土地资源遥感调查

发布网友 发布时间：2022-04-23 04:49

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热心网友 时间：2022-05-01 23:04

4.1.1 土地资源分类

（一）土地资源分类原则与依据

土地资源分类是土地资源研究的重要内容，是调查与制图的基本依据。建立科学地、系统地反映土地资源基本特征和地域差异的分类系统，是土地资源调查最基本的原则。在土地资源分类中，主要考虑的原则是：

（1）分类系统力求简洁，符合国家对土地资源基本数据及其动态状况的迫切要求。

（2）考虑土地资源属性，按土地资源性质与特点划分若干类型，以正确反映土地资源特征与本质差异。

（3）分类中做到归并相似性，区别差异性，由大到小，由高级到低级划分，最终建成一个上下联系、逻辑分明的科学分类系统。

（4）考虑应用遥感技术调查所能达到规定精度的可能性。

（5）考虑反映土地资源动态变化，将反映土地资源动态状况的因素作为划分某些类型的重要标志。

依上述原则，根据《国土资源遥感综合调查工作意见》（1997年12月，国家计划委员会国土地区司）、《土地遥感动态监测技术规定》（1997年6月，国家土地管理局），并参考《全国农业土地资源遥感调查技术报告》（1997年6月，国家统计局、中国科学院）等资料，在湖南省土地资源遥感综合调查中土地资源采用二级分类，对二级分类中的耕地采用*分类。第一级依据国民经济主要用地构成和土地属性利用方向划分为：耕地、林地、草地、水域、城镇居民及工交建设用地、未利用土地。第二级是在第一级基础上，依据主要利用方式、利用条件和难易程度划分为19个类型：水田、旱地、有林地、灌木林、疏林地、其它林地、高覆盖度草地、中覆盖度草地、低覆盖度草地、河渠、湖泊、水库坑塘、滩地、城镇用地、农村居民点用地、工交建设用地、沼泽地、裸土地、裸岩石砾地。水田划分为：山地水田、丘陵水田、平原水田、坡度大于25°的水田。旱地划分为：山地旱地、丘陵旱地、平原旱地、坡度大于25°的旱地。

（二）土地资源分类系统及其含义

耕地（1）（注：括号内数字为地类代码，下同）

水田（11）：指有水源保证和灌溉设施，在一般年景能正常灌溉用以种植水稻、莲藕等水生农作物的耕地。按其所处地貌部位可划分为：山地水田（111）、丘陵水田（112）、平原水田（113）、坡度大于25°的水田（114）。

旱地（12）：指无水源无灌溉设施，靠天然降水生长作物的耕地。或有水源和灌溉设施，在一般年景不能正常灌溉的旱作物耕地。按其所处地貌部位，可划分为：山地旱地（121）、丘陵旱地（122）、平原旱地（123）、坡度大于25°旱地（124）。

林地（2）

有林地（21）：指郁闭度≥30%的天然林和人工林，包括用材林、经济林、防护林等成片林地。

灌木林（22）：指郁闭度>40%，高度在1米以下的矮林地和灌丛林地。

疏林地（23）：指郁闭度10%～30%的稀疏林。

其它林地（24）：指未成林造林地、迹地、苗圃及各类园地。

草地（3）

高覆盖度草地（31）：指覆盖度＞50%的天然草地、改良草地和割草地。此类草地一般水分条件较好，草被生长茂密。

中覆盖度草地（32）：指覆盖度在10%～50%的天然草地和改良草地。此类草地一般水分不足，草被较稀疏。

低覆盖度草地（33）：指覆盖度在10%～20%的天然草地。此类草地水分缺乏，草被稀疏，牧业利用条件差。

水域（4）

河渠（41）：指天然形成或人工开挖的河流及主干渠常年水位以下的土地。人工渠包括堤岸。

湖泊（42）：指天然形成的积水区常年水位以下的土地。

水库坑塘（43）：指人工修建的积水区常年水位以下的土地。

滩地（46）：指河、湖水域平水期水位与洪水位之间的土地。

城镇工矿居民用地（5）

城镇用地（51）：指大、中、小城市及县镇以上建成区用地。

农村居民点用地（52）：指镇以下的居民点用地。

工交建设用地（53）：指独立各级居民点以外的工矿用地，以及交通道路、机场、码头和特殊用地。

未利用土地（6）

沼泽地（64）：指地势平坦低洼、排水不畅、长期潮湿、季节性积水或常年积水，表层生长湿生植物的土地。

裸土地（65）：指地表土质覆盖，植被覆盖度在5%以下的土地。

裸岩石砾地（66）：指地表为岩石或石砾，其覆盖面积＞50%的土地。

4.1.2 遥感图像分析判读

（一）图像分析判读基础

一切地物由于其种类和环境条件不同，在不同波长电磁波的频段上，具有不同的地物波谱反射和辐射特征，在影像上表现为色调、形状、大小、阴影和纹理等信息的差异。通过借助影像上呈现的色调、形态的差异和变化，以及它们之间的组合规律，可以确定地物的范围、类别和特征，达到识别目标物的基本目的。依据目标物的位置、形状和大小，测量其长度或面积，构成了图像判读的基础信息。

（二）判读内容及其解译标志的建立

采用 TM卫星假彩色合成图像，基本上能全面反映我省各类土地类型的特征。通过室内遥感解译，对照已有调查成果并经野外实地验证，建立了湖南省土地资源类型遥感解译标志（表4-1）。

表4-1 湖南省土地资源类型遥感解译标志（R4G7B3）

4.1.3 图像分析判读与制图

（一）基本原则

以最新TM卫星图像和相应的地形图为主要信息源，采用人机交互方式和有关技术相结合的方法，对土地资源进行判读与制图。

1∶25万定性判读精度为：耕地和城镇≥95%，其他类型为85%～90%。定位精度为TM图像与地形图对点误差一般小于图上距离0.6 mm，最大不超过1 mm。

地类的判读，遵循先易后难，由浅入深，逐步展开的原则。

地类图斑的归并，以1∶25万TM卫星图像为依据，小于4 mm²（即375亩）的图斑舍去，并入相邻图斑。复合图斑归并时，按数量原则和类型接近原则处理，如旱地与水田归并时，将面积小的归并到面积大的图斑，小面积坑塘水库归并于耕地中。

（二）图像判读

首先输入县级影像栅格文件（TTF格式），在Coreldraw软件环境下，以影像文件作为判读背景（第一层），通过人机交互方式分层提取目标地类。第二层为地类界，第三层为地类属性，第四层为重要线状地物。

根据影像判读标志，通过人机交互方式，直接操作鼠标，沿影像特征的边缘准确绘出全闭合的地类界，并赋地类属性及编号。逐县完成全省地类的判读和准确定位。全省共绘出各类地类图斑250593个。其中水田（11）35174个，旱地（12）60034个，有林地（21）27450个，灌木林（22）13722个，疏林地（23）64030个，其他林地（24）2082个，高覆盖度草地（31）8720个，中覆盖度草地（32）1921个，低覆盖草地（33）107个，河渠（41）837个，湖泊（42）324个，水库坑塘（43）8137个，滩地（46）1394个，城镇（51）1054个，农村居民点（52）24636个，工交建设用地（53）466个，沼泽地（64）374个，裸土地（65）130个，裸岩石砾地（66）1个。

判读提取目标地物（地类）的最小单元：面状地类大于6×6个象元；图斑短边宽度最小为4个象元。

判读精度：耕地定性准确率＞98%，其他地类＞95%。计算机屏幕解译地类界线的线划描迹精度为一个象元。

重要线状地物单线绘出，其属性代码为：铁路“71”，公路“72”，河渠“73”。重要线状地物是指不宜在零星地类成数抽样中对其面积进行测算和扣除的线状地物。

判读完成后保存Coreldraw格式的*.CDR文件，并输出*.DXF矢量格式文件。

（三）矢量专题层面的生成与面积量算

从Coreldraw中导出ARC/INFO能够接受的*.DXF格式文件，转换成下一步所需Coverage恢复成原图像的投影系统，然后再转成统一的等面积分割圆锥投影坐标系统。

利用ARC/INFO的ARCEDIT模块进行图形编辑，逐图斑与线段赋给地类代码，完成相邻图幅接边，统一行政区划图、土地资源图、地理单元图和线状地物图的图廓边界。分别建立拓朴关系，四图层叠加组合成土地资源图，用以进行面积量算与汇总使用。

由于数字化过程中产生的随机误差和投影变形产生的系统误差，量算面积和理论面积总有一定的差值，面积平差就是针对这两种误差进行的。一级平差以标准图幅理论面积为控制面积，对该图幅内各县域量算面积按其所占比例进行平差，求得标准图幅内各县域的实际面积，在此基础上计算出全省各县级行政区的实际面积。二级平差是以县级行政区的实际面积为控制面积，对县域内各图斑的量算面积按其所占比例进行平差，求得县域内每一个图斑的实际面积，在此基础上计算出全省地类图斑的实际面积。

（四）重要线状地物面积校正

在二级面积平差完成后，分县进行重要线状地物面积扣除。重要线状地物宽度的平均值是将航片扫描成图像文件后，按平原、丘陵和山地三种地貌类型抽样布点，根据航片比例尺平均值得到的。铁路、公路的宽度包括路堤、路堑、道沟、取土坑和护路林。逐县按各自的平均宽度，换算出面积数据（亩），从相应地类面积中扣除，并将扣下的面积数据量分别加入所属地类中去。设某一地类图斑内有n条线状地物，其长度和宽度分别为L_ij和b_ij（i=1，2，…，n），j为地类图斑编号，则该图斑应扣除的线状地物面积为：

湖南省国土资源遥感综合调查

（五）细小地物（零星地类）面积扣除

在二级面积平差完成后，分县进行零星地类面积的扣除。零星地类是指由于受比例尺精度*，有些地类不能在图上反映出来，但它却是客观存在的。零星地类的存在影响了数字化地图对实际情况的真实反映。为了与实际更加吻合，需对零星地类作必要的处理。其基本思路是：通过抽样方法获得细小地物的统计分布特征，给出细小地物在主体地物中的统计成数，然后将这一成数落实到所有的主体地物中进行细小地物面积的成数调整。细小地物抽样分两种，一种是TM卫星影像中抽取小于6×6个象元的细小地物，另一种是从分辨率更大的航片上抽取更加细小的地物。这两种抽样方法都各自形成一个细小地物抽样成数数据，用于细小地物面积扣除。

（1）航片细小地物扣除

航片细小地物扣除分县进行，其主体地物只有耕地（11，12），非主体地物为河流（41）和工矿交通建设用地（53）两类。

设某一耕地图斑A_j被切为n个更小的图斑A_ij（i=1，2，…，n），则：

湖南省国土资源遥感综合调查

式中j为该耕地图斑在该县土地资源图中的图斑号，i为A_j被切分开的各小图斑的序号。设A_j的实际面积为AR_j（二级平差后的面积），AC_j为j图斑的量算面积，则被切分的各小图斑A_ij的实际面积AR_ij为：

湖南省国土资源遥感综合调查

式中AC_ij为各小图斑的量算面积。

设细小地物R对A_ij的成数为R_ijk，则细小地物k在图斑A_j中的扣除量为：

湖南省国土资源遥感综合调查

县域内细小地物在耕地中扣除总量AD_k为：

湖南省国土资源遥感综合调查

当k=1时，AD_k表示县域内耕地中水域（41）扣除总量；当k=2时，AD_k表示县域内耕地中建设用地（53）扣除总量。AD_k值要分别加入到县城分类面积（41，53）统计中去。

（2）TM影像图细小地物的扣除

其操作方法与航片相同。主体地物也仅仅限于耕地，但非主体地物除河流（41）、工交建设用地（53）外，还包括各类草地（31，32，33）和未利用土地（64，65，66）等。

由于细小地物（零星地类）成数抽样是分县按平原、丘陵、山地三种地貌类型进行的，因此，县域内耕地中细小地物的扣除系数（成数）视耕地所处地貌位置的不同而有所不同。

（六）图形数据库和属性数据库集成

数据集成是将各种数据统一组织，按照一定标准，将数据建库，以交付运行的过程。

图形数据及属性数据包括土地资源数据、重要线状地物数据、行政界线数据等。以微机网络为硬平台，以ARC/INFO和ARCVIEW作为核心软平台，对图形数据、属性数据、图像数据进行整理、编辑裁切、编码，按不同的要求和规程分别建成图形数据库、属性数据库和图像数据库。

（1）属性数据集成

属性数据有两个来源：

第一在图形数据库集成时，每个层面的数据和每个图幅的数据都伴随一个属性数据文件，由这些属性数据文件集成的属性数据，简称属性库A。

第二由土地资源图、地理单元图、重要线状地物图、行政界线图经过ARC/INFO中的IDENTITY命令叠加形成的组合图，其所伴生的具有地理背景等属性的土地资源属性数据，经过重要线状地物校正、细小地物扣除形成的面积量算数据，所形成的属性数据库简称属性库B。

属性库A以图形数据库界面为基础，外加属性数据显示和查询功能，达到了图形数据和属性数据的结合，实现了图形数据和属性数据的同步定位和条件组合查询、显示功能。属性库 B以 windows95为操作环境，用MS-VISNAL BASIC作为系统界面的最后封装设计语言，操作简单，具有显示、查询、检索等功能。

（2）图像库集成

以陆地卫星TM数据经过深加工并套合行政界线和控制点的数据作为TM图像数据来源。对TM图像数据按图形数据库中的数据分幅进行裁切入库。在图形数据库系统界面的基础上增加了TM图形影像显示、查询功能。用ARCVIEW中的AVENUE进行界面封装设计。TM图像显示能达到相应比例尺的图形数据对应显示。航片影像能按检索要求和采样框架进行定位显示。