地理國情監(jiān)測地表覆蓋數(shù)據(jù)易混淆地物區(qū)分

孫雅思

摘 要：該文通過深入研究國家制定的《第一次全國地理國情普查總體方案》等相關(guān)技術(shù)要求，結(jié)合天津市的自然條件和社會(huì)發(fā)展現(xiàn)狀，以天津市北閘口鎮(zhèn)為實(shí)例，進(jìn)一步分析了該地區(qū)1∶2000系統(tǒng)數(shù)據(jù)和遙感影像數(shù)據(jù)的實(shí)際情況，對于內(nèi)業(yè)影像解譯時(shí)易混淆地物的區(qū)分方法做了詳細(xì)的描述。

關(guān)鍵詞：地表覆蓋 易混淆 影像解譯

中圖分類號：P201 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）10（c）-0026-02

從20世紀(jì)90年代中期開始，隨著信息技術(shù)的迅速普及，無孔不入的數(shù)字化信息有力地推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)、政治、文化等的全球化進(jìn)程，人類自此進(jìn)入全球信息化時(shí)代。測繪行業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中不可缺少的基礎(chǔ)性、先行性行業(yè)，面對全球數(shù)字化、信息化時(shí)代的發(fā)展浪潮，也正面臨著由傳統(tǒng)測繪向地理信息產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型。而地理國情監(jiān)測正是在這樣的改革大潮下，為了更及時(shí)更準(zhǔn)確地從地理的角度分析、研究和描述國情應(yīng)運(yùn)而生的。

為了更好地監(jiān)測地理國情，搞好宏觀調(diào)控、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，建設(shè)責(zé)任政府、服務(wù)政府，國務(wù)院下發(fā)了《國務(wù)院關(guān)于開展第一次全國地理國情普查的通知》。我院為搞好這次的地理國情普查工作，深入研究了國家制定的《第一次全國地理國情普查總體方案》等相關(guān)技術(shù)要求，并在天津市北閘口鎮(zhèn)開展了地理國情普查試點(diǎn)工作，通過對試點(diǎn)地區(qū)地形地貌、系統(tǒng)數(shù)據(jù)和遙感影像數(shù)據(jù)的綜合分析，總結(jié)出適合持續(xù)開展地理國情監(jiān)測工作的數(shù)據(jù)處理方法，并對影像解譯過程中易混淆地物的區(qū)分方法進(jìn)行了敘述。

1 試點(diǎn)地區(qū)前期數(shù)據(jù)分析

北閘口鎮(zhèn)位于天津市東南部，外環(huán)線東側(cè)，津南區(qū)中部，為津南八鎮(zhèn)之一。東鄰雙橋河鎮(zhèn)，西與八里臺鎮(zhèn)接壤，南與小站鎮(zhèn)相望，北與區(qū)政府所在地咸水沽鎮(zhèn)相連，總面積38.32 km2，耕地面積30479畝，人口3.2萬。北閘口鎮(zhèn)整體地勢平坦，無山區(qū)分布，植被主要為人工種植的耕地，園地、林地、草地和城市景觀樹木。區(qū)域內(nèi)擁有鐵路及各種等級公路縱橫交錯(cuò)，交通十分發(fā)達(dá)。

北閘口鎮(zhèn)具有交通便利、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、社會(huì)穩(wěn)定的自然條件和社會(huì)環(huán)境。幾年來，按照“一區(qū)兩地”的發(fā)展模式，大力發(fā)展園區(qū)經(jīng)濟(jì)。近年來隨著北閘口鎮(zhèn)城鎮(zhèn)建設(shè)總體規(guī)劃的穩(wěn)步實(shí)施和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各種基礎(chǔ)配套設(shè)施漸趨完備，區(qū)內(nèi)供排水、供電、供氣（天然氣及暖氣）、通訊、通郵等基礎(chǔ)設(shè)施齊備，主干道縱橫交錯(cuò)，并成立了環(huán)衛(wèi)維修服務(wù)隊(duì)和治安經(jīng)警隊(duì)，外部環(huán)境優(yōu)美、整潔，生產(chǎn)、生活秩序穩(wěn)定。隨著經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，北閘口這塊發(fā)展外向型經(jīng)濟(jì)的理想之地將成為以電子及綜合加工業(yè)為主的現(xiàn)代工業(yè)城鎮(zhèn)。

1.1 已有資料情況

（1）天津市2011年0.5 m分辨率1∶2000天津市濱海新區(qū)衛(wèi)星影像；（2）天津市2012年 0.2 m分辨率1∶2000天津市濱海新區(qū)航空正射影像；（3）天津市2012年比例尺為1∶2000的地形圖系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

1.2 現(xiàn)有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

（1）《1∶500、1∶2000天津市基礎(chǔ)地理信息要素?cái)?shù)據(jù)字典》；（2）《1∶500 1∶1000 1∶2000地形圖數(shù)字化規(guī)范》GB/T 17160-2008；（3）《1：500 1∶1000 1∶2000地形圖航空攝影測量內(nèi)業(yè)規(guī)范》GB 7930-87；（4）《測繪產(chǎn)品質(zhì)量檢查與驗(yàn)收》GB/T 24356-2009；（5）國家測繪地理信息局地理國情監(jiān)測相關(guān)原則和技術(shù)文檔；（6）《國家基本比例尺地形圖分幅和編號》GB/T 13989-1992；（7）《基礎(chǔ)地理信息數(shù)字產(chǎn)品1：10000 1：50000數(shù)字正射影像圖》CH/T 1009-2001；（8）《基礎(chǔ)地理信息數(shù)字產(chǎn)品元數(shù)據(jù)》CH/T 1007-2001。其中地表覆蓋分類數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)參照正射影像；（9）《天津市地理國情普查數(shù)據(jù)規(guī)定與采集要求》TDPJ03-2013；10）項(xiàng)目技術(shù)設(shè)計(jì)書。

2 內(nèi)業(yè)解譯分類與信息采集提取原則

以遙感正射影像為基礎(chǔ)，利用收集整合的參考數(shù)據(jù)，采用人工解譯結(jié)合的方式，參考基礎(chǔ)地理信息、土地利用、自然資源等資料，以遙感正射影像為基礎(chǔ)底圖，按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中采集地理要素分類、分級表和技術(shù)指標(biāo)的要求，開展內(nèi)業(yè)判讀與解譯，補(bǔ)充或更新采集水系、交通、居住小區(qū)等要素實(shí)體，提取相關(guān)屬性，并進(jìn)行地表覆蓋分類，分別按照要求形成相應(yīng)的數(shù)據(jù)層。解譯時(shí)，運(yùn)用解譯標(biāo)志和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，通過判讀、判譯、預(yù)判、判繪等，對影像進(jìn)行識別，從而獲取實(shí)地信息。對于影像與地形圖出入較大的地區(qū)或內(nèi)業(yè)判讀不清、無法解譯的地類需要做好標(biāo)記，提交外業(yè)部門到野外進(jìn)行實(shí)地的逐一核實(shí)、修改、補(bǔ)充調(diào)繪，予以確認(rèn)。在影像解譯過程中應(yīng)當(dāng)遵守以下幾點(diǎn)基本要求：（1）內(nèi)業(yè)解譯時(shí)，以北閘口鎮(zhèn)的行政界線為作業(yè)范圍，以2012年0.2米正射影像為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，將2012年重新分類分層處理的1：2000地形圖系統(tǒng)數(shù)據(jù)和正射影像疊加，結(jié)合2010年地名地址調(diào)查數(shù)據(jù)、城市部件調(diào)查數(shù)據(jù)、城市用地現(xiàn)狀數(shù)據(jù)和土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)為參考，根據(jù)地物的光譜、形狀、紋理和空間關(guān)系等信息確定好各類地物要素的邊界，采集過程應(yīng)保證面獨(dú)立閉合且互不相交；（2）在影像解譯時(shí)，根據(jù)分類中的各類要求綜合相鄰的同類用地；（3）所有地物都應(yīng)當(dāng)結(jié)合地形圖和注記正確解譯，對于內(nèi)業(yè)解譯過程中難以確定屬性的用地，應(yīng)當(dāng)勾繪其輪廓線，以便外業(yè)調(diào)繪確定。（4）從原始系統(tǒng)數(shù)據(jù)提取的各層數(shù)據(jù)均在ArcGIS10.0中提取，提取所有字段并在后續(xù)的數(shù)據(jù)加工中一直保留原始數(shù)據(jù)的字段，不得刪除。（5）地表在空間上被多種類型立體層疊覆蓋的情況下：對于不同高低植被立體覆蓋的范圍，以頂層樹冠的優(yōu)勢類型確定其植被覆蓋類型；對于樹冠遮蔽道路、樹冠遮蔽溝渠的情況，地表覆蓋中按照植被歸類；對于高架路，按照上層道路歸入路面；有屋頂綠化的范圍，應(yīng)歸入房屋建筑區(qū)；橋面跨越大面積的水面，應(yīng)歸入水體類型。其他在空間上被多種類型立體層疊覆蓋的情況，地表覆蓋分類一般采用“就近就大”的原則，即以面積占絕對優(yōu)勢的類型為主。（6）植被覆蓋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。如：人工繁育的樹林或草場，從影像上甚至實(shí)地核查均難以確定是否為園地或人工草地，優(yōu)先歸入林地或天然草地的相應(yīng)類別。（7）道路兩邊行道樹處理：按照行道樹垂直投影范圍確定其為綠化林地層中。不管行道樹是否壓蓋了道路面，即使行道樹把道路整個(gè)壓蓋也要按樹木枝葉垂直投影確定為綠化林地。（8）人工長期堆積的各種礦物、尾礦、棄渣、垃圾、沙土、巖屑等（人工堆積物）覆蓋的地表才歸入堆放物一類中，對于以短期或臨時(shí)存放貨物為主要目的的堆放場，其堆放物和數(shù)量經(jīng)常發(fā)生變動(dòng)，應(yīng)歸入硬化平地（及其下級）類。（9）作為地表覆蓋的道路分類時(shí)，部分路面即使根據(jù)地理位置也難以區(qū)分公路、城市道路和鄉(xiāng)村道路時(shí)，歸為公路路面。endprint

高速路、快速路及街道中央的隔離綠化帶依據(jù)正射影像量取獲得路寬來處理，寬度≥10 m時(shí)，道路按兩條路線采集；寬度<10 m的，隔離帶合并計(jì)入道路。

3 內(nèi)業(yè)影像解譯時(shí)易混淆地物的區(qū)分

在內(nèi)業(yè)影像解譯過程中，很多地物的圖斑在影像上相似或相近，作業(yè)人員常常難以區(qū)分，因此需要將易混淆地物的影像截取出來，建立樣本庫，方便內(nèi)業(yè)人員進(jìn)行影像判讀。由于篇幅有限，下面僅列舉幾類易混淆地物。

（1）天然草地與人工草地。

一般來說，野外的空曠地區(qū)的草地是天然草地，單位、院落里的草地是人工草地，但是不能就簡單地這樣劃分。有時(shí)單位、院落里也會(huì)有未經(jīng)過人為改良的天然草地。區(qū)分這兩種覆蓋分類時(shí)，還需要認(rèn)真判讀影像，一般影像上邊緣界限明顯、有人為修剪痕跡的才是人工草地，如圖1中標(biāo)識區(qū)域；而界限不明顯、生長得自然而茂密的應(yīng)歸為天然草地，如圖2中標(biāo)識區(qū)域。且根據(jù)地表覆蓋分類中的“自然優(yōu)先”原則，凡事無法確定為人工草地的，都應(yīng)優(yōu)先歸入天然草地的相應(yīng)類別。

（2）高覆蓋度草地、中覆蓋度草地與低覆蓋度草地。

在國情監(jiān)測地表覆蓋分類中，將天然草地按照覆蓋度的不同又細(xì)分為：高覆蓋度草地、中覆蓋度草地和低覆蓋度草地。在《地理國情普查內(nèi)容與指標(biāo)》中，將覆蓋度大于50%的天然草地歸為高覆蓋度草地，覆蓋度介于20%～50%之間的為中覆蓋度草地，覆蓋度介于10%～20%之間的天然草地為低覆蓋度草地。但在實(shí)際解譯過程中，覆蓋度的計(jì)算并不容易，因此在實(shí)施過程中，為了更加便于操作，往往會(huì)制作解譯樣本。在本次實(shí)驗(yàn)片制作過程中，將圖3中標(biāo)識的區(qū)域作為高覆蓋度草地的樣本，圖4中標(biāo)識的區(qū)域作為中覆蓋度草地的樣本，圖5中標(biāo)識的區(qū)域作為低覆蓋度草地的樣本。

（3）人工草地與綠化林地。

在地形圖繪制過程中，按照天津制定的地方標(biāo)準(zhǔn)《1∶500、1∶2000數(shù)據(jù)字典》和《1∶5000、1∶10000數(shù)據(jù)字典》的要求，道路兩側(cè)綠地會(huì)劃歸為花壇，在制作地表覆蓋數(shù)據(jù)時(shí)，花壇的系統(tǒng)數(shù)據(jù)會(huì)被直接轉(zhuǎn)換成綠化草地的覆蓋面，而在實(shí)際制作過程中對照影像，會(huì)發(fā)現(xiàn)很多道路兩邊都有行樹，其行樹樹冠的覆蓋度已經(jīng)達(dá)到了綠化林地的選取標(biāo)準(zhǔn)，此時(shí)就應(yīng)該將改覆蓋面歸入綠化林地，如圖6。

（4）泥土地表與碾壓踩踏地表。

泥土地表是自然裸露的，沒有人工堆掘、夯筑、碾壓形成的痕跡的地表；而碾壓踩踏地表是由于人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)經(jīng)常性碾壓、踩踏形成的次生裸露地表。與泥土地表單純地以泥質(zhì)或裸土為主的地表特征相比，碾壓踩踏地表從影像上看具有明顯的碾壓、踩踏的痕跡。圖7中標(biāo)識區(qū)域展示的就是泥土地表的影像，而圖8中區(qū)域標(biāo)識的就是碾壓踩踏地表，從影像上還是能夠比較清楚地看出兩者的差別。

4 結(jié)論

該文依據(jù)國家測繪地理信息局下發(fā)的《第一次全國地理國情普查總體方案》、《第一次全國地理國情普查實(shí)施辦法》、《第一次全國地理國情普查實(shí)施方案》以及相關(guān)技術(shù)要求，詳細(xì)說明了內(nèi)業(yè)解譯分類與信息采集提取原則以及內(nèi)業(yè)影像解譯時(shí)易混淆地物的區(qū)分方法。在對北閘口鎮(zhèn)地表覆蓋數(shù)據(jù)分類的過程中，對于該片區(qū)內(nèi)易混淆地物的影像圖斑進(jìn)行了截取和對比說明。雖然取得了一定的成果，但要在接下來的全市域地表覆蓋分類數(shù)據(jù)制作中，迅速準(zhǔn)確地完成任務(wù)，還需要建立更為完善的解譯樣本庫，尤其對于地表覆蓋分類中易混淆的圖斑，需對其影像進(jìn)行詳細(xì)的描述。

本次地理國情監(jiān)測工作不僅是國家可持續(xù)發(fā)展的重要舉措，也是天津市為建造“數(shù)字天津、智慧天津”，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)測繪向地理信息的轉(zhuǎn)型而進(jìn)行的一個(gè)重大項(xiàng)目。地理國情監(jiān)測工作是一個(gè)長期的、不斷完善的工作。相信在不久的將來，隨著地理國情監(jiān)測數(shù)據(jù)庫的逐步建立和完善，國家將能夠更及時(shí)更準(zhǔn)確地從地理的角度分析、研究和描述國情，準(zhǔn)確掌握國情國力，提高政府管理決策的科學(xué)水平，服務(wù)和改善社會(huì)民生。

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