A. 數據內容
數據是國土資源遙感綜合調查的基礎，國土資源遙感綜合調查管理信息系統所涉及的數據與其他信息系統相比，具有類型多樣，內容豐富，屬性、圖形、文檔一應俱全，信息量巨大等特徵，因此對遙感綜合調查信息的數據內容進行合理的劃分和表達相當重要。根據系統需要處理的對象和結果來看，遙感綜合調查基礎資料庫可劃分為公共資料庫、專題資料庫和綜合資料庫等三個基本數據集。
其中，公共資料庫存放與資料庫、應用系統操作和控制有關的數據，如1∶25萬基礎地理資料庫、1∶25萬DEM資料庫、1∶25萬TM和ETM＋遙感影像資料庫等；專題資料庫包括土地利用現狀資料庫、主要礦產資源資料庫、地質災害環境資料庫、近海島嶼資料庫、海岸帶資料庫、地質構造及地殼穩定性資料庫、重點城市動態變遷資料庫等；綜合資料庫管理各種數據的更新結果和空間分析結果的數據。
遙感綜合調查基礎資料庫除了上述內容之外，還必須包括各個基本數據集中的各個子集的元數據信息。元數據是關於數據的描述性信息，如數據質量、數據獲取時間、數據獲取日期、數據獲取機構等。由於它們也間接地描述了遙感調查基礎信息所涉及的實體，遙感調查基礎信息的元數據也是一項重要的數據內容。建立元數據的作用是可以通過它檢索、訪問資料庫，可以有效利用計算機的系統資源，從而滿足社會各行各業的用戶對不同類型數據的需求以及交換、更新、檢索、資料庫集成等操作（中國21世紀議程管理中心，1999）。
B. 與同期地面調查數據對比分析
以縣（市、區）為單位將基於遙感影像獲取的土地利用分類面積與同期變更調查面積以及原土地利用資料庫面積進行比較分析，以檢測基於遙感影像提取地類信息的精度和分析土地利用變化情況。
6.6.1 與同期變更調查面積對比分析
以一個市為例，遙感資料庫面積與同期變更調查數據進行對比分析。
6.6.1.1 土地總面積對比分析
××市遙感資料庫面積與同期變更調查數據相比較存在一定的差別：全市遙感資料庫土地總面積為827415.91hm2，比同期變更調查土地總面積多2470.82hm2，多0.30%。從整個市來說，面積相差較小的為0.22hm2，面積變化非常小；除市轄區面積變化較大外，其餘各區縣的面積相比變化都不大，所佔百分比均小於3%。市轄區遙感資料庫面積比同期變更調查面積少4247.34hm2，所佔百分比為13.49%，差異的主要原因是隨著城市化進程，城區面積有所擴展，行政界線調整所致，見表6-15。
表 6-15 ×× 市遙感資料庫與變更調查轄區面積對比
續表
註：面積較差=遙感資料庫面積－變更調查面積
面積變化=面積較差/變更調查面積×100（下同）
6.6.1.2 重點地類面積對比分析
以一個縣為例。××縣遙感資料庫耕地面積為65977.3hm2，較同期變更調查面積少2544.36hm2，少3.71%。耕地面積的差異是因為有些地方變更不到位所致。
遙感資料庫建設用地面積19649.54hm2，較同期變更調查面積多524.9hm2，多2.7%。除農村居民點相差較小與同期變更調查面積基本相當外，其餘建設用地相對較差都在20%以上。
建制鎮遙感資料庫面積較同期變更調查面積增加較多1191.0hm2，增加112.6%。由於社會經濟的快速發展，致使縣城的控制范圍不斷擴大，建制鎮周邊的原農村居民點劃入建制鎮范圍內，從而導致建制鎮面積差異較大。
農村居民點遙感監測面積較同期變更調查面積多653.55hm2，多5.15%。面積增加的原因是未將村莊周邊的工礦用地單獨圈出，從而導致農村居民點面積存在差異。
鐵路遙感資料庫面積較同期變更調查面積減少549.57hm2，少5.15%；公路遙感資料庫面積較同期變更調查面積減少329.5hm2，減少21.5%。鐵路面積的差異是因為一些地方鐵路未上圖所致，公路面積差異是因為一部分公路林帶歸入園林地中統計。
其他建設用地遙感監測面積較同期變更調查面積減少75.4hm2，減少31.9%。面積減少的主要原因是將與建制鎮和農村居民點相連片的工礦用地劃入建制鎮和農村居民點內，從而導致其他建設用地面積有所減少，見表6-16。
表 6-16 ××縣重點地類面積對比表
6.6.2 與原土地利用資料庫面積對比分析
6.6.2.1 土地總面積對比分析
遙感影像資料庫採用一調土地利用現狀庫的行政邊界，因此所建縣（市、區）基於遙感影像土地利用資料庫轄區面積與一調資料庫面積基本一致，誤差很小，以一個縣為例作轄區面積對比分析。
××縣遙感資料庫面積與原土地庫面積對比：遙感資料庫土地總面積為124782.54hm2，原土地庫土地總面積為124784.09hm2，遙感資料庫面積與其差值為1.55hm2。從兩種數據對比分析結果表明，遙感資料庫面積與原土地庫面積基本吻合，基於遙感影像建立的土地利用資料庫轄區面積精度滿足要求，見表6-17。
表 6-17 ×× 縣轄區面積對比表
6.6.2.2 重點地類面積對比分析
在項目區隨機抽取一個縣級市為例，進行耕地和建設用地等重點地類面積對比分析。
××市遙感資料庫面積與原土地庫面積對比：遙感資料庫耕地面積為137593.37hm2，比原土地庫面積減少803.01hm2，少0.58%；而建設用地中建制鎮面積多503.09hm2，多35.79%，農村居民點面積多657.97hm2，多了2.73%，公路面積多786.98hm2，多了75.27%，其他建設用地面積多993.17hm2，多了21.49%；只有鐵路面積減少0.30hm2，鐵路面積減少的原因是從影像上量測的鐵路寬度與原土地庫標注寬度不同所致，但僅相差0.29%，未超出誤差限制范圍。分析對比結果表明，本市耕地和建設用地變化與近幾年經濟快速發展相適應，近幾年城市化、工業化進程發展較快，城鎮和農村居民點都得到了一定的擴展，隨著經濟建設的推進，城市一些工礦企業近幾年也有很大擴充，經濟建設的發展佔用了一些土地資源，使耕地一定量上的減少，與原土地庫比較僅減少0.85%，見表6-18。
表6-18 ××市重點地類面積對比表
通過對統計結果的分析以及與同期變更調查數據、原土地庫數據的比較,獲取了全省158個縣（市、區）耕地、建設用地等主要地類的面積和空間分布情況，分析了與同期變更調查數據、原土地庫數據差異的原因。
綜上，依據影像特徵，參考已有土地利用資料庫，解譯土地利用遙感分類信息，在此基礎上建立的覆蓋全省的縣（市、區）基於遙感影像土地利用資料庫，基本客觀、准確地反映了土地利用狀況。
C. 1972中國城市數量
75個。
1972－2020年中國典型城市擴展遙感監測資料庫，反映了近50年中國城市擴展的時空變化特徵，目前，該資料庫包括4個直轄市、28個省會（首府）城市、2個特別行政區以及41個其他城市（含5個計劃單列市）在內的75個典型城市1972－2020年的現狀及擴展動態情況。
2022中國共有660個城市，一線城市有36個，二線城市有237個，縣級市一共364個，地級城市共有239個。
D. 城市遙感的城市信息系統
廣州市的城市規劃、管理信息系統是建立在堅實的航空攝影與航空遙感資料基礎之上的。包括覆蓋全市的1∶2000比例尺數字正射影像地圖和1∶5000比例尺彩色數字影像圖,並進行了水系與綠地調查、違章建築監測與規劃現狀分析。建成了數字影像DTM資料庫。在此基礎上,提出了1991～2010年跨世紀的遠景發展總體規劃,包括城市發展結構、土地利用模式、環境保護、供電等37個專項和50幅專題圖件,以CAD和GIS技術綜合集成為多層次、多類型的多媒體規劃管理信息系統。其中閃光的創新點和具有推廣價值的經驗,有以下幾方面:(1)提出城市發展「門檻分析」的新理論。通過GIS疊加綜合分析,將城市發展用地分為不同等級的門檻,從而進行各發展方向的條件評價及城市功能分布評價。指出廣州市白雲山脈、珠江泛濫平原上殘余丘陵等自然門檻和文物保護區應列為絕對不能動用作為建築用地。現有城區內的結構性門檻較多,而向東發展有較好的潛力。(2)建立歷史文化名城保護規劃信息系統。包括空間環境景觀、歷史風貌、文物古跡、革命史跡、近代優秀建築與古樹名木等保護對象,建成多媒體查詢系統。200多處文物保護和300多株古樹名木,逐一定位、定性登記。
(3)建成300多平方公里的實測,普查地下管線資料庫。實現全面普查與竣工測量相結合,規劃審批與現狀信息相結合,具備綜合查詢、網路或截面分析、管線工程輔助設計、規劃綜合與管線制備等功能,從而實現了管線規劃與實施的辦公自動化。(4)指出城市增長驅動力包括向心、離心與摩擦三大力因素變化的新觀念,以及城市增長與土地增值六階段的理論,建立了從宏觀到微觀的土地增值的模型。依據上述詳實的遙感圖像資料庫和應用理論模型,廣州市成功地實現了優先建立分區規劃信息系統的策略,將這一特大城市的土地利用模式劃分為79個地塊,提出「現狀分析、條件擬定、方案設計、成果監理、動態入庫」這一全過程數字化的系統模式。並以21世紀廣州新的城市中心為目標,實現規劃管理、土地批租、開發建設、物業管理一體化和系統化。力爭與國際化城市形象與標准接軌。實現了窗口服務、網路(Internet,Intranet)聯接和辦公自動化。廣州市城市信息系統不僅在本市正常運行,而且在湛江市、中山縣、小欖鎮等中小城鎮得到推廣,並為烏魯木齊市、天津保稅區和北京中關村高新技術區所借鑒。曾參加1992年國際城市建設成果及1996年全國城市規劃成就展覽。重慶是1997年設置的新的直轄市,幅員由2.3萬km2擴大到8.2km2。行政轄區覆蓋三峽庫區80%,面臨著老工業基地改造、移民、扶貧和生態環境保護的4大難題,肩負著增強中心城市綜合實力,探索城市帶動農村,搞好三峽庫區移民的新的歷史使命。為此,急需應用遙感監測技術和地理信息系統來緩解山城改造、工礦交通佔用農田以及森林砍伐、水土流失誘發崩塌、滑坡、泥石流等災害問題。
1984年沿長江兩岸各15km范圍內進行過1∶6萬航空彩紅外攝影,1992～1995年再次組織了全市1∶6萬比例尺及城郊區772km2的1∶1萬航空彩紅外攝影。1989年引進MSS進行城市地貌調查,1996年著手建設地理信息系統,重視數字化生產以及數據質量、管理與更新的規范和制度,完善多源數據集成環境和服務體系,界面友好全漢化菜單提示,為山城特有的斜坡、陡崖、梯坎等地形地貌關系的表達,精心編制了專用子程序,已開始為新的城市設計招標提供80km2的1∶500數字地形圖;沿著210、212兩條國道100餘km提供了1∶500～1∶2000數字化地形圖和三維立體模型,為經濟開發區、新技術區、石油、天然氣提供數字化的管網圖。空間解析度衛星圖像數據應用於城市資料庫的更新從1999年出版的「香港攬勝」地圖集的出版可以看到,在這部以太空影像為主體的香港城市地圖集中,搜集了1994年俄羅斯COSMOS(2米)、1999年法國(SPOT-10米)、加拿大(Radsat-10米)等的衛星數據和圖像及1994年中國科學實驗衛星(3米)的數據和圖像。而且經過高精度的輻射校正與幾何糾正,編制了1∶60,000比例尺的分幅影像圖與地理圖。全部是在電腦輔助制圖和影像處理工藝過程下完成的。這些圖像,形象地展示出香港城市發展計劃的成就;荃灣、沙田、屯門和大埔四座大型新市鎮,已經基本建成居住、工業、生活協調發展的衛星城鎮,荃灣已與九龍市區連為一體,啟德機場2.1km2的土地將停止使用,元朗、粉嶺和上水在迅速發展之中。新市鎮的發展,為香港多元化的工商業提供了大量相對廉價而交通便利的土地。為香港人居環境提供了較為寬松的生活空間。而且在這些遙感圖像數據的基礎上,對香港的填海造陸工程(約6000公頃,占城市用地的60%)、植被類型和綠被指數、土地利用與土地覆蓋現狀、自然保護區以及颶風、赤潮等自然災害,作了初步的專題分析,揭示與香港城市生活休戚相關的供水、供電、電訊、交通網路系統及其與深圳、珠江三角洲乃至大陸腹地的唇齒相依的關系。圖集問世之後,受到香港特區政府部門、大學和科研部門的歡迎。衛星遙感圖像數據應用於區域城鎮體系的規劃設計城市發展,決不是彼此孤立的現象,隨著城市的發展,它們的輻射作用對於毗鄰的城市是相互依賴、相互影響的。大城市的輻射陰影效應對於周邊的衛星城鎮來說,也是有利有弊的。城市之間的兼並、融合時有發生,從而形成城市群落或城市圈,而衛星遙感應用又成為區域城鎮體系規劃布局的又一高層次的熱點。現有的中等空間解析度的衛星圖像數據,仍然繼續發揮著重要作用[25]。90年代初,曾經利用TM和MSS衛星圖像,進行城鎮體系的分析研究(圖6),對城鎮居民點分布高度密集的華北平原、長江和珠江三角洲地區、遼東半島和四川盆地中部,通過居民地的分布密度改造為按行政單元統計的人口普查數據,使其模擬落實到自然村,編繪成為格網式的人口密度圖。這種方法,對於地廣人稀,以綠洲農業為主體的中國西部和以山間盆地為單元的中國西南山區,尤其適用。1999年10月,中國和巴西合作,成功地發射了(BERS-1)資源衛星,這顆衛星上的兩台多光譜掃描儀,其空間解析度分別為19.5m和80米,我們將會用它來獲取最新的全國范圍的城鎮動態數據,來修證21世紀的城鎮體系規劃。例如在即將出版的《長江經濟帶可持續發展地圖集》中,對長江沿岸六個大核心城市的城鎮體系與投資環境所做的系統分析,可見其一斑。
E. 利用SPOT-5遙感影像更新土地利用資料庫技術的探討——以黑龍江省望奎縣為例
王志 魏麗君
（黑龍江省國土資源勘測規劃院，哈爾濱，150056）
摘要：更新土地利用資料庫是國土資源信息化建設的重要內容，是為各級土地管理部門的土地利用變更調查、土地規劃、耕地保護、建設項目用地管理等提供准確、翔實、現勢性的基礎數據。本文具體結合黑龍江省望奎縣資料庫更新的實際情況，著重對利用SPOT－5遙感影像更新土地利用資料庫技術所採用的一些新技術、新方法加以闡述，對更新土地利用資料庫存在的問題加以分析，並且提出解決問題的辦法。
關鍵詞：遙感；土地利用更新；數字正射影像圖；「3S」；望奎縣；黑龍江省
遙感技術應用始於20 世紀50年代，至今已經歷了50 多年的發展。隨著遙感衛星技術的進步，遙感影像解析度得到大幅度的提高，並以速度快、時間短、成本低等許多優勢，在國土資源調查方面已被廣泛應用。特別是在利用遙感技術快速更新土地利用資料庫方面，提供了重要的技術支持。
縣級土地管理是整個土地管理的基礎，由於近年來經濟與社會的高速發展，土地利用基礎圖件在更新上落後於土地利用狀況變化，不能准確、及時地反映土地利用狀況。大大阻礙了經濟、社會發展的需要。在此背景下，應用遙感技術更新土地利用資料庫已迫在眉睫，使用高解析度遙感數據源，結合 GPS 和 GIS 技術實現土地利用資料庫的更新，從而為各級土地管理部門提供准確、翔實、現勢性強的土地利用狀況信息。為此，本文以黑龍江省望奎縣為例，採用 SPOT－5 2.5 m 高解析度衛星遙感數據為信息源，將製作好的1∶1萬遙感數字正射影像圖與土地詳查矢量數據疊加，通過矢量、柵格結合的方法，輔以專家知識、人機交互提取變化信息，將外業調查後的變化信息屬性賦予矢量數據，然後重新建立拓撲關系，生成更新後的土地利用資料庫。
1 項目區的基本情況
望奎縣是黑龍江省以農業為主的一個縣，位於黑龍江省中部，松嫩平原與小興安嶺西南邊緣過渡地帶。地處東經126°10′23″～126°59′00″，北緯46°32′07″～47°08′24″。東南以克音河、諾敏河、呼蘭河三條界河與綏化市、蘭西縣相鄰，西以通肯河為界，與青岡縣相望，北與海倫市接壤。全縣幅員面積2320km2，南北長約62km，東西寬約60km。
望奎縣形狀近似平行四邊形，由於受小興安嶺余脈的影響，地勢東高西低，東西坡降約在千分之一，南北坡降三千分之一左右。最高海拔250.9m，最低點海拔127.8m，絕對高差123.1m，平均海拔167m。地貌類型大體可分三個單元，東部和南部丘陵起伏漫川漫崗，中部過渡地帶微有起伏，西部低窪平坦。
2 總體技術路線
利用遙感影像更新土地利用資料庫，自動化程度較高，能夠及時、真實、客觀地反映土地利用狀況。因此，利用 SPOT－5 2.5 m 遙感影像來更新望奎縣土地利用資料庫，與日常採用的變更方法相比，在總體技術路線上，會有一些新的特點。
2.1 影像土地分類采樣表的建立
總體上來說，項目區域特點不同，比如山區、丘陵、平原、沙漠等，在遙感影像上反映出的地類表徵不同。而且，選擇解析度的高低與影像的時相等各方面，也會影響著遙感影像反映出的地類表徵。因此，建立起一個適合本項目區域的影像土地分類采樣表對於內業解譯、提取變化信息顯得非常重要。土地分類采樣表也就是影像的解譯標志，它是在影像上能直接反映和判別地物信息的影像特徵，它是識別地物屬性的主要依據，包括形狀、大小、圖案、色調、紋理、陰影、位置、布局、解析度等。在望奎縣資料庫更新項目選取法國 SOPT－5遙感影像，通過野外調查確定和地物間的對應關系，藉助有關輔助信息（規劃圖、地形圖等有關資料等），對各類型在影像圖上反映的特徵做出描述，建立起一套有代表性的影像土地分類采樣表，大大方便了內業解譯與變化信息提取工作。圖1為采樣表的一部分。
圖1 影像土地分類采樣表
2.2 「3S」 集成技術在更新土地利用資料庫中的綜合應用
「3 S」集成技術是指 RS （Remote Sensing）、GPS （Global Positioning System）、GIS （Geographical Information System）在平行發展的進程中，逐漸綜合應用的技術，三者的有機結合，構成了一個一體化信息獲取、信息處理、信息應用的技術系統，是一個充分利用各自技術特點的空間技術應用體系，並逐步成為一個實踐性和應用性較強的新學科。
一方面，GPS 測量在 SOPT －5 遙感影像製作（幾何校正配准）中的應用，在SOPT－5 遙感影像上選取明顯地物點，通過外業 GPS 高精度測量來進行影像圖的幾何糾正，製作 1∶1 萬遙感數字正射影像圖；另一方面在 GIS 支持下的土地利用更新，包括數據矢量化編輯、疊加、拓撲關系的建立。在望奎縣土地利用更新過程中，使用的是國產 GIS 軟體，即武漢中地公司開發的 MAPGIS6.5 軟體來進行的土地利用資料庫的更新工作。
2.3 矢量數據與柵格數據相結合，多種信息提取方法並用
矢量數據主要包括土地利用現狀資料庫；柵格數據主要包括1∶1 萬遙感數字正射影像圖和掃描糾正後的土地利用現狀圖。通過矢量數據和柵格數據對比分析，進行矢量化更新，提取變化信息。信息提取方法包括人工目視解譯、計算機自動提取、人工目視解譯與計算機自動提取相結合。本次更新中主要採用的是以人工目視解譯為主，人機互動式進行土地利用資料庫的更新。
2.4 遙感數據與土地利用基礎圖件相結合
充分利用土地利用現狀調查、城鎮地籍調查、行政勘界、建設用地批次用地成果、土地整理、復墾成果以及日常變更數據輔助確定土地利用類型與變化情況，減少外業調查工作量，縮短更新土地利用資料庫的時間。而且，保證了土地利用類型的准確性。
2.5 內業判讀，外業核查的路線
遙感對地觀測僅僅反映了地物的光譜特性，即土地覆蓋的表徵，而土地利用圖反映的是土地利用的狀況，土地覆蓋的變化並非完全代表土地利用的變化。此外，通過人工目視解譯提取出來的變化屬性信息需要外業調查，如零星地物、線狀地物的寬度以及權屬等。因此，需要內、外業相結合確定土地利用類型，這樣可以保證本次更新的徹底性，做到不重不漏，實現土地利用資料庫的全面更新。
3 工作方法
工作方法主要分為四個步驟：①SPOT－5 2.5 m遙感影像處理過程，包括製作1∶1 萬遙感數字正射影像圖；②內業處理過程，包括變化信息提取、外業前圖件製作；③外業調查過程，包括核實變化信息、調查零星地物及線狀地物寬度、權屬界線等；④土地利用資料庫的更新入庫過程。工作流程圖見圖2。
3.1 製作 1∶1 萬遙感數字正射影像圖
衛星遙感數字正射影像圖（Remote Sensing Digital Orthophoto Map，簡稱RSDOM），是利用衛星遙感獲取的具有一定解析度的全色影像及多光譜影像，經幾何糾正及相應的圖像處理後生成的影像數據集，它同時具有地圖的幾何特性和影像特徵。本次遙感影像數據源採用的是法國 SPOT－5 2.5 m 全色影像與10 m 多光譜數據衛星數據，其數據解析度完全滿足資料庫更新的要求。景寬為60km2×60km2，含雲量為零，以整景為單元，利用衛星影像處理軟體 ERDAS，將2.5m 全色影像與10m 多光譜數據融合。由於望奎縣地勢較為平坦，故採用加權乘法的融合方法，其優點是能較好地保留高解析度圖像的紋理信息及多光譜圖像的彩色信息，製作衛星遙感數字正射影像圖。再利用圖像處理軟體 photomapper製作1∶1 萬數字正射影像圖。影像處理技術流程見圖3。
3.2 內業處理
利用國產 GIS 軟體 MAPGIS6.5，建立工程數據，通過矢量數據與柵格數據相結合的方法，通過遙感影像與土地利用矢量數據對比，人機互動式進行資料庫更新。在內業中無法判定的信息，特殊標記出來，在製作外業圖件時同時列印出來，以便通過外業調查來核實土地利用變化狀況。
圖2 資料庫更新工作流程圖
矢量化更新採集包括：①圖形數據的更新採集，採用分層方式進行，分層按《建庫標准》要求，主要包括等高線、水系、道路、行政界線、權屬界線、地類界、其他帶有寬度的線狀地物、零星地物、文字注記等，同時根據建庫軟體的需要，對各主要層次進行細分，以達到不同圖形要素可以明顯區分，在建庫時分別採用；②屬性數據的更新採集，嚴格以外業提供的表格地類屬性為准，大部分屬性通過分類編碼、圖層、實體定義加以區分和自動轉換，再通過幾何圖形的相對位置關系確定其權屬；③圖幅數據的接邊工作，接邊按照規范所規定的原則將相鄰圖幅分割開的同一圖形對象不同部分拼接成完整對象，接邊處理包括圖形接邊和屬性接邊，屬性接邊就是確保相鄰圖幅接邊要素其屬性的一致性。
3.3 外業調查
外業調查是獲取土地現狀信息的關鍵和基礎，如果沒有扎實細致的外業調查工作，即使是最新的遙感影像數據，也無法准確地判讀。另外，項目涉及的合鄉合村權屬界線的調查工作，也必須實地調查。外業調查包括行政界線調查、權屬界線調查、零星地物調查、線狀地物寬度調查、地類調查、調查居民點、用地單位和河流等名稱調查等。依據《土地利用更新調查技術規定》及相關技術規定，按照《全國土地分類》（過渡期間適用）三級分類標准，將所有外業調查信息記錄在「土地利用更新調查記錄手簿」上。
圖3 影像處理技術流程圖
3.4 土地利用資料庫更新
本次更新所採用的資料庫軟體是愛地土地利用管理信息系統。因此，首先修改數據字典，然後修改分幅索引圖數據和行政區索引圖數據，最後將准確的入庫所需要的文件包括零星地物點文件、線狀地物線文件、地類圖斑面文件以及圖廓整飾注記點文件進行入庫，然後進行全縣面積的統計匯總、標准格式的分幅土地利用現狀圖的輸出以及各種土地匯總表格的列印。
4 存在問題與解決方法
項目採用 SPOT－5 遙感影像更新土地利用資料庫，發揮了遙感影像獲取數據速度快、精度高、范圍廣的特點，既縮短調查時間，又保證調查精度、節省調查費用。但在本次更新調查過程中也發現了一些問題，有待於進一步研究和解決。
4.1 影像處理與精度評定
在 SPOT－5 遙感影像處理方面，影像質量應層次豐富、清晰易讀、色調均勻、反差適中。本次項目在影像處理方面雖然滿足了工作要求，但在影像質量上還要有所提高，從長遠來看，如果選用數據源為美國的快鳥，那麼它的解析度為0.61m，與 SPOT－5 2.5m相比解析度高出了4 倍多，這對影像處理質量方面要求更高。它不僅直接影響著變化信息的提取，而且還影響著目視解譯的准確性。所以應該積累經驗，加強在影像處理質量上的提高。
精度評定是對數字正射影像圖製作質量的一個評定標准。精度評定採用外業特徵控制點實測坐標與其影像同名點圖像坐標的較差作為評定參考，可以藉助 GPS 在影像上同名地物點上實地測量坐標，與圖像坐標進行較差分析，這是利用遙感影像更新土地利用資料庫前期的一個重要環節。只有符合國家標准，才可以利用遙感影像來進行更新工作。
4.2 矢量化線狀地物的偏移處理與屏幕矢量採集處理問題
通過矢量、柵格數據結合的方法，將土地利用資料庫與1∶1 萬數字正射影像圖套合更新，出現矢量線狀地物與同名影像上線狀地物偏移的問題。根據國家標准與黑龍江省土地利用更新技術方案要求，在資料庫文件與影像套合時，當矢量線條與影像上的同名線狀地物偏差大於圖上1 mm （相當於 SPOT－5 2.5 m 影像的4個像素）時視為偏移，對偏移的線狀地物應進行糾正，如果偏移的線狀地物不發生寬度、地類碼的變更，可採用線工具中平移、復制等進行糾正處理；如果屬性改變，將通過外業調查核實變化信息。
在此基礎上，通過影像進行屏幕矢量線狀地物偏移處理。與此同時，又涉及到一個屏幕放大倍數的問題，如果在屏幕採集時放大倍數過大，將會出現影像的失真，看不清線狀地物的邊緣輪廓，影響線狀地物的偏移處理位置；但屏幕採集時放大倍數過小，又會出現線狀地物偏移處理不完全，過於粗糙，套合不準確。在項目進行時經過多次實驗，一致認為參照遙感影像矢量化放大倍數標准為 0.9 倍為宜。這樣，既保證了影像的邊緣清晰、不失真效果，又保證了線狀地物偏移處理的完全性。
4.3 資料庫更新的工作量較大
與傳統更新方法相比，利用 SPOT－5 遙感影像更新土地利用資料庫優勢非常的明顯。但是由於涉及前期的准備和外業調查工作量依然很大，在前期提取變化信息時，主要還是採用人工目視解譯。而且，土地利用資料庫還是20世紀90年代初的詳查成果，所以提取變化信息數量較大。本次更新項目提取的變化地塊近兩萬塊，不僅如此，還要通過外業將提取的變化信息一一核實，並且每一個變化信息都要記錄在「土地利用更新調查記錄手簿」上。這個工作量也較大，而且有不可避免的人為誤差存在。所以，在利用遙感影像更新土地利用資料庫同時，應該在此基礎上研究探索，尋求更有效的方法在計算機上進行變化信息的提取，減少外業的工作量，提高數據的准確性。
4.4 完善數據質量檢查機制，資料庫更新進一步規范
數據質量檢查貫穿更新土地利用資料庫項目的始終，是資料庫建設工作中極其重要的組成部分，其工作量占整個建庫工作的60%以上，數據質量檢查是保障資料庫質量的重要工具。質量檢查包括計算機邏輯檢查和人工檢查，主要是針對數據結構和精度進行檢查。本次項目中成立三級質量檢查機制，有小組自檢、一級檢查和二級檢查，為項目的質量保駕護航。
在項目實施的同時，完全參照國家有關標准和要求以及省級出台的有關規范。但是，在項目進行當中，有些比較細致的工作仍無章可循。所以，在更新土地利用資料庫方面還需要進一步規范標准和要求，以便達到數據的共享。
4.5 需要培養一支高素質的土地更新調查隊伍
在項目進行的前期，需要對更新土地利用資料庫隊伍進行強化培訓。因為，更新調查質量好壞決定著更新項目的成敗；而且，土地更新調查涉及到土地管理、地學、土壤學、農學、測繪學、信息學等多門學科，調查人員必須具備上述各學科的理論知識和應用技能，才能保證土地更新調查的質量。
採用 SOPT－5 遙感影像更新土地利用資料庫與傳統方法相比，省時快速、減少人力、節約資金、數據准確，保證了更新調查成果質量，為新一輪土地利用總體規劃修編、農村集體土地登記發證、基本農田保護、土地開發復墾整理、建設用地審批等提供了准確、翔實的數據。而且，遙感技術的應用將會推動土地變更調查工作自動化和土地資源信息化，大大提高土地利用變更調查數據的准確性和及時性，從根本上解決土地利用現狀圖的更新問題。
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F. 衛星遙感數據的正射影像圖的製作
衛星遙感數據的正射影像圖的製作【1】
【摘 要】 隨著衛星遙感技術的斷發展，影像圖的成圖精度越來越來高。
衛星遙感技術融合了現代信息技術以及智能化遙感信息處理技術，其為城市規劃、了解區域環境等方面提供了技術支撐。
正射影像圖是利用DEM對衛星遙感影像進行微分糾正、輻射改正以及鑲嵌等，並依據規定對影像數據進行裁切，從而製作成正射影像圖。
【關鍵詞】 衛星遙感 影像圖 製作
隨著科學技術的快速發展，人類社會已步入數字化信息時代。
數字信息在促進我國國民經濟以及社會發展中發揮著重要作用。
傳統的數字正射影像生產過程主要包括：DEM的生成及數字正射影像的生成、內業的空中三角測量加密、外業控制點的測量、航空攝影等，在數字影像處理過程中，其耗時長、成本高，精確度低等特點[1]。
因此，傳統的地形圖已無法滿足快速發展的現代社會需求。
數字正攝像圖具有信息豐富、直觀性強、精確度高的特性，其正被廣泛應用於土地動態監測、道路設計、農田水利建設、防洪抗災等領域，隨著科技的飛速發展，高精確度的正攝影像圖對我國具有非常重要的意義。
1 數字正射影像圖的發展現狀
近年來，計算機技術及數字正攝影像圖生產技術迅猛發展，數字正射影像圖在城市規劃、建設及管理中發揮著重要作用。
數字正射影像圖正被城市規劃專家廣泛認同，其在實踐中的應用也得到進一步發展。
目前，城市在獲取基礎信息以及更新圖像資料庫時，大多採用數字正射影像圖。
自20世紀60年代以來，遙感一詞受到社會的廣泛關注。
遙感是指通過對遙遠地方的目標物進行探測，並對獲取的信息進行分析研究，進而確定目標物的特有屬性，以及目標物之間的關系[2]。
而衛星遙感影像是指運用現代衛星遙感技術獲取地球表面的客觀實在物，並對物體進行數據分析，然後製作成影像圖，最後服務於實際應用。
目前，世界各國政府及有識之士已達成“數字地球”的共識，他們都在為取得信息時代的戰略制高點兒付出巨大的努力。
在此背景下，我國也將“數字中國”提上議事日程，而“數字城市”是“數字中國”的重要組成部分，其在我國經濟發展中發揮著重要作用。
遙感信息是“數字城市”的重要內容，正影像圖的精確度關系著我國數字城市的發展進程。
隨著遙感信息技術的快速發展，人們對遙感信息的內在規律也日益了解，遙感信息已被廣泛應用與城市的多個領域中。
數字正射影像圖在規劃城市建設、提高城市環境及社會經濟效益方面起著非常重要的作用。
城市景觀模型是城市現狀的表現形式，其對於城市規劃中具有重要的作用。
傳統的城市景觀模型無法展現城市的真實情況，應用數字正射影像圖建立數字城市三維景觀模型，既提高了精度，又可多角度瀏覽城市景觀，為城市建設和國民經濟發展提供決策依據。
當前，利用遙感信息構建數字景觀模型的技術已日漸成熟，應用衛星遙感數據採集城市的平面信息並利用已有數字高程模型數據，可以製作成高精度的數字正射影像圖。
2 數字正射影像圖的製作存在的主要技術難點
2.1 攝像圖像拼接縫隙較明顯
當前，立體像對之間存在很大的灰度反差，如果重疊區域的鑲嵌線處理不當，那麼，人們會發現一幅圖中存在幾條很明顯的反差縫隙，從而造成視覺上的不接邊。
因此，為了保證影像的質量，提高影像圖的額鑲嵌效果，作業員應在投影差較小的區域鑲嵌反差線，並盡可能選擇靠近街道、河流、公路等區域，並禁止利用向前線分割整體的建築物。
在鑲嵌影像時，作業員應採用羽化的方式，並避免出現硬街邊。
完成影像鑲嵌後，作業員應開始對影像進行分幅，對於出現的雜點應進行再次處理。
2.2 建築物變形嚴重
在對數字正射影像圖進行糾正時，大多採用平均高程建構地面圖形，並突出平均高程平面的建築物。
由於高程建築存在較大的投影差，因此，數字正射影像圖容易發生變形。
在採集突出建築物的數據時，作業員應分別採集突出建築物以及非突出建築物，並保證這兩者的特徵線不相交。
在刪除非突出建築物特徵線的數據時，作業員應對突出建築物的特徵線進行數據計算，並計算生成DEM，唯有這樣糾正影像，才能保證建築物不變形;在刪除突出建築物特徵線的數據時，作業員應保留其特徵線的數據，並計算生成DEM。
2.3 正射影像圖內色彩不均勻
利用衛星遙感進行圖像拍攝的過程中，其中間亮而四周暗，有些上邊亮而下邊暗，因此，在拍攝過程中，作業員如果對攝像圖片處理不得當，那麼後期製作出的DOM色彩將失真，並出色彩不均勻的情況，其嚴重影像數據判斷。
當前，作業員在處理原理影像時，大多採用中科院的DUX航測影像處理軟體。
運用DUX航測影像處理軟體對原始影像的色彩進行勻光勻色。
勻光處理參數主要有兩類：一是確定有效范圍以及景物處理系數;二是調整影像的亮度、色彩、敏感度參數。
其具體步驟是：首先，對原始影像進行勻光處理;然後，成批打開相關影像數據，並分批進行勻光處理，在做勻色處理時，作業員應調整每條航帶首尾影像，並採用“λ自適應”進行調整;最後，根據調整紅啊的首尾影像對中間影像進行自動匹配，並分批處理勻色生成的影像。
3 數字正攝影像圖的製作原理
數字正射影像圖(Digital Orthophoto Map，縮寫DOM)是利用DEM對經過掃描處理的數字化航空像片或遙感影像(單色或彩色)，經逐像元進行輻射改正、微分糾正和鑲嵌，並按規定圖幅范圍裁剪生成的形象數據，帶有公里格網、圖廓(內、外)整飾和注記的平面圖[3]。
數字正射影像圖與我們平時看到的地圖不同，它是我們地面信息在影像圖上的真實反映，它不僅不存在變形，還比普通地圖豐富，其可讀性更強。
數字正射影像圖可作為背景信息，我們可從中提取所需的自然資源以及社會信息，其為防治自然災害以及規劃公共設施等方面提供了很多可要的依據。
數字正攝影像圖的製作原理是：依據正攝影像的特點，應用專業的地理信息遙感軟體對原有的影像圖進行輻射矯正以及幾何矯正後，它可以消除各種因畸形及位移誤差，從而獲得較為准確的地理細膩下以及各種衛星遙感數字正射影像圖。
當前，國內外使用的數字攝影測量儀主要是：Jx-4A全數字攝影測量系統，其是我國四維北京公司開發的測量系統;ImageS-tation工作站，它是美國Intergraph公司開發的測量系統;VituoZo系統，它是武漢適普公司開發的系統。
這些測量系統都能製作出各種比例的正射影像圖，而且，他們的製作原理是一樣的，他們都是對數字進行微分糾正[4]。
數字正攝影像圖的製作原理是：首先，依據影像紋理配成立體像對，在此基礎上，生成數字高程的模型;然後，對配成的像元進行數字微分糾正，並生成正射影像圖[5]。
這種制圖方式，可以保證圖像質量，並延長器成圖周期，其對作業員的綜合素質要求很高。
因此，在運用數字正射影像圖進行制圖時，作業員應深入了解全數字攝影測量系統，並提高自身計算機圖形圖像處理知識，從而不斷提高自身工作能力。
4 遙感正射影像圖的製作
4.1 收集原始衛星影像圖
近年來，遙感技術不斷發展，遙感衛星影像層出不窮。
在利用遙感方法製作圖時，原始衛星影像數據主要選用Ikonos、World View及QuickBird等。
這些影像數據具有文件數據量大、地面解析度高、便於管理的優勢，因此，被廣泛應用於高精度正射影像圖製作。
4.2 影像圖的糾正、配准及融合
第一，利用GPS控制點對影像進行糾正。
利用衛星遙感數據製作正攝影像圖時，作業員採集到第一批衛星影像資料後，就開始對影像進行影像控制，並利用GPS做影像控制。
影像圖糾正的實質是對中心投影的影像數源進行正射糾正，並形成正射影像圖[6]。
作業員可利用現有的1：500、1：2000以及1：5000對地形圖資料進行影像糾正，在一定程度上可節約成本，縮短了工期，從而提高了工作效率，並確保了影像精確度。
第二，在完成影像糾正後，作業員應對多光譜影像進行配准。
影像配準的目的是識別兩幅或多幅影像之間的同名像點。
其中，影像配準的方法有：灰度配准;特徵配准。
第三，在完成影像配准後，作業員應對不同解析度的遙感圖像進行融合處理，並確保融合後的遙感圖像既具備良好的空間解析度，有具有多光譜的特徵，從而實現增強圖像的目的。
在融合圖像解析度的過程中，作業員應配准前兩幅圖像並在處理處理過程中，選擇合適的融合方法。
只有精確地配准不同空間解析度的圖像時，作業員才能得到滿意的融合效果。
第四，在支座遙感正射影像圖時，作業員應選用具備遙感影像配准標準的融合系統Cyberland，來對影像圖進行糾正、配准及融合。
當前，QcickBird全色影像以及QcickBird多光譜影像是應用較為廣泛的影像制圖軟體。
4.3 無縫鑲嵌影像圖
影像圖鑲嵌是指對若干幅相鄰的遙感數字圖像進行幾何鑲嵌、去重疊、色彩調整等數字化處理，然後將其拼合成一幅完整的新影像圖。
在應用遙感圖像時，幾幅影像圖的交接處可能會存在較大的縫隙，需多幅圖像才能覆蓋縫隙，因此，他們需要研究該區域的圖像配准，並將這些圖像鑲嵌氣力啊，從而更好得進行處理、分析及研究。
影像鑲嵌過程如下：
第一，確定影像重疊區域。
相鄰圖像的重疊區域是遙感圖像鑲嵌工作的實施地，也是其他工作的基準。
例如，影像色調的調整、影像的幾何鑲嵌、去影像重疊區都是以影像圖的重疊區作為基準的。
因此，影像圖之間的重疊區域的確定是否准確直接關繫到影像圖鑲嵌的效果。
第二，調整影像色調。
影像圖的色調調整是遙感影像圖鑲嵌工作的重要內。
由於影像圖存在不同的時相以及不同的成像條件，再加上需鑲嵌的影像圖具有不同水平的輻射以及較大的亮度差異，必須對影像的色調進行調整。
如果不對影像圖進行色調色調，那麼即使影像圖的幾何位置配准很優秀，鑲嵌在一起的影像圖也無法應用於實際工作中。
色調調整時影像制圖中的重要環節。
雖然有些遙感影像圖的成像時相與成像條件相接近，但是，衛星遙感器的隨機誤差會導致圖像的色調不一致，這將影像圖像的實際應用效果，因此必須對衛星遙感影像圖進行色調調整。
第三，圖像鑲嵌。
在完成重疊區域確定以及色調調整後，作業員可對相鄰影像圖進行鑲嵌。
圖像鑲嵌是指找出相鄰影像圖需鑲嵌圖像的重疊區的接縫線。
因此，重疊區域接縫線的質量直接關繫到影像圖的鑲嵌效果。
在對影像圖進行鑲嵌的過程中，作業員即使對影像圖進行色調調整後，影像圖接縫處的色調也會不一致，因此，作業員需對影像重疊區域的色調進行平滑，提高鑲嵌的亮度，這樣才能保證影像鑲嵌後的無縫隙存在。
第四，在對影像圖進行鑲嵌的過程中，作業員應採用專業的影像處理系統。
ImageXuite是專業的影像處理系統，其影像勻光及鑲嵌功能較為強大。
作業員通過對影像圖進行勻光、勻色以及色調調整等，從而生成無縫鑲嵌的影像。
ImageXuite是影像圖鑲嵌的重要軟體，其在大多數情況下勻光效果顯著，並實現較好的無縫影像鑲嵌。
但是ImageXuite軟體具有一些缺陷，例如，對影像的調色功能不強，在勻光的所有影像都偏暗時，ImageXuite的處理效果不佳，這是，作業員需配以Photoshop軟體，通過運用Photoshop軟體對影像進行調整，直到較好效果，然後將調整好的影像作為主影像，最後再對其他影像進行勻光處理，經過這些程序後，作業員即可獲得一幅效果較好的影像圖。
5 結語
隨著科學技術的迅猛發展，衛星遙感技術取得了長遠的進步，其影像圖的成圖精度越來越來高。
目前，人類社會已步入數字化信息時代，數字信息在促進我國國民經濟以及社會發展中發揮著重要作用。
衛星遙感技術融合了現代信息技術以及智能化遙感信息處理技術，其為城市規劃、了解區域環境等方面提供了技術支撐。
正攝影像圖是利用DEM對掃描出的衛星遙感影像進行微分糾正、輻射改正以及鑲嵌等，並依據規定裁減出形象數據，從而形成影像圖。
數字正攝像圖具有信息豐富、直觀性強、精確度高的特性，其正被廣泛應用於土地動態監測、道路設計、農田水利建設、防洪抗災等領域，隨著科技的飛速發展，高精確度的正攝影圖對我國具有非常重要的意義。
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衛星遙感數據的正射影像圖的製作【2】
【摘要】衛星遙感是一種採用人們通過航空技術發射在地球外層空間的人造衛星對地球地面、地面以上的空間以及外層太空天體進行綜合性觀測的技術。
而衛星遙感所得數據在正射影像圖的製作上應用價值廣泛，本文通過闡述衛星遙感數據以及衛星影響圖的來源以及所具有的特徵，並分析了衛星遙感數據用於製作正射影圖過程中出現的糾錯、配准以及最後統一融合的方法及原理，簡要介紹了正射影像圖的構型、調色以及去重疊等數據信息處理的方式和過程。
【關鍵詞】衛星遙感技術;數據;信息;正射影像圖;製作
引言
21世紀信息科技時代的到來，衛星遙感技術也在不斷的更新、完善之中。
目前的衛星遙感技術在用於製作正射影像圖方面效果顯著，並且成圖的精準度越來越高，遠遠超過比例尺地形圖的精準度。
衛星遙感技術在城市建設、城市規劃以及了解環境狀況和資源狀況方面具有強大的支撐作用。
採用衛星遙感技術製作的城市影像圖具有目標辨認難度小、內容清晰、比例尺大以及轉釋較容易的優勢，這項技術已經廣泛應用於社會生產和發展的各個層面。
該項技術還有助於治理生態環境、搜集專業信息、監測工程項目以及防止各種自然災害等工作的開展。
1.國內外普遍流行的衛星影像圖收集方式
隨著新科技革命的不斷深入，衛星遙感技術日新月異，目前國際上較為早期出現的衛星遙感技術是來自美國的Earth watch 衛星數據資源庫的QuickBird衛星影像，這款衛星影像的地面全色解析度達到0.61m，成像款幅度達到16.5×16.5/km2，隨後美國相繼推出了Space imaging Ikonos和Land sat TM衛星遙感影像，這寬兩款衛星遙感較Earth watch的QuickBird的影像效果以及成像款幅度都有所提升。
俄羅斯生產了一款Spin-2衛星影像，這款衛星影像在地面解析度方面雖然不及美國的Land sat TM衛星遙感，但是其成像款幅度可以達到200×300/km2卻與美國的三種衛星影響有明顯的優勢。
2.衛星影像圖的糾錯、配准以及統一融合
2.1 數字糾錯
光學糾錯儀是一款用於將航拍模擬攝影片轉化為平面圖的工具，主要適用於傳統的框架模幅式的航拍攝像畫面的數字影像[1]。
現階段出現了許多新鮮的衛星數字遙感技術，這些技術的影響數據採用傳統的光學糾錯儀就不能很好地轉化。
因此，數字微分糾錯技術由此誕生。
這是一項通過地面的有效參數以及數字地面的基本雛形，在設置適當的構想公式，並依據適當的數學模型控制范圍和控制點將航拍攝像畫面的數字影像轉化為正射影像圖的。
這種技術不僅簡單、方便，而且適用范圍較廣，已經成為國內外普遍使用的數字糾錯技術。
2.2 影像糾錯
在影像糾錯過程中首先要明確兩點：
其一，GPS控制點是影像糾錯的關節點。
其二，採用相應的比例尺糾錯是完善影像糾錯的後續工作。
在利用遙感衛星數據製作正射影像圖時，首先利用GPS的各個方位的控制點將影像的大致形體構造穩定，然後手動微調影像控制畫面。
最後在根據不同的比例尺的標准(一般以1：5000、1：2000、1：500為參考標准)，對已經做好影像畫面的地形圖資料最後的影像糾錯[2]。
在明確這兩個關鍵點後，製作出來的正射影像圖必然更加逼真、精準。
2.3 多光譜影像的配准
在應經完成糾錯的影像資料上在加以多光譜影像的配准，換句話說就是兩幅或者兩幅以上的影像進行對比、匹配，找出差異點，並在最終定稿的影像資料上進行補充。
多光譜影像的配准一般根據特徵和灰色度來進行。
2.4 影像的統一與融合
影像的`統一與融合是指，將不同解析度的衛星遙感數據影像資料進行統一並融合處理，經過統一融合處理過的影像資料其空間解析度較高、目標識別較容易、有具有多光譜的效果，讓人初次看上去就有生動形象的畫面感[3]。
在進行這部分操作的關鍵在於影像數據的糾錯以及多光譜影像的配准，只有這兩個步驟做到完備，那麼影像的統一融合效果就會更佳。
3.衛星影像圖的構型
衛星影像正射圖的製作是一項極其復雜、涉及面廣泛的工作，主要包括前期的衛星遙感影像數據資料的採集，數字與圖像資料的糾錯、多光譜影像的配准、影響的統一和融合以及影像製作後期對重疊區、色調以及圖像的調整和嵌入等[4]。
圖像的調整和嵌入需要將大量解析度不同、形狀不同、研究區和交界處不同的圖像資料整合起來，再進行糾錯、配准和最後圖片的鑲嵌。
因此，製作一幅效果良好、比例均衡的數字影像鑲嵌圖要經歷以下三個步驟。
首先，找准重疊區。
衛星影像正射圖的製作過程中面對大量的圖片，可能會出現研究區域重疊、交接處重疊或者圖形重復等情況，這些情況是非常常見的。
但是如何將這些重疊區尋找出來並在圖形資料中標記，有利於後期的圖像鑲嵌呢?這里就必須要注意到以下兩個方面：其一，找准相鄰圖像的重疊區域;其二，確定重疊區域後要以不同的記號標注。
其次，調整色調。
調整色調是正射影像圖製作中一個重要環節，不同解析度、不同成像條件或者圖片之間存在許多差異的圖像，由於要實現衛星影像正射圖的完整效果，因此鑲嵌的圖像的差異性較大、輻射水平不同的話，會嚴重因想到圖像形成的最後質量，圖像的光感度、亮度的差異也就會千姿百態，不能夠成為一幅比例均衡的衛星影像正射圖。
因此，這個環節中要注重圖像色彩、色調的調節。
因此，在調節色彩和色調時要尋找顏色相近、色調差異小的圖像，而色彩差異較大的圖像，要採用專門的技術對其進行調整，以實現整體效果。
最後，圖像嵌入。
在確認重疊區和調整色調兩個步驟完成之後，就是最後的圖像嵌入工作了。
這個環節必須要注意的就是尋找色彩相近、位置相鄰的圖像進行鑲嵌，嵌入時須在兩幅待嵌入的圖像中確認一條連接縫合線。
這條連接縫合線的質量與最後圖像嵌入的效果好壞息息相關，因此連接縫合線的選擇必須萬無一失。
兩幅嵌入的圖像在嵌入過程中在連接縫處也許會出色調不一致的情況，這時必須利用亮度潛入的方法對兩幅的圖像的色調進行最後的調整，調整至視覺感官和諧為止，這樣一來，連接縫合處的破綻才不至於一眼就能探出。
4.結束語
衛星影像正射圖的製作是一項極其復雜、涉及面廣泛的工作，主要包括前期的衛星遙感影像數據資料的採集，數字與圖像資料的糾錯、多光譜影像的配准、影響的統一和融合以及影像製作後期對重疊區、色調以及圖像的調整和嵌入等。
利用衛星遙感數據來製作正射影像圖時，在實施數字與圖像資料的糾錯、多光譜影像的配准、影響的統一和融合這三項操作時一般使用真悶的遙感影像操作軟體Cyberland，在進行影像製作後期對重疊區、色調以及圖像的調整和嵌入這三項操作時，一般採用專業的影像處理系統ImageXuite。
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遙感是1960年代蓬勃發展起來的一門綜合性探測技術，是用衛星、飛機或其他飛行器作運載工具，以電磁能檢測和量度目標性質的一種技術手段。本文就淺談一下遙感技術在我們生活中的應用領域。
遙感技術防控機動車污染
遙測法檢測行駛中的機動車尾氣主要是運用光學原理，遠距離感應檢測行駛中的汽車排氣污染物濃度。」採用這一方法後，只需在交通要道設置固定檢測儀器，或者使用車載移動檢測儀器，當車輛通過檢測點時，檢測設備自動進行車牌號拍照並進行牌照識別，並將採集到的數據存入資料庫，瞬間就可完成執法取證，快速、高效篩選高排放車輛，同時不影響道路車輛的正常行駛，自動化程度高。
遙感技術在風能領域顯神通
近年來，氣象塔正逐漸讓位於遙感裝置，比如說聲音探測和測距(聲雷達)，光探測和測距(激光雷達)系統等。
目前，風電市場為全球貢獻了3%的電能，隨著風電產業的逐漸成熟，諸如氣象塔等風能預測技術正逐步變得更為重要，以期會聚多種形式的更多風能，將其轉化為電能。
研究人員表示，由於風力發電機的規格逐漸變大，氣象塔不再高效了，單純使用氣象台的價值定位已逐漸消失。此外，輸電系統面臨著亟需來自風電場更准確的電能規劃方案的壓力，而且降低海上風電的成本也構成了一大挑戰，這就讓遙感裝置愈發更有吸引力。
聲雷達和激光雷達——遙感的兩大基本技術，是基於地面安裝的裝置進行操作的，地面裝置採用多普勒效應分析，測定它上面的風力。研究報告表明，聲雷達和激光雷達之間的市場動態尚處於變化之中，並不能過早地下結論。同時，這兩種技術的競爭力不分伯仲，但究竟誰能獨占鰲頭，前景尚不明朗。
遙感技術監測地質災害
遙感技術在地質災害工作中的應用，主要體現在監測，調查，分析研究三方面，而且應用比較成熟。它能快速提供大面積地區的位置、分布、范圍、規模、類型、發育環境等數據和圖件，給地質災害的預防及防治提供了大量的信息，隨著技術的不斷成熟，必將在防震減災工作中發揮不可替代的作用。 地質災害作為一種特殊的不良地質現象，無論是滑坡、泥石流等災害個體，還是由它們組合形成的災害群體，在遙感圖像上呈現的形態、色調、影紋結構等均與周圍背景存在一定的區別。因此，對滑坡和泥石流等地質災害的規模、形態特徵及孕育特徵，均能從遙感圖像上直接解譯圈定。而且運用遙感成果結合遙感圖像區域地形地貌和地質構造信息的提取，野外重點地質災害現場調查查證相結合的技術和方法，形成地質災害的三維空間表達，可以深入了解和掌握地質災害發生發展的成因機理、趨勢和規律，為防災避難提供了相關的數據支撐，有利於災害監測和提早防治。
遙感技術林業檢測
1、遙感用於森林生物量估測：通過建立光學遙感影像植被指數與森林生物量的相關性能夠有效用於大區域森林生物的估測。
2、遙感用於森林覆蓋率統計及分析：用監督分類的方法提取森林覆蓋類型、位置和面積信息，並對分類結果與傳統數據調查方法數據進行了比較分析，對分類的精度進行了定性評價。實時快速地的獲取地區森林覆蓋率，可為森林生態環境提供基礎數據依據。
3、遙感用於森林病蟲害的監測：據光譜反射率的差異和結構異常在遙感數字圖上的記錄，通過光譜增強和模式識別，並在地理信息系統和專家系統的支持下，就可以實施對森林病蟲害的監測。
當然還有其他領域的監測，例如：土地利用監測，地表溫度監測、建設用地監測等等就不一一例舉了。
實時地球智慧城市遙感應用平台
中科遙感科技集團有限公司在實時地球網站發布了智慧城市遙感應用平台。遙感城市解決方案面向地方政府，搭建「互聯網+天基信息應用」模式的遙感應用服務和空間信息管理雲平台，支撐地方政府對指定區域的土地資源、農業資源、林業資源、生態環境和區域安全的日常管理、宏觀調控及監測預警。
遙感城市的數據信息來源，一方面可以直接由「實時地球」的數據支撐平台統一提供，另外也可以通過部署本地化的衛星資料庫和自動化生產線，進行本地化生產。本地化部署的優勢在於，原始數據和數據成果都在本地保存，可實現內網訪問獲取，提高數據安全性。同時也配合中科遙感「雲盒」產品一起組合進來，為「遙感城市「提供原始數據周期性服務。
用戶訪問只需進入實時地球網站，選擇「遙感城市」即可。目前對外開放的遙感城市有廊坊、南充、江源、上海、三江。
H. 基於高解析度遙感影像的土地利用資料庫建設
王文卿
（河南省國土資源廳信息中心 鄭州 450016）
摘 要：針對目前國家級和省級國土資源管理對現勢性土地利用數據的要求，在高解析度遙感影像處理、基於遙感影像的土地利用信息提取及資料庫建設等方面開展有益的嘗試，以便為國土資源管理提供快速、准確的土地利用信息，為國土資源的管理提供基礎信息服務和輔助決策工具。
關鍵詞：高解析度遙感影像 土地利用 資料庫
0 前 言
我國人多地少，耕地資源稀缺，當前又處於工業化城鎮化快速發展時期，耕地保護與建設用地需求的矛盾進一步凸顯，充分發揮技術優勢、及時掌握現勢性土地利用現狀，關繫到控制布局和調控經濟杠桿作用發揮的效率問題。位於我國南北交界的河南省擁有平原、丘陵、山區三種地形，本文利用法國 SPOT 5 衛星影像數據，在河南省開展全省基於遙感影像信息的土地利用資料庫試點建設，快速獲取國家級、省級國土資源管理所需要的土地利用現狀。
1 試點地區及遙感影像數據源基本情況
河南省位於黃河中下游地區，面積 16.7 萬平方千米，其中山地和丘陵共 7.4 萬平方千米，平原和盆地共 9.3 萬平方千米。採用覆蓋河南全省范圍的解析度為 2.5 m 的法國 SPOT 5 數據源，數據獲取時間為 2005～2007 年。數據共計 79 景，數據質量良好，基本滿足一般條件下影像分類的要求。但由於影像接收時間跨度大，且多集中於春季和秋季，由於河南省季節分明的特點，因此，覆蓋全省的影像存在著明顯的色彩差異問題。
2 遙感影像數據處理
單景全色與多光譜數據是同步接收到的，其圖形的幾何相關性較好，影像處理採用先配准融合、後糾正的順序 , 主要包括影像的配准、融合、正射糾正和鑲嵌、裁切等。
2.1 影像配准
影像配准採用 ERDAS 軟體中相對配準的方法，多光譜數據採用 XS2（紅）、XS3（綠）、XS1（藍）波段組合形式，重采樣採用雙線性內插法，以景為配准單元，以 SPOT 5 全色數據為配准基礎，均勻選取配准控制點。對接收側視角和地勢起伏較大的個別區域增加控制點採集密度。
2.2 影像融合
採用乘積變換融合法和 ANDORRE 融合方法對全色和多譜兩種空間解析度的數據進行合成，融合後影像採用調整直方圖、USM 銳化、色彩平衡、色度飽和度調整和反差增強等手段改善影像的視覺效果，使整景影像色彩真實、均勻、清晰，並且強化紋理等專題信息。
2.3 影像正射校正
影像正射校正採用 ERDAS 軟體的 LPS 正射模塊，利用 SPOT 5 物理模型，每景採集 25 個像控點均勻分布於整景影像，各相鄰景影像重疊區有 2 個以上公共像控點。正射校正以實測像控點和 1∶5 萬 DEM 為校正基礎 , 以景為單元，對融合後的數據進行正射校正。
2.4 影像鑲嵌
影像鑲嵌以工作區為單元，在景與景之間鑲嵌線盡量選取線狀地物或圖斑邊界等明顯分界處，盡量避開雲、霧及其他質量相對較差的區域，使鑲嵌後的影像色彩過渡自然，無裂縫、模糊和重影現象。
2.5 數字正射影像圖製作
數字正射影像圖（DOM）製作採用 Image Info 工具，按照 1∶1 萬標准分幅進行裁切，覆蓋完整的縣級行政轄區。依據《高解析度影像數據處理及資料庫建設技術要求》，利用 MapGIS 下分幅進行圖幅整飾。
3 基於遙感影像的土地利用信息提取
3.1 河南省土地利用遙感信息分類
結合河南省土地利用特點，本文制定了適用於河南省全省轄區的「基於遙感的土地利用分類」，將土地利用類型分為 3 個一級類，10 個二級類，5 個三級類，分類及相應含義見表 1。
表 1 基於遙感的河南省土地利用遙感信息分類
3.2 土地利用信息提取
以縣級行政轄區為單元，將鄉級及以上行政界線套疊在正射影像圖上，結合樣本影像信息並參考已有的土地利用資料庫和土地利用詳查資料，採用目視解譯方法提取土地利用現狀信息，同時建立遙感解譯標志。建立遙感影像解譯標志有助於縮小不同人員解譯的差異，提高解譯的准確性。本文採用的 SPOT 5 遙感影像的地面解析度較高，因此，多數地物比較直觀，易於判讀。典型地類照片如圖 1 所示。
圖 1 典型地類照片
本文使用的數據源大部分為春、夏時相，因此，植被一般為綠色；耕地多呈綠色或淺綠色；水域呈深藍或黑色；居民地多呈較規則的黑灰和灰白相間色；農村居民地則呈規則或不規則的綠和灰白相間色；鐵路、公路多呈深灰或淺灰色。
地物的細部色調常呈現出有規律的紋理。塑料地膜育秧、蔬菜大棚、畜禽養殖場多為水平排列的條狀紋理，但園地更為規則；林帶、園林地的北側或西側一般會有陰影，而耕地沒有。另外，根據有些地類常出現在特定的位置，可以利用此特徵把色調、紋理相近的地類區分開來。如坑塘多出現在農村居民點內部及河流附近，工礦用地大多分布在公路、鐵路兩側。
4 基於遙感影像信息土地利用資料庫建設
基於遙感影像信息土地利用資料庫建設，以縣（市、區）為單位，結合河南實際，制定了「高解析度遙感影像數據處理及資料庫建設技術要求」、「省級基於遙感影像 1∶1 萬土地利用資料庫標准」等。在標准中定義了基於遙感影像的土地分類、文件命名規則、數據分層以及滿足建庫需要的屬性數據結構。數據建庫按照要求將矢量數據分別建立縣級政區、地類圖斑、線狀地物、行政界線、地面控制點、地類界線、注記、樣本圖斑線、不一致圖斑線等數據層，並對照標准，逐層輸入屬性內容，建立分縣的基於遙感影像信息的土地利用資料庫。
4.1 多元數據復合
利用已建成的土地利用資料庫與正射影像數據疊加，參考資料庫地類屬性數據，根據遙感數據的光譜和空間特徵，通過人機交互方式，採集土地利用現狀信息。對於未建成土地利用資料庫的區域，對收集到的土地利用現狀圖掃描、糾正、投影變換後與正射影像套合，輔助提取土地利用現狀信息。
4.2 數據採集
（1）將原土地現狀資料庫行政界線與 DOM 影像套合，以影像為基準，修正行政界限。
（2）最小上圖圖斑面積：耕地和農村居民點為 3 mm×3 mm, 其他地類為 3 mm×5 mm。
（3）線狀地物：寬度小於 30 m 的鐵路、公路、河流等，沿影像輪廓中心線勾繪，大於等於30 m 的按圖斑處理，當線狀地物寬度變化大於 20％時，分段標記。
（4）河流：河流寬度為常水位線水面寬度 , 以原土地利用資料庫數據或正射影像為准。
（5）公路林帶：公路兩側寬度大於等於 30 m 的林帶，按實際寬度標繪。公路寬度小於 30 m，而單側林帶寬度大於 30 m 的情況，則將公路按線狀地物標識、而林帶按實際寬度勾繪。
4.3 數據分層
按照《省級基於遙感影像 1∶1 萬土地利用資料庫標准》的分層和命名規則將矢量數據分別建立縣級政區、地類圖斑、線狀地物、行政界線、地面控制點、地類界線、注記、樣本圖斑線、不一致圖斑線等數據層。
4.4 建立數據字典
全國民政部門行政編碼標准中省級、省轄市、縣級行政區的行政代碼長度均為 2 位，鄉級及行政村級政區代碼均為 3 位。MapGIS 軟體中縣級行政區、市級行政區合並統稱為「縣級行政區」。因此，省級行政區代碼為 2 位，縣級行政代碼為 4 位，鄉級和村級行政代碼為 3 位。
4.5 建立接合圖表
接圖表根據大地坐標建立索引，記錄了每個圖幅的圖名、圖號、經度、緯度等信息，是標准圖幅輸出的依據。
4.6 建立工程
以縣級行政轄區為單位，對采編的行政轄區、行政界線、地類圖斑、線狀地物、地類界線、注記、影像、DEM 等文件進行數據整理入庫，建立土地利用信息管理資料庫。
5 基於遙感影像信息的土地利用分類面積對比分析
以縣為單位將基於影像提取的土地利用分類面積與原土地利用資料庫面積進行比較分析，以檢驗基於影像提取地類信息的准確度。分別抽取東部平原地區 2 個縣、丘陵地區 2 個縣、山區 2個縣為例，以相對誤差進行對比分析（表 2）。
計算公式：相對誤差 =［（遙感資料庫面積－原土地資料庫面積）/ 原土地資料庫面積］×100%
表 2 分類面積相對誤差
由表 2 可見，公路、鐵路、建制鎮、居民點面積相對較大，但其占整體面積的權重較小（合計小於 16%）；其他各二級類面積相對誤差都小於 20％，尤其以山區吻合最好（相對誤差小於10%），平原次之（相對誤差小於 15%），丘陵較差（相對誤差小於 20%）。各縣（區）轄區面積誤差都小於 3％。
6 結 論
（1）高解析度遙感影像信息不僅可分辨耕地等一級類，分辨部分二級類也基本正確。本次基於遙感土地利用信息提取經外業驗證，確定圖斑正確率較高，不確定圖斑正確率較低，平原較山區提取的准確率高，影像質量較好的信息提取的准確率也較高。地類不同提取的准確率也不同。建設用地在遙感影像上較易判讀；耕地、園林地，由於受影像接收時間的影響，季節不同反應波譜也不同，且丘陵地區耕地與荒草地邊界區分不明顯，正確率較低。
檢查結果顯示，土地利用資料庫中，土地利用遙感分類結果正確率達 97% 以上，尤其是耕地和居民點等地類正確率高，達 99% 以上。
（2）利用高解析度遙感影像建立國家級、省級管理部門使用的土地利用現狀資料庫技術可行。在 MapGIS 軟體下對利用高解析度遙感影像信息土地利用資料庫工程文件進行檢查，檢查項目包括：圖形與影像套合精度、相鄰圖幅接邊精度、屬性數據正確性、各圖層要素拓撲和邏輯錯誤檢查等。經檢查，數據採集精度誤差小於 0.2 mm，相鄰圖幅接邊誤差小於 0.1 mm, 圖形數據、屬性結構及內容均符合技術設計和標准要求，資料庫運行正常能夠輸出相關報表。
將基於遙感影像信息土地利用資料庫與原詳查土地利用資料庫抽查對比，二者分類面積相對誤差對應率為 80％以上，因此利用遙感影像信息建設土地利用資料庫基本可行。
參 考 文 獻
國家測繪局.2007.基礎地理信息數字產品 1∶10000、1∶50000 生產技術規程［M］.北京：測繪出版社
國土資源部.2000.TD/T 1010—1999 土地利用動態遙感監測規程［S］.北京：地質出版社
國土資源部.2008.TD/T 1016—2007 土地利用資料庫標准［S］.北京：中國標准出版社
廖克，城夕芳，吳建生，等.2006.高解析度衛星遙感影像在土地利用變化動態監測中的應用［J］.測繪科學，（6）：11～15
（原載《測繪科學》2009 年第 10 期）
I. 基於遙感影像土地利用數據建庫
6.4.1 基於遙感影像土地利用數據建庫原則
（1）資料庫建立在統一平台下。採用國產地理信息系統 MapGIS 作為建庫基礎平台，通過數據格式轉換，用 ArcGIS 軟體系統管理資料庫。
（2）數據建庫依據統一技術標准。除執行國家和行業的一系列相關標准及規程外，嚴格按照本項目制定的《技術要求》和《資料庫標准》開展工作，所建資料庫數據結構、數據內容要符合技術設計要求，達到標准化。
（3）資料庫主要依據遙感正射影像上反映的地類特徵判定土地利用類型和標繪地類邊界，以原有的土地利用資料庫和土地利用圖作為輔助參考資料，對難以確定的圖斑經外業驗證確認土地利用類型。
（4）資料庫內容要具有完整性和實用性。能夠正確反映全省土地利用類型、面積對比、分布規律、利用特點，提供完整的土地資源資料。而且內容的選取和表示，要層次分明、清晰易讀，使數據內容完整、實用性強。
（5）建立嚴格的質量監督體系，實行「三檢一驗」制度。即每個工作階段都要通過自檢、互檢、專檢，對數據內容、數據精度進行質量把關，各項指標必須符合技術要求，資料庫建成後要通過項目組的統一驗收。整個資料庫建設過程採取嚴密的質量控制，從而保證資料庫數據質量。
6.4.2 資料庫文件命名規則、圖層劃分、數據屬性結構
為規范資料庫建設，保證基於遙感影像土地利用資料庫質量，在認真執行國家和行業標準的原則下，進一步定義了基於遙感影像資料庫文件命名規則、數據分層、數據屬性結構。
6.4.2.1 文件命名規則
（1）圖層文件命名規則。行政區劃代碼 + 圖層名 + 影像獲取年份 + 文件擴展名，例如：河南省鄭州市金水區 2006 年資料庫，縣級政區層：410101XJZQ2006.WP，行政界線層：410101XZJX2006.WL，地面控制點層：410101GCP2006.WT。（註：文件命名欄中，.WT、.WL、.WP 分別代表 MapGIS 格式文件中的點文件、線文件和面文件）
（2）數字正射影像圖（DOM）文件命名規則。數字正射影像圖（DOM）影像文件、整飾文件和元文件共同組成 DOM 信息管理文件夾。文件夾命名規則為：影像獲取年份 + 圖幅號，例如：影像獲取時間為 2005 年，圖幅號為 I49G053089，其對應的 DOM 文件夾名稱即為「2005I49G053089」。
DOM 影像文件、整飾文件和元文件命名規則為：圖幅號 + 文件類型 . 文件擴展名。例如：DOM 圖幅號為 I49G053089，其各類文件命名見表 6-5。
表 6-5 DOM 文件命名規則
註：文件命名欄中「，.WT、.WL、.WP」代表圖廓修飾文件中的 MapGIS 數據格式中的點、線、面文件。
6.4.2.2 圖層劃分
根據基於遙感影像信息建立土地利用現狀資料庫的特點，資料庫中僅反映基礎地理和土地利用的基本要素，在這些要素基礎上建立行政轄區、地類圖斑、線狀地物、測量控制點、注記、樣本圖斑、不一致圖斑等圖層。資料庫所含要素圖層見表 6-6。
表 6-6 圖層劃分表
6.4.2.3 數據屬性結構
根據所劃分圖層分別設置如下數據屬性結構。
（1）行政區劃屬性表（表 6-7）。
表 6-7 行政區劃（SHZQ、SJZQ、XJZQ）
註：①區劃代碼採用 GB/T 2260—2002 規定的代碼；②行政區名採用 GB/T 2260—2002 規定的行政區名。
（2）行政界線屬性表（表 6-8）。
表 6-8 行政界線（XZJX）
（3）地類圖斑屬性表（表 6-9）。
表 6-9 地類圖斑（DLTB）
（4）地類界線屬性表（表 6-10）。
表 6-10 地類界線（DLJX）
（5）線狀地物屬性表（表 6-11）。
表 6-11 線狀地物（XZDW）
（6）地面控制點屬性表（表 6-12）。
表 6-12 地面控制點（GCP）
（7）樣本圖斑屬性表。
樣本圖斑屬性表同表 6-8。
（8）不一致圖斑屬性表（表 6-13）。
表 6-13 不一致圖斑（BYZTB）
（9）注記屬性表（表 6-14）。
表 6-14 注記（ZJFH）
註：①注記中不包括圖廓注記；②僅文字注記填入相應的屬性內容；③高寬為注記的高度 × 寬度，如 3×4。
6.4.3 基於遙感影像土地利用信息提取
以遙感正射影像圖（DOM）為本底圖，根據遙感影像上所反映的土地利用類型空間特徵，從地物光譜、紋理的可分性，利用目視解譯對土地利用信息加以提取，快速獲取土地利用及變化信息，為高效、准確、規模化土地資源動態監測提供技術支持。
6.4.3.1 目視解譯（判讀)
目視解譯主要是從影像上獲取地物三種特徵：①光譜特徵。提取顏色、灰度或多波段數據間的特徵變數等地物的光譜特徵，區分出土地覆蓋信息；②空間（幾何）特徵。將地物的形狀、大小、邊界、線性特徵、空間關系等幾何性特徵提取出來，來獲取地類圖斑的空間信息；③紋理特徵。根據構成圖案的要素形狀、分布密度、方向性等紋理特徵提取，可獲得土地利用信息。通過三種特徵提取構成土地利用的空間地理信息與屬性。
影像目視解譯分類是運用了解譯者的綜合知識，對遙感影像進行分析、識別。目視解譯包括室內預判、外業調查、室內詳細解譯和外業驗證等步驟。室內預判是初步解譯、初步建立解譯標志並將解譯中遇到的不能確定的目標和疑難點記錄下來留待外業確定，通過外業調查與實地對照進行測量和樣本採集，以提供後續階段詳細分析，室內詳細解譯是在上述基礎上，建立影像解譯標志，對工作區的土地利用分類信息提取，再次進行外業驗證提高影像解譯的准確性與精度。
基於遙感影像的土地利用分類信息提取技術流程如圖 6-9 所示。
圖 6-9 土地利用分類信息提取技術流程圖
6.4.3.2 土地利用類型判讀方法
遙感影像地類信息判讀的准確性是基於影像土地利用數據建庫的關鍵，因此在進行數據採集時運用相關分析方法，根據影像時相、區位地形特徵等對影像進行綜合分析，判斷影像所反映的地類信息，勾繪地類界線，標注地物類別，形成預判圖。
（1）耕地。主要分布在平原地區、河流兩岸、川台地和緩坡地上。
平原地區的耕地，在影像上反映比較單一，呈條塊狀或網格狀分布，形狀規則，絕大部分都能作出准確判讀。由於時相的不同所反映的色調有所差異，農作物生長季節的耕地呈綠、淺綠色；農作物收獲季節的耕地則呈灰白、褐白色，如：河南省平原地區影像為 6 月份時相的，大部分都為收獲後的裸露耕地，其色調特徵為白或灰白；但窪地處的耕地，若影像接收日期在雨水季節，在影像上顯示出水域特徵，採集時要參考土地利用資料進行判斷，同時作為不確定圖斑進行外業調查，實地分析周邊地形狀況來確定其地類。另一種情況是農作物與林果兼作的土地，冬春季節和夏秋季節接收的影像特徵差別較大，冬春季節反映的是以耕地為主，夏秋時則以林地為主，對此情況在參照土地利用資料的同時，作為不確定圖斑由外業判定地類類型。
農作物生長及收獲後耕地特徵如圖 6-10 所示。
山區和丘陵地區的耕地，在影像上反映的是綠色和灰白色相間的層疊狀影像紋理特徵，集中連片的較大地塊影像上較易判斷，而零散分布特別是在坡地上由農民零星開發出的小塊耕地很難確定。根據分布規律、紋理特徵，參考土地利用資料來確定地類，室內判讀不出的，作為不確定圖斑由外業判定地類類型。
坡耕地影像特徵如圖 6-11 所示。
圖 6-10 農作物生長及收獲後耕地特徵
圖 6-11 坡耕地影像特徵
（2）園林地。在基於遙感影像土地分類中將園林地歸並為一個地類。
平原地區的園林地分布有一定規律，大部分在村莊周邊，呈塊狀或條帶狀分布，色調均勻，形狀規則，邊界明顯。成片種植的闊葉林易與耕地區分，一些針葉、矮生果樹以及苗圃的色調和紋理特徵與耕地相近，較難判讀，在參考土地利用資料無法判讀的作為不確定圖斑由外業調查確認。
山區和丘陵地區的園林地呈片狀或帶狀，形狀不規則，邊界較明顯。連片林地較容易判讀，難以判讀的是丘陵向平原地區的過渡地帶，其間零散分布的樹木與雜草叢生一起，主次難分，林地與荒草地之間沒有明顯分界線，此種情況可通過外業調查權衡主次來確定。
公路林帶，影像上呈深綠色調，沿公路兩側呈規則長條帶狀，室內可准確判讀。
園林地影像特徵如圖 6-12 所示。
（3）其他農用地。牧草地在基於遙感影像土地分類中歸並到其他農用地。牧草地在河南省區域內分布很少，其紋理和色調特徵與耕地接近不容易區分，只有從其分布形態來分辨，其邊界多呈不規則形態，同時利用土地利用資料輔助判斷，或根據實地調查情況確定地類。
坑塘、養殖水面、溝渠等在影像上有明顯特徵，可根據解譯標志對影像進行判讀。
其他農用地影像特徵如圖 6-13 所示。
圖 6-12 園林地影像特徵
圖 6-13 其他農用地影像特徵
（4）城市和建制鎮。城市和建制鎮影像特徵比較典型，呈規則條塊狀，以灰、灰白色調為主，可准確判讀。各省轄市、縣級市政府所在地的建成區按城市歸類，縣政府所在地及建制鎮建成區仍按建制鎮歸類。
城市和建制鎮影像特徵如圖 6-14 所示。
圖 6-14 城市和建制鎮影像特徵
（5）農村居民點。農村居民點地類特徵比較明顯，呈灰白與綠色調相間的片狀分布，邊界清晰，依據其在影像上的實際范圍進行採集，但採集時要注意與其他建設用地區分。農村民居點影像特徵如圖 6-15 所示。
圖 6-15 農村居民點影像特徵
（6）鐵路、公路。鐵路、公路在影像上表現為長條帶狀或線狀形態，形狀規則，兩者色調比較接近呈深灰色，建設中的鐵路、公路呈白加灰色，高速公路較易判讀，普通公路與鐵路不太容易區分，可參考土地利用資料輔助判讀，新增的鐵路、公路要到實地外業調查後確認地類。
鐵路、公路影像特徵如圖 6-16 所示。
圖 6-16 鐵路、公路影像特徵
（7）其他建設用地。獨立工礦用地大多分布在城鎮、農村居民點中或周邊，或分布在公路、鐵路兩側，呈規則塊狀，以白、白加灰色調為主，兼有綠、黃等其他色調，判讀時要注意與臨時取土的耕地進行區分，其影像特徵比較接近，容易誤判。
水庫水面呈橢圓、扇形或方形，邊界規則，根據影像特徵比較容易判讀。
其他建設用地影像特徵如圖 6-17 所示。
（8）未利用地。葦地、灘塗、河流、湖泊可根據其空間位置和影像上明顯特徵，較容易分辨。由於葦地和灘塗大多分布在河流、湖泊、水庫周邊，可根據其空間位置進行判讀；荒草地在影像上較難分辨，要藉助土地利用資料輔助判讀或到實地調查。
裸岩、裸土地多分布在山區、丘陵地區，其周圍與林地銜接或向平緩地帶過渡時，其邊界不明顯，此類情況在外業也難以區分地類邊界，對此在參照土地利用資料的基礎上，要充分分析影像上的色彩、紋理特徵來確定。
未利用地影像特徵如圖 6-18 所示。
圖 6-17 其他建設用地影像特徵
圖 6-18 未利用地影像特徵
J. 高解析度影像數據處理及數據建庫技術方法研究
潘振祥
（河南省國土資源廳信息中心 鄭州 450016）
摘 要：本文通過開展高解析度衛星遙感影像數據（SPOT5）處理及建庫技術方法研究和探索，制定了《高解析度影像數據處理及基於遙感影像土地利用資料庫建設技術要求》和《省級基於遙感影像 1∶1 萬土地利用資料庫標准》，製作了覆蓋河南全省的 1∶1 萬數字正射影像圖，建立了河南省基於 SPOT 5 的 GPS 像控點圖形圖像資料庫、高解析度衛星影像資料庫和基於影像信息土地利用資料庫，為全國土地利用二次調查基礎底圖製作進行了有益的探索。
關鍵詞：土地資源 衛星影像 遙感 資料庫 像控點
0 引 言
隨著信息技術的快速發展，衛星遙感影像處理技術得到了突破性進展，高解析度衛星影像在土地資源調查評價、土地利用動態遙感監測、土地執法監察、土地變更調查以及大中比例尺地形圖測繪等方面應用已取得顯著成效。
針對河南省高解析度遙感影像數據處理及資料庫建設項目任務，項目組提出了利用 GPS 外業靜態實測坐標作為影像數據校正的控制資料，制定了《高解析度影像數據處理及基於遙感影像土地利用資料庫建設技術要求》和《省級基於遙感影像 1∶1 萬土地利用資料庫標准》等，並根據項目任務要求，制定了切合河南實際的基於遙感影像信息的土地利用分類體系，同時，通過項目開展，製作了覆蓋河南全省的 SPOT 5 數字正射影像圖（DOM），並建立了河南省基於 SPOT 5的 GPS 像控點圖形圖像資料庫，為土地利用二次調查基礎底圖製作進行了有益的探索。
1 影像數據處理及資料庫建設技術路線
（1）多源遙感信息相結合。選取最佳波段組合的多光譜影像與高解析度全色影像融合，生產具有高解析度空間信息和豐富光譜信息的融合影像。
（2）GPS 像控點、基礎圖件（資料庫）和 DEM 相結合。根據實際情況，採用 GPS 像控點，同時利用 1∶5 萬 DEM 對遙感影像進行正射校正。
（3）人機交互與計算機自動提取相結合。以人機交互解譯為主，進行土地分類信息提取。
（4）遙感解譯與地面調查相結合。對提取的地類圖斑信息進行外業驗證，對在室內不確定的地類圖斑，進行外業實地調查。
2 GPS 像控點圖形圖像資料庫建立
為保證像控點選取精度，首先在 2.5 m 解析度的全色影像上，按照像控點選取的技術要求，每景均勻選取了 25 個像控點，並對像控點進行了全外業 GPS 靜態測量，在 MapGIS 平台下編輯像控點屬性結構，建立 GPS 像控點圖形圖像資料庫，並將像控點外業測量成果表以圖片方式保存在屬性表中。如圖1所示。
圖1 像控點圖形圖像資料庫示意圖
2.1 GPS 像控點選取
為保證像控點外業測量精度，像控點選取時，點位分布要相對均勻，特徵明顯，交通便利，數量足夠，盡可能在全色影像上選取，盡量避開高壓線、大面積水域等干擾因素。
為提高外業測量效率，將選取的待測像控點製作成「像控點外業測量成果表」，成果表包括像控點編號、點位及放大的示意圖、WGS84、1954 北京、1980 年西安三套坐標和點位說明等內容。
2.2 GPS 像控點外業施測
像控點外業測量採用附合路線法，各像控點平均間距約 13 km，像控點與 C 級 GPS 控制點組成 GPS 控制網。GPS 像控點外業測量利用河南省 C 級 GPS 控制網成果的三套數據（分別為WGS 84、1954 北京和 1980 年西安坐標）作為起算數據，依據《全球定位系統（GPS）測量規范》，採用靜態方式同步進行觀測，三台套 GPS 接收機為一組，觀測時段長度不少於 45 分鍾，衛星高度角≥ 15°，有效觀測衛星總數≥ 4 個。測量數據採用南方測繪軟體進行基線解算、平差處理並進行高程擬合，最後解算出像控點基於三套坐標系統的三套數據和擬合高程。
2.3 GPS 像控點圖形圖像資料庫的建立
GPS 像控點圖形圖像資料庫以河南省 1∶50 萬地理底圖作為工作底圖，輸入像控點空間坐標，並採集像控點屬性與圖形信息，建立數學基準統一的像控點圖形圖像文件。像控點圖形圖像信息，除像控點所具有的地理坐標信息之外，還包括與待糾正影像相關的特徵地物的紋理信息、解析度信息等。
3 影像數據處理
影像數據處理包括衛星影像全色數據與多光譜數據的配准、融合和影像數據正射校正、鑲嵌及正射影像圖（DOM）的製作等。本項目所使用到的 SPOT 5 數據是由視寶公司提供的 1A 級數據，只經過了探測器的均衡化處理，為了進行多元數據的復合，製作正射影像圖，必須對圖像進行正射校正，建立地理坐標。影像數據處理技術流程如圖 2 所示。
圖2 影像數據處理技術流程
3.1 影像配准
本項目使用的單景多光譜數據與全色數據是同步接收到的，其圖形的幾何相關性較好，多光譜數據與全色配准難度小、精度高，因此採用相對配準的方法，SPOT 5 多光譜數據波段組合採用 XS2（紅）、XS3（綠）、XS1（藍）形式，影像重采樣間隔為 2.5 m，重采樣方法採用雙線性內插，以景為配准單元，以 SPOT 5 全色數據為配准基礎，均勻選取配准控制點，對接收側視角較大，地勢起伏對配准影響較為嚴重的區域相應增加控制點密度，將 SPOT 5 多光譜數據與之精確配准，並隨機選擇配准後全色與多光譜數據上的同名點進行檢查，以確保數據的配准精度。
3.2 影像融合
圖像融合處理採用最基本的乘積組合演算法直接對兩種空間解析度的遙感數據進行合成，融合後圖像則採用直方圖調整、USM 銳化、彩色平衡、色度飽和度調整和反差增強等手段，以使整景影像色彩均勻、明暗程度適中、清晰，增強專題信息，特別是加強紋理信息。
3.3 影像正射校正
影像正射校正採用 ERDAS 的 LPS 正射模塊，利用 SPOT 5 物理模型，每景 25 個像控點均勻分布於整景影像，各相鄰景影像重疊區有 2 個以上共用點。正射校正以實測點和 1∶5 萬 DEM為校正基礎，以景為單元，對融合後的數據進行正射校正，采樣間隔為 2.5 m。
3.4 影像鑲嵌
影像鑲嵌採用 ERDAS 的 LPS 正射模塊中批量處理模塊，相鄰兩幅影像，均採集了兩個以上共用點，大大提高了影像鑲嵌精度。為驗證鑲嵌精度，以縣（市、區）為單位，在其鑲嵌區隨機選擇 25 個以上檢查點進行鑲嵌精度檢查。
3.5 數字正射影像圖製作
數字正射影像圖（DOM）製作採用 Image Info 工具，按照 1∶1 萬標准分幅進行裁切，覆蓋完整的縣級行政轄區。圖幅整飾依據《高解析度影像數據處理及資料庫建設技術要求》，利用MapGIS 資料庫平台，按照 1954 北京坐標系、1985 年國家高程基準的生成 1∶1 萬標准分幅圖幅整飾。
4 創新成果
項目組在圓滿完成項目任務的前提下，結合項目進展和土地管理需要，創造性地開展工作。總結項目進展和取得的成果，創新成果主要體現在：
（1）影像校正控制點 GPS 外業實測數據作為影像校正控制資料，改變了以往利用地形圖、土地利用現狀圖（資料庫）作為控制資料的傳統方式，極大地提高了影像校正精度，節省了項目投入經費。
覆蓋河南全省 1∶1 萬標准分幅地形圖共計 6565 幅，而實有地形圖僅 5600 余幅，項目組在徵求部課題組同意的前提下，提出採用 GPS 外業實測控制點作為影像校正控制資料的思路。基於這一思路，項目組進行了一系列研究和論證，制定了 GPS 外業測量技術要求，並對覆蓋全省的每景 SPOT 5 衛星影像相對均勻地選取了 25 個控制點，相鄰景影像不少於 2 個共用控制點的原則，全省共選取影像校正控制點 1421 個，GPS 大地控制 C 級點 94 個。根據影像數據接收時間和項目進度，共分 13 個測區，對所有控制點採用附和路線法進行了靜態測量，分別計算出各控制點和檢查點的 WGS84、1954 北京和 1980 年西安三套坐標。
（2）河南省像控點圖形圖像資料庫的建立，為今後河南全省土地利用遙感監測、衛片執法監察等提供了技術保障。
為使外業測量成果長期保存和今後使用，項目組在項目任務之外，在 MapGIS 平台上，基於河南省 1∶50 萬地理底圖，建立了 GPS 像控點圖形圖像資料庫。GPS 像控點圖形圖像資料庫的建立，不僅滿足 SPOT 5_2.5 m 高解析度衛星影像的校正精度要求，同時為今後河南全省土地利用遙感監測、衛片執法檢查、礦山環境監測等奠定了基礎。
（3）高解析度影像數據大區域整體正射校正和鑲嵌處理技術的探索，為影像數據批處理技術的推廣進行了有益的探索。
由於本次試點項目涉及的范圍廣、影像處理工作量大，因此，項目組在保證影像糾正精度的前提下，為提高工作效率，探索和使用了遙感影像專業處理軟體 ERDAS 的 LPS 模塊提供的大區域整體正射糾正和影像鑲嵌處理功能，達到了較好的應用效果。
鑒於本次試點項目所使用的影像數據均為同步接收的 SPOT 5 多光譜與全色數據，其圖形的幾何相關性較好，多光譜數據與全色配准難度小、精度高，因此，影像數據處理採用先單景融合、後大區域整體正射校正、最後進行大區域鑲嵌配準的技術流程進行影像處理。
正射糾正採用 ERDAS 的 LPS 批量正射模塊。糾正採用 SPOT 5 物理模型，控制點均勻分布於整景影像，每景控制點個數為 25 個，各相鄰影像重疊區有 2 個以上共用點。正射糾正以 GPS外業實測控制點和預處理的河南省 1∶5 萬 DEM 為糾正基礎 , 對 SPOT 5 融合數據進行批量糾正，采樣間隔為 2.5 m。影像鑲嵌採用的是 ERDAS 的 LPS 批處理模塊，由於各相鄰景影像均採集了兩個以上的共用點，大大提高了影像鑲嵌精度。
（4）基於遙感影像信息土地利用分類標准體系的制定，為國家和省級快速掌握和提取土地利用變化信息進行了有益的探索。
項目組根據部課題組要求及國家和省土地管理工作需要，結合 SPOT 5 衛星影像光譜特徵和紋理信息，經充分研究和論證，制定了切合河南實際、滿足「高解析度影像數據處理及資料庫建設」試點項目需要的基於遙感影像信息的土地利用分類標准，該標准中將土地利用類型分為農用地、建設用地和未利用地等 3 個大類，耕地、園林地、其他農用地、城市用地、建制鎮用地、農村居民點用地、鐵路用地、公路用地、其他建設用地、未利用地等 10 個二級類，此外，根據個別地類特點，又分別從農用地、建設用地和未利用地中單獨劃分出公路林帶、農業水利用地、水利設施用地、未利用水面和黃河灘地等 5 個三級類，分類標准與現有的土地利用分類體系協調、一致，符合國土資源土地分類標准體系。
（5）基於遙感影像土地利用資料庫建設，為國家和省土地宏觀管理提供了現勢性較強的土地利用電子數據，為國內同類工作的開展提供了技術依據。
考慮到國家和省級土地宏觀管理的需要，根據項目制定的「基於遙感影像土地利用分類體系」，結合中地公司 MapGIS 土地利用資料庫管理系統框架結構，項目組在 MapGIS 資料庫管理系統平台的基礎上，分別制定了《高解析度影像數據處理及資料庫建設技術要求》和《基於遙感影像 1∶1 萬土地利用資料庫標准》等，並在標准中明確了基於遙感影像的土地分類、文件命名規則、數據分層格式及要求等，保證了數據標准和數據格式的一致性及資料庫建設質量，為國家和省提供了翔實的土地利用現勢數據。
5 結 語
隨著遙感技術和計算機技術的飛速發展，高解析度遙感影像數據在土地管理工作中的應用越來越普遍，同時，遙感影像數據處理的技術手段也越來越科學、越來越先進，尤其是全國第二次土地調查工作的全面開展，將遙感影像在土地管理方面的應用推到一個前所未有的水平，因此，如何在影像數據處理過程中盡可能減少人力和財力投入已顯得尤為重要。本項目針對上述問題，在科研與生產過程中，提出的採用 GPS 外業實測控制點作為影像校正控制資料、GPS 像控點圖形圖像數據建庫及基於國家和省級土地管理需要而提出的基於遙感影像信息土地利用資料庫標准等，進行了較好的詮釋，為今後同類工作的開展進行了有益的探索。
參 考 文 獻
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（原載《測繪通報》2008 年第 10 期）