A. 数据内容
数据是国土资源遥感综合调查的基础，国土资源遥感综合调查管理信息系统所涉及的数据与其他信息系统相比，具有类型多样，内容丰富，属性、图形、文档一应俱全，信息量巨大等特征，因此对遥感综合调查信息的数据内容进行合理的划分和表达相当重要。根据系统需要处理的对象和结果来看，遥感综合调查基础数据库可划分为公共数据库、专题数据库和综合数据库等三个基本数据集。
其中，公共数据库存放与数据库、应用系统操作和控制有关的数据，如1∶25万基础地理数据库、1∶25万DEM数据库、1∶25万TM和ETM＋遥感影像数据库等；专题数据库包括土地利用现状数据库、主要矿产资源数据库、地质灾害环境数据库、近海岛屿数据库、海岸带数据库、地质构造及地壳稳定性数据库、重点城市动态变迁数据库等；综合数据库管理各种数据的更新结果和空间分析结果的数据。
遥感综合调查基础数据库除了上述内容之外，还必须包括各个基本数据集中的各个子集的元数据信息。元数据是关于数据的描述性信息，如数据质量、数据获取时间、数据获取日期、数据获取机构等。由于它们也间接地描述了遥感调查基础信息所涉及的实体，遥感调查基础信息的元数据也是一项重要的数据内容。建立元数据的作用是可以通过它检索、访问数据库，可以有效利用计算机的系统资源，从而满足社会各行各业的用户对不同类型数据的需求以及交换、更新、检索、数据库集成等操作（中国21世纪议程管理中心，1999）。
B. 与同期地面调查数据对比分析
以县（市、区）为单位将基于遥感影像获取的土地利用分类面积与同期变更调查面积以及原土地利用数据库面积进行比较分析，以检测基于遥感影像提取地类信息的精度和分析土地利用变化情况。
6.6.1 与同期变更调查面积对比分析
以一个市为例，遥感数据库面积与同期变更调查数据进行对比分析。
6.6.1.1 土地总面积对比分析
××市遥感数据库面积与同期变更调查数据相比较存在一定的差别：全市遥感数据库土地总面积为827415.91hm2，比同期变更调查土地总面积多2470.82hm2，多0.30%。从整个市来说，面积相差较小的为0.22hm2，面积变化非常小；除市辖区面积变化较大外，其余各区县的面积相比变化都不大，所占百分比均小于3%。市辖区遥感数据库面积比同期变更调查面积少4247.34hm2，所占百分比为13.49%，差异的主要原因是随着城市化进程，城区面积有所扩展，行政界线调整所致，见表6-15。
表 6-15 ×× 市遥感数据库与变更调查辖区面积对比
续表
注：面积较差=遥感数据库面积－变更调查面积
面积变化=面积较差/变更调查面积×100（下同）
6.6.1.2 重点地类面积对比分析
以一个县为例。××县遥感数据库耕地面积为65977.3hm2，较同期变更调查面积少2544.36hm2，少3.71%。耕地面积的差异是因为有些地方变更不到位所致。
遥感数据库建设用地面积19649.54hm2，较同期变更调查面积多524.9hm2，多2.7%。除农村居民点相差较小与同期变更调查面积基本相当外，其余建设用地相对较差都在20%以上。
建制镇遥感数据库面积较同期变更调查面积增加较多1191.0hm2，增加112.6%。由于社会经济的快速发展，致使县城的控制范围不断扩大，建制镇周边的原农村居民点划入建制镇范围内，从而导致建制镇面积差异较大。
农村居民点遥感监测面积较同期变更调查面积多653.55hm2，多5.15%。面积增加的原因是未将村庄周边的工矿用地单独圈出，从而导致农村居民点面积存在差异。
铁路遥感数据库面积较同期变更调查面积减少549.57hm2，少5.15%；公路遥感数据库面积较同期变更调查面积减少329.5hm2，减少21.5%。铁路面积的差异是因为一些地方铁路未上图所致，公路面积差异是因为一部分公路林带归入园林地中统计。
其他建设用地遥感监测面积较同期变更调查面积减少75.4hm2，减少31.9%。面积减少的主要原因是将与建制镇和农村居民点相连片的工矿用地划入建制镇和农村居民点内，从而导致其他建设用地面积有所减少，见表6-16。
表 6-16 ××县重点地类面积对比表
6.6.2 与原土地利用数据库面积对比分析
6.6.2.1 土地总面积对比分析
遥感影像数据库采用一调土地利用现状库的行政边界，因此所建县（市、区）基于遥感影像土地利用数据库辖区面积与一调数据库面积基本一致，误差很小，以一个县为例作辖区面积对比分析。
××县遥感数据库面积与原土地库面积对比：遥感数据库土地总面积为124782.54hm2，原土地库土地总面积为124784.09hm2，遥感数据库面积与其差值为1.55hm2。从两种数据对比分析结果表明，遥感数据库面积与原土地库面积基本吻合，基于遥感影像建立的土地利用数据库辖区面积精度满足要求，见表6-17。
表 6-17 ×× 县辖区面积对比表
6.6.2.2 重点地类面积对比分析
在项目区随机抽取一个县级市为例，进行耕地和建设用地等重点地类面积对比分析。
××市遥感数据库面积与原土地库面积对比：遥感数据库耕地面积为137593.37hm2，比原土地库面积减少803.01hm2，少0.58%；而建设用地中建制镇面积多503.09hm2，多35.79%，农村居民点面积多657.97hm2，多了2.73%，公路面积多786.98hm2，多了75.27%，其他建设用地面积多993.17hm2，多了21.49%；只有铁路面积减少0.30hm2，铁路面积减少的原因是从影像上量测的铁路宽度与原土地库标注宽度不同所致，但仅相差0.29%，未超出误差限制范围。分析对比结果表明，本市耕地和建设用地变化与近几年经济快速发展相适应，近几年城市化、工业化进程发展较快，城镇和农村居民点都得到了一定的扩展，随着经济建设的推进，城市一些工矿企业近几年也有很大扩充，经济建设的发展占用了一些土地资源，使耕地一定量上的减少，与原土地库比较仅减少0.85%，见表6-18。
表6-18 ××市重点地类面积对比表
通过对统计结果的分析以及与同期变更调查数据、原土地库数据的比较,获取了全省158个县（市、区）耕地、建设用地等主要地类的面积和空间分布情况，分析了与同期变更调查数据、原土地库数据差异的原因。
综上，依据影像特征，参考已有土地利用数据库，解译土地利用遥感分类信息，在此基础上建立的覆盖全省的县（市、区）基于遥感影像土地利用数据库，基本客观、准确地反映了土地利用状况。
C. 1972中国城市数量
75个。
1972－2020年中国典型城市扩展遥感监测数据库，反映了近50年中国城市扩展的时空变化特征，目前，该数据库包括4个直辖市、28个省会（首府）城市、2个特别行政区以及41个其他城市（含5个计划单列市）在内的75个典型城市1972－2020年的现状及扩展动态情况。
2022中国共有660个城市，一线城市有36个，二线城市有237个，县级市一共364个，地级城市共有239个。
D. 城市遥感的城市信息系统
广州市的城市规划、管理信息系统是建立在坚实的航空摄影与航空遥感资料基础之上的。包括覆盖全市的1∶2000比例尺数字正射影像地图和1∶5000比例尺彩色数字影像图,并进行了水系与绿地调查、违章建筑监测与规划现状分析。建成了数字影像DTM数据库。在此基础上,提出了1991～2010年跨世纪的远景发展总体规划,包括城市发展结构、土地利用模式、环境保护、供电等37个专项和50幅专题图件,以CAD和GIS技术综合集成为多层次、多类型的多媒体规划管理信息系统。其中闪光的创新点和具有推广价值的经验,有以下几方面:(1)提出城市发展“门槛分析”的新理论。通过GIS叠加综合分析,将城市发展用地分为不同等级的门槛,从而进行各发展方向的条件评价及城市功能分布评价。指出广州市白云山脉、珠江泛滥平原上残余丘陵等自然门槛和文物保护区应列为绝对不能动用作为建筑用地。现有城区内的结构性门槛较多,而向东发展有较好的潜力。(2)建立历史文化名城保护规划信息系统。包括空间环境景观、历史风貌、文物古迹、革命史迹、近代优秀建筑与古树名木等保护对象,建成多媒体查询系统。200多处文物保护和300多株古树名木,逐一定位、定性登记。
(3)建成300多平方公里的实测,普查地下管线数据库。实现全面普查与竣工测量相结合,规划审批与现状信息相结合,具备综合查询、网络或截面分析、管线工程辅助设计、规划综合与管线制备等功能,从而实现了管线规划与实施的办公自动化。(4)指出城市增长驱动力包括向心、离心与摩擦三大力因素变化的新观念,以及城市增长与土地增值六阶段的理论,建立了从宏观到微观的土地增值的模型。依据上述详实的遥感图像数据库和应用理论模型,广州市成功地实现了优先建立分区规划信息系统的策略,将这一特大城市的土地利用模式划分为79个地块,提出“现状分析、条件拟定、方案设计、成果监理、动态入库”这一全过程数字化的系统模式。并以21世纪广州新的城市中心为目标,实现规划管理、土地批租、开发建设、物业管理一体化和系统化。力争与国际化城市形象与标准接轨。实现了窗口服务、网络(Internet,Intranet)联接和办公自动化。广州市城市信息系统不仅在本市正常运行,而且在湛江市、中山县、小榄镇等中小城镇得到推广,并为乌鲁木齐市、天津保税区和北京中关村高新技术区所借鉴。曾参加1992年国际城市建设成果及1996年全国城市规划成就展览。重庆是1997年设置的新的直辖市,幅员由2.3万km2扩大到8.2km2。行政辖区覆盖三峡库区80%,面临着老工业基地改造、移民、扶贫和生态环境保护的4大难题,肩负着增强中心城市综合实力,探索城市带动农村,搞好三峡库区移民的新的历史使命。为此,急需应用遥感监测技术和地理信息系统来缓解山城改造、工矿交通占用农田以及森林砍伐、水土流失诱发崩塌、滑坡、泥石流等灾害问题。
1984年沿长江两岸各15km范围内进行过1∶6万航空彩红外摄影,1992～1995年再次组织了全市1∶6万比例尺及城郊区772km2的1∶1万航空彩红外摄影。1989年引进MSS进行城市地貌调查,1996年着手建设地理信息系统,重视数字化生产以及数据质量、管理与更新的规范和制度,完善多源数据集成环境和服务体系,界面友好全汉化菜单提示,为山城特有的斜坡、陡崖、梯坎等地形地貌关系的表达,精心编制了专用子程序,已开始为新的城市设计招标提供80km2的1∶500数字地形图;沿着210、212两条国道100余km提供了1∶500～1∶2000数字化地形图和三维立体模型,为经济开发区、新技术区、石油、天然气提供数字化的管网图。空间分辨率卫星图像数据应用于城市数据库的更新从1999年出版的“香港揽胜”地图集的出版可以看到,在这部以太空影像为主体的香港城市地图集中,搜集了1994年俄罗斯COSMOS(2米)、1999年法国(SPOT-10米)、加拿大(Radsat-10米)等的卫星数据和图像及1994年中国科学实验卫星(3米)的数据和图像。而且经过高精度的辐射校正与几何纠正,编制了1∶60,000比例尺的分幅影像图与地理图。全部是在电脑辅助制图和影像处理工艺过程下完成的。这些图像,形象地展示出香港城市发展计划的成就;荃湾、沙田、屯门和大埔四座大型新市镇,已经基本建成居住、工业、生活协调发展的卫星城镇,荃湾已与九龙市区连为一体,启德机场2.1km2的土地将停止使用,元朗、粉岭和上水在迅速发展之中。新市镇的发展,为香港多元化的工商业提供了大量相对廉价而交通便利的土地。为香港人居环境提供了较为宽松的生活空间。而且在这些遥感图像数据的基础上,对香港的填海造陆工程(约6000公顷,占城市用地的60%)、植被类型和绿被指数、土地利用与土地覆盖现状、自然保护区以及飓风、赤潮等自然灾害,作了初步的专题分析,揭示与香港城市生活休戚相关的供水、供电、电讯、交通网络系统及其与深圳、珠江三角洲乃至大陆腹地的唇齿相依的关系。图集问世之后,受到香港特区政府部门、大学和科研部门的欢迎。卫星遥感图像数据应用于区域城镇体系的规划设计城市发展,决不是彼此孤立的现象,随着城市的发展,它们的辐射作用对于毗邻的城市是相互依赖、相互影响的。大城市的辐射阴影效应对于周边的卫星城镇来说,也是有利有弊的。城市之间的兼并、融合时有发生,从而形成城市群落或城市圈,而卫星遥感应用又成为区域城镇体系规划布局的又一高层次的热点。现有的中等空间分辨率的卫星图像数据,仍然继续发挥着重要作用[25]。90年代初,曾经利用TM和MSS卫星图像,进行城镇体系的分析研究(图6),对城镇居民点分布高度密集的华北平原、长江和珠江三角洲地区、辽东半岛和四川盆地中部,通过居民地的分布密度改造为按行政单元统计的人口普查数据,使其模拟落实到自然村,编绘成为格网式的人口密度图。这种方法,对于地广人稀,以绿洲农业为主体的中国西部和以山间盆地为单元的中国西南山区,尤其适用。1999年10月,中国和巴西合作,成功地发射了(BERS-1)资源卫星,这颗卫星上的两台多光谱扫描仪,其空间分辨率分别为19.5m和80米,我们将会用它来获取最新的全国范围的城镇动态数据,来修证21世纪的城镇体系规划。例如在即将出版的《长江经济带可持续发展地图集》中,对长江沿岸六个大核心城市的城镇体系与投资环境所做的系统分析,可见其一斑。
E. 利用SPOT-5遥感影像更新土地利用数据库技术的探讨——以黑龙江省望奎县为例
王志 魏丽君
（黑龙江省国土资源勘测规划院，哈尔滨，150056）
摘要：更新土地利用数据库是国土资源信息化建设的重要内容，是为各级土地管理部门的土地利用变更调查、土地规划、耕地保护、建设项目用地管理等提供准确、翔实、现势性的基础数据。本文具体结合黑龙江省望奎县数据库更新的实际情况，着重对利用SPOT－5遥感影像更新土地利用数据库技术所采用的一些新技术、新方法加以阐述，对更新土地利用数据库存在的问题加以分析，并且提出解决问题的办法。
关键词：遥感；土地利用更新；数字正射影像图；“3S”；望奎县；黑龙江省
遥感技术应用始于20 世纪50年代，至今已经历了50 多年的发展。随着遥感卫星技术的进步，遥感影像分辨率得到大幅度的提高，并以速度快、时间短、成本低等许多优势，在国土资源调查方面已被广泛应用。特别是在利用遥感技术快速更新土地利用数据库方面，提供了重要的技术支持。
县级土地管理是整个土地管理的基础，由于近年来经济与社会的高速发展，土地利用基础图件在更新上落后于土地利用状况变化，不能准确、及时地反映土地利用状况。大大阻碍了经济、社会发展的需要。在此背景下，应用遥感技术更新土地利用数据库已迫在眉睫，使用高分辨率遥感数据源，结合 GPS 和 GIS 技术实现土地利用数据库的更新，从而为各级土地管理部门提供准确、翔实、现势性强的土地利用状况信息。为此，本文以黑龙江省望奎县为例，采用 SPOT－5 2.5 m 高分辨率卫星遥感数据为信息源，将制作好的1∶1万遥感数字正射影像图与土地详查矢量数据叠加，通过矢量、栅格结合的方法，辅以专家知识、人机交互提取变化信息，将外业调查后的变化信息属性赋予矢量数据，然后重新建立拓扑关系，生成更新后的土地利用数据库。
1 项目区的基本情况
望奎县是黑龙江省以农业为主的一个县，位于黑龙江省中部，松嫩平原与小兴安岭西南边缘过渡地带。地处东经126°10′23″～126°59′00″，北纬46°32′07″～47°08′24″。东南以克音河、诺敏河、呼兰河三条界河与绥化市、兰西县相邻，西以通肯河为界，与青冈县相望，北与海伦市接壤。全县幅员面积2320km2，南北长约62km，东西宽约60km。
望奎县形状近似平行四边形，由于受小兴安岭余脉的影响，地势东高西低，东西坡降约在千分之一，南北坡降三千分之一左右。最高海拔250.9m，最低点海拔127.8m，绝对高差123.1m，平均海拔167m。地貌类型大体可分三个单元，东部和南部丘陵起伏漫川漫岗，中部过渡地带微有起伏，西部低洼平坦。
2 总体技术路线
利用遥感影像更新土地利用数据库，自动化程度较高，能够及时、真实、客观地反映土地利用状况。因此，利用 SPOT－5 2.5 m 遥感影像来更新望奎县土地利用数据库，与日常采用的变更方法相比，在总体技术路线上，会有一些新的特点。
2.1 影像土地分类采样表的建立
总体上来说，项目区域特点不同，比如山区、丘陵、平原、沙漠等，在遥感影像上反映出的地类表征不同。而且，选择分辨率的高低与影像的时相等各方面，也会影响着遥感影像反映出的地类表征。因此，建立起一个适合本项目区域的影像土地分类采样表对于内业解译、提取变化信息显得非常重要。土地分类采样表也就是影像的解译标志，它是在影像上能直接反映和判别地物信息的影像特征，它是识别地物属性的主要依据，包括形状、大小、图案、色调、纹理、阴影、位置、布局、分辨率等。在望奎县数据库更新项目选取法国 SOPT－5遥感影像，通过野外调查确定和地物间的对应关系，借助有关辅助信息（规划图、地形图等有关资料等），对各类型在影像图上反映的特征做出描述，建立起一套有代表性的影像土地分类采样表，大大方便了内业解译与变化信息提取工作。图1为采样表的一部分。
图1 影像土地分类采样表
2.2 “3S” 集成技术在更新土地利用数据库中的综合应用
“3 S”集成技术是指 RS （Remote Sensing）、GPS （Global Positioning System）、GIS （Geographical Information System）在平行发展的进程中，逐渐综合应用的技术，三者的有机结合，构成了一个一体化信息获取、信息处理、信息应用的技术系统，是一个充分利用各自技术特点的空间技术应用体系，并逐步成为一个实践性和应用性较强的新学科。
一方面，GPS 测量在 SOPT －5 遥感影像制作（几何校正配准）中的应用，在SOPT－5 遥感影像上选取明显地物点，通过外业 GPS 高精度测量来进行影像图的几何纠正，制作 1∶1 万遥感数字正射影像图；另一方面在 GIS 支持下的土地利用更新，包括数据矢量化编辑、叠加、拓扑关系的建立。在望奎县土地利用更新过程中，使用的是国产 GIS 软件，即武汉中地公司开发的 MAPGIS6.5 软件来进行的土地利用数据库的更新工作。
2.3 矢量数据与栅格数据相结合，多种信息提取方法并用
矢量数据主要包括土地利用现状数据库；栅格数据主要包括1∶1 万遥感数字正射影像图和扫描纠正后的土地利用现状图。通过矢量数据和栅格数据对比分析，进行矢量化更新，提取变化信息。信息提取方法包括人工目视解译、计算机自动提取、人工目视解译与计算机自动提取相结合。本次更新中主要采用的是以人工目视解译为主，人机交互式进行土地利用数据库的更新。
2.4 遥感数据与土地利用基础图件相结合
充分利用土地利用现状调查、城镇地籍调查、行政勘界、建设用地批次用地成果、土地整理、复垦成果以及日常变更数据辅助确定土地利用类型与变化情况，减少外业调查工作量，缩短更新土地利用数据库的时间。而且，保证了土地利用类型的准确性。
2.5 内业判读，外业核查的路线
遥感对地观测仅仅反映了地物的光谱特性，即土地覆盖的表征，而土地利用图反映的是土地利用的状况，土地覆盖的变化并非完全代表土地利用的变化。此外，通过人工目视解译提取出来的变化属性信息需要外业调查，如零星地物、线状地物的宽度以及权属等。因此，需要内、外业相结合确定土地利用类型，这样可以保证本次更新的彻底性，做到不重不漏，实现土地利用数据库的全面更新。
3 工作方法
工作方法主要分为四个步骤：①SPOT－5 2.5 m遥感影像处理过程，包括制作1∶1 万遥感数字正射影像图；②内业处理过程，包括变化信息提取、外业前图件制作；③外业调查过程，包括核实变化信息、调查零星地物及线状地物宽度、权属界线等；④土地利用数据库的更新入库过程。工作流程图见图2。
3.1 制作 1∶1 万遥感数字正射影像图
卫星遥感数字正射影像图（Remote Sensing Digital Orthophoto Map，简称RSDOM），是利用卫星遥感获取的具有一定分辨率的全色影像及多光谱影像，经几何纠正及相应的图像处理后生成的影像数据集，它同时具有地图的几何特性和影像特征。本次遥感影像数据源采用的是法国 SPOT－5 2.5 m 全色影像与10 m 多光谱数据卫星数据，其数据分辨率完全满足数据库更新的要求。景宽为60km2×60km2，含云量为零，以整景为单元，利用卫星影像处理软件 ERDAS，将2.5m 全色影像与10m 多光谱数据融合。由于望奎县地势较为平坦，故采用加权乘法的融合方法，其优点是能较好地保留高分辨率图像的纹理信息及多光谱图像的彩色信息，制作卫星遥感数字正射影像图。再利用图像处理软件 photomapper制作1∶1 万数字正射影像图。影像处理技术流程见图3。
3.2 内业处理
利用国产 GIS 软件 MAPGIS6.5，建立工程数据，通过矢量数据与栅格数据相结合的方法，通过遥感影像与土地利用矢量数据对比，人机交互式进行数据库更新。在内业中无法判定的信息，特殊标记出来，在制作外业图件时同时打印出来，以便通过外业调查来核实土地利用变化状况。
图2 数据库更新工作流程图
矢量化更新采集包括：①图形数据的更新采集，采用分层方式进行，分层按《建库标准》要求，主要包括等高线、水系、道路、行政界线、权属界线、地类界、其他带有宽度的线状地物、零星地物、文字注记等，同时根据建库软件的需要，对各主要层次进行细分，以达到不同图形要素可以明显区分，在建库时分别采用；②属性数据的更新采集，严格以外业提供的表格地类属性为准，大部分属性通过分类编码、图层、实体定义加以区分和自动转换，再通过几何图形的相对位置关系确定其权属；③图幅数据的接边工作，接边按照规范所规定的原则将相邻图幅分割开的同一图形对象不同部分拼接成完整对象，接边处理包括图形接边和属性接边，属性接边就是确保相邻图幅接边要素其属性的一致性。
3.3 外业调查
外业调查是获取土地现状信息的关键和基础，如果没有扎实细致的外业调查工作，即使是最新的遥感影像数据，也无法准确地判读。另外，项目涉及的合乡合村权属界线的调查工作，也必须实地调查。外业调查包括行政界线调查、权属界线调查、零星地物调查、线状地物宽度调查、地类调查、调查居民点、用地单位和河流等名称调查等。依据《土地利用更新调查技术规定》及相关技术规定，按照《全国土地分类》（过渡期间适用）三级分类标准，将所有外业调查信息记录在“土地利用更新调查记录手簿”上。
图3 影像处理技术流程图
3.4 土地利用数据库更新
本次更新所采用的数据库软件是爱地土地利用管理信息系统。因此，首先修改数据字典，然后修改分幅索引图数据和行政区索引图数据，最后将准确的入库所需要的文件包括零星地物点文件、线状地物线文件、地类图斑面文件以及图廓整饰注记点文件进行入库，然后进行全县面积的统计汇总、标准格式的分幅土地利用现状图的输出以及各种土地汇总表格的打印。
4 存在问题与解决方法
项目采用 SPOT－5 遥感影像更新土地利用数据库，发挥了遥感影像获取数据速度快、精度高、范围广的特点，既缩短调查时间，又保证调查精度、节省调查费用。但在本次更新调查过程中也发现了一些问题，有待于进一步研究和解决。
4.1 影像处理与精度评定
在 SPOT－5 遥感影像处理方面，影像质量应层次丰富、清晰易读、色调均匀、反差适中。本次项目在影像处理方面虽然满足了工作要求，但在影像质量上还要有所提高，从长远来看，如果选用数据源为美国的快鸟，那么它的分辨率为0.61m，与 SPOT－5 2.5m相比分辨率高出了4 倍多，这对影像处理质量方面要求更高。它不仅直接影响着变化信息的提取，而且还影响着目视解译的准确性。所以应该积累经验，加强在影像处理质量上的提高。
精度评定是对数字正射影像图制作质量的一个评定标准。精度评定采用外业特征控制点实测坐标与其影像同名点图像坐标的较差作为评定参考，可以借助 GPS 在影像上同名地物点上实地测量坐标，与图像坐标进行较差分析，这是利用遥感影像更新土地利用数据库前期的一个重要环节。只有符合国家标准，才可以利用遥感影像来进行更新工作。
4.2 矢量化线状地物的偏移处理与屏幕矢量采集处理问题
通过矢量、栅格数据结合的方法，将土地利用数据库与1∶1 万数字正射影像图套合更新，出现矢量线状地物与同名影像上线状地物偏移的问题。根据国家标准与黑龙江省土地利用更新技术方案要求，在数据库文件与影像套合时，当矢量线条与影像上的同名线状地物偏差大于图上1 mm （相当于 SPOT－5 2.5 m 影像的4个像素）时视为偏移，对偏移的线状地物应进行纠正，如果偏移的线状地物不发生宽度、地类码的变更，可采用线工具中平移、复制等进行纠正处理；如果属性改变，将通过外业调查核实变化信息。
在此基础上，通过影像进行屏幕矢量线状地物偏移处理。与此同时，又涉及到一个屏幕放大倍数的问题，如果在屏幕采集时放大倍数过大，将会出现影像的失真，看不清线状地物的边缘轮廓，影响线状地物的偏移处理位置；但屏幕采集时放大倍数过小，又会出现线状地物偏移处理不完全，过于粗糙，套合不准确。在项目进行时经过多次实验，一致认为参照遥感影像矢量化放大倍数标准为 0.9 倍为宜。这样，既保证了影像的边缘清晰、不失真效果，又保证了线状地物偏移处理的完全性。
4.3 数据库更新的工作量较大
与传统更新方法相比，利用 SPOT－5 遥感影像更新土地利用数据库优势非常的明显。但是由于涉及前期的准备和外业调查工作量依然很大，在前期提取变化信息时，主要还是采用人工目视解译。而且，土地利用数据库还是20世纪90年代初的详查成果，所以提取变化信息数量较大。本次更新项目提取的变化地块近两万块，不仅如此，还要通过外业将提取的变化信息一一核实，并且每一个变化信息都要记录在“土地利用更新调查记录手簿”上。这个工作量也较大，而且有不可避免的人为误差存在。所以，在利用遥感影像更新土地利用数据库同时，应该在此基础上研究探索，寻求更有效的方法在计算机上进行变化信息的提取，减少外业的工作量，提高数据的准确性。
4.4 完善数据质量检查机制，数据库更新进一步规范
数据质量检查贯穿更新土地利用数据库项目的始终，是数据库建设工作中极其重要的组成部分，其工作量占整个建库工作的60%以上，数据质量检查是保障数据库质量的重要工具。质量检查包括计算机逻辑检查和人工检查，主要是针对数据结构和精度进行检查。本次项目中成立三级质量检查机制，有小组自检、一级检查和二级检查，为项目的质量保驾护航。
在项目实施的同时，完全参照国家有关标准和要求以及省级出台的有关规范。但是，在项目进行当中，有些比较细致的工作仍无章可循。所以，在更新土地利用数据库方面还需要进一步规范标准和要求，以便达到数据的共享。
4.5 需要培养一支高素质的土地更新调查队伍
在项目进行的前期，需要对更新土地利用数据库队伍进行强化培训。因为，更新调查质量好坏决定着更新项目的成败；而且，土地更新调查涉及到土地管理、地学、土壤学、农学、测绘学、信息学等多门学科，调查人员必须具备上述各学科的理论知识和应用技能，才能保证土地更新调查的质量。
采用 SOPT－5 遥感影像更新土地利用数据库与传统方法相比，省时快速、减少人力、节约资金、数据准确，保证了更新调查成果质量，为新一轮土地利用总体规划修编、农村集体土地登记发证、基本农田保护、土地开发复垦整理、建设用地审批等提供了准确、翔实的数据。而且，遥感技术的应用将会推动土地变更调查工作自动化和土地资源信息化，大大提高土地利用变更调查数据的准确性和及时性，从根本上解决土地利用现状图的更新问题。
参考文献
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F. 卫星遥感数据的正射影像图的制作
卫星遥感数据的正射影像图的制作【1】
【摘 要】 随着卫星遥感技术的断发展，影像图的成图精度越来越来高。
卫星遥感技术融合了现代信息技术以及智能化遥感信息处理技术，其为城市规划、了解区域环境等方面提供了技术支撑。
正射影像图是利用DEM对卫星遥感影像进行微分纠正、辐射改正以及镶嵌等，并依据规定对影像数据进行裁切，从而制作成正射影像图。
【关键词】 卫星遥感 影像图 制作
随着科学技术的快速发展，人类社会已步入数字化信息时代。
数字信息在促进我国国民经济以及社会发展中发挥着重要作用。
传统的数字正射影像生产过程主要包括：DEM的生成及数字正射影像的生成、内业的空中三角测量加密、外业控制点的测量、航空摄影等，在数字影像处理过程中，其耗时长、成本高，精确度低等特点[1]。
因此，传统的地形图已无法满足快速发展的现代社会需求。
数字正摄像图具有信息丰富、直观性强、精确度高的特性，其正被广泛应用于土地动态监测、道路设计、农田水利建设、防洪抗灾等领域，随着科技的飞速发展，高精确度的正摄影像图对我国具有非常重要的意义。
1 数字正射影像图的发展现状
近年来，计算机技术及数字正摄影像图生产技术迅猛发展，数字正射影像图在城市规划、建设及管理中发挥着重要作用。
数字正射影像图正被城市规划专家广泛认同，其在实践中的应用也得到进一步发展。
目前，城市在获取基础信息以及更新图像数据库时，大多采用数字正射影像图。
自20世纪60年代以来，遥感一词受到社会的广泛关注。
遥感是指通过对遥远地方的目标物进行探测，并对获取的信息进行分析研究，进而确定目标物的特有属性，以及目标物之间的关系[2]。
而卫星遥感影像是指运用现代卫星遥感技术获取地球表面的客观实在物，并对物体进行数据分析，然后制作成影像图，最后服务于实际应用。
目前，世界各国政府及有识之士已达成“数字地球”的共识，他们都在为取得信息时代的战略制高点儿付出巨大的努力。
在此背景下，我国也将“数字中国”提上议事日程，而“数字城市”是“数字中国”的重要组成部分，其在我国经济发展中发挥着重要作用。
遥感信息是“数字城市”的重要内容，正影像图的精确度关系着我国数字城市的发展进程。
随着遥感信息技术的快速发展，人们对遥感信息的内在规律也日益了解，遥感信息已被广泛应用与城市的多个领域中。
数字正射影像图在规划城市建设、提高城市环境及社会经济效益方面起着非常重要的作用。
城市景观模型是城市现状的表现形式，其对于城市规划中具有重要的作用。
传统的城市景观模型无法展现城市的真实情况，应用数字正射影像图建立数字城市三维景观模型，既提高了精度，又可多角度浏览城市景观，为城市建设和国民经济发展提供决策依据。
当前，利用遥感信息构建数字景观模型的技术已日渐成熟，应用卫星遥感数据采集城市的平面信息并利用已有数字高程模型数据，可以制作成高精度的数字正射影像图。
2 数字正射影像图的制作存在的主要技术难点
2.1 摄像图像拼接缝隙较明显
当前，立体像对之间存在很大的灰度反差，如果重叠区域的镶嵌线处理不当，那么，人们会发现一幅图中存在几条很明显的反差缝隙，从而造成视觉上的不接边。
因此，为了保证影像的质量，提高影像图的额镶嵌效果，作业员应在投影差较小的区域镶嵌反差线，并尽可能选择靠近街道、河流、公路等区域，并禁止利用向前线分割整体的建筑物。
在镶嵌影像时，作业员应采用羽化的方式，并避免出现硬街边。
完成影像镶嵌后，作业员应开始对影像进行分幅，对于出现的杂点应进行再次处理。
2.2 建筑物变形严重
在对数字正射影像图进行纠正时，大多采用平均高程建构地面图形，并突出平均高程平面的建筑物。
由于高程建筑存在较大的投影差，因此，数字正射影像图容易发生变形。
在采集突出建筑物的数据时，作业员应分别采集突出建筑物以及非突出建筑物，并保证这两者的特征线不相交。
在删除非突出建筑物特征线的数据时，作业员应对突出建筑物的特征线进行数据计算，并计算生成DEM，唯有这样纠正影像，才能保证建筑物不变形;在删除突出建筑物特征线的数据时，作业员应保留其特征线的数据，并计算生成DEM。
2.3 正射影像图内色彩不均匀
利用卫星遥感进行图像拍摄的过程中，其中间亮而四周暗，有些上边亮而下边暗，因此，在拍摄过程中，作业员如果对摄像图片处理不得当，那么后期制作出的DOM色彩将失真，并出色彩不均匀的情况，其严重影像数据判断。
当前，作业员在处理原理影像时，大多采用中科院的DUX航测影像处理软件。
运用DUX航测影像处理软件对原始影像的色彩进行匀光匀色。
匀光处理参数主要有两类：一是确定有效范围以及景物处理系数;二是调整影像的亮度、色彩、敏感度参数。
其具体步骤是：首先，对原始影像进行匀光处理;然后，成批打开相关影像数据，并分批进行匀光处理，在做匀色处理时，作业员应调整每条航带首尾影像，并采用“λ自适应”进行调整;最后，根据调整红啊的首尾影像对中间影像进行自动匹配，并分批处理匀色生成的影像。
3 数字正摄影像图的制作原理
数字正射影像图(Digital Orthophoto Map，缩写DOM)是利用DEM对经过扫描处理的数字化航空像片或遥感影像(单色或彩色)，经逐像元进行辐射改正、微分纠正和镶嵌，并按规定图幅范围裁剪生成的形象数据，带有公里格网、图廓(内、外)整饰和注记的平面图[3]。
数字正射影像图与我们平时看到的地图不同，它是我们地面信息在影像图上的真实反映，它不仅不存在变形，还比普通地图丰富，其可读性更强。
数字正射影像图可作为背景信息，我们可从中提取所需的自然资源以及社会信息，其为防治自然灾害以及规划公共设施等方面提供了很多可要的依据。
数字正摄影像图的制作原理是：依据正摄影像的特点，应用专业的地理信息遥感软件对原有的影像图进行辐射矫正以及几何矫正后，它可以消除各种因畸形及位移误差，从而获得较为准确的地理细腻下以及各种卫星遥感数字正射影像图。
当前，国内外使用的数字摄影测量仪主要是：Jx-4A全数字摄影测量系统，其是我国四维北京公司开发的测量系统;ImageS-tation工作站，它是美国Intergraph公司开发的测量系统;VituoZo系统，它是武汉适普公司开发的系统。
这些测量系统都能制作出各种比例的正射影像图，而且，他们的制作原理是一样的，他们都是对数字进行微分纠正[4]。
数字正摄影像图的制作原理是：首先，依据影像纹理配成立体像对，在此基础上，生成数字高程的模型;然后，对配成的像元进行数字微分纠正，并生成正射影像图[5]。
这种制图方式，可以保证图像质量，并延长器成图周期，其对作业员的综合素质要求很高。
因此，在运用数字正射影像图进行制图时，作业员应深入了解全数字摄影测量系统，并提高自身计算机图形图像处理知识，从而不断提高自身工作能力。
4 遥感正射影像图的制作
4.1 收集原始卫星影像图
近年来，遥感技术不断发展，遥感卫星影像层出不穷。
在利用遥感方法制作图时，原始卫星影像数据主要选用Ikonos、World View及QuickBird等。
这些影像数据具有文件数据量大、地面分辨率高、便于管理的优势，因此，被广泛应用于高精度正射影像图制作。
4.2 影像图的纠正、配准及融合
第一，利用GPS控制点对影像进行纠正。
利用卫星遥感数据制作正摄影像图时，作业员采集到第一批卫星影像资料后，就开始对影像进行影像控制，并利用GPS做影像控制。
影像图纠正的实质是对中心投影的影像数源进行正射纠正，并形成正射影像图[6]。
作业员可利用现有的1：500、1：2000以及1：5000对地形图资料进行影像纠正，在一定程度上可节约成本，缩短了工期，从而提高了工作效率，并确保了影像精确度。
第二，在完成影像纠正后，作业员应对多光谱影像进行配准。
影像配准的目的是识别两幅或多幅影像之间的同名像点。
其中，影像配准的方法有：灰度配准;特征配准。
第三，在完成影像配准后，作业员应对不同分辨率的遥感图像进行融合处理，并确保融合后的遥感图像既具备良好的空间分辨率，有具有多光谱的特征，从而实现增强图像的目的。
在融合图像分辨率的过程中，作业员应配准前两幅图像并在处理处理过程中，选择合适的融合方法。
只有精确地配准不同空间分辨率的图像时，作业员才能得到满意的融合效果。
第四，在支座遥感正射影像图时，作业员应选用具备遥感影像配准标准的融合系统Cyberland，来对影像图进行纠正、配准及融合。
当前，QcickBird全色影像以及QcickBird多光谱影像是应用较为广泛的影像制图软件。
4.3 无缝镶嵌影像图
影像图镶嵌是指对若干幅相邻的遥感数字图像进行几何镶嵌、去重叠、色彩调整等数字化处理，然后将其拼合成一幅完整的新影像图。
在应用遥感图像时，几幅影像图的交接处可能会存在较大的缝隙，需多幅图像才能覆盖缝隙，因此，他们需要研究该区域的图像配准，并将这些图像镶嵌气力啊，从而更好得进行处理、分析及研究。
影像镶嵌过程如下：
第一，确定影像重叠区域。
相邻图像的重叠区域是遥感图像镶嵌工作的实施地，也是其他工作的基准。
例如，影像色调的调整、影像的几何镶嵌、去影像重叠区都是以影像图的重叠区作为基准的。
因此，影像图之间的重叠区域的确定是否准确直接关系到影像图镶嵌的效果。
第二，调整影像色调。
影像图的色调调整是遥感影像图镶嵌工作的重要内。
由于影像图存在不同的时相以及不同的成像条件，再加上需镶嵌的影像图具有不同水平的辐射以及较大的亮度差异，必须对影像的色调进行调整。
如果不对影像图进行色调色调，那么即使影像图的几何位置配准很优秀，镶嵌在一起的影像图也无法应用于实际工作中。
色调调整时影像制图中的重要环节。
虽然有些遥感影像图的成像时相与成像条件相接近，但是，卫星遥感器的随机误差会导致图像的色调不一致，这将影像图像的实际应用效果，因此必须对卫星遥感影像图进行色调调整。
第三，图像镶嵌。
在完成重叠区域确定以及色调调整后，作业员可对相邻影像图进行镶嵌。
图像镶嵌是指找出相邻影像图需镶嵌图像的重叠区的接缝线。
因此，重叠区域接缝线的质量直接关系到影像图的镶嵌效果。
在对影像图进行镶嵌的过程中，作业员即使对影像图进行色调调整后，影像图接缝处的色调也会不一致，因此，作业员需对影像重叠区域的色调进行平滑，提高镶嵌的亮度，这样才能保证影像镶嵌后的无缝隙存在。
第四，在对影像图进行镶嵌的过程中，作业员应采用专业的影像处理系统。
ImageXuite是专业的影像处理系统，其影像匀光及镶嵌功能较为强大。
作业员通过对影像图进行匀光、匀色以及色调调整等，从而生成无缝镶嵌的影像。
ImageXuite是影像图镶嵌的重要软件，其在大多数情况下匀光效果显着，并实现较好的无缝影像镶嵌。
但是ImageXuite软件具有一些缺陷，例如，对影像的调色功能不强，在匀光的所有影像都偏暗时，ImageXuite的处理效果不佳，这是，作业员需配以Photoshop软件，通过运用Photoshop软件对影像进行调整，直到较好效果，然后将调整好的影像作为主影像，最后再对其他影像进行匀光处理，经过这些程序后，作业员即可获得一幅效果较好的影像图。
5 结语
随着科学技术的迅猛发展，卫星遥感技术取得了长远的进步，其影像图的成图精度越来越来高。
目前，人类社会已步入数字化信息时代，数字信息在促进我国国民经济以及社会发展中发挥着重要作用。
卫星遥感技术融合了现代信息技术以及智能化遥感信息处理技术，其为城市规划、了解区域环境等方面提供了技术支撑。
正摄影像图是利用DEM对扫描出的卫星遥感影像进行微分纠正、辐射改正以及镶嵌等，并依据规定裁减出形象数据，从而形成影像图。
数字正摄像图具有信息丰富、直观性强、精确度高的特性，其正被广泛应用于土地动态监测、道路设计、农田水利建设、防洪抗灾等领域，随着科技的飞速发展，高精确度的正摄影图对我国具有非常重要的意义。
参考文献：
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[5]刘利红，吴海宽.基于立体像对的DEM提取和正摄影像正射影像图制作研究[J].内蒙古科技与经济，2011，(7)：101.
卫星遥感数据的正射影像图的制作【2】
【摘要】卫星遥感是一种采用人们通过航空技术发射在地球外层空间的人造卫星对地球地面、地面以上的空间以及外层太空天体进行综合性观测的技术。
而卫星遥感所得数据在正射影像图的制作上应用价值广泛，本文通过阐述卫星遥感数据以及卫星影响图的来源以及所具有的特征，并分析了卫星遥感数据用于制作正射影图过程中出现的纠错、配准以及最后统一融合的方法及原理，简要介绍了正射影像图的构型、调色以及去重叠等数据信息处理的方式和过程。
【关键词】卫星遥感技术;数据;信息;正射影像图;制作
引言
21世纪信息科技时代的到来，卫星遥感技术也在不断的更新、完善之中。
目前的卫星遥感技术在用于制作正射影像图方面效果显着，并且成图的精准度越来越高，远远超过比例尺地形图的精准度。
卫星遥感技术在城市建设、城市规划以及了解环境状况和资源状况方面具有强大的支撑作用。
采用卫星遥感技术制作的城市影像图具有目标辨认难度小、内容清晰、比例尺大以及转释较容易的优势，这项技术已经广泛应用于社会生产和发展的各个层面。
该项技术还有助于治理生态环境、搜集专业信息、监测工程项目以及防止各种自然灾害等工作的开展。
1.国内外普遍流行的卫星影像图收集方式
随着新科技革命的不断深入，卫星遥感技术日新月异，目前国际上较为早期出现的卫星遥感技术是来自美国的Earth watch 卫星数据资源库的QuickBird卫星影像，这款卫星影像的地面全色分辨率达到0.61m，成像款幅度达到16.5×16.5/km2，随后美国相继推出了Space imaging Ikonos和Land sat TM卫星遥感影像，这宽两款卫星遥感较Earth watch的QuickBird的影像效果以及成像款幅度都有所提升。
俄罗斯生产了一款Spin-2卫星影像，这款卫星影像在地面分辨率方面虽然不及美国的Land sat TM卫星遥感，但是其成像款幅度可以达到200×300/km2却与美国的三种卫星影响有明显的优势。
2.卫星影像图的纠错、配准以及统一融合
2.1 数字纠错
光学纠错仪是一款用于将航拍模拟摄影片转化为平面图的工具，主要适用于传统的框架模幅式的航拍摄像画面的数字影像[1]。
现阶段出现了许多新鲜的卫星数字遥感技术，这些技术的影响数据采用传统的光学纠错仪就不能很好地转化。
因此，数字微分纠错技术由此诞生。
这是一项通过地面的有效参数以及数字地面的基本雏形，在设置适当的构想公式，并依据适当的数学模型控制范围和控制点将航拍摄像画面的数字影像转化为正射影像图的。
这种技术不仅简单、方便，而且适用范围较广，已经成为国内外普遍使用的数字纠错技术。
2.2 影像纠错
在影像纠错过程中首先要明确两点：
其一，GPS控制点是影像纠错的关节点。
其二，采用相应的比例尺纠错是完善影像纠错的后续工作。
在利用遥感卫星数据制作正射影像图时，首先利用GPS的各个方位的控制点将影像的大致形体构造稳定，然后手动微调影像控制画面。
最后在根据不同的比例尺的标准(一般以1：5000、1：2000、1：500为参考标准)，对已经做好影像画面的地形图资料最后的影像纠错[2]。
在明确这两个关键点后，制作出来的正射影像图必然更加逼真、精准。
2.3 多光谱影像的配准
在应经完成纠错的影像资料上在加以多光谱影像的配准，换句话说就是两幅或者两幅以上的影像进行对比、匹配，找出差异点，并在最终定稿的影像资料上进行补充。
多光谱影像的配准一般根据特征和灰色度来进行。
2.4 影像的统一与融合
影像的`统一与融合是指，将不同分辨率的卫星遥感数据影像资料进行统一并融合处理，经过统一融合处理过的影像资料其空间分辨率较高、目标识别较容易、有具有多光谱的效果，让人初次看上去就有生动形象的画面感[3]。
在进行这部分操作的关键在于影像数据的纠错以及多光谱影像的配准，只有这两个步骤做到完备，那么影像的统一融合效果就会更佳。
3.卫星影像图的构型
卫星影像正射图的制作是一项极其复杂、涉及面广泛的工作，主要包括前期的卫星遥感影像数据资料的采集，数字与图像资料的纠错、多光谱影像的配准、影响的统一和融合以及影像制作后期对重叠区、色调以及图像的调整和嵌入等[4]。
图像的调整和嵌入需要将大量分辨率不同、形状不同、研究区和交界处不同的图像资料整合起来，再进行纠错、配准和最后图片的镶嵌。
因此，制作一幅效果良好、比例均衡的数字影像镶嵌图要经历以下三个步骤。
首先，找准重叠区。
卫星影像正射图的制作过程中面对大量的图片，可能会出现研究区域重叠、交接处重叠或者图形重复等情况，这些情况是非常常见的。
但是如何将这些重叠区寻找出来并在图形资料中标记，有利于后期的图像镶嵌呢?这里就必须要注意到以下两个方面：其一，找准相邻图像的重叠区域;其二，确定重叠区域后要以不同的记号标注。
其次，调整色调。
调整色调是正射影像图制作中一个重要环节，不同分辨率、不同成像条件或者图片之间存在许多差异的图像，由于要实现卫星影像正射图的完整效果，因此镶嵌的图像的差异性较大、辐射水平不同的话，会严重因想到图像形成的最后质量，图像的光感度、亮度的差异也就会千姿百态，不能够成为一幅比例均衡的卫星影像正射图。
因此，这个环节中要注重图像色彩、色调的调节。
因此，在调节色彩和色调时要寻找颜色相近、色调差异小的图像，而色彩差异较大的图像，要采用专门的技术对其进行调整，以实现整体效果。
最后，图像嵌入。
在确认重叠区和调整色调两个步骤完成之后，就是最后的图像嵌入工作了。
这个环节必须要注意的就是寻找色彩相近、位置相邻的图像进行镶嵌，嵌入时须在两幅待嵌入的图像中确认一条连接缝合线。
这条连接缝合线的质量与最后图像嵌入的效果好坏息息相关，因此连接缝合线的选择必须万无一失。
两幅嵌入的图像在嵌入过程中在连接缝处也许会出色调不一致的情况，这时必须利用亮度潜入的方法对两幅的图像的色调进行最后的调整，调整至视觉感官和谐为止，这样一来，连接缝合处的破绽才不至于一眼就能探出。
4.结束语
卫星影像正射图的制作是一项极其复杂、涉及面广泛的工作，主要包括前期的卫星遥感影像数据资料的采集，数字与图像资料的纠错、多光谱影像的配准、影响的统一和融合以及影像制作后期对重叠区、色调以及图像的调整和嵌入等。
利用卫星遥感数据来制作正射影像图时，在实施数字与图像资料的纠错、多光谱影像的配准、影响的统一和融合这三项操作时一般使用真闷的遥感影像操作软件Cyberland，在进行影像制作后期对重叠区、色调以及图像的调整和嵌入这三项操作时，一般采用专业的影像处理系统ImageXuite。
参考文献
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G. 遥感对生活的影响
遥感是1960年代蓬勃发展起来的一门综合性探测技术，是用卫星、飞机或其他飞行器作运载工具，以电磁能检测和量度目标性质的一种技术手段。本文就浅谈一下遥感技术在我们生活中的应用领域。
遥感技术防控机动车污染
遥测法检测行驶中的机动车尾气主要是运用光学原理，远距离感应检测行驶中的汽车排气污染物浓度。”采用这一方法后，只需在交通要道设置固定检测仪器，或者使用车载移动检测仪器，当车辆通过检测点时，检测设备自动进行车牌号拍照并进行牌照识别，并将采集到的数据存入数据库，瞬间就可完成执法取证，快速、高效筛选高排放车辆，同时不影响道路车辆的正常行驶，自动化程度高。
遥感技术在风能领域显神通
近年来，气象塔正逐渐让位于遥感装置，比如说声音探测和测距(声雷达)，光探测和测距(激光雷达)系统等。
目前，风电市场为全球贡献了3%的电能，随着风电产业的逐渐成熟，诸如气象塔等风能预测技术正逐步变得更为重要，以期会聚多种形式的更多风能，将其转化为电能。
研究人员表示，由于风力发电机的规格逐渐变大，气象塔不再高效了，单纯使用气象台的价值定位已逐渐消失。此外，输电系统面临着亟需来自风电场更准确的电能规划方案的压力，而且降低海上风电的成本也构成了一大挑战，这就让遥感装置愈发更有吸引力。
声雷达和激光雷达——遥感的两大基本技术，是基于地面安装的装置进行操作的，地面装置采用多普勒效应分析，测定它上面的风力。研究报告表明，声雷达和激光雷达之间的市场动态尚处于变化之中，并不能过早地下结论。同时，这两种技术的竞争力不分伯仲，但究竟谁能独占鳌头，前景尚不明朗。
遥感技术监测地质灾害
遥感技术在地质灾害工作中的应用，主要体现在监测，调查，分析研究三方面，而且应用比较成熟。它能快速提供大面积地区的位置、分布、范围、规模、类型、发育环境等数据和图件，给地质灾害的预防及防治提供了大量的信息，随着技术的不断成熟，必将在防震减灾工作中发挥不可替代的作用。 地质灾害作为一种特殊的不良地质现象，无论是滑坡、泥石流等灾害个体，还是由它们组合形成的灾害群体，在遥感图像上呈现的形态、色调、影纹结构等均与周围背景存在一定的区别。因此，对滑坡和泥石流等地质灾害的规模、形态特征及孕育特征，均能从遥感图像上直接解译圈定。而且运用遥感成果结合遥感图像区域地形地貌和地质构造信息的提取，野外重点地质灾害现场调查查证相结合的技术和方法，形成地质灾害的三维空间表达，可以深入了解和掌握地质灾害发生发展的成因机理、趋势和规律，为防灾避难提供了相关的数据支撑，有利于灾害监测和提早防治。
遥感技术林业检测
1、遥感用于森林生物量估测：通过建立光学遥感影像植被指数与森林生物量的相关性能够有效用于大区域森林生物的估测。
2、遥感用于森林覆盖率统计及分析：用监督分类的方法提取森林覆盖类型、位置和面积信息，并对分类结果与传统数据调查方法数据进行了比较分析，对分类的精度进行了定性评价。实时快速地的获取地区森林覆盖率，可为森林生态环境提供基础数据依据。
3、遥感用于森林病虫害的监测：据光谱反射率的差异和结构异常在遥感数字图上的记录，通过光谱增强和模式识别，并在地理信息系统和专家系统的支持下，就可以实施对森林病虫害的监测。
当然还有其他领域的监测，例如：土地利用监测，地表温度监测、建设用地监测等等就不一一例举了。
实时地球智慧城市遥感应用平台
中科遥感科技集团有限公司在实时地球网站发布了智慧城市遥感应用平台。遥感城市解决方案面向地方政府，搭建“互联网+天基信息应用”模式的遥感应用服务和空间信息管理云平台，支撑地方政府对指定区域的土地资源、农业资源、林业资源、生态环境和区域安全的日常管理、宏观调控及监测预警。
遥感城市的数据信息来源，一方面可以直接由“实时地球”的数据支撑平台统一提供，另外也可以通过部署本地化的卫星数据库和自动化生产线，进行本地化生产。本地化部署的优势在于，原始数据和数据成果都在本地保存，可实现内网访问获取，提高数据安全性。同时也配合中科遥感“云盒”产品一起组合进来，为“遥感城市“提供原始数据周期性服务。
用户访问只需进入实时地球网站，选择“遥感城市”即可。目前对外开放的遥感城市有廊坊、南充、江源、上海、三江。
H. 基于高分辨率遥感影像的土地利用数据库建设
王文卿
（河南省国土资源厅信息中心 郑州 450016）
摘 要：针对目前国家级和省级国土资源管理对现势性土地利用数据的要求，在高分辨率遥感影像处理、基于遥感影像的土地利用信息提取及数据库建设等方面开展有益的尝试，以便为国土资源管理提供快速、准确的土地利用信息，为国土资源的管理提供基础信息服务和辅助决策工具。
关键词：高分辨率遥感影像 土地利用 数据库
0 前 言
我国人多地少，耕地资源稀缺，当前又处于工业化城镇化快速发展时期，耕地保护与建设用地需求的矛盾进一步凸显，充分发挥技术优势、及时掌握现势性土地利用现状，关系到控制布局和调控经济杠杆作用发挥的效率问题。位于我国南北交界的河南省拥有平原、丘陵、山区三种地形，本文利用法国 SPOT 5 卫星影像数据，在河南省开展全省基于遥感影像信息的土地利用数据库试点建设，快速获取国家级、省级国土资源管理所需要的土地利用现状。
1 试点地区及遥感影像数据源基本情况
河南省位于黄河中下游地区，面积 16.7 万平方千米，其中山地和丘陵共 7.4 万平方千米，平原和盆地共 9.3 万平方千米。采用覆盖河南全省范围的分辨率为 2.5 m 的法国 SPOT 5 数据源，数据获取时间为 2005～2007 年。数据共计 79 景，数据质量良好，基本满足一般条件下影像分类的要求。但由于影像接收时间跨度大，且多集中于春季和秋季，由于河南省季节分明的特点，因此，覆盖全省的影像存在着明显的色彩差异问题。
2 遥感影像数据处理
单景全色与多光谱数据是同步接收到的，其图形的几何相关性较好，影像处理采用先配准融合、后纠正的顺序 , 主要包括影像的配准、融合、正射纠正和镶嵌、裁切等。
2.1 影像配准
影像配准采用 ERDAS 软件中相对配准的方法，多光谱数据采用 XS2（红）、XS3（绿）、XS1（蓝）波段组合形式，重采样采用双线性内插法，以景为配准单元，以 SPOT 5 全色数据为配准基础，均匀选取配准控制点。对接收侧视角和地势起伏较大的个别区域增加控制点采集密度。
2.2 影像融合
采用乘积变换融合法和 ANDORRE 融合方法对全色和多谱两种空间分辨率的数据进行合成，融合后影像采用调整直方图、USM 锐化、色彩平衡、色度饱和度调整和反差增强等手段改善影像的视觉效果，使整景影像色彩真实、均匀、清晰，并且强化纹理等专题信息。
2.3 影像正射校正
影像正射校正采用 ERDAS 软件的 LPS 正射模块，利用 SPOT 5 物理模型，每景采集 25 个像控点均匀分布于整景影像，各相邻景影像重叠区有 2 个以上公共像控点。正射校正以实测像控点和 1∶5 万 DEM 为校正基础 , 以景为单元，对融合后的数据进行正射校正。
2.4 影像镶嵌
影像镶嵌以工作区为单元，在景与景之间镶嵌线尽量选取线状地物或图斑边界等明显分界处，尽量避开云、雾及其他质量相对较差的区域，使镶嵌后的影像色彩过渡自然，无裂缝、模糊和重影现象。
2.5 数字正射影像图制作
数字正射影像图（DOM）制作采用 Image Info 工具，按照 1∶1 万标准分幅进行裁切，覆盖完整的县级行政辖区。依据《高分辨率影像数据处理及数据库建设技术要求》，利用 MapGIS 下分幅进行图幅整饰。
3 基于遥感影像的土地利用信息提取
3.1 河南省土地利用遥感信息分类
结合河南省土地利用特点，本文制定了适用于河南省全省辖区的“基于遥感的土地利用分类”，将土地利用类型分为 3 个一级类，10 个二级类，5 个三级类，分类及相应含义见表 1。
表 1 基于遥感的河南省土地利用遥感信息分类
3.2 土地利用信息提取
以县级行政辖区为单元，将乡级及以上行政界线套叠在正射影像图上，结合样本影像信息并参考已有的土地利用数据库和土地利用详查资料，采用目视解译方法提取土地利用现状信息，同时建立遥感解译标志。建立遥感影像解译标志有助于缩小不同人员解译的差异，提高解译的准确性。本文采用的 SPOT 5 遥感影像的地面分辨率较高，因此，多数地物比较直观，易于判读。典型地类照片如图 1 所示。
图 1 典型地类照片
本文使用的数据源大部分为春、夏时相，因此，植被一般为绿色；耕地多呈绿色或浅绿色；水域呈深蓝或黑色；居民地多呈较规则的黑灰和灰白相间色；农村居民地则呈规则或不规则的绿和灰白相间色；铁路、公路多呈深灰或浅灰色。
地物的细部色调常呈现出有规律的纹理。塑料地膜育秧、蔬菜大棚、畜禽养殖场多为水平排列的条状纹理，但园地更为规则；林带、园林地的北侧或西侧一般会有阴影，而耕地没有。另外，根据有些地类常出现在特定的位置，可以利用此特征把色调、纹理相近的地类区分开来。如坑塘多出现在农村居民点内部及河流附近，工矿用地大多分布在公路、铁路两侧。
4 基于遥感影像信息土地利用数据库建设
基于遥感影像信息土地利用数据库建设，以县（市、区）为单位，结合河南实际，制定了“高分辨率遥感影像数据处理及数据库建设技术要求”、“省级基于遥感影像 1∶1 万土地利用数据库标准”等。在标准中定义了基于遥感影像的土地分类、文件命名规则、数据分层以及满足建库需要的属性数据结构。数据建库按照要求将矢量数据分别建立县级政区、地类图斑、线状地物、行政界线、地面控制点、地类界线、注记、样本图斑线、不一致图斑线等数据层，并对照标准，逐层输入属性内容，建立分县的基于遥感影像信息的土地利用数据库。
4.1 多元数据复合
利用已建成的土地利用数据库与正射影像数据叠加，参考数据库地类属性数据，根据遥感数据的光谱和空间特征，通过人机交互方式，采集土地利用现状信息。对于未建成土地利用数据库的区域，对收集到的土地利用现状图扫描、纠正、投影变换后与正射影像套合，辅助提取土地利用现状信息。
4.2 数据采集
（1）将原土地现状数据库行政界线与 DOM 影像套合，以影像为基准，修正行政界限。
（2）最小上图图斑面积：耕地和农村居民点为 3 mm×3 mm, 其他地类为 3 mm×5 mm。
（3）线状地物：宽度小于 30 m 的铁路、公路、河流等，沿影像轮廓中心线勾绘，大于等于30 m 的按图斑处理，当线状地物宽度变化大于 20％时，分段标记。
（4）河流：河流宽度为常水位线水面宽度 , 以原土地利用数据库数据或正射影像为准。
（5）公路林带：公路两侧宽度大于等于 30 m 的林带，按实际宽度标绘。公路宽度小于 30 m，而单侧林带宽度大于 30 m 的情况，则将公路按线状地物标识、而林带按实际宽度勾绘。
4.3 数据分层
按照《省级基于遥感影像 1∶1 万土地利用数据库标准》的分层和命名规则将矢量数据分别建立县级政区、地类图斑、线状地物、行政界线、地面控制点、地类界线、注记、样本图斑线、不一致图斑线等数据层。
4.4 建立数据字典
全国民政部门行政编码标准中省级、省辖市、县级行政区的行政代码长度均为 2 位，乡级及行政村级政区代码均为 3 位。MapGIS 软件中县级行政区、市级行政区合并统称为“县级行政区”。因此，省级行政区代码为 2 位，县级行政代码为 4 位，乡级和村级行政代码为 3 位。
4.5 建立接合图表
接图表根据大地坐标建立索引，记录了每个图幅的图名、图号、经度、纬度等信息，是标准图幅输出的依据。
4.6 建立工程
以县级行政辖区为单位，对采编的行政辖区、行政界线、地类图斑、线状地物、地类界线、注记、影像、DEM 等文件进行数据整理入库，建立土地利用信息管理数据库。
5 基于遥感影像信息的土地利用分类面积对比分析
以县为单位将基于影像提取的土地利用分类面积与原土地利用数据库面积进行比较分析，以检验基于影像提取地类信息的准确度。分别抽取东部平原地区 2 个县、丘陵地区 2 个县、山区 2个县为例，以相对误差进行对比分析（表 2）。
计算公式：相对误差 =［（遥感数据库面积－原土地数据库面积）/ 原土地数据库面积］×100%
表 2 分类面积相对误差
由表 2 可见，公路、铁路、建制镇、居民点面积相对较大，但其占整体面积的权重较小（合计小于 16%）；其他各二级类面积相对误差都小于 20％，尤其以山区吻合最好（相对误差小于10%），平原次之（相对误差小于 15%），丘陵较差（相对误差小于 20%）。各县（区）辖区面积误差都小于 3％。
6 结 论
（1）高分辨率遥感影像信息不仅可分辨耕地等一级类，分辨部分二级类也基本正确。本次基于遥感土地利用信息提取经外业验证，确定图斑正确率较高，不确定图斑正确率较低，平原较山区提取的准确率高，影像质量较好的信息提取的准确率也较高。地类不同提取的准确率也不同。建设用地在遥感影像上较易判读；耕地、园林地，由于受影像接收时间的影响，季节不同反应波谱也不同，且丘陵地区耕地与荒草地边界区分不明显，正确率较低。
检查结果显示，土地利用数据库中，土地利用遥感分类结果正确率达 97% 以上，尤其是耕地和居民点等地类正确率高，达 99% 以上。
（2）利用高分辨率遥感影像建立国家级、省级管理部门使用的土地利用现状数据库技术可行。在 MapGIS 软件下对利用高分辨率遥感影像信息土地利用数据库工程文件进行检查，检查项目包括：图形与影像套合精度、相邻图幅接边精度、属性数据正确性、各图层要素拓扑和逻辑错误检查等。经检查，数据采集精度误差小于 0.2 mm，相邻图幅接边误差小于 0.1 mm, 图形数据、属性结构及内容均符合技术设计和标准要求，数据库运行正常能够输出相关报表。
将基于遥感影像信息土地利用数据库与原详查土地利用数据库抽查对比，二者分类面积相对误差对应率为 80％以上，因此利用遥感影像信息建设土地利用数据库基本可行。
参 考 文 献
国家测绘局.2007.基础地理信息数字产品 1∶10000、1∶50000 生产技术规程［M］.北京：测绘出版社
国土资源部.2000.TD/T 1010—1999 土地利用动态遥感监测规程［S］.北京：地质出版社
国土资源部.2008.TD/T 1016—2007 土地利用数据库标准［S］.北京：中国标准出版社
廖克，城夕芳，吴建生，等.2006.高分辨率卫星遥感影像在土地利用变化动态监测中的应用［J］.测绘科学，（6）：11～15
（原载《测绘科学》2009 年第 10 期）
I. 基于遥感影像土地利用数据建库
6.4.1 基于遥感影像土地利用数据建库原则
（1）数据库建立在统一平台下。采用国产地理信息系统 MapGIS 作为建库基础平台，通过数据格式转换，用 ArcGIS 软件系统管理数据库。
（2）数据建库依据统一技术标准。除执行国家和行业的一系列相关标准及规程外，严格按照本项目制定的《技术要求》和《数据库标准》开展工作，所建数据库数据结构、数据内容要符合技术设计要求，达到标准化。
（3）数据库主要依据遥感正射影像上反映的地类特征判定土地利用类型和标绘地类边界，以原有的土地利用数据库和土地利用图作为辅助参考资料，对难以确定的图斑经外业验证确认土地利用类型。
（4）数据库内容要具有完整性和实用性。能够正确反映全省土地利用类型、面积对比、分布规律、利用特点，提供完整的土地资源资料。而且内容的选取和表示，要层次分明、清晰易读，使数据内容完整、实用性强。
（5）建立严格的质量监督体系，实行“三检一验”制度。即每个工作阶段都要通过自检、互检、专检，对数据内容、数据精度进行质量把关，各项指标必须符合技术要求，数据库建成后要通过项目组的统一验收。整个数据库建设过程采取严密的质量控制，从而保证数据库数据质量。
6.4.2 数据库文件命名规则、图层划分、数据属性结构
为规范数据库建设，保证基于遥感影像土地利用数据库质量，在认真执行国家和行业标准的原则下，进一步定义了基于遥感影像数据库文件命名规则、数据分层、数据属性结构。
6.4.2.1 文件命名规则
（1）图层文件命名规则。行政区划代码 + 图层名 + 影像获取年份 + 文件扩展名，例如：河南省郑州市金水区 2006 年数据库，县级政区层：410101XJZQ2006.WP，行政界线层：410101XZJX2006.WL，地面控制点层：410101GCP2006.WT。（注：文件命名栏中，.WT、.WL、.WP 分别代表 MapGIS 格式文件中的点文件、线文件和面文件）
（2）数字正射影像图（DOM）文件命名规则。数字正射影像图（DOM）影像文件、整饰文件和元文件共同组成 DOM 信息管理文件夹。文件夹命名规则为：影像获取年份 + 图幅号，例如：影像获取时间为 2005 年，图幅号为 I49G053089，其对应的 DOM 文件夹名称即为“2005I49G053089”。
DOM 影像文件、整饰文件和元文件命名规则为：图幅号 + 文件类型 . 文件扩展名。例如：DOM 图幅号为 I49G053089，其各类文件命名见表 6-5。
表 6-5 DOM 文件命名规则
注：文件命名栏中“，.WT、.WL、.WP”代表图廓修饰文件中的 MapGIS 数据格式中的点、线、面文件。
6.4.2.2 图层划分
根据基于遥感影像信息建立土地利用现状数据库的特点，数据库中仅反映基础地理和土地利用的基本要素，在这些要素基础上建立行政辖区、地类图斑、线状地物、测量控制点、注记、样本图斑、不一致图斑等图层。数据库所含要素图层见表 6-6。
表 6-6 图层划分表
6.4.2.3 数据属性结构
根据所划分图层分别设置如下数据属性结构。
（1）行政区划属性表（表 6-7）。
表 6-7 行政区划（SHZQ、SJZQ、XJZQ）
注：①区划代码采用 GB/T 2260—2002 规定的代码；②行政区名采用 GB/T 2260—2002 规定的行政区名。
（2）行政界线属性表（表 6-8）。
表 6-8 行政界线（XZJX）
（3）地类图斑属性表（表 6-9）。
表 6-9 地类图斑（DLTB）
（4）地类界线属性表（表 6-10）。
表 6-10 地类界线（DLJX）
（5）线状地物属性表（表 6-11）。
表 6-11 线状地物（XZDW）
（6）地面控制点属性表（表 6-12）。
表 6-12 地面控制点（GCP）
（7）样本图斑属性表。
样本图斑属性表同表 6-8。
（8）不一致图斑属性表（表 6-13）。
表 6-13 不一致图斑（BYZTB）
（9）注记属性表（表 6-14）。
表 6-14 注记（ZJFH）
注：①注记中不包括图廓注记；②仅文字注记填入相应的属性内容；③高宽为注记的高度 × 宽度，如 3×4。
6.4.3 基于遥感影像土地利用信息提取
以遥感正射影像图（DOM）为本底图，根据遥感影像上所反映的土地利用类型空间特征，从地物光谱、纹理的可分性，利用目视解译对土地利用信息加以提取，快速获取土地利用及变化信息，为高效、准确、规模化土地资源动态监测提供技术支持。
6.4.3.1 目视解译（判读)
目视解译主要是从影像上获取地物三种特征：①光谱特征。提取颜色、灰度或多波段数据间的特征变量等地物的光谱特征，区分出土地覆盖信息；②空间（几何）特征。将地物的形状、大小、边界、线性特征、空间关系等几何性特征提取出来，来获取地类图斑的空间信息；③纹理特征。根据构成图案的要素形状、分布密度、方向性等纹理特征提取，可获得土地利用信息。通过三种特征提取构成土地利用的空间地理信息与属性。
影像目视解译分类是运用了解译者的综合知识，对遥感影像进行分析、识别。目视解译包括室内预判、外业调查、室内详细解译和外业验证等步骤。室内预判是初步解译、初步建立解译标志并将解译中遇到的不能确定的目标和疑难点记录下来留待外业确定，通过外业调查与实地对照进行测量和样本采集，以提供后续阶段详细分析，室内详细解译是在上述基础上，建立影像解译标志，对工作区的土地利用分类信息提取，再次进行外业验证提高影像解译的准确性与精度。
基于遥感影像的土地利用分类信息提取技术流程如图 6-9 所示。
图 6-9 土地利用分类信息提取技术流程图
6.4.3.2 土地利用类型判读方法
遥感影像地类信息判读的准确性是基于影像土地利用数据建库的关键，因此在进行数据采集时运用相关分析方法，根据影像时相、区位地形特征等对影像进行综合分析，判断影像所反映的地类信息，勾绘地类界线，标注地物类别，形成预判图。
（1）耕地。主要分布在平原地区、河流两岸、川台地和缓坡地上。
平原地区的耕地，在影像上反映比较单一，呈条块状或网格状分布，形状规则，绝大部分都能作出准确判读。由于时相的不同所反映的色调有所差异，农作物生长季节的耕地呈绿、浅绿色；农作物收获季节的耕地则呈灰白、褐白色，如：河南省平原地区影像为 6 月份时相的，大部分都为收获后的裸露耕地，其色调特征为白或灰白；但洼地处的耕地，若影像接收日期在雨水季节，在影像上显示出水域特征，采集时要参考土地利用资料进行判断，同时作为不确定图斑进行外业调查，实地分析周边地形状况来确定其地类。另一种情况是农作物与林果兼作的土地，冬春季节和夏秋季节接收的影像特征差别较大，冬春季节反映的是以耕地为主，夏秋时则以林地为主，对此情况在参照土地利用资料的同时，作为不确定图斑由外业判定地类类型。
农作物生长及收获后耕地特征如图 6-10 所示。
山区和丘陵地区的耕地，在影像上反映的是绿色和灰白色相间的层叠状影像纹理特征，集中连片的较大地块影像上较易判断，而零散分布特别是在坡地上由农民零星开发出的小块耕地很难确定。根据分布规律、纹理特征，参考土地利用资料来确定地类，室内判读不出的，作为不确定图斑由外业判定地类类型。
坡耕地影像特征如图 6-11 所示。
图 6-10 农作物生长及收获后耕地特征
图 6-11 坡耕地影像特征
（2）园林地。在基于遥感影像土地分类中将园林地归并为一个地类。
平原地区的园林地分布有一定规律，大部分在村庄周边，呈块状或条带状分布，色调均匀，形状规则，边界明显。成片种植的阔叶林易与耕地区分，一些针叶、矮生果树以及苗圃的色调和纹理特征与耕地相近，较难判读，在参考土地利用资料无法判读的作为不确定图斑由外业调查确认。
山区和丘陵地区的园林地呈片状或带状，形状不规则，边界较明显。连片林地较容易判读，难以判读的是丘陵向平原地区的过渡地带，其间零散分布的树木与杂草丛生一起，主次难分，林地与荒草地之间没有明显分界线，此种情况可通过外业调查权衡主次来确定。
公路林带，影像上呈深绿色调，沿公路两侧呈规则长条带状，室内可准确判读。
园林地影像特征如图 6-12 所示。
（3）其他农用地。牧草地在基于遥感影像土地分类中归并到其他农用地。牧草地在河南省区域内分布很少，其纹理和色调特征与耕地接近不容易区分，只有从其分布形态来分辨，其边界多呈不规则形态，同时利用土地利用资料辅助判断，或根据实地调查情况确定地类。
坑塘、养殖水面、沟渠等在影像上有明显特征，可根据解译标志对影像进行判读。
其他农用地影像特征如图 6-13 所示。
图 6-12 园林地影像特征
图 6-13 其他农用地影像特征
（4）城市和建制镇。城市和建制镇影像特征比较典型，呈规则条块状，以灰、灰白色调为主，可准确判读。各省辖市、县级市政府所在地的建成区按城市归类，县政府所在地及建制镇建成区仍按建制镇归类。
城市和建制镇影像特征如图 6-14 所示。
图 6-14 城市和建制镇影像特征
（5）农村居民点。农村居民点地类特征比较明显，呈灰白与绿色调相间的片状分布，边界清晰，依据其在影像上的实际范围进行采集，但采集时要注意与其他建设用地区分。农村民居点影像特征如图 6-15 所示。
图 6-15 农村居民点影像特征
（6）铁路、公路。铁路、公路在影像上表现为长条带状或线状形态，形状规则，两者色调比较接近呈深灰色，建设中的铁路、公路呈白加灰色，高速公路较易判读，普通公路与铁路不太容易区分，可参考土地利用资料辅助判读，新增的铁路、公路要到实地外业调查后确认地类。
铁路、公路影像特征如图 6-16 所示。
图 6-16 铁路、公路影像特征
（7）其他建设用地。独立工矿用地大多分布在城镇、农村居民点中或周边，或分布在公路、铁路两侧，呈规则块状，以白、白加灰色调为主，兼有绿、黄等其他色调，判读时要注意与临时取土的耕地进行区分，其影像特征比较接近，容易误判。
水库水面呈椭圆、扇形或方形，边界规则，根据影像特征比较容易判读。
其他建设用地影像特征如图 6-17 所示。
（8）未利用地。苇地、滩涂、河流、湖泊可根据其空间位置和影像上明显特征，较容易分辨。由于苇地和滩涂大多分布在河流、湖泊、水库周边，可根据其空间位置进行判读；荒草地在影像上较难分辨，要借助土地利用资料辅助判读或到实地调查。
裸岩、裸土地多分布在山区、丘陵地区，其周围与林地衔接或向平缓地带过渡时，其边界不明显，此类情况在外业也难以区分地类边界，对此在参照土地利用资料的基础上，要充分分析影像上的色彩、纹理特征来确定。
未利用地影像特征如图 6-18 所示。
图 6-17 其他建设用地影像特征
图 6-18 未利用地影像特征
J. 高分辨率影像数据处理及数据建库技术方法研究
潘振祥
（河南省国土资源厅信息中心 郑州 450016）
摘 要：本文通过开展高分辨率卫星遥感影像数据（SPOT5）处理及建库技术方法研究和探索，制定了《高分辨率影像数据处理及基于遥感影像土地利用数据库建设技术要求》和《省级基于遥感影像 1∶1 万土地利用数据库标准》，制作了覆盖河南全省的 1∶1 万数字正射影像图，建立了河南省基于 SPOT 5 的 GPS 像控点图形图像数据库、高分辨率卫星影像数据库和基于影像信息土地利用数据库，为全国土地利用二次调查基础底图制作进行了有益的探索。
关键词：土地资源 卫星影像 遥感 数据库 像控点
0 引 言
随着信息技术的快速发展，卫星遥感影像处理技术得到了突破性进展，高分辨率卫星影像在土地资源调查评价、土地利用动态遥感监测、土地执法监察、土地变更调查以及大中比例尺地形图测绘等方面应用已取得显着成效。
针对河南省高分辨率遥感影像数据处理及数据库建设项目任务，项目组提出了利用 GPS 外业静态实测坐标作为影像数据校正的控制资料，制定了《高分辨率影像数据处理及基于遥感影像土地利用数据库建设技术要求》和《省级基于遥感影像 1∶1 万土地利用数据库标准》等，并根据项目任务要求，制定了切合河南实际的基于遥感影像信息的土地利用分类体系，同时，通过项目开展，制作了覆盖河南全省的 SPOT 5 数字正射影像图（DOM），并建立了河南省基于 SPOT 5的 GPS 像控点图形图像数据库，为土地利用二次调查基础底图制作进行了有益的探索。
1 影像数据处理及数据库建设技术路线
（1）多源遥感信息相结合。选取最佳波段组合的多光谱影像与高分辨率全色影像融合，生产具有高分辨率空间信息和丰富光谱信息的融合影像。
（2）GPS 像控点、基础图件（数据库）和 DEM 相结合。根据实际情况，采用 GPS 像控点，同时利用 1∶5 万 DEM 对遥感影像进行正射校正。
（3）人机交互与计算机自动提取相结合。以人机交互解译为主，进行土地分类信息提取。
（4）遥感解译与地面调查相结合。对提取的地类图斑信息进行外业验证，对在室内不确定的地类图斑，进行外业实地调查。
2 GPS 像控点图形图像数据库建立
为保证像控点选取精度，首先在 2.5 m 分辨率的全色影像上，按照像控点选取的技术要求，每景均匀选取了 25 个像控点，并对像控点进行了全外业 GPS 静态测量，在 MapGIS 平台下编辑像控点属性结构，建立 GPS 像控点图形图像数据库，并将像控点外业测量成果表以图片方式保存在属性表中。如图1所示。
图1 像控点图形图像数据库示意图
2.1 GPS 像控点选取
为保证像控点外业测量精度，像控点选取时，点位分布要相对均匀，特征明显，交通便利，数量足够，尽可能在全色影像上选取，尽量避开高压线、大面积水域等干扰因素。
为提高外业测量效率，将选取的待测像控点制作成“像控点外业测量成果表”，成果表包括像控点编号、点位及放大的示意图、WGS84、1954 北京、1980 年西安三套坐标和点位说明等内容。
2.2 GPS 像控点外业施测
像控点外业测量采用附合路线法，各像控点平均间距约 13 km，像控点与 C 级 GPS 控制点组成 GPS 控制网。GPS 像控点外业测量利用河南省 C 级 GPS 控制网成果的三套数据（分别为WGS 84、1954 北京和 1980 年西安坐标）作为起算数据，依据《全球定位系统（GPS）测量规范》，采用静态方式同步进行观测，三台套 GPS 接收机为一组，观测时段长度不少于 45 分钟，卫星高度角≥ 15°，有效观测卫星总数≥ 4 个。测量数据采用南方测绘软件进行基线解算、平差处理并进行高程拟合，最后解算出像控点基于三套坐标系统的三套数据和拟合高程。
2.3 GPS 像控点图形图像数据库的建立
GPS 像控点图形图像数据库以河南省 1∶50 万地理底图作为工作底图，输入像控点空间坐标，并采集像控点属性与图形信息，建立数学基准统一的像控点图形图像文件。像控点图形图像信息，除像控点所具有的地理坐标信息之外，还包括与待纠正影像相关的特征地物的纹理信息、分辨率信息等。
3 影像数据处理
影像数据处理包括卫星影像全色数据与多光谱数据的配准、融合和影像数据正射校正、镶嵌及正射影像图（DOM）的制作等。本项目所使用到的 SPOT 5 数据是由视宝公司提供的 1A 级数据，只经过了探测器的均衡化处理，为了进行多元数据的复合，制作正射影像图，必须对图像进行正射校正，建立地理坐标。影像数据处理技术流程如图 2 所示。
图2 影像数据处理技术流程
3.1 影像配准
本项目使用的单景多光谱数据与全色数据是同步接收到的，其图形的几何相关性较好，多光谱数据与全色配准难度小、精度高，因此采用相对配准的方法，SPOT 5 多光谱数据波段组合采用 XS2（红）、XS3（绿）、XS1（蓝）形式，影像重采样间隔为 2.5 m，重采样方法采用双线性内插，以景为配准单元，以 SPOT 5 全色数据为配准基础，均匀选取配准控制点，对接收侧视角较大，地势起伏对配准影响较为严重的区域相应增加控制点密度，将 SPOT 5 多光谱数据与之精确配准，并随机选择配准后全色与多光谱数据上的同名点进行检查，以确保数据的配准精度。
3.2 影像融合
图像融合处理采用最基本的乘积组合算法直接对两种空间分辨率的遥感数据进行合成，融合后图像则采用直方图调整、USM 锐化、彩色平衡、色度饱和度调整和反差增强等手段，以使整景影像色彩均匀、明暗程度适中、清晰，增强专题信息，特别是加强纹理信息。
3.3 影像正射校正
影像正射校正采用 ERDAS 的 LPS 正射模块，利用 SPOT 5 物理模型，每景 25 个像控点均匀分布于整景影像，各相邻景影像重叠区有 2 个以上共用点。正射校正以实测点和 1∶5 万 DEM为校正基础，以景为单元，对融合后的数据进行正射校正，采样间隔为 2.5 m。
3.4 影像镶嵌
影像镶嵌采用 ERDAS 的 LPS 正射模块中批量处理模块，相邻两幅影像，均采集了两个以上共用点，大大提高了影像镶嵌精度。为验证镶嵌精度，以县（市、区）为单位，在其镶嵌区随机选择 25 个以上检查点进行镶嵌精度检查。
3.5 数字正射影像图制作
数字正射影像图（DOM）制作采用 Image Info 工具，按照 1∶1 万标准分幅进行裁切，覆盖完整的县级行政辖区。图幅整饰依据《高分辨率影像数据处理及数据库建设技术要求》，利用MapGIS 数据库平台，按照 1954 北京坐标系、1985 年国家高程基准的生成 1∶1 万标准分幅图幅整饰。
4 创新成果
项目组在圆满完成项目任务的前提下，结合项目进展和土地管理需要，创造性地开展工作。总结项目进展和取得的成果，创新成果主要体现在：
（1）影像校正控制点 GPS 外业实测数据作为影像校正控制资料，改变了以往利用地形图、土地利用现状图（数据库）作为控制资料的传统方式，极大地提高了影像校正精度，节省了项目投入经费。
覆盖河南全省 1∶1 万标准分幅地形图共计 6565 幅，而实有地形图仅 5600 余幅，项目组在征求部课题组同意的前提下，提出采用 GPS 外业实测控制点作为影像校正控制资料的思路。基于这一思路，项目组进行了一系列研究和论证，制定了 GPS 外业测量技术要求，并对覆盖全省的每景 SPOT 5 卫星影像相对均匀地选取了 25 个控制点，相邻景影像不少于 2 个共用控制点的原则，全省共选取影像校正控制点 1421 个，GPS 大地控制 C 级点 94 个。根据影像数据接收时间和项目进度，共分 13 个测区，对所有控制点采用附和路线法进行了静态测量，分别计算出各控制点和检查点的 WGS84、1954 北京和 1980 年西安三套坐标。
（2）河南省像控点图形图像数据库的建立，为今后河南全省土地利用遥感监测、卫片执法监察等提供了技术保障。
为使外业测量成果长期保存和今后使用，项目组在项目任务之外，在 MapGIS 平台上，基于河南省 1∶50 万地理底图，建立了 GPS 像控点图形图像数据库。GPS 像控点图形图像数据库的建立，不仅满足 SPOT 5_2.5 m 高分辨率卫星影像的校正精度要求，同时为今后河南全省土地利用遥感监测、卫片执法检查、矿山环境监测等奠定了基础。
（3）高分辨率影像数据大区域整体正射校正和镶嵌处理技术的探索，为影像数据批处理技术的推广进行了有益的探索。
由于本次试点项目涉及的范围广、影像处理工作量大，因此，项目组在保证影像纠正精度的前提下，为提高工作效率，探索和使用了遥感影像专业处理软件 ERDAS 的 LPS 模块提供的大区域整体正射纠正和影像镶嵌处理功能，达到了较好的应用效果。
鉴于本次试点项目所使用的影像数据均为同步接收的 SPOT 5 多光谱与全色数据，其图形的几何相关性较好，多光谱数据与全色配准难度小、精度高，因此，影像数据处理采用先单景融合、后大区域整体正射校正、最后进行大区域镶嵌配准的技术流程进行影像处理。
正射纠正采用 ERDAS 的 LPS 批量正射模块。纠正采用 SPOT 5 物理模型，控制点均匀分布于整景影像，每景控制点个数为 25 个，各相邻影像重叠区有 2 个以上共用点。正射纠正以 GPS外业实测控制点和预处理的河南省 1∶5 万 DEM 为纠正基础 , 对 SPOT 5 融合数据进行批量纠正，采样间隔为 2.5 m。影像镶嵌采用的是 ERDAS 的 LPS 批处理模块，由于各相邻景影像均采集了两个以上的共用点，大大提高了影像镶嵌精度。
（4）基于遥感影像信息土地利用分类标准体系的制定，为国家和省级快速掌握和提取土地利用变化信息进行了有益的探索。
项目组根据部课题组要求及国家和省土地管理工作需要，结合 SPOT 5 卫星影像光谱特征和纹理信息，经充分研究和论证，制定了切合河南实际、满足“高分辨率影像数据处理及数据库建设”试点项目需要的基于遥感影像信息的土地利用分类标准，该标准中将土地利用类型分为农用地、建设用地和未利用地等 3 个大类，耕地、园林地、其他农用地、城市用地、建制镇用地、农村居民点用地、铁路用地、公路用地、其他建设用地、未利用地等 10 个二级类，此外，根据个别地类特点，又分别从农用地、建设用地和未利用地中单独划分出公路林带、农业水利用地、水利设施用地、未利用水面和黄河滩地等 5 个三级类，分类标准与现有的土地利用分类体系协调、一致，符合国土资源土地分类标准体系。
（5）基于遥感影像土地利用数据库建设，为国家和省土地宏观管理提供了现势性较强的土地利用电子数据，为国内同类工作的开展提供了技术依据。
考虑到国家和省级土地宏观管理的需要，根据项目制定的“基于遥感影像土地利用分类体系”，结合中地公司 MapGIS 土地利用数据库管理系统框架结构，项目组在 MapGIS 数据库管理系统平台的基础上，分别制定了《高分辨率影像数据处理及数据库建设技术要求》和《基于遥感影像 1∶1 万土地利用数据库标准》等，并在标准中明确了基于遥感影像的土地分类、文件命名规则、数据分层格式及要求等，保证了数据标准和数据格式的一致性及数据库建设质量，为国家和省提供了翔实的土地利用现势数据。
5 结 语
随着遥感技术和计算机技术的飞速发展，高分辨率遥感影像数据在土地管理工作中的应用越来越普遍，同时，遥感影像数据处理的技术手段也越来越科学、越来越先进，尤其是全国第二次土地调查工作的全面开展，将遥感影像在土地管理方面的应用推到一个前所未有的水平，因此，如何在影像数据处理过程中尽可能减少人力和财力投入已显得尤为重要。本项目针对上述问题，在科研与生产过程中，提出的采用 GPS 外业实测控制点作为影像校正控制资料、GPS 像控点图形图像数据建库及基于国家和省级土地管理需要而提出的基于遥感影像信息土地利用数据库标准等，进行了较好的诠释，为今后同类工作的开展进行了有益的探索。
参 考 文 献
常庆瑞，等.2004.遥感技术导论［M］. 北京：科学出版社
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汤国安，等.2004.遥感数字影像处理［M］. 北京：科学出版社
徐柏清.1988.正射投影技术与影像地图［M］.北京：测绘出版社
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（原载《测绘通报》2008 年第 10 期）