地理國情普查地表覆蓋分類和要素信息的提取策略

江浩+戴錫花

摘 要：地表覆蓋作為能夠反映土地覆蓋類型、物質(zhì)種類、及其自然特點(diǎn)等重要信息的重要方法，在地理國情普查中居于舉足輕重的地位，是地理國情普查體系中重要內(nèi)容。重要地理國情要素信息反映與社會(huì)生活密切相關(guān)、具有較為穩(wěn)定的空間范圍或邊界、具有或可以明確標(biāo)識(shí)、有獨(dú)立監(jiān)測(cè)或統(tǒng)計(jì)分析意義的重要地物或其屬性?；诖耍撐膶?duì)地理國情普查地表覆蓋分類和要素信息的提取策略進(jìn)行粗淺的探討，供相關(guān)專業(yè)從業(yè)人士實(shí)踐參考。

關(guān)鍵詞：地理國情普查 地表覆蓋分類 要素信息 提取策略

中圖分類號(hào)：P208 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）08（c）-0214-02

隨著信息化技術(shù)和地理國情普查技術(shù)的不斷進(jìn)步，針對(duì)地理國情的普查已經(jīng)全面開展，相關(guān)信息搜集加工整合技術(shù)也不斷進(jìn)步。地表覆蓋信息的調(diào)查收集是地理國情普查中的一項(xiàng)核心任務(wù)，它廣泛涉及到例如土地覆蓋類型（水域、荒漠、土壤、冰川）、物質(zhì)種類（礦石、積雪、植被）以及自然特點(diǎn)（分布面積、范圍、空間分布特點(diǎn)、時(shí)間分布特點(diǎn)）等各類地表地理信息，是統(tǒng)計(jì)地理國情信息的重要組成部分。

1 地表覆蓋分類的概念

所謂地表覆蓋分類，學(xué)術(shù)界主流觀點(diǎn)認(rèn)為是將地表覆蓋按照所分布的植被、生物或者覆蓋物的物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行的分類。而土地利用則主要是基于使用價(jià)值的角度出發(fā)，將地表覆蓋物按照利用和未利用進(jìn)行分類，其典型特征是具有明顯的社會(huì)屬性。地表覆蓋分類主要是按照地表的生態(tài)學(xué)特點(diǎn)、分布規(guī)律來進(jìn)行區(qū)別劃分，而后者則主要是偏向使用的不同進(jìn)行劃分。

2 地表覆蓋分類信息提取方法概述

2.1 地表覆蓋分類和要素信息提取的核心原則

（1）“應(yīng)采盡采”原則。地表覆蓋會(huì)按照一些主要的分布類型特點(diǎn)，明確了分類的標(biāo)準(zhǔn)，但這些標(biāo)準(zhǔn)往往適用于在進(jìn)行邊界確定時(shí)，對(duì)于部分類型確定有難度的小過渡區(qū)域作“就近就大合并”處理時(shí)參考使用。不同地區(qū)的分類，其采集指標(biāo)也不盡相同。但是從確保數(shù)據(jù)使用價(jià)值最大化的角度出發(fā)，應(yīng)該按照“應(yīng)采盡采”原則，在地表分類正確的前提下，可以優(yōu)先考慮盡可能充分地采集數(shù)據(jù)，以確保信息處理的需要。

（2）“自然優(yōu)先”原則。該原則主要是針對(duì)一些特殊地表地形即使經(jīng)過了人工實(shí)地核查仍難以區(qū)分是人工還是自然形成時(shí)，往往將其按照“自然優(yōu)先”原則來對(duì)待，也即歸類為自然形成。例如在野外長期堆放的一堆砂子，在長期遭受日曬雨淋之后，其已經(jīng)融入到了周圍自然環(huán)境之中，從外觀已經(jīng)難以區(qū)分究竟是人工堆積還是自然形成，此時(shí)應(yīng)該將其劃分為裸露地表中的沙質(zhì)地表。需要注意的是，應(yīng)用本原則需要有一個(gè)前提條件，也即：該地類難以區(qū)分是人工還是自然形成。本原則主要是基于這樣一個(gè)事實(shí)：從人類與自然環(huán)境的相處關(guān)系來看，人類的活動(dòng)與其他生物活動(dòng)相類似，實(shí)際上也屬于自然的一部分。因此應(yīng)用本原則實(shí)本質(zhì)上更符合自然規(guī)律[1]。

2.2 信息提取技術(shù)核心過程

（1）捕獲遙感影像。采用衛(wèi)星等設(shè)備對(duì)地域進(jìn)行遙感影像的捕獲，獲取基本資料后進(jìn)行必要的合成和糾正處理，為后期進(jìn)一步信息加工提取提供準(zhǔn)確、充足的一手資料[2]。（2）圍繞地表覆蓋基本要素，進(jìn)一步明確核心信息。主要是針對(duì)光譜、空間位置分布、形狀特點(diǎn)等，明確主要特征在核心信息提取的作用。（3）數(shù)據(jù)模型建立。主要是基于得到的各類地表覆蓋要素，確定主要的數(shù)據(jù)指標(biāo)，為后續(xù)的信息提取提供數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。（4）明確與核心要素相關(guān)的輔助信息指標(biāo)。從而有利于各類信息的分類，能夠更精確地完成信息分類，提高各類核心要素的準(zhǔn)確區(qū)分識(shí)別。（5）提取樣本。主要是針對(duì)不同類型的地理因素，根據(jù)其主要的特征信息，提取足夠數(shù)量的樣本，以便為自動(dòng)分類提供依據(jù)參考。（6）信息的提取，該過程是整個(gè)過程中最重要、最核心的一環(huán)。需要綜合采用多種信息分類、收集處理手段，例如決策樹分析、面向?qū)ο蠓诸惙ǖ龋瓿傻乇砀采w核心要素信息的提取。（7）結(jié)果評(píng)價(jià)。主要是根據(jù)采集到的樣本進(jìn)行評(píng)估，得到地表覆蓋信息提取結(jié)果的評(píng)價(jià)。此外還應(yīng)輔助于人工處理，確保滿足使用要求。

3 地理國情要素的提取方法

3.1 基于道路要素的信息提取

基于道路要素的信息提取，主要是對(duì)收集到的影像資料，按照“應(yīng)采盡采”的原則，對(duì)符合采集標(biāo)準(zhǔn)的各類道路，按照地理要素采集要求，充分收集其各類信息，從而積累到豐富的交通道路信息，為進(jìn)一步信息提取打下基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步整合基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)和交通道路信息數(shù)據(jù)，得到基礎(chǔ)資料。然后將其與遙感影像進(jìn)行擬合修正，得到核心屬性要素，對(duì)于缺少的部分可以人工處理。最后根據(jù)相關(guān)技術(shù)指標(biāo)匯總提取出道路要素?cái)?shù)據(jù)庫，對(duì)于有疑問、無法確認(rèn)的道路，需要明確標(biāo)出，以便在后續(xù)的進(jìn)一步核查中進(jìn)行不斷完善補(bǔ)充，最終形成道路普查成果數(shù)據(jù)。在道路要素的信息采集過程中，其主要特點(diǎn)是采集范圍廣，數(shù)據(jù)詳盡，不僅收集到高等級(jí)公路，與其連接的城市道路，甚至連在道路網(wǎng)中連接作用的鄉(xiāng)村道路，其長度和寬度也都能得到詳盡的信息采集。

3.2 基于水系要素的信息提取

水系要素的信息提取，主要是以遙感影像結(jié)合其他基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行專業(yè)處理翻譯后，直接按照相關(guān)自然分布區(qū)域特征，進(jìn)行要素提取。在該過程中無法通過專業(yè)處理確定的各類屬性信息，通過在后續(xù)的進(jìn)一步核查確定后，給予完善補(bǔ)充，最終形成可以使用的水系要素信息。在地理國情普查中，國家在《國家基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)1∶50000數(shù)據(jù)建庫工程暫行規(guī)定河流、湖泊與水庫名稱編碼原則》中對(duì)各類河流、湖泊、水庫等水體做了明確的編碼規(guī)定，因此也應(yīng)遵循該規(guī)定，對(duì)于已經(jīng)存在有編碼的，在地理國情普查數(shù)據(jù)庫中的代碼也應(yīng)保持一致，對(duì)于新增的，應(yīng)按照編碼規(guī)則科學(xué)編碼，并詳細(xì)備案加以說明[3]。

3.3 基于構(gòu)筑物要素的信息提取

構(gòu)筑物要素的信息提取，主要是針對(duì)構(gòu)筑物要素特點(diǎn)，靠人工識(shí)別提取的方法來完成。針對(duì)已經(jīng)存在的要素信息，應(yīng)充分參考利用已有基礎(chǔ)測(cè)繪成果。

3.4 基于地理單元要素的信息提取

基于地理單元要素的信息提取，主要是借助于已經(jīng)獲得的遙感影像，結(jié)合經(jīng)過整合處理的專題數(shù)據(jù)庫，靠人工識(shí)別和翻譯的方法來進(jìn)行解讀提取相關(guān)屬性信息，針對(duì)部分無法確定的信息，進(jìn)一步勘察補(bǔ)充，最終形成可以使用的地理單元要素信息。

4 結(jié)語

地表覆蓋作為能夠反映土地覆蓋類型、物質(zhì)種類、及其自然特點(diǎn)等重要信息的重要方法，在地理國情普查中居于舉足輕重的地位。地理國情普查工作，是一項(xiàng)涉及到多學(xué)科交叉綜合的龐大工程，對(duì)技術(shù)水平、人員綜合素質(zhì)要求極高。這要求我們?cè)谶M(jìn)行相關(guān)普查和要素信息提取時(shí)，應(yīng)盡可能充分地利用遙感影像數(shù)據(jù)和現(xiàn)有各類數(shù)據(jù)資料，有效整合各類信息，針對(duì)部分缺失、不能確定的信息，應(yīng)該做好相關(guān)實(shí)地核查工作，全面做好各類普查。

參考文獻(xiàn)

[1] 國家測(cè)繪地理信息局.GQJC001 -2013地理國情普查內(nèi)容與指標(biāo)（試行稿）[G].北京：國家測(cè)繪地理信息局，2013.

[2] 國家測(cè)繪地理信息局.GQJC004 -2013地理國情普查數(shù)字止射影像生產(chǎn)技術(shù)規(guī)定（試行稿）[G].北京：國家測(cè)繪地理信息局，2013.endprint