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遥感技术在第二次土地调查中的应用

作者:中国勘察…    文章来源:中国勘察测绘网    点击数:    更新时间:2009-1-21
摘要:土地调查是一项基础工作,第一次土地详查结束至今已有十几年,由于社会经济发展进步,土地利用基础数据的更新跟不上土地利用状况的变化,每年都开展变更,但技术落后,更新的数据远远跟不上发展的步伐,影响了成果的使用。因此,为提高土地利用现状资料的现势性,在己有土地利用基础数据的基础上,采用有效的技术手段及时对其进行更新是十分必要的,本文以影像为基础探讨了遥感技术在土地更新调查中的应用。

  土地调查是一项基础工作,第一次土地详查结束至今已有十几年,由于社会经济发展进步,土地利用基础数据的更新跟不上土地利用状况的变化,每年都开展变更,但技术落后,更新的数据远远跟不上发展的步伐,影响了成果的使用。因此,为提高土地利用现状资料的现势性,在己有土地利用基础数据的基础上,采用有效的技术手段及时对其进行更新是十分必要的,本文以影像为基础探讨了遥感技术在土地更新调查中的应用。

  1 遥感技术在土地利用更新调查中的可行性

  1.1 遥感技术先进性

  遥感技术通常是指通过某种传感受器装置,在不与研究对象直接接触下,获得其特征信息,并对这些信息提取、加工、表达和应用的一门科学技术。遥感信息具有周期性、动态性、信息丰富,获取效率高,可直接以数字方式记录传送等特点。利用遥感技术,可以对土地利用现状进行大范围的核查和更新,能够快速及时地知道土地利用状况变化等信息;能够对年度土地利用变更调查数据进行更新、管理、分析。

  1.2 土地更新调查的特点

  传统的土地更新调查作业中,在接受土地更新调查任务后,先做一些准备工作和资料处理,再拿图纸到野外调绘,记录土地利用现状,然后回到室内再进一步清绘,填表,上簿等等一系列工作。在这过程中不仅清耗大量的人力和物力,且工作效率不高,周期长,资金投入多,人为因素干扰大的问题,难以满足各种应用需求。遥感技术最大的特点是客观性强,周期短,既可以在最短时间内得到新的地面现势性数据,又可以长期获取稳定的各种分辨率的地表覆盖数据流,为不同比例尺的土地利用基础图件的更新提供了一条新途径,并为土地利用的持续更新提供了可能。所以根据遥感技术的自身特点和土地更新的要求,为了体现土地利用的现势性以及土地更新调查的紧迫性,采用遥感影像进行更新是十分可行的。

  2 遥感影像在土地更新调查中的应用

  利用遥感正射影像图作为工作底图开展外业调查时,可用遥感正射影像图与符合要求的土地利用数据库图件进行套合,经修正后,提取并勾划出变化信息,作为更新调查外业工作底图;也可参考土地详查图件将未发生变化的各种界线和属性等调查内容,依据影像直接转绘到土地更新调查工作底图上,实地核实确认。

  根据以往土地利用更新调的基本作业路线,判读是关键。而判读又分为室内判读、野外判读和综合判读。传统的作业方法以野外判读为主,其特点:劳动强度大、周期长、效率低等,已不再适合当今形势的发展。而室内判读是一种很好的方法,在室内根据地物的成像规律和判读特征,确定像片上各类影像所代表的地形要素和他们在像片上的大小及正确位置,可以弥补野外判读的不足。用遥感技术制作的影像图为室内判提供很大的帮助。

  为了制作出适合土地更新调查使用的影像图,确保影像的质量有以下技术手段:

  2.1 遥感影像的几何校正

  几何精校正的原理是回避成像的空间几何过程,而直接利用地面控制点数据对遥感图像的几何畸变本身进行数学模拟。进行几何校正实际上是按照一定大地水准面和投影坐标体系来确定遥感图像中地物的位置,使遥感图像数据重新排列,生成一幅符合某种地图投影或图形表达要求的新的图像,由此达到几何纠正的目的。几何精校正是选择多项式进行。校正的第一步便是位置计算,这时控制点的选取至关重要,它直接影响整个几何校正的精度。我们选择控制点是易分辨、特征非常明显的特征点,比如道路交叉口、河流交叉或分叉处等;另外图像的边缘部分一定有一定数量的控制点,以避免误差的外推。控制点数目根据未知系数的多少确定,一次多项式需要6个系数,即需要3个控制点的坐标求解,二次多项式有12个系数,故需要6个控制点的坐标求解,以此类推,n次多项式的控制点数目就是(n+1)×(n+2)/2。但是实际的工作表明:选取最少的控制点进行校正效果往往不好,尤其在边缘部分会使图像的变形较大。因此,在条件允许的情况下,控制点的选取应该尽可能的大于最小数目很多。

  在实际工作中,采用具有1:1万精度的数字栅格地形图和1:1万DEM数据为参考校正遥感影像,以景为单元,利用图像对图像的方式,采用物理校正模型进行几何多项式的校正。

  2.2 遥感影像的配准

  影像配准是指将多图像的同名影像通过几何变换重叠,即实现影像与影像间地理坐标及像元空间分辨率上的统一。采用ERPAS8.6系统进行影像配准,利用先进的遥感影像相互校准的大面元微分纠正算法和小面元微分纠正算法,即影像特征提取与基于松弛法的整体影像匹配,全自主地获取密集同名点对作为控制点,由密集同名点对构成密集三角网(小面元),利用小三角形面元进行微分纠正,实现影像精确配准。

  2.3 遥感影像的融合处理

  影像融合是一种将多源遥感影像数据在统一的地理坐标中,采用一定的算法将多幅影像合成为一幅新的图像的过程。其目的是将单一传感器的多波段信息或不同类传感器所提供的信息加以综合,消除多传感器信息之间可能存在的冗余和矛盾,以增强影像中信息透明度,改善翻译的精度,可靠性以及使用率,以形成对目标的清晰、完整、准确的信息描述。我们可以利用Cyberland系统(高精度遥感影像配准、纠正、融合处理软件)对配准后的影像和多光谱影像进行融合。在配准的SPOT影像和多光谱影像之间,自动配准出万个乃至数十万个同名点,利用小面元进行纠正,从而实现结多光谱影像的高精度几何校正,获得高质量的融合影像。

  融合后的影像整体高亮均匀,色彩反差适中,纹理色彩信息丰富,地物分异明显,没有出现重影或模糊不清,色调基本达到自然彩色的效果。

  2.4 遥感影像特征分析

  在遥感影像上,不同的地物有不同的特征,这些影像特征是判读识别各种地物的依据。当信息提取的地物要素被确定之后,即可开始对这些地物要素进行影像特征分析,所谓影像特征分析就是从色调、形状、阴影、纹理及影像结构等方面对拟被提取的可视地物要素进行影像的定性分析。通过对这些地物要素其影像的定性分析,总结、归纳出这些地物要素各自所具有的影像特征,根据这些影像特征,技术人员就可以在室内进行判读。

  耕地:平坦的农田有明显的几何形状、面积较大,有道路与居民点相连。色调随土壤、湿度、农作物种类及生长季节不同而不同。一般湿度大的色调较暗、干燥的较浅;生长着农作物的较暗、成熟的较浅;农田灌溉时较暗、不灌溉时较浅。沟谷中的农田呈不规则状,大部分呈窄而长的条状。梯田呈阶梯状。水田一般田块分割小而整齐,地面平整,周围筑有田埂,影像色调一般较均匀、呈深灰色,比旱地深。水田在平原地区形状多为格网状,在山区形状不规则。

  水体:陆上水体由于光线反射角度及水体深度的不同,其色调也往往有所不同,但大多都呈青蓝色、蓝色和深蓝色。陆上水体还可细分为河流、湖泊和池塘。其中河流的几何形状为条带状,且常有弯曲,湖泊的几何形状为不规则的面状。

  道路:城市道路分水泥路和沥青路。其中水泥路的色调呈灰白色,沥青路的色调呈灰黑色。城市道路的几何形状通常为条带状 ,农村道路一般比公路窄,自然弯曲呈白色带状。

  建筑物:城市建筑物比较集中,高层建筑物有狭长的阴影,小区住宅为一幢幢排列整齐的单体建筑,简屋的单体建筑占地面积很小,互相犬牙交错联接,形状散乱,无规则,一般在农村比较常见。

  通过对影像特征分析,判读出水系、道路、建筑物等基本地物要素,在调查时这些可以先在室内进行,然后再到野外进行核实,对影像中难以辩别的地物进行补查。从而减轻野外劳动强度,提高工作效率,为土地更新调查赢得时间。

  3 结束语

  利用遥感正射影像图作为工作底图开展土地外业更新调查时,可直接依据影像图信息转绘到工作底图,然后再到实地核实确认,从而大大提高工作效率,减轻野外劳动强度,缩短周期。随着遥感技术的发展,高分辩率,高光谱遥感以及雷达影像应用于土地资源调查技术革新日趋熟,传统的土地利用更新调查方法不再适应当今社会经济快速发展及土地科学有效合理的利用。遥感技术的出现有效解决这一问题。遥感技术具有宏观、动态、便捷、可重复和成本低等优点应用于第二次土地调查中具有重大意义。

Tags:遥感,第二次土地调查  
责任编辑:gissky
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