關(guān)于全國國土利用遙感監(jiān)測技術(shù)的研究

趙洪霞

摘要：全國國土利用遙感監(jiān)測是為全國國土利用變更調(diào)查工作提供支撐。根據(jù)國土變更調(diào)查工作需求，采用制作的最新正射影像圖與第三次全國國土調(diào)查數(shù)據(jù)庫等數(shù)據(jù)資料疊加，開展各項(xiàng)遙感監(jiān)測任務(wù)。按照相關(guān)技術(shù)要求，采用人機(jī)交互等多種技術(shù)方法，提取土地利用變化圖斑，并按照最新影像特征識(shí)別和初判圖斑類型。本文就遙感監(jiān)測實(shí)際生產(chǎn)中出現(xiàn)的技術(shù)問題、特別是人機(jī)交互階段出現(xiàn)的問題提出并進(jìn)行探討研究。

關(guān)鍵詞：遙感監(jiān)測、三調(diào)、國土利用。

一、概 述

遙感監(jiān)測以第三次全國國土調(diào)查DOM影像圖為基礎(chǔ)底圖，高程數(shù)據(jù)等控制資料為基礎(chǔ)，以區(qū)縣為單位，使用最新遙感數(shù)據(jù)制作覆蓋全國的土地利用遙感正射影像圖，以三調(diào)數(shù)據(jù)等其他基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用人機(jī)交互影像判讀的方式，提取本年度遙感監(jiān)測信息，對提取的監(jiān)測信息圖斑進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。本年度遙感監(jiān)測信息提取成果包括：疑似新增建/構(gòu)筑物圖斑，原建設(shè)用地、設(shè)施農(nóng)用地及單獨(dú)圖層監(jiān)測圖斑、農(nóng)用地變化圖斑、圍填海圖斑四個(gè)類型和圖層，各圖層之間圖斑不重疊。

二、 國土遙感監(jiān)測技術(shù)路線

2.1基本原則

（1）合理利用多源、多尺度遙感數(shù)據(jù)。根據(jù)各地土地利用變化特點(diǎn)以及遙感資料的保障能力，按影像分辨率劃分監(jiān)測區(qū)。

（2）充分利用已有成果資料。正射影像圖全部統(tǒng)一采用三調(diào)影像底圖和高程數(shù)據(jù)作為遙感數(shù)據(jù)的糾正基礎(chǔ)，保證前后時(shí)相影像參考基準(zhǔn)統(tǒng)一。

（3）嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)規(guī)程和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。全國國土利用遙感監(jiān)測項(xiàng)目依據(jù)國土變更調(diào)查實(shí)施方案、修訂后《土地利用動(dòng)態(tài)遙感監(jiān)測規(guī)程》，充分應(yīng)用大范圍遙感正射影像圖生產(chǎn)、變化信息快速提取及成果質(zhì)量控制等技術(shù)和方法，執(zhí)行相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

（4）全面、分類細(xì)化監(jiān)測，服務(wù)于三調(diào)數(shù)據(jù)庫更新。繼續(xù)嚴(yán)格執(zhí)行三調(diào)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，充分依據(jù)遙感影像，客觀、準(zhǔn)確監(jiān)測新增建/構(gòu)筑物，原建設(shè)用地和設(shè)施農(nóng)用地變化變化、數(shù)據(jù)庫單獨(dú)圖層變化、耕園林草地的變化、新增圍填海等國土變化信息，通過充分細(xì)致的影像判讀，準(zhǔn)確提取各類型的遙感監(jiān)測圖斑。

2.2技術(shù)流程

全國國土利用遙感監(jiān)測項(xiàng)目總體技術(shù)流程見圖1

三、國土遙感監(jiān)測

3.1三調(diào)初始數(shù)據(jù)庫更新

如果組織實(shí)施單位提供數(shù)據(jù)庫為三次調(diào)查初始數(shù)據(jù)庫和統(tǒng)一時(shí)點(diǎn)更新增量包，則需要采用三調(diào)統(tǒng)一時(shí)點(diǎn)更新包對三調(diào)初始數(shù)據(jù)庫進(jìn)行更新，生成本年度遙感監(jiān)測所需的基期數(shù)據(jù);如果直接提供更新后統(tǒng)一時(shí)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫，則直接使用即可，無需再做數(shù)據(jù)庫更新。

3.2監(jiān)測技術(shù)要求

3.2.1提取內(nèi)容

·疑似新增建/構(gòu)筑物圖斑監(jiān)測：依據(jù)最新時(shí)相影像和三調(diào)數(shù)據(jù)庫，提取原數(shù)據(jù)庫地類為非建設(shè)用地，影像特征疑似為新增建/構(gòu)筑物的圖斑，并按照影像特征細(xì)化分類。

·原建設(shè)用地、設(shè)施農(nóng)用地變化監(jiān)測：依據(jù)最新時(shí)相影像和三調(diào)數(shù)據(jù)庫，提取原數(shù)據(jù)庫地類為建設(shè)用地、設(shè)施農(nóng)用地，影像特征為建（構(gòu)）筑物正在拆除或已清理、植被已恢復(fù)，并按照影像特征細(xì)化分類。

·數(shù)據(jù)庫單獨(dú)圖層變化監(jiān)測：依據(jù)最新時(shí)相影像和三調(diào)數(shù)據(jù)庫，提取原數(shù)據(jù)庫中“推堆土”、“光伏板區(qū)”、“拆除未盡”、“臨時(shí)用地”單獨(dú)圖層，影像特征發(fā)生變化的圖斑，并按照影像特征細(xì)化分類。

·農(nóng)用地變化監(jiān)測：依據(jù)最新時(shí)相影像和三調(diào)數(shù)據(jù)庫，提取數(shù)據(jù)庫地類為耕地、園地、林地、草地，影像特征發(fā)生變化的圖斑，并按照影像特征細(xì)化分類。

·新增圍填海圖斑監(jiān)測：兩期遙感正射影像，提取影像特征為新增圍填海圖斑，并按照影像特征細(xì)化分類。

3.2.2監(jiān)測類型

根據(jù)工作實(shí)際需求，以及盡可能為自然資源管理服務(wù)，分為四個(gè)監(jiān)測類型

例如：疑似新增建/構(gòu)筑物圖斑中數(shù)據(jù)庫非建設(shè)用地圖斑和數(shù)據(jù)庫“推土區(qū)”、“光伏板區(qū)”單獨(dú)圖層圖斑，影像表現(xiàn)為疑似新增建/構(gòu)筑物的圖斑，按照技術(shù)要求8分類細(xì)化提取。

20：明確建設(shè)用地。影像特征為除水建之外的較明顯建設(shè)用途的建筑/構(gòu)筑物，包括可確定為建筑/構(gòu)筑物的建設(shè)地基，其中疑似農(nóng)村居民點(diǎn)的，標(biāo)注“居民點(diǎn)”。

3.2.3監(jiān)測圖斑邊界精度

監(jiān)測圖斑界線相對于DOM上明顯同名地物的位移不得大于2倍采樣間隔。

3.2.4圖斑編號原則

對于每個(gè)批次的各圖斑層，圖斑編號以縣級行政轄區(qū)為單元，按照自上而下、從左到右，采用“批次數(shù)（大寫羅馬數(shù)字）+監(jiān)測圖層代碼（大寫字母）+圖斑順序號（阿拉伯?dāng)?shù)字）”方式編號。

3.3信息提取

·基于第三次國土調(diào)查相關(guān)原則與標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)遙感影像判讀提取圖斑。

按照三調(diào)相關(guān)調(diào)查原則和地類判定標(biāo)準(zhǔn)，對照最新衛(wèi)星遙感影像，確定并勾繪三調(diào)數(shù)據(jù)庫地類變化圖斑。

·提取影像特征明顯發(fā)生變化的圖斑

按照最新衛(wèi)星遙感影像，提取影像特征“明顯”支持三調(diào)數(shù)據(jù)庫地類發(fā)生變化的圖斑，否則無需提取。

·參考數(shù)據(jù)庫周邊同紋理主要類型

對影像上非典型特征的耕園林草類圖斑進(jìn)行地類判定時(shí)，可參考周邊影像特征與其一致的地物其數(shù)據(jù)庫的主要圖斑類型。例如，數(shù)據(jù)庫地類為耕地，影像疑似為有一定高度和顆粒感的園地，參考周邊與其影像特征一致的地物，其數(shù)據(jù)庫的主要圖斑類型為園地，則需要提取為園地。

·符合圖斑綜合要求可調(diào)查為相鄰地類的可不提取

·疑似地物遮擋的情況綜合判定提取

對于影像特征疑似因林木遮擋等，導(dǎo)致地物與數(shù)據(jù)庫地類不同時(shí)，對照周邊無遮擋區(qū)域進(jìn)行綜合判定，基本能確定被遮擋地物與數(shù)據(jù)庫地類一致的，不需要提取。

·數(shù)據(jù)庫圖斑與影像同一地物之間的邊角、狹長等不套和細(xì)碎圖斑可以不提取

·數(shù)據(jù)庫同一圖斑，按照影像特征分類細(xì)化提取

·圖斑邊界勾繪精度需滿足要求

·線性地物上下關(guān)系的處理

3.4質(zhì)量管理

質(zhì)量控制實(shí)行自檢、監(jiān)理和驗(yàn)收制度。自檢由作業(yè)單位質(zhì)檢部門專人實(shí)施，由監(jiān)理單位負(fù)責(zé)成果質(zhì)量監(jiān)理，甲方委托資質(zhì)單位負(fù)責(zé)項(xiàng)目的驗(yàn)收。各生產(chǎn)部門應(yīng)建立完善的質(zhì)量管理制度，實(shí)行全過程質(zhì)量控制。對各工序成果進(jìn)行100%檢查，上工序成果經(jīng)檢查無誤后才能進(jìn)行下工序作業(yè)。成果提交監(jiān)理前必須通過單位質(zhì)檢部門的專人檢查。組織專門的監(jiān)理隊(duì)伍對各批次成果進(jìn)行監(jiān)理，各單位應(yīng)根據(jù)監(jiān)理意見及時(shí)修改完善成果。監(jiān)理實(shí)施評分制度，評分結(jié)果及成果應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問題將記錄在案。項(xiàng)目最終完成后，甲方委托資質(zhì)單位組織對項(xiàng)目進(jìn)行最終成果驗(yàn)收。

四、結(jié)論

根據(jù)《工作分類》的地類含義，按照實(shí)地現(xiàn)狀來確定用地類型。對于與主要用地類型一體的必需的附屬用地、配套用地，應(yīng)按主要用地類型認(rèn)定地類。影像特征表現(xiàn)為小于兩排的防風(fēng)樹或田間地頭小面積零星林地等，符合圖斑綜合要求可調(diào)查為相鄰地類的可不提取。在實(shí)際生產(chǎn)中，對于類似符合三調(diào)地類圖斑綜合要求的，需要在補(bǔ)充說明文件中解釋，以供監(jiān)理檢查參考。例如，數(shù)據(jù)庫地類為農(nóng)村宅基地，影像特征為相對集中的農(nóng)村宅基地內(nèi)部的林地，在林地中分布有零星的房屋，則疑似是林地遮擋房屋建筑，不需要提取為林地。若影像特征與數(shù)據(jù)庫地類不同，且通過分析不能判定為地物遮擋，或遮擋地物與數(shù)據(jù)庫地類不一致的，需要提取。例如，數(shù)據(jù)庫為農(nóng)村宅基地，影像特征為林地，透過林地看不到任何房屋特征，需要提取為林地?？赡芤?yàn)樾掠跋衽c數(shù)據(jù)庫精度誤差、三次調(diào)查圖斑上圖標(biāo)準(zhǔn)等原因?qū)е聰?shù)據(jù)庫圖斑與最新影像存在邊角、細(xì)碎或狹長不一致情況可以不提取。否則，數(shù)據(jù)庫圖斑與影像地物存在明顯不一致的需按類型提取。三調(diào)數(shù)據(jù)庫同一圖斑內(nèi)，影像特征有明顯差異，且不同類型地塊均具有一定規(guī)模時(shí)，需根據(jù)影像特征，將數(shù)據(jù)庫地類與影像特征明顯不符部分分別勾繪，并處理好圖斑間邊界拓?fù)潢P(guān)系。監(jiān)測圖斑應(yīng)沿該地物影像特征與相鄰地物能明顯區(qū)分的邊界進(jìn)行勾繪，切忌圖斑線勾繪隨意，特別是較小地物為達(dá)到上圖面積或非同類相鄰圖斑合并勾繪等。對于新增的線狀地物，按照俯視原則，保持上層線狀地物的連通性，對下層地物進(jìn)行分割。對于原數(shù)據(jù)庫已有線性地物交叉，則保持?jǐn)?shù)據(jù)庫上下層處理方式不做處理。例如，某地?cái)?shù)據(jù)庫中，原有的上層道路與下層河流交叉，庫中下層河流連通打斷上層道路，對此不做處理。

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山東省國土測繪院 山東濟(jì)南 250013