結(jié)合GIS數(shù)據(jù)和遙感影像的地類圖斑更新研究

夏蘭娣

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)地理信息的準(zhǔn)確度和時(shí)效性要求越來越高。結(jié)合GIS數(shù)據(jù)和高分辨率遙感影像的地類圖斑更新研究的方法能夠讓人們對(duì)地理信息系統(tǒng)有更好地了解和利用。本文分析了這種方法的應(yīng)用步驟，以及在運(yùn)用過程中需要注意的問題，并結(jié)合實(shí)例分析該方法的應(yīng)用現(xiàn)狀，提出改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：GIS數(shù)據(jù)；遙感影像；地類圖斑；研究

一、結(jié)合GIS數(shù)據(jù)和遙感影像的方法概述

1.1GIS數(shù)據(jù)與遙感影像簡(jiǎn)介

GIS數(shù)據(jù)是地表特征地貌和地物的符號(hào)表達(dá)，是實(shí)地測(cè)量和圖像解譯的結(jié)果。GIS數(shù)據(jù)中包含了幾何位置、豐富的地物類別、屬性等信息。凡是指記錄各種地物電磁波大小的膠片或相片，都稱為遙感影像，在遙感中主要是指航空像片和衛(wèi)星相片。結(jié)合GIS數(shù)據(jù)與遙感影像來對(duì)地類圖斑進(jìn)行更新研究，不僅能夠快速自動(dòng)更新，還能提高地類圖斑的準(zhǔn)確性。

1.2GIS數(shù)據(jù)與遙感影像集成分析的優(yōu)缺點(diǎn)

遙感與GIS集成分析的優(yōu)點(diǎn)是：（1）變化檢測(cè)結(jié)果的可靠性增強(qiáng)。GIS數(shù)據(jù)和遙感影像相結(jié)合能夠克服傳感器、大氣條件、獲取圖像時(shí)傳感器角度和太陽(yáng)高度角等因條件不同而對(duì)變化檢測(cè)結(jié)果的影響，能夠提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度。（2）能夠結(jié)合多源數(shù)據(jù)分析。用符號(hào)表達(dá)的GIS數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)語義和非語義信息，以及不同來源的空間數(shù)據(jù)。GIS數(shù)據(jù)還能與不同傳感器類型的影像進(jìn)行變化檢測(cè)分析，特別是在區(qū)域尺度上大比例尺變化的檢測(cè)。（3）GIS為在高層次上的遙感影像分析提供了可能。GIS數(shù)據(jù)庫(kù)中還隱藏著層次不同的知識(shí)，區(qū)域中是否有道路等低層次的知識(shí)能夠在數(shù)據(jù)庫(kù)中找到，但是空間位置分布規(guī)律等深層次知識(shí)需要通過學(xué)習(xí)和計(jì)算才能得到，這些特征和知識(shí)可以為變化檢測(cè)提供先驗(yàn)知識(shí)、引導(dǎo)特征提取、變化檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)能夠互相操作的高層次集成。

雖然遙感影像與GIS可以在特征級(jí)以上層次上集成用于變化檢測(cè)分析，但目前的方法還主要集中在低層次上。需要提高遙感影像與GIS集成的層次，才能對(duì)地類圖斑變化更好地檢測(cè)和更新。GIS提供了多源數(shù)據(jù)、信息集成分析的平臺(tái)，這些數(shù)據(jù)的精度不同，會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果。

二、結(jié)合GIS數(shù)據(jù)和遙感影像的地類圖斑更新方法

2.1結(jié)合GIS數(shù)據(jù)和遙感影像的地類圖斑更新方法簡(jiǎn)介

結(jié)合GIS數(shù)據(jù)和高分辨率遙感影像的土地利用現(xiàn)狀庫(kù)中局部地類圖斑快速更新的方法的介紹如下：這種方法在遙感影像和地類圖斑數(shù)據(jù)坐標(biāo)配準(zhǔn)套和的前提下，首先利用現(xiàn)有的地類圖斑數(shù)據(jù)為依據(jù)，利用面向?qū)ο蟮挠跋穹治龇椒▽?duì)遙感影像進(jìn)行分類。然后進(jìn)行布爾判斷來確定變化區(qū)域，并且對(duì)這些區(qū)域進(jìn)行變化類型的調(diào)整。

2.2結(jié)合GIS數(shù)據(jù)和遙感影像的地類圖斑更新的流程

在面向?qū)ο笥跋穹诸惖幕A(chǔ)上，結(jié)合GIS數(shù)據(jù)和遙感影像的地類圖斑更新的流程如下：

（1）預(yù)先處理遙感影像。預(yù)處理包含幾何校正和空間配準(zhǔn)，將影像和需要要更新的GIS數(shù)據(jù)放在同一坐標(biāo)系里。（2）通過多尺度分割得到分割像斑，利用GIS數(shù)據(jù)作為光譜特征、空間特征和幾何特征之外的先驗(yàn)知識(shí)參與層次分類規(guī)則的建立，根據(jù)分類規(guī)則對(duì)分割后的像斑進(jìn)行分類。（3）將分類的像斑導(dǎo)出，然后與需要更新的圖層進(jìn)行疊加，創(chuàng)建拓?fù)潢P(guān)系修改面縫隙和面重疊。（4）提取并更新變化區(qū)域。

2.3對(duì)地類圖斑的更新方法分析

2.3.1影像分割技術(shù)。面向?qū)ο笾械亩喑叨确指罘ㄊ峭ㄟ^同質(zhì)性區(qū)域合并策略對(duì)單個(gè)影像對(duì)象的空間關(guān)系進(jìn)行均質(zhì)性和連通性搜尋，查找在閾值范圍內(nèi)光譜特征、形狀特征上有著相同或相似的圖像對(duì)象，并連接相鄰的相同或相似像素，得到一個(gè)同質(zhì)或均質(zhì)量像素集，即影像對(duì)象。不同影像對(duì)象間有明顯的區(qū)別屬性，分割后得到的影像對(duì)象稱之為像斑。研究表明，在使用多尺度分割法進(jìn)行分割時(shí)，如果選擇的尺度參數(shù)越大，其得到的像斑也就大，像斑中包含的雜物也就多，反之，尺度參數(shù)小，分割后得到像斑就小，同質(zhì)性強(qiáng)。然而影像分割結(jié)果的好壞會(huì)直接影響后續(xù)影響的處理和分析，因此分割的尺度需要因處理需求、處理對(duì)象而定，如何選取一個(gè)合適的分割尺度將是取得一個(gè)理想分割結(jié)果的關(guān)鍵。

2.3.2GIS數(shù)據(jù)輔助的影像分類。GIS數(shù)據(jù)輔助的影像分類方法將GIS數(shù)據(jù)的屬性特征、光譜特征、幾何特征、空間特征納入分類判定規(guī)則，若是存在子類型，子類型不僅需要繼承父類型的判定規(guī)則，還需要將子類型特有的光譜特征、幾何特征和空間特征增加到判定規(guī)則中。分類結(jié)果中碎小的圖斑和影子繼承原始地類圖斑的地類屬性，然后對(duì)分類結(jié)果進(jìn)行合并。其中異物同譜地類參考原始地類圖斑的地類屬性進(jìn)行類型劃分。

2.3.3識(shí)別變化區(qū)及圖斑更新。導(dǎo)出影像分類的矢量結(jié)果，與原始地類圖斑矢量數(shù)據(jù)疊加，計(jì)算兩個(gè)圖層間的幾何交集，使這些交集同時(shí)獲得它們?cè)谶@兩個(gè)圖層中的地類屬性。然后，通過使用布爾“與”判斷來確定變化區(qū)。具體判斷方法為：若原始地類圖斑中地類名稱字段的內(nèi)容與現(xiàn)狀地類圖斑中地類名稱字段的內(nèi)容相同時(shí)，則布爾值為1，判定為未變化區(qū)；反之若布爾值為0，判定為變化區(qū)。通過使用上述方法，根據(jù)字段內(nèi)容的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，來查看變化區(qū)。最后，將上一步識(shí)別出的變化區(qū)作為更新圖層，并與原始地類圖斑層進(jìn)行疊加，計(jì)算所需更新的幾何交集，對(duì)于確定的地類直接更替原始地類名稱完成更新，對(duì)于不確定的地類標(biāo)識(shí)出待考察后更新。

結(jié)論：GIS數(shù)據(jù)和高分辨率遙感影像相結(jié)合的技術(shù)用于地類圖斑更新有方便、準(zhǔn)確的優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)在世界上很多國(guó)家對(duì)這方面技術(shù)都進(jìn)行了相應(yīng)的研究，GIS數(shù)據(jù)和遙感影像相結(jié)合的技術(shù)也得到了廣泛的運(yùn)用，但是仍然有很多需要改進(jìn)的地方，如何科學(xué)的確定分割尺度、各光譜參與分割的權(quán)重以及分級(jí)分割的設(shè)置、如何快速準(zhǔn)確地選取分類規(guī)則中的閾值等問題還沒有得到很好地解決。