葛利平

(浙江省測(cè)繪質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站,浙江杭州 310012)

地理國(guó)情普查地表覆蓋要素采編思考

葛利平

(浙江省測(cè)繪質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站,浙江杭州 310012)

基礎(chǔ)測(cè)繪數(shù)據(jù)和專業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)是地理國(guó)情普查的重要參考數(shù)據(jù)源。本文分析了各類參考數(shù)據(jù)在地表覆蓋中的特點(diǎn),就提高地表覆蓋采編工作效率與質(zhì)量進(jìn)行了探討。

地表覆蓋采編 參考資料 影像 判讀 質(zhì)量

1 引言

地表覆蓋采編是地理國(guó)情普查的重要組成部分。由于浙江經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快,土地利用變化較大、又因?yàn)檎憬闹脖环N類繁多、圖斑類型復(fù)雜。遙感影像的紋理上很難達(dá)到地表覆蓋分類的要求。因此,充分利用基礎(chǔ)測(cè)繪與專業(yè)調(diào)查資料,提高地表覆蓋圖斑的分類,降低外業(yè)的工作強(qiáng)度,是地理國(guó)情普查工作的關(guān)鍵。

2 已有參考資料的特點(diǎn)

2.1 省基礎(chǔ)地理信息服務(wù)庫(kù)

省基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)主要反映的是水系、居民地、交通、管線、境界、地貌、植被與土質(zhì)、地理名稱及注記等自然地理要素分布信息,按照“313”更新方式,每3年對(duì)全省完成一次更新;每年對(duì)設(shè)區(qū)、市重點(diǎn)城市的規(guī)劃區(qū)完成一次更新;每3個(gè)月對(duì)省政府主導(dǎo)實(shí)施的交通、能源、水利等空間位置變化較大的重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目,竣工后3個(gè)月內(nèi)完成一次更新。

該數(shù)據(jù)庫(kù)中與地表覆蓋中對(duì)應(yīng)的林地、草地、園地相關(guān)信息可參考使用,但由于1：10000及1：5000地形圖尺度、要素表達(dá)與地理國(guó)情普查指標(biāo)、內(nèi)容的區(qū)別,導(dǎo)致該數(shù)據(jù)庫(kù)的使用信息有限,尤其是林地部分的針葉、闊葉等信息無法獲取。

2.2 數(shù)字城市1：2000 DLG數(shù)據(jù)庫(kù)

數(shù)字城市1：2000DLG數(shù)據(jù)庫(kù)現(xiàn)勢(shì)性強(qiáng),影像數(shù)據(jù)可參與林地的判繪,輔助人工解譯,DLG數(shù)據(jù)可參與耕地、園地、草地、房屋建筑區(qū)、人工堆掘地、荒漠與裸露地表的地表覆蓋圖斑邊界和屬性判繪,提高內(nèi)業(yè)判繪的正確率。

2.3 省林業(yè)廳林業(yè)小斑數(shù)據(jù)

通過省地理空間數(shù)據(jù)交換平臺(tái)項(xiàng)目共享獲取的省林業(yè)廳林業(yè)小斑數(shù)據(jù)可提高對(duì)判繪的林地部分分類精度,但由于該數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性不強(qiáng),且圖斑的尺度過大,很難滿足地理國(guó)情普查指標(biāo)的要求。

3 地表覆蓋采集工藝

地表覆蓋采集以人工解譯為主,充分發(fā)揮參考資料的使用價(jià)值,輔助人工解譯,圖1為地表覆蓋采集工藝流程圖。

圖1 地表覆蓋采集流程圖

4 參考資料的利用

4.1 省基礎(chǔ)地理信息服務(wù)庫(kù)

充分發(fā)揮輔助點(diǎn)層中的植被點(diǎn)信息作用,直接參與地表覆蓋圖斑分類屬性的判斷,同時(shí)適當(dāng)參考輔助線層中的地類界作用,參與圖斑邊界的確定。

4.2 數(shù)字城市1：2000DLG數(shù)據(jù)

該數(shù)據(jù)源作為地表覆蓋采集的主要參考數(shù)據(jù)源,應(yīng)充分發(fā)揮該參考數(shù)據(jù)源的作用,用以地表覆蓋各類型的判繪。在使用該數(shù)據(jù)源時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

①植被面和土質(zhì)面數(shù)據(jù)主要使用其類別屬性,兩種情況除外,需人工加以判斷。

第一種是耕地面,1：2000的耕地面中存在較多旱地與水田不合理現(xiàn)象,地理國(guó)情普查內(nèi)技術(shù)指標(biāo)提到,有水源經(jīng)過地勢(shì)較平坦,灌溉設(shè)施良好,則劃分為水田;有水源經(jīng)過但地勢(shì)較高,灌溉設(shè)施不足或沒灌溉設(shè)施,則歸為旱地。內(nèi)業(yè)判繪時(shí)應(yīng)按下列方法處理。地貌、水系、植被層分別套合影像,從地形地貌的特點(diǎn)、植被的分布、圖斑位置來判斷旱地或水田,同時(shí)也要注意同一塊區(qū)域盡量不要出現(xiàn)水田和旱地交錯(cuò)分布。

第二種是成林面,由于植被面數(shù)據(jù)中成林面屬性不區(qū)分針、闊等喬木林類型,因而作業(yè)時(shí)需套用其對(duì)應(yīng)的CAD圖形數(shù)據(jù),根據(jù)符號(hào)信息進(jìn)行判斷。

植被與土質(zhì)面的范圍作為參考,不能直接套用,需結(jié)合地理國(guó)情普查的影像進(jìn)行勾繪。

②房屋面數(shù)據(jù)主要使用其層高屬性,用于區(qū)分房屋的低矮和多層以上類別,房屋面的邊界不可直接套用,1：2000房屋的轉(zhuǎn)折角較多,綜合尺度與國(guó)普差別較大,國(guó)普勾繪圖斑時(shí)只能參考其房角,按國(guó)普的規(guī)范要求綜合表示。例如,圖2為直接套用1：2000數(shù)據(jù),造成房屋圖斑的勾繪過細(xì)。

圖2 直接套用1：2000數(shù)據(jù)圖

4.3 省林業(yè)廳林業(yè)小斑數(shù)據(jù)

該數(shù)據(jù)直接套合在影像上使用,需注意林業(yè)小斑塊的類型與國(guó)情普查地表覆蓋地類的對(duì)應(yīng)關(guān)系,正確將樹種對(duì)應(yīng)至林地的三級(jí)類。

5 結(jié)合參考數(shù)據(jù)進(jìn)行影像的判讀

植被作為自然界的重要組成部分,是地表覆蓋采集的主要要素。植被區(qū)分是否正確,很大程度依賴于作業(yè)員對(duì)影像的判讀以及圖斑歸并的技巧。要提高植被要素解譯正確率,作業(yè)員應(yīng)首先了解生產(chǎn)區(qū)域植被種類及分布,其次是要清楚攝影季節(jié)以及各植被在影像上的基本特征,更要充分利用已有的參考資料,進(jìn)行圖斑分類和邊界采編。

浙江的林業(yè)資源基本集中在浙南、浙西地區(qū),以針葉林、闊葉林為主。闊葉林的影像特點(diǎn)受區(qū)域位置和成像季節(jié)的影響,不同季節(jié)的闊葉林的樹冠形狀、色調(diào)和陰影各不相同。夏季闊葉樹的樹冠形狀多為圓形、為棉桃狀,向陽部分色調(diào)淺,背陰部分色調(diào)深,在樹葉凋落的冬季,則呈不規(guī)則的灰色圓網(wǎng)狀。闊葉林的色調(diào)在夏季基本一致,比針葉林稍淺;秋季影像色調(diào)均有所變淺,但仍與針葉林色調(diào)有差別。竹林的色調(diào)一般比闊葉林淺,呈淺灰色調(diào),影像圖案常呈整齊的毛絮狀,與林地影像有明顯的區(qū)別。

果園在浙江種植范圍廣、品種多,已成為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè),形成區(qū)域性特色布局。園地在影像上有明顯人工種植痕跡,大部分園地在影像上呈有序排列特征,紋理上都比較均一。

茶葉、苗圃、葡萄等種類影像上較容易判讀,而其他園地中低矮植物就難以解譯,尤其是連片種植中草藥,與耕地影像接近,內(nèi)業(yè)定圖斑性質(zhì)比較困難,需要外業(yè)調(diào)查核實(shí)。

植被解譯與分類是以“以影像判繪為主,實(shí)地調(diào)繪為輔”原則,因此要重視解譯與分類質(zhì)量,提高解譯與分類技巧。充分利用已有的參考資料,便于解譯與分類圖斑。提高影像解譯準(zhǔn)確率、減少外業(yè)核查是地理國(guó)情普查工作的重點(diǎn)。

6 采集方式與精度

地表覆蓋判繪基于衛(wèi)星遙感影像為主、航攝影像為輔的數(shù)據(jù)源,整合處理后的專題數(shù)據(jù)疊加在DOM影像上,在二維環(huán)境下按要素采集圖斑。采集過程中應(yīng)根據(jù)區(qū)域內(nèi)地形及地物分布狀況勾繪圖斑,首先從水系、道路等較長(zhǎng)、分布較規(guī)則的大圖斑勾繪,其次是次要圖斑的分類與歸并。

在影像上分界明顯的地面覆蓋分類邊界,采集精度(影像分辨率0.5米)控制在5個(gè)像素以內(nèi)。特殊困難的位置,如高層建筑物遮擋、陰影等控制在10個(gè)像素以內(nèi)。圖斑邊界應(yīng)套合國(guó)普正射影像,圖斑邊界與影像套合要符合精度要求。

7 地表覆蓋采集原則

地表覆蓋采集要素應(yīng)遵循自然優(yōu)先、所見即所得、立體覆蓋、就近就大合并、狹長(zhǎng)地帶合并等原則。

7.1 自然優(yōu)先原則

植被覆蓋、裸露地表等類型中通過影像甚至實(shí)地核查均難以區(qū)分人工和自然的類型,一般采用“自然優(yōu)先”的原則進(jìn)行歸類。

對(duì)于季節(jié)性變化(隨季節(jié)溫濕度條件變化而發(fā)生的周期性變化),地表覆蓋分類時(shí)一般以影像為準(zhǔn),外業(yè)調(diào)查時(shí)不做核查。耕地、林地、園地、草地、水域等范圍內(nèi)的覆蓋物都有隨季節(jié)周期性變化的情況。

非季節(jié)性根本變化(由自然為主的類型變?yōu)槿斯橹鞯念愋?或者人工為主的類型之間的相互變化),具體包括林地、草地、裸露地表、水域等變更為耕地、園地、房屋建筑、道路、構(gòu)筑物以及人工堆掘地等,或者相反方向的變化,耕地、園地、房屋建筑、道路、構(gòu)筑物以及人工堆掘地等類型之間的相互變化。地表覆蓋分類時(shí)一般以外業(yè)調(diào)查時(shí)的狀態(tài)為準(zhǔn)。統(tǒng)一時(shí)點(diǎn)時(shí),根據(jù)需要對(duì)特定類型做重點(diǎn)核查。

7.2 所見即所得原則

由于地表覆蓋分類的基本依據(jù)是地表覆蓋物的物理特性,而不是地表的社會(huì)屬性,因而,采用所見即所得原則。

7.3 立體覆蓋原則

對(duì)于不同高低植被立體覆蓋的范圍,如喬木林下有灌木,果樹下面有疏菜等情況,以頂層樹冠的優(yōu)勢(shì)類型確定其植被覆蓋類型。

遮蓋水系、道路的樹冠如果沒有達(dá)到采集指標(biāo)的,立體遮蓋水系、道路部分的樹冠歸類到水系面或道路面,達(dá)到分類指標(biāo)按植被歸類。

7.4 就近就大合并原則

達(dá)不到最低采集指標(biāo)要求的地類需要就近歸并時(shí),在充分考慮合理性,盡可能客觀反映總體地表覆蓋特征的原則下,采用“就近就大”歸并方法進(jìn)行歸并。歸并時(shí),應(yīng)向特征相同或相近的覆蓋類型圖斑歸并。具體操作中,“就近就大”中的“近”和“大”都是相對(duì)的,不是指只能歸入到最近的達(dá)到最低指標(biāo)要求的最大圖斑,核心是需要反映所在范圍內(nèi)的總體地表覆蓋特征。

7.5 狹長(zhǎng)地帶合并原則

耕地、庫(kù)塘、固化池、大棚等成片分布區(qū)域內(nèi)部斑塊之間的田埂、小路、水渠、林帶等重復(fù)出現(xiàn)的狹長(zhǎng)條帶,如果寬度在5米(含)以下,可以就近歸并到相鄰的耕地、庫(kù)塘、固化池、大棚等類型中。

房屋建筑區(qū)內(nèi)部的路面寬度小于等于5米的道路,可以不單獨(dú)歸類,并入其所在的房屋建筑區(qū)一類的圖斑中。

8 結(jié)語

地理國(guó)情普查是采用高分辨的遙感影像,利用已有的地理信息資源和專業(yè)部門的調(diào)查數(shù)據(jù),結(jié)合地理國(guó)情普查內(nèi)容與指標(biāo)進(jìn)行了數(shù)據(jù)的分類,梳理與精化數(shù)據(jù)的內(nèi)容與信息。地表覆蓋要素的采編合理利用了基礎(chǔ)測(cè)繪數(shù)據(jù)與專業(yè)調(diào)查資料,不僅提高了采編的效率,更提高了地表覆蓋數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

[1]王寶山,等.淺談地理國(guó)情普查項(xiàng)目成果的質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn).測(cè)繪與空間地理信息.黑龍江,2013.

[2]國(guó)家測(cè)繪地理信息局.地理國(guó)情普查內(nèi)容與指標(biāo).GDPJ 01-2013.

[3]國(guó)家測(cè)繪地理信息局.地理國(guó)情普查常見問題解答(一).GDPJ 51-2014.

[4]喬來鈞,寇有觀.浙江省山地丘陵區(qū)植被類型在遙感影象中的解譯.中國(guó)草地學(xué)報(bào),1983(2).