、水系、林帶等；面狀地物如梯田、草地、林地等，復(fù)雜地物是由點(diǎn)狀、線狀、面狀形態(tài)組合而成。因此掌握了地物在影像上的形狀特征，就能充分利用影像圖的作用，就能更好的提高調(diào)查效率和調(diào)查質(zhì)量。

3.2.3 影像大小特征

在內(nèi)業(yè)解譯過(guò)程中除去影像的顏色、紋理外再就是地物在影像上的形狀及大小，我們可以通過(guò)影像邊界的大小可以更準(zhǔn)確地識(shí)別不同的土地類型，如工礦建筑和城鎮(zhèn)住宅區(qū)，因?yàn)橛跋竦念伾托螤顩](méi)有顯著差異，但兩者在影像上的輪廓大小不同，較大的區(qū)域紋理形狀為工礦建筑，較小面積的為城鎮(zhèn)住宅區(qū)；對(duì)于一些線狀地物從影像上也能很好的區(qū)分地類屬性，如農(nóng)村道路與公路，寬度大于8m或納入鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)及以上規(guī)劃公路網(wǎng)的判定為公路，寬度在2～8m較小的判定為農(nóng)村道路。因此根據(jù)影像紋理、邊界的大小及他們之間的比例關(guān)系有助于我們更好的進(jìn)行內(nèi)業(yè)解譯。

3.2.4 陰影特征

陰影主要反映在航攝影像上。從地面突出的物體都會(huì)有陰影，并且陰影通常是黑色的且方向相同。陰影又分為本影和落影。

本影的是指地物未暴露在陽(yáng)光直射下的那部分影像，即地物本身的陰影。如山的陰坡、樹(shù)冠的陰面等都是它們的本影。本影有助于獲得地面物體的三維視覺(jué)感。山坡的陽(yáng)面呈現(xiàn)明亮、陰坡確比較陰暗。

落影是指地面物體在航拍影像上投射的陰影，即物體的陰影影像。可通過(guò)陰影來(lái)識(shí)別地物側(cè)面的輪廓和形狀。陰影對(duì)于解譯地面突出的物體非常有幫助。然而，陰影的存在也會(huì)產(chǎn)生不利于地物的解譯。因此，在解譯地物陰影特征時(shí)，必須仔細(xì)分析解譯方法，還有就是到野外現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行確認(rèn)，以確保內(nèi)業(yè)解譯準(zhǔn)確性和精確性。

3.2.5 相互位置關(guān)系特征

地面物體之間是有聯(lián)系的，因此他們之間在影像上的紋理、色彩存在著一定的不同，根據(jù)實(shí)地地物之間的關(guān)聯(lián)性，依據(jù)地物的顏色、紋理在影像進(jìn)行解譯分析，對(duì)影像上不清晰的地物進(jìn)行解譯。例如，根據(jù)農(nóng)村居民點(diǎn)與道路之間的關(guān)系，可以解譯出影像上不清晰的道路；根據(jù)單個(gè)的建筑物的大小與大型住宅區(qū)的關(guān)系，可以解譯出哪個(gè)是工礦企業(yè)、機(jī)關(guān)團(tuán)體和哪個(gè)是農(nóng)村居民點(diǎn)。在詳細(xì)解譯影像時(shí)，有必要分析不同類型的遙感影像的光譜特征，建立各種類型的地類樣本解譯標(biāo)志，并組合相關(guān)數(shù)據(jù)以確定影像中同類色彩文理所確定的地類。

4 解譯樣本的建立

樣本的解譯可以直接反映影像上地面物體的特征，從而確定各個(gè)地面物體的地類邊界屬性和范圍大小，使得內(nèi)業(yè)解譯人員能準(zhǔn)確高效的判讀地類。因此地類樣本建立的重要性就不言而喻了，這對(duì)于夏河縣第三次國(guó)土調(diào)查來(lái)說(shuō)也是必要的，特別是在工作區(qū)域較大的情況下，內(nèi)業(yè)解譯人員的知識(shí)背景差異較大，野外工作經(jīng)驗(yàn)不足，地類樣本能更好的指導(dǎo)內(nèi)業(yè)解譯人員快速準(zhǔn)確的解譯區(qū)域中的土地類型，滿足地類特征解譯的要求。在第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查工作中建立遙感影像解譯樣本，可以有助于提高影像內(nèi)業(yè)解譯的效率和精度，從而使得標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。

5 重點(diǎn)地類樣本的解譯

通過(guò)對(duì)前期收集到的已有資料分析，對(duì)比全縣變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)中的地類，我們確定了43個(gè)地類（二級(jí)類），依據(jù)2018年國(guó)家下發(fā)的最新遙感影像，從影像上的色彩、紋理、形狀、邊界及大小，結(jié)合外業(yè)實(shí)地調(diào)查和影像比對(duì)，我們做了全地類樣本解譯的工作，以下是部分重點(diǎn)地類樣本，如圖1所示。

圖1 部分重點(diǎn)地類樣本

6 結(jié)束語(yǔ)

本文從影像解譯的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行了分析，并且通過(guò)野外實(shí)地驗(yàn)證，準(zhǔn)確率很好，尤其是對(duì)一些陰影部分地類的解譯。通過(guò)全覆蓋的地類樣本采集和制作，使得內(nèi)業(yè)解譯人員在解譯過(guò)程中能從影像上很好地區(qū)分各個(gè)地類的情況，更好的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，提高內(nèi)業(yè)解譯的精度和質(zhì)量，減少疑問(wèn)圖斑的數(shù)量，從而大大減輕了野外調(diào)查人員的工作量。還有一點(diǎn)就是降低了對(duì)解譯人員的技術(shù)水平要求，以地類樣本為解譯標(biāo)準(zhǔn)能更好的大面積開(kāi)展內(nèi)業(yè)解譯工作，使得工作效率和質(zhì)量進(jìn)一步提高。