李曉敏，張杰，馬毅，吳培強

（國家海洋局第一海洋研究所，山東 青島 266061）

粵西海島海岸帶典型地類SPOT-5影像解譯標志

李曉敏，張杰，馬毅，吳培強

（國家海洋局第一海洋研究所，山東 青島 266061）

基于SPOT-5假彩色合成影像，在現(xiàn)場踏勘的基礎上，對粵西海島海岸帶地物進行了全面的分析，總結了地物的遙感影像特征，建立了耕地、園地、林地、居民地及工礦倉儲用地、水域和灘涂 6類典型地物的遙感解譯標志。采用典型樣區(qū)與樣點相結合的方法，對基于該解譯標志提取的結果進行了踏勘驗證，經檢驗，解譯精度在 90%以上。粵西海島海岸帶衛(wèi)星遙感調查實踐表明：建立具有區(qū)域特色的遙感影像解譯標志，對海島海岸帶資源調查和環(huán)境監(jiān)測具有極其重要的意義。

海島海岸帶；解譯標志；SPOT-5影像；粵西

海岸帶是海洋和陸地的交匯地帶，是人類最為密集、開發(fā)活動最為頻繁、經濟最為發(fā)達的區(qū)域，是陸域經濟區(qū)核心和外海通道，也是海洋經濟區(qū)的核心和海洋開發(fā)活動的基地。隨著海洋經濟的迅猛發(fā)展，中國海島的開發(fā)利用程度不斷加大，海島正成為開發(fā)利用海洋的第二個基地和支點，沿岸海島將成為發(fā)展海洋經濟的“第二經濟帶”[1]。海島海岸帶區(qū)域的快速發(fā)展和頻繁開發(fā)，極大地改變了其資源環(huán)境條件，所以，對海島海岸帶區(qū)域的監(jiān)測已經成為我國海島保護與利用、海岸帶開發(fā)和保護工作的重要內容。

遙感技術以其大面積、同步、對同一區(qū)域進行重復監(jiān)測、時間序列長、現(xiàn)勢性強和時空分辨率不斷提高等突出優(yōu)勢，已經成為開展海島海岸帶調查，獲取海島海岸帶資源、環(huán)境與災害等信息，進行海島海岸帶空間規(guī)劃的主要手段。應用遙感技術進行海島海岸帶調查和監(jiān)測，最關鍵的是遙感圖像解譯。遙感圖像的解譯依賴于具體應用目的和任務，但是任何目的的解譯均要通過基本解譯要素和具體解譯標志來完成[2]。因此，建立海島海岸帶資源環(huán)境要素的解譯標志是開展海島海岸帶遙感調查的基礎工作，解譯標志建立的好壞直接關系到圖像解譯結果的準確與否。

對于同一地類，在不同地區(qū)、不同季節(jié)、不同類型、不同波段組合的遙感影像上，其解譯標志是不一樣的，因而解譯標志的建立，必須具有明確的針對性，選擇典型樣區(qū)，通過實地調查對照，對典型地類的影像特征進行詳細觀察與描述。本文以粵西海島海岸帶為研究區(qū)，針對SPOT-5假彩色合成影像，基于 2007年的現(xiàn)場踏勘，建立粵西海島海岸帶6類典型地物的遙感解譯標志。

1 研究區(qū)域和數(shù)據(jù)

1.1 研究區(qū)域

粵西海島海岸帶指廣東省西部沿海四個地級市的海島和海岸帶，分別為湛江市、茂名市、陽江市和江門市（圖1）。海島包括粵西沿海四市的全部海島，主要有新寮島群、湛江港島群、陽江島群和川山島群[3]；海岸帶指以海岸線為基線，向陸延伸5 km，向海延伸至平均大潮低潮線外1 km[4]。

圖 1 粵西沿海四市在廣東省的區(qū)位圖Fig. 1 Location of study area in Guangdong Province

1.2 數(shù)據(jù)

1.2.1 SPOT-5影像 SPOT-5衛(wèi)星的成像波段有多光譜和全色兩種，多光譜波段空間分辨率為10 m，短波紅外波段空間分辨率為20 m，全色波段空間分辨率達到5 m和2.5 m，一景影像的覆蓋范圍為60 km×60 km。SPOT-5影像的高空間分辨率、大覆蓋范圍和高性價比使其成為大面積資源環(huán)境調查的主要數(shù)據(jù)源。在“我國近海海洋綜合調查與評價專項（908專項）”海島海岸帶衛(wèi)星遙感調查工作中，SPOT-5影像作為基本數(shù)據(jù)源被大量應用，來提取海島海岸帶各類要素信息。

全覆蓋粵西海島海岸帶共18景SPOT-5影像，獲取的時相四個季節(jié)都有。本文解譯標志的建立基于 SPOT-5 假彩色影像（圖 2），其合成波段是Band1、Band2、Band3（分別賦予紅、綠、藍）。為了保證遙感影像空間位置的準確性、使影像具有較高的空間分辨率和影像特征突出，對遙感影像進行了幾何精校正、圖像融合和圖像增強處理。

1.2.2 現(xiàn)場踏勘數(shù)據(jù) 在“908專項廣東區(qū)塊海島海岸帶遙感調查與研究”課題的支持下，對粵西海島海岸帶進行了歷時51 d、行程11900多千米的現(xiàn)場踏勘，采集樣點463個（圖2），獲得照片2000多張、錄像250多分鐘，在ArcGIS軟件下，通過GPS導航系統(tǒng)將遙感影像和現(xiàn)場踏勘實地情況相對應，記錄了各個樣點周邊地物信息和影像特征。

圖 2 SPOT-5假彩色影像和現(xiàn)場踏勘樣點分布圖Fig. 2 SPOT-5 false color image and distribution map of sample points from fielding work

2 典型地類的SPOT-5影像解譯標志

解譯標志是指在遙感圖像上能具體反映和判別地物或現(xiàn)象的影像特征[2]。通過遙感影像與實地情況的對應關系，考慮SPOT-5影像的成像能力、粵西海島海岸帶區(qū)域特點和季節(jié)等因素，應用地學及有關的專業(yè)知識，總結各類典型地物的顏色、色調、大小、形狀、紋理、位置等遙感影像特征，建立粵西海島海岸帶典型地類的SPOT-5影像解譯標志。

2.1 耕地解譯標志

包括水田、旱地等。水田分布較廣，主要分布在河流兩岸低階地、洼地及水庫和湖泊附近，在影像上以紅色、深紅色為主，收割后的為灰白色，一般為規(guī)則的四邊形排列，呈格狀和條帶狀，紋理清晰，結構均一，平滑細膩；旱地分布比較分散，主要分布在居民點周圍，在影像上以紅色、淺紅色為主，雜有灰白色、青色等，形狀規(guī)則，平原地區(qū)呈大面積塊狀分布，山間分散的為小塊，紋理不均勻。

圖 3 耕地SPOT-5遙感影像截圖Fig. 3 SPOT-5 remote sensing image of cultivated land

2.2 園地解譯標志

包括香蕉園、荔枝園、柑橘園、波蘿園、劍麻園等，均為大面積種植，形狀為明顯的四邊形，呈格狀和條帶狀，紋理較細膩，具有一定的立體感，色調隨種類不同而不同。香蕉園為亮紅色，主要分布在湛江市；荔枝園呈現(xiàn)紅色，中間夾有白色或青色的斑點（裸地），主要分布在茂名市和陽江市的丘陵地帶；柑橘園色調飽和，為深紅色，面積較小，分布在江門市；波蘿園和劍麻園影像特征相似，以青綠色為主，夾有紅色，主要分布在湛江市徐聞縣。

圖 4 園地SPOT-5遙感影像截圖Fig. 4 SPOT-5 remote sensing image of garden plot

2.3 林地解譯標志

林地分布最廣，在粵西四市海島海岸帶均有分布。桉樹等經濟林在湛江市大面積種植，木麻黃等防護林條帶狀分布在海邊、河流或者道路的兩旁，其它林地如相思樹等主要分布在陽江市和江門市的山地或丘陵地區(qū)。影像呈深紅色、暗紅色，未成林地顏色稍淺些，色調比較單一，形狀為不規(guī)則的條帶或片狀，紋理較粗糙，有林地具有立體感，疏林地和灌叢林地立體感不強。

圖 5 林地SPOT-5遙感影像截圖Fig. 5 SPOT-5 remote sensing image of forest land

2.4 居民地及工礦倉儲用地解譯標志

居民地主要指城鎮(zhèn)住宅用地和村莊。城市和鄉(xiāng)鎮(zhèn)的住宅用地多集中、成規(guī)模分布，顏色呈灰白色、較明亮，形狀為相對規(guī)則的片狀，邊界明顯，紋理粗糙，有凹凸感，很容易識別；村莊規(guī)模小，分布零散，影像上呈現(xiàn)為亮白色，形狀規(guī)則，紋理均勻。工礦倉儲用地一般都分布在城鎮(zhèn)附近，周邊有等級公路通過，顏色為灰白色，很多廠房有藍色頂棚，在影像上顯現(xiàn)為紫色或粉色，形狀規(guī)則，紋理較均勻；鹽田是一類特殊的工礦用地，在海岸附近呈規(guī)則塊狀連續(xù)大面積分布，分為結晶池、曬鹽池等多個部分，不同部分大小不一，色調不同，結晶池在影像上高亮度顯示。

圖 6 居民地及工礦倉儲用地SPOT-5遙感影像截圖Fig. 6 SPOT-5 remote sensing image of urban or built-up land

2.5 水域解譯標志

圖 7 水域SPOT-5遙感影像截圖Fig. 7 SPOT-5 remote sensing image of water

水域類型包括養(yǎng)殖池塘、河流、湖泊、坑塘、水庫等，輪廓清晰，邊界明顯，紋理均勻，很容易識別。養(yǎng)殖池塘多分布于淤泥質潮灘，少量分布在近岸陸地和基巖海灘，呈藍色或深藍色，有的里面可以看到白色斑點（打氧機），形狀規(guī)則，大部分為矩形，少數(shù)為圓形；河流在影像上呈彎曲的線狀或帶狀延伸，大小長短不一，顏色為藍色或藍黑色；湖泊顏色為深藍色，形狀為不規(guī)則的圓形或橢圓形；坑塘多分布在居民地附近和耕地周圍，形狀不規(guī)則，面積較小，呈藍色或藍綠色；水庫具有較規(guī)則的形狀，有明顯大壩，顏色為藍色或深藍色。

2.6 灘涂解譯標志

灘涂分為河湖灘涂和沿海灘涂，沿海灘涂包括巖灘、砂灘和淤泥灘等。河湖灘涂分布在河流湖泊的外圍，呈條帶狀或扇狀，顏色為藍色、淺藍色、灰色，有植被分布的為暗紅色，紋理平滑細膩，絮狀；巖灘一般在岬角和海岸突起部分分布較多，巖礁由于海水的常年沖刷呈藍黑色；砂灘多長條狀分布于海灣，有一定的寬度，呈亮白色，紋理均勻；淤泥灘顏色灰暗，有紅樹林生長的灘顏色為鮮紅色，有立體感。

3 解譯結果和精度評價

基于SPOT-5假彩色合成影像，根據(jù)建立的各類型遙感解譯標志，采用人機交互式解譯方法，開展了粵西海島海岸帶要素信息提取，獲得了各類型解譯結果。

采用典型樣區(qū)與樣點相結合的方法，對信息提取結果進行了踏勘驗證，踏勘歷時37 d，行程6 900 km，共驗證樣區(qū)133個，樣點600多個，填寫典型樣區(qū)驗證記錄表133份，獲得照片2 500多張，錄像數(shù)據(jù)約300 min。經檢驗，解譯精度為93.4%。

圖 8 灘涂SPOT-5遙感影像截圖Fig. 8 SPOT-5 remote sensing image of tidal flat

圖 9 驗證踏勘樣區(qū)和樣點分布圖Fig. 9 Distribution map of sample areas and sample points from validation survey

4 結論與討論

通過粵西海島海岸帶的實踐證明，在現(xiàn)場調查和大量歷史資料的支持下，可以建立科學、準確、可用的解譯標志，用于海島海岸帶遙感調查，服務于海島海岸帶資源環(huán)境監(jiān)測。

粵西海島海岸帶范圍比較大，需要多景遙感影像才能全覆蓋，由于不同影像的獲取時相不同，同一地物類型在不同景影像上表現(xiàn)的特征不一樣，所以在解譯標志建立過程中必須考慮到季候差異。不同波段組合方式合成的假彩色影像信息量豐富程度不一，顯示的各地物影像特征有差別，因此解譯標志建立時應根據(jù)應用需求選擇最佳波段組合方式。除解譯標志外，解譯工作者的實際經驗和對解譯標志的掌握程度也是影響目視解譯精度的重要因素。

[1] 孫斌, 徐志斌. 海洋經濟學 [M]. 濟南: 山東教育出版社, 2004.

[2] 趙英時. 遙感應用分析原理與方法 [M]. 北京: 科學出版社,2003.

[3] 廣東省海島資源綜合調查大隊, 廣東省海岸帶和海涂資源綜合調查領導小組辦公室. 廣東省海島資源綜合調查報告 [M]. 廣州:廣東科技出版社, 1995.

[4] 國家海洋局908專項辦公室. 海島海岸帶衛(wèi)星遙感調查技術規(guī)程[M]. 北京: 海洋出版社, 2005.

Interpretation marks of SPOT-5 image on typical target types of islands and coastal zone in western Guangdong

LI Xiao-min, ZHANG Jie, MA Yi, WU Pei-qiang

(First Institute of Oceanography, SOA, Qingdao 266061, China)

Using SPOT-5 false color composite image and the fielding work data, the targets of islands and coastal zone in western Guangdong were comprehensively analyzed, and Remote Sensing image characteristics of the targets were summarized, and the Remote Sensing interpretation marks of typical targets that were classified into cultivated land, garden plot, forest land, urban or built-up land, water and tidal flat were established. The results which were extracted based on these interpretation marks were validated through fielding work carried out on typical sample areas and sample points, and the interpretation precision was above 90%. It showed that the regional Remote Sensing interpretation marks played an important role in the resource investigation and environment monitoring of islands and coastal zone.

islands and coastal zone; interpretation marks; SPOT-5 image; western Guangdong

TP753

A

1001-6932(2011)04-0447-05

2010-07-04；

2011-03-21

我國近海海洋綜合調查與評價專項（908-01-WY06）；國家海洋局第一海洋研究所基本科研業(yè)務費項目（GY02-2009T03）。

李曉敏（1982－），女，碩士，助理研究員，主要從事海島海岸帶遙感方面的研究。電子郵箱：1982lixiaomin@sohu.com。