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1、 土地利用遥感调查土地利用遥感调查 一、一、土地含义土地含义 土地是土壤、地貌、岩石、植被、气候、水文诸因素组成的自然综合体,它不但是自然资源,也是人类赖以生存的一种物质基础。(土地的重要性和复杂性)土地作为人类赖以生存的资源和环境,一方面,人类根据土地特点而加以不同利用,如农、林、牧业等;另一方面,反映了人类对它的改造,如城镇、交通、水利等。土地利用实际上是上述二方面的表现,重点在于与土地相结合的人类活动而产生的不同利用形式。土地利用是人类在生产活动中为达到一定的经济效益、社会效益和生态效益,对土地资源的开发、经营、使用方式的总称。土地覆盖,主要是表示地球表面存在的不同类型和覆盖,强调土地表
2、面的现状。现有的覆盖不强调与人类的经济功能关系,大多可从影像特征直接解译出来。u土地覆盖的定义有:u1)“国际地圈与生物圈计划”(IGBP)和“全球环境变化人文计划”(HDP):地球陆地表层和近地面层的自然状态,是自然过程和人类活动共同作用的结果。u2)美国“全球环境变化委员会”(USSGCR):覆盖着地球表面的植被及其它特质。u从两者的定义可以看出,土地利用和土地覆盖既有一定的联系又有差别。u土地利用重点是表示与土地相结合的人类活动而产生的不同利用方式。u土地覆盖主要是表示地球表面存在的不同类型的覆盖特征,强调的是土地的表面形状。u我国土地利用分类的目的是查清各县各种土地分类的面积、分布和利
3、用状况,为国家制定国民经济计划,农业区划和规划,指导农业生产和服务与土地统计登记制度等管理工作。因此土地利用分类的主要依据是土地用途、土地经营方式、土地利用方式和土地覆盖特征等。土地覆盖只是土地利用分类的一个依据,但遥感图像最能够直接反映的是土地覆盖。u大多数遥感土地应用使用土地覆盖/利用的概念 迅速发展的遥感技术,为土地资源类型及其变化信息的获取提供了及时、有效的技术手段,由于遥感技术具有宏观性、及时性、动态性以及多波段性等优点,结合计算机迅速处理的特点,是常规土地调查技术所无法比拟的。遥感技术应用于土地资源调查有以下特点:(1)能较为准确地观察分布在地球表面的土地资源类型及其构成的信息,具
4、有覆盖面大、宏观性强的特点,尤其是卫星遥感图像。(2)从红外到紫外光波均能获取遥感图像,扩大了波谱视域,因而利用多波段的遥感图像获取土地资源类型、土地利用类型的信息,信息丰富多样。(3)获取土地信息具有多时相性、速度快,有利于土地资源的动态监测。(4)与常规调查技术相比,遥感技术在土地资源调查中节约工作量和降低工作成本,大大提高工作效率,其中卫星遥感与航空遥感相比具有成本低,能达到信息现势性,在土地资源调查中航空遥感由于图像分辨率较高,主要用于大中比例尺调查;卫星遥感由于分辨率较低,主要用于中小比例尺土地资源调查及土地利用动态监测。1.分类依据:土地利用现状分类,主要依据土地用途、经营特点、利
5、用方式和覆盖特征等因素。2.分类系统:利用两级分类,统一编码排列,其中一级分8类,二级分46类,各地根据需要可进行三、四级分类。参考全国土地利用现状详查技术规程二二、土地利用分类土地利用分类 土地利用分类的原则土地利用分类的原则1 统一性原则统一性原则 每个地类都有明确的含义;一、二级地类及其含义不得随意增删、合并和更改,只允许各省根据实际需要,在不打乱全国一、二级分类的前提下,在二级地类下续分三级地类。2 科学性原则科学性原则 根据归纳共同性、区别差异性的原理,从总体到局部,从大到小逐级细分,即采用等级续分制,分层次组合排列,形成一个上下联系、逻辑分明的科学分类体系。第一、从一级地类开始,按
6、土地利用综合性差异;8大类;第二、按单一性差异和隶属关系,在一级地类下按利用方式、经营特点 及覆盖特征等不同,划分47个二级地类;第三、同一种二级地类,只准在一个大类中出现,不允许在另一大类中并存。3 系统性原则系统性原则 有序排列外,还要有一个科学的编码系统,实行统一的编排顺序,以利于计划管理、统计和汇总,并为整理资料、建立土地资源数据库和广泛应用计算机技术创造有利条件。4 适用性原则适用性原则 层次简明,命名通俗易懂,含义(即地类划分标准)准确明了。各类型的名称和含义,要尽可能与计划、统计和生产部门正在使用的分类名称与含义相一致。5 地域性原则地域性原则 我国幅员辽阔,东西南北差异很大。为
7、了体现各地区土地利用特点,揭示土地利用分布规律,在保证全国分类统一性、不打乱全国一、二级分类和编码的前提下,在二级地类之下可由各省、市、自治区根据需要续分三级地类。土地利用现状调查技术规程中规定,土地利用现状按两级进行分类,统一编码排列,其中:一级类型按土地用途划分为:耕地、园地、林地、牧草地、耕地、园地、林地、牧草地、居民点及工矿用地、交通用地、水域、未利用土地居民点及工矿用地、交通用地、水域、未利用土地8 8类;二级类型按利用方式、经营特点及覆盖特征划分为47类。地类编码,一级类型以一位阿拉伯数字18表示;二级类型用两位阿拉伯数字表示,前一位表示隶属的一级类型,后一位表示二级类型在该一级类
8、型内的编码,如14,为耕地中的旱地,71为水域中的河流水面。土地利用分类体系土地利用分类体系三、城市土地利用分类及规划建设用地标准参考90年国家颁布,91.3.1实行(1).城市用地分类与规划建设用地标准(2).讲解材料 1.分类标准及系统 1 总则 为统一全国城市用地分类,科学地编制、审批实施城市规划,合理经济地使用土地,保证城市正常发展。本标准运用于城市中设市城市的总体规划工作和城市用地统计工作。编制城市规划除执行本标准外,尚应符合国家现行的有关标准与规范的要求。2分类:10大类,46中类,73小类R居住用地C公共设施用地M工业用地W仓储用地T对外交通用地S道路广场用地U市政公用设施用地G
9、绿地D特殊用地E水域和其它用地a、分类体系和特点 城市用地分类体系由大、中、小类三个层次组成,共分10大类,46中类,73小类。文本中把它称为“体系”,主要强调它是一个比较完整、系统科学的分类,是编制、审批、实施城市规划的基本依据。分类体系的特点是:(1)要领清楚,易于掌握过去城市规划中有些学术用语的要领是比较模糊的,没有确切的定义,以致使城市规划的科学性受到影响。过去有所谓的“混合分类”如:底层 商店 二层 餐厅 319层 企事业用地 1115层 公寓主要性质为办公,应归为行政办公用地,这时应按主要性质分。(2)适应用面广既可用于城市规划工作,也可用于城市用地统计工作;大城市小城市;编制方案
10、 现状调查;用其整体 用其一局部,某一类别b、为什么分三层使用方便,灵活机动,便于细分,以保证它的统一与完整,有利于定量分析及额定的定量标准的制定。从发展来看,用地分类还在向细分发展,如美国用地已细分到第四类、第五类。c、加深乡村用地分类 在城市总体规划的用地范围内一般包括了较多的城郊乡村的用地,这部分用地介于城市与广大乡村之间,习惯称为城乡结合部,它对城市发展有密切的关系,它是城市发展与郊区发展的备用地,又是城市副食品基地,也是改善城市生态环境的重要因素。d、按主要性质划分和归类的规定 如具有双重性质的用地:故宫是博物馆 归为图书展览用地 颐和园是公园 归为公共绿地不应归为文物古迹用地(3)
11、计算原则 进行城市总体规划时,应以总体规划的范围作为边界 进行分片规划时,应将分片的范围确定之后再计算 城市用地计算用平面投影面积计算 城市总体规划应采取多大的比例尺 总体规划:110000 15000比例尺的图纸进行分类、计算 分区规划:15000 或12000 城市用地的计量单位应采取万平方米(公顷),数字统计精确度应根据图纸比例尺确定。精度:11万 取整数 15000 取小数点后1位 12000 取小数 后2位2、用地标准(1)规划人均建设用地指标级别 标准(m2/人)I 60.1 75.0II 75.1 90.0III 90.1 105.0IV 105.1 120.0(2)规划人均单项
12、建设用地指标类别名称 用地指标(m2/人)居住用地 18.0 28.0工业用地 10.0 25.0道路广场 7.0 15.0绿 地 9.0 其中公共绿地 7.0 (3)规划建设用地结构类别名称 占建设用地的比例(%)居住用地 20 32%工业用地 15 25%道路广场 8 15%绿 地 8 15%用遥感进行调查时就应依据上面的标准进行调查、评价。四、土地利用现状遥感调查四、土地利用现状遥感调查 遥感土地资源调查土地调查是以查清土地资源的数量、质量、分布、利用和权属状况而进行的调查,根据土地调查的内容侧重面不同,可分为土地利用现状调查、地籍调查和土地条件调查。而遥感土地调查又称遥感土地资源调查,
13、它是运用遥感技术,对一定区域内的土地资源的数量、质量、分布和利用状况及变化规律的调查。必须注意的是,遥感土地调查常需辅以常规调查方法。即用遥感技术来进行土地调查,虽然具有速度快、精度高等特点,但不是所有的专题内容都能解决的。因此,常需辅助调查方法,或者将遥感作为常规调查的辅助方法。(一)选择遥感片种及相应图件 依据技术发展及经济实力来选择 依据目的要求选择,确定比例尺 区域规划:TM、ETM、HRV 15万或15万总体规划:航空像片 11万或多或少5千分区规划:(如彩红外、热红外)15千或少2千飞15万 12万,然后放大11万 12千卫片的收集与整理 卫片可作为中、小比例尺专题调查的底图;高原
14、山区林区和牧区可以用卫片作调查底图,编制1:5万一1:10万的成果图。卫片的收集 卫片种类。卫片种类依成图比例尺而定,1:10万制图可采用TM图像(高原地区),1:5万制图采用TM或SPOT图像。卫片的时相。应选择无积雪覆盖和云雾较少的时相。高原地区应选夏季,如川西南山地及盆地周围山地应选春季和秋季。卫片的波段组合方式。选标准假彩色合成片,波段组合方式由调查专业内容而定。土地利用现状调查选:TM 2、3、4波段或4、3、5波段组合,SPOT以1、2、3波段组合。卫片应选择经几何精处理的放大片,与成果图比例尺相同。卫片的整理 将调查区范围界描绘于蒙片上,并注明所涉及地形图号。地形图的准备 地形图
15、是各种土地调查的基本图件。地形图的选择应按照土地调查的有关规程和制图精度等进行。如土地利用现状详查:农区需1:1万;重点林区1:2.5万;一般林区1:5万;牧区1:5万或1:10万的地形图。注意问题:地形图应当是印刷图,避免使用晒蓝图;不能将小比例尺地图放大成大比例尺地图;应收集地形图在两套以上,一套作室内用,一套作野外用;同时收集比例尺较小的地形图来编制地形图和航片接合图。其他资料的淮备1)收集各种专题图件和资料,收集行政区划图、地质地貌图、农业区划、地名普查、土壤、森林、草场、水系等专题图件和有关调查材料,作为参考材料,作为现状详查,还应收集有关的权属图件和资料,如铁路、公路、非农业建设用
16、地单位征地文件、图件、各种土地变动文件及土地纠纷文件等。2)收集社会经济情况,根据调查的目的和任务进行有针对性的收集。(二)几何校正(三)图像增强及专信息提取 反差扩展 彩色合成 比值增强 主成份分析 基HIS变换的遥感数据融合 专题信息提取:水体、绿地、道路(四)野外概查 1.路线调查 路线调查是为了解调查地区土地资源的自然条件、农业生产概况、主要土地资源类型及其分布、土地利用布局等,同时也能了解调查地区社会经济情况。路线调查的线路往往是垂直于主要山脉、河流,穿过主要地貌类型,这样可以走最短的路程,了解最多的土地资源类型。在路线调查中要特别注意土地构成要素、土地类型、土地利用类型变化的规律性
17、和遥感影像之间的相关性。在路线调查中,根据调查结果,可以绘制断面图。断面图上反映出海拔高度、地貌类型、土壤、植被、土地利用类型的变化。中、小比例尺的路线调查,可以乘汽车沿公路进行。野外调查线路及考察点分布示意图现代沙地绿化沙地活化沙地天然牧草地退化牧草地沙进人退草地退化耕地上山过度放牧2.拟定工作分类系统 在路线调查、分析对比资料的基础上,根据调查地区的土地资源的特点,制定土地利用类型和土地类型分类系统。遥感调查工作的分类系统除了考虑遥感调查本身的特点外,应与全国统一规程的分类系统基本一致,以便对照。一般说来,遥感工作分类系统主要以调查任务的要求和遥感影像特征及其可解译程度为基本依据。具体而言
18、,遥感调查的分类原则包括以下几个方面:(1)依据土地类型和土地利用类型结构特征。(2)反映土地类型和土地利用类型的地域特点。(3)反映多层次系统性。(4)与全国分类系统的统一和协调。(5)遥感资料的可判性。二二 级级类类 型型三三 级级类类 型型解译标志解译标志TM(4、3、2)TM(35、24、37)编编号号名称名称编编号号名称名称色调色调影纹影纹色调色调影纹影纹41天然牧草地411天然牧草地浅蓝蓝深蓝不规则块状大小不一红色块状412退化天然牧草地浅黄黄色黄绿绿色不规则块状斑块状蓝绿色 块状84沙地841现代沙地黄白块状新月形白色块状新月形842活化沙地黄白间黄绿褐黄块状白色间黄绿色块状84
19、3绿化沙地黄白 间紫 红蓝绿色 白色间红色兰色 3.建立影像解译标志 建立影像解译标志是路线调查的内容之一。在路线调查中,一般选择一至几条穿过不同地貌单元、不同土地利用方式和土地类型的具有代表性路线,对照遥感影像随时定位,仔细观察土地类型、土地利用类型、地貌、植被等地物与影像之间的相互对应关系,并对照其他图件资料,建立影像标志,内容包括:色调、形状、大小、图形等,这也就是建立的典型“样块”,应尽可能详尽、准确,为室内判读提供依据。(五)解译 1、土地利用的航片调查 在航空像片上,土地利用的信息是很直观的,通过立体观察并结合有关资料综合分析,大多数土地利用类型很容易识别。小比例尺的航片适于识别第
20、一级和第二级类型,可编制出15万或17.5万的图件,其最小图斑的面积约为2.5公顷。中比例尺的航片可识别第三级类型,可编制出12万至12.5万的图件。大比例尺航片则可识别出第四级类型,可编制出11万或更大比例尺的图件。利用航片进行县级土地利用现状调查,与常规方法的实地调查相比较具有明显的优点:加速调查研究进程 据对比分析,编制一平方公里范围的土地利用图,利用航片判读转绘的方法,平均只花0.5天,而利用实地调查填图的方法需3天,相比之下,航片判读比实地调查工作效率提高了5倍。有利于土地利用分析 航片上反映的不仅仅是土地利用现状,而且还有地貌、土壤、水文等自然条件和社会经济因素,从而便于分析不同土
21、地利用类型的形成与其环境条件的相互关系。提高土地利用图的精度 集中反映在科学内容上是类型界线准确,图形真实,因而在面积量测上比常规的实地勾绘方法精度较高,有利于生产部门应用。解决了某些地区资料收集的困难 解决了那些交通不便,或人们难以能行的沙漠、戈壁、沼泽、冰川、海洋等地区资料收集的困难。2、土地利用的卫片调查 卫星图像是进行中、小比例尺土地利用调查的重要信息源,也是对土地利用进行动态监测的理想手段。它还可以对一个区域土地利用的合理性和变化趋势进行评价、预测提供直观的信息依据。卫星图像适于判读土地利用的第一级类型和部分二级类型及三级类型,可编制出150万至110万的土地利用现状图,一般用于编制
22、省级土地利用现状图。HRV图像的全色黑白片,如同16万的普通航片的分辨率一样,除个别的小建筑物难以反映外,基本上能反映各种线状和块状土地利用类型。HRV图像可适用于15万土地利用详查,并可适用12.5万的更新。值得指出的是,要有效地进行卫片判读,必须注意:建立与卫片信息相适应的土地利用分类体系;实地调查是卫片判读必不可少的重要环节;室内判读时要善于进行地理相关综合分析;采取各种有效方法进行图像处理,以提高卫片分辨力。3、解译方法 按比例尺要求及各地要求确定最小图斑 如15万 耕地 6.0mm2,草地15 mm2,居民点4 mm2 11万 耕地 2*2 mm2 建立解译标志 a、按要求的类(级)
23、别,由大类向小类,由一级向三级进行建立标志。b、据片种的特性建立标志 进行目视解译,产生解译底图 将地形图复制成透明薄膜作为解译底图。编号 一级类型 二级类型 三级类型 解 译 标 志 地 形 地 貌 二二 级级类类 型型三三 级级类类 型型解译标志解译标志TM(4、3、2)TM(35、24、37)编编号号名称名称编编号号名称名称色调色调影纹影纹色调色调影纹影纹41天然牧草地411天然牧草地浅蓝蓝深蓝不规则块状大小不一红色块状412退化天然牧草地浅黄黄色黄绿绿色不规则块状斑块状蓝绿色块状84沙地841现代沙地黄白块状新月形白色块状新月形842活化沙地黄白色间黄绿褐黄块状白色间黄绿色块状843绿
24、化沙地黄白色间紫红蓝绿色白色间红色兰色 1大比例尺黑白航片的判读 (1)耕地 水田 水田(包括望天田和灌溉水田)分布于授海拔2000m以下的平原、丘陵、及山区的河谷阶地、洪积扇和坡积裙上在黑白航片上,田块大小不一,具有一定的几何形状,集中连片,并按一定的方向排列,影像的色调变化较大,但同一田块色调均一,灌溉水田或水稻生长旺季,色调较深,反之则较浅,太阳直射光在灌水田面上的反射光束进入摄影机镜头,则色调较浅。平原区水田,由于田埂分隔,使颜色深浅不同的田块成格状排列;丘陵区沟谷,色调不同的各田块顺沟排列成蚯蚓状或竹笋状;丘陵区水田和山区水田横坡平行排列为条形梯台状图形。立体镜下观察,各田块的田面平
25、坦,田坎清楚。若摄影时田中有水,则呈黑灰色或灰色,无水时呈浅灰色。水田中的灌溉水田,紧接河床,或紧靠坑塘、水库或分布于灌溉渠系覆盖区,河床、坑塘和水库及灌渠是易于判出的。旱地主要分布于海拔4000m以下的平原、高原、丘陵及山区,在高原山区主要分布于洪积扇、河旁阶地和山麓缓坡上。其中水浇地位于河流或小溪两旁,有水源保证和灌溉设施;旱地的地块表面有微小的起伏和坡度变化,坡度一般为025。在黑白航片上有明显的几何形状,呈灰色至黑色;色调一般比水田浅,翻耕地、生长作物和水分含量高的地块,色调较深,同一地块有时颜色也不均一;坡地上的梯台土有明显的暗色土坎,土块横坡呈带状排列;山区旱耕地的色调多为灰白色,
26、地块坡度较大,土坎不明显;平原上的旱地被路、渠、成行树所分割,呈规则形状,中间镶嵌有居民点;有明显的人工痕迹,如土埂、笔直规则条纹的地垄、粪堆等,其色调随土壤、土壤湿度、作物种类、生长季节而变化。在农作物生长前,航片影像比较明亮,呈白色至灰白色,一般刚梨过的耕地影像色调较深。在作物生长期间,其色调呈灰色或浅黑色。菜地大的城镇或城市居民点附近往往有大片的菜地。由于一般菜地地块小,种植的蔬菜种类复杂多样,因而整齐的菜园地呈栅栏状,色调为块状花斑。从空白地的灰白色至生长正旺的黑灰色,大片菜地附近有水渠、水井、粪池、房屋等附属物。(2)园地果园果园影像呈颗粒状,排列整齐,构成棋盘状的网点图形,或沿等高
27、线排列,特点是行间距离较大,而株间距离较小,每株的影像为一黑点,立体镜下可观察到单株的树冠。桑园呈条状或方格状图案,由于桑树一般较矮小,无高大的树干,因而只能见到细小的颗粒状纹理。茶园茶园多分布在长江以南的山地、丘陵地区。往往沿等高线种植,不能分清单株,在黑白航片上呈致密条带状或块状图形,紧密排列,影像为黑、白相间,黑色为茶树行,白色为行间空白地。(3)林地林地分布海拔上限为4300m左右;阴坡分布上限偏高,阳坡偏低或被灌丛取代;灌木林分布海拔上限为5200m。有林地有林地在黑白航片上树冠影像颗粒密而均匀,看不到阴影,个别地方有斑点状黑色天窗。森林一般表现为轮廓比较明显的颗粒状图形,其中阔叶林
28、呈现较浅的色调,颗粒感强,并呈不规则的绒球粒状图形,其影像的形状因树种不同而异:桦木呈卵圆形、山杨呈圆形、针叶林色调较深、松树林呈椭圆形,树冠位置很高,全貌类似抛物线、杉木林呈圆锥形、针阔混交林是锥状与球状林冠镶嵌,颗粒大小不均;竹林影像为密集的海绵状,表面较为均匀平整,立体观察时高度感不强。当春、夏摄影时,一般呈黑灰色颗粒状,密集连成一片,稀疏处露出浅灰色空地。根据其构像纹理和阴影,还可以进一步分出针叶林和阔叶林。针叶林常构成密集的针点状结构纹理,立体镜下观察到单株针叶树呈塔状,其阴影为细长的圆锥图形,色调为浅黑色或黑色。阔叶林的树冠为团状颗粒,构成葡萄束状的结构纹理其阴影一般呈椭圆形,色调
29、较针叶林浅,为灰白至深灰色。在茂盛生长季节,色调比较均一,而在秋季,色调有很大差异。灌木林地在高原山区,阴坡多与林地交错分布,阳坡多与草地呈复区分布,影像为灰黑色,可见密集的小黑点,阳坡色调偏浅,阴坡色调偏深,没有发达的树冠,因而没有明显立体感,也没有明显颗粒状,在立体镜下灌木林高度感不强。由于低矮,枝叶丛生密集,构成斑簇状纹理,色调呈黑灰色。疏林地影像稀疏,其郁闭度小于有林地,林中空地明显可见,由灰色的影像与黑色的阴影组成,阴影很完整,容易判读。未成林造林地人工种植的幼树林一般排列整齐,树冠影像的颗粒小,纹理细密,树冠间空隙大,色调比森林浅,呈灰色。立体镜观察可见树冠影像呈细颗粒状。迹地分为
30、火烧迹地和采伐迹地,其中火烧迹地形状不规则,色调一般为浅灰色。采伐迹地为有规则的几何图形,色调较浅,呈灰白色。苗圃为密集整齐的深灰色小颗粒状,树冠要小得多,比高不大。苗圃一般位于城市林场和从事林业生产的农村居民点附近的平地上或林间空地上。(4)草地主要分布于高山流石滩以下的各种地貌区,在高原山区改良草地和人工草地紧靠大的村庄或集镇。草地色调为均匀的深灰色,与未生长作物的浅灰色或白色的农耕地不同。草地上没有任何人工作用的痕迹,这正是区分耕地与草地的重要特征。草地若冬季被雪覆盖,则为白色;夏季旺草盖地,则影像为暗灰色,在立体镜下观察,地面有起伏,有粗糙感;有灌丛分布者,可见小黑点。撂荒地的色调与草
31、地相同,但存有人工痕迹。对草地调查应注意的问题:草地类型与地理要素的相关性;草地类型在航、卫片上的影像特征;解译标志应尽可能地将全部草地类型解译出来。(5)居民地及工矿用地房屋影像为排列有序的正方形、小矩形,颜色深浅相间,立体镜下可见建筑物的立体特征。城市(城镇)城市房屋较为稠密,建筑物高大,且有纵横交错的街道,街道整齐与公路或铁路相连,占地面积大。根据房屋和街道布局,能够清楚地判读出城镇的平面结构:棋盘式、放射式或综合式。钢筋水泥结构的房屋,一般层次多,落影较长,色调多为浅灰色;砖木结构的房屋矮小,落影较短,色调多为深灰色。集镇一般分布在公路和铁路沿线,通常都有车站建筑物,集镇面积比城市要小
32、,只有1-2条主要大街形成商业区,其他街道窄且不太规则,周围有农田和菜地分布。农村居民点农村居民点较为分散,一般位于河流附近,或田坎之间,与道路相连;高原山区的居民点及城镇分布于洪积扇、阶地或缓坡地上。山区农村居民点都在大山谷和平坦而近水的地方,周围有耕地且有小路沟通。窑洞前一般都有一座呈白色影像的小院及有白色的道路与其相连。露天矿、油田和盐田露天矿在地表面形成了一个巨大的坑穴,坑穴的两侧呈自上而下的阶梯状影像,周围的山坡上有较大的排水沟。盐田是滨海的建筑,池埂整齐,类似棋盘,周围其他地物稀少,影像色调一般为白色。油田可以观察到井架、房屋等散布在油田中的建筑物。其他工矿用地一般特征是厂区范围大
33、,有围墙,建筑物高大且种类多,有些工矿烟囱、水塔多,有些工矿常呈现烟雾弥漫的现象,有些厂矿有铁路通往,有些厂区内管道纵横,与道路交错迂回。(6)交通用地道路的影像呈细线条状,色调由白到黑,随路面的湿度和光滑程度而变;一般湿度小和光滑度大,色调就浅,反之色调就深。铁路呈深灰色线状,有路基。路基明显与地面分开,有些路基或路沟边有白色线状影像,那是人行小路,铁路与公路相比,转弯圆滑或呈弧形,且与其他道路直角相交,直线部分笔直,坡度小。沿铁路有车站、独立房屋等附属物。公路公路影像的色调从浅灰到深灰,差别很大,但公路一般为白色或浅灰色,转弯急,转弯处有弧形、锐角、直角等。山区公路常有迂回曲折的形状;大公
34、路走向平直,宽度均匀一致,条带状,两边有行道树和护沟,呈较暗的线条;沥青路面反射率低,一般为深灰色;简易公路多为砂石路面和水泥公路,色调较浅。乡村道路影像呈浅灰色或白色线状,有些地方影像模糊,常呈弯曲线状,宽度不等也不规则,边缘不够清楚。(7)水域河流和湖泊河流位于谷底,影像为宽度变化而弯曲的带状,具有多级分支,其色调受水深和泥沙含量的影响,水深表现为暗灰色,水浅、泥沙含量高则为灰白色。水的色调与水的性质、深浅、浑浊度、流速、水面和水底植物生长情况都有密切关系。一般河深影像色调深,河浅影像色调浅。水面平静时,航摄时水面反射光束进入镜头,水面反光,影像呈白色,否则呈黑灰色,河流、湖泊影像形状与实
35、地相似。河滩反射光的能力很强,干燥时呈白色影像,潮湿时为灰白或暗灰色,由于河水的冲刷,表面呈不平整的波纹状。人工水域水库、坑塘水面的影像是面平如镜,水位线清楚,色调均一,为浅灰或暗灰色。水库四周地势较高,形成一个封闭的盆地形状,堤坝一般为水泥质,呈笔直的白色带状。水库和坑塘紧靠耕地,坝坎清楚。水塘面积很小,有规则和不规则形状,其边缘有堤坝等物。沟渠一般为白色的宽带,宽带中间深深凹下的灰色影像即为水流。芦苇地色调均匀平滑,呈黑灰色。(8)其他及未利用土地大面积坟地坟地上一般都有野草和树相伴,立体影像呈黑色点状。冰川及永久积雪所处海拔地势较高,影像呈白色,色调均匀,和其他深灰色山体差异明显。沙漠、
36、戈壁沙地的地面起伏较小,多分布于河岸或砂岩出露的地区。在气候干燥区域,在像片上呈灰白色调。沙地有平沙地,多小丘沙地、波状沙地和多垄沙地等种类。戈壁滩表面大部分为碎石及砾石覆盖,故影像呈灰色色调。盐碱地干燥季节的盐碱地在像片上呈明亮的灰白色或白色斑纹,春季反潮时呈深灰色,雨后呈黑色。裸露的光秃盐碱地面与其上生长的篙草,组成浮云状的花纹图案。沼泽一般位于河流、大的湖泊沿岸以及泄水不畅的洼地,影像特征为黑、白、灰几种色调夹杂在一起,其中均匀光滑黑色为水;具有灰白色与深灰色的鱼鳞状图案,表面纹理粗糙的地方为长草之地。沼泽地为深灰色或暗灰色,近于湿度大、长势好的草地,但沼泽地一般分布于宽谷(比降小)、沟
37、谷交汇处,湖泊周围,或脱离淹水的湖盆或顺倾坡下。岩石山、裸岩地岩石裸露,反光能力强,呈灰白或浅灰色,影像上呈不规则的形状,但裸岩石砾地的坡度较大,其色调与周围的土壤、植被等有明显的差别。2中、小比例尺的彩红外航片的判读彩红外航片对0.40.40.90.9mm的电磁波敏感,因而彩红外航片不仅能反映可见光波段的信息,而且还能反映近红外波段的信息。彩色红外像片上地物的颜色,不同于地物的天然色,与天然色相比,都向短波方向移动了一个色相。比如,反射红外线的地物,在处理后的红外像片上一般呈现红色,反映红光的地物呈现绿色,反射绿光的地物呈现蓝色。自然界物体反射的色光,一般都不是一种,红外片上的颜色往往是叠加
38、的间色或复色。例如,绿色植物有两个反射率较大的峰值,一种为绿色光;另一种为红外光,所以绿色植物的影像色调就成为蓝色和红色的叠加。由于绿色植物长势的强弱不同,在彩红外片则分别反映红、品红和蓝色。地物为白色,在绿光、红光和红外区反射率均高,在彩红外片上也是白色。现在使用中的彩色红外航片的比例尺,有1:2万,1:4.5万,1:6万,1:12万等多种。应用于土地资源的调查,效果很明显。3陆地卫星TM影像的判读利用TM影像的2、3、4波段,分别赋予蓝、绿、红色合成,称为标准假彩色。(1)耕地水稻田整体上呈面积较小的不规则的条、块状,分布于河谷中的河漫滩或一级阶地,蓝灰、青蓝色,边界较为清晰,内部青蓝色调
39、不均,呈晕状。水浇地不规则的条状,延伸长,经常达几公里至十几公里。分布于河滩两侧或居民点附近,蓝灰褐或梅红色,边界不清,色调略呈斑杂,大面积分布地区可见地块边界,一般呈斑块串珠状延伸分布。旱地色调为褐色、灰褐色或褐灰白色,分布于大河两侧阶地上的旱地,呈宽长条状,顺河流两岸延伸。分布于山坡上的坡旱地,断续相连大小不等的积云状不规则斑块。菜地为红色点状,影纹均一,分布于居民点附近或河流两岸低平的水浇地上。(2)果园、林地和牧草地果园呈褐色、稀疏分布的小斑块,边界均匀。有林地呈红(阔叶林)或赭石色(针叶林),大小不等,形状各异,色调均匀,颗粒紧密。灌木林地呈红色的不规则斑块,色调较均匀,分布于山地中
40、。疏林地具有不规则斑边界的云雾状斑块,红色,色调不均一,可隐约看出点状影纹。苗圃呈小班块状,红色,色调均一,具有规则的直角边界。牧草地呈不规则斑块,灰褐红色,较均一,略有绒状质感,位于中山区或中低山区。(3)居民点及工矿用地、道路居民点及工矿用地蓝灰、灰、青灰色,小块状,有规则的折线状轮廓,有立体感。铁路和公路公路呈曲折线条,铁路呈曲折线条但往往有较长直的延伸,铁路为灰色,公路为浅灰和灰白色,多沿河谷修筑(4)水域河流水面深蓝色,位于山谷间,边界极为明显,弯曲流畅。水库水面不规则的圆形、椭圆形或三角形,坝堤呈平直线状。深蓝色调,轮廓清晰,色调极均一致密。(5)未利用土地沼泽地蓝灰褐色的条块状,
41、色调沉重不均,大致可看出边界,河谷地低洼处。沙滩地位于河道边,白色调,呈长条状或块状。裸土地、裸岩青灰色夹白色,褐色的斑块,呈镶嵌状分布。荒草地灰褐色调,枝叉状条块,轮廓不清,有极细微的麻点感。(六)实地调查、检验 1、布线、布点 在解译中会遇到难点(不好解译)、复杂地段(不知属于哪类),有时自认为解译比较好的地区,也要抽样检查,各种不同种类的土地利用类型都应该抽样。基于以上原因,就要布线、布点、实测,保证质量。2、正当地段抽样检查 难点、复杂地表段多检查、记录(带解译图和图像)3、代表性样点要实测 用经纬仪或用已有的资料进行实测,检验面积误差有多大。选点原则:每类都要有一点进行实测 具有复杂
42、性的、广泛分布的一种土地 相对误差 Sm 图上面积 St 实际面积 当图斑面积平均值S2500m2 时,允许相对误差3.33%;当S2500m2时,20%。(六)修正 对第一次解译的结果进行修正 1、依据实地调查资料进行修正 2、依据已有的土地利用资料进行修正 如还有问题,再去检验、实测、修改。(七)成图、量算、统计 1、成图 将解译底图用透图法绘制到相应的地形图上,清绘成用地现状图。2、量算 应用计算机地理信息系统(MAPGIS),将土地利用现状图的各种地类图斑从扫描仪、数字化仪中输入,然后用数学积分公式计算图斑面积。在输入时,以一幅地形图为单位,按乡界将不同地类形成不同的地理信息层面,再依
43、层编辑成图形数据库,便于以乡为单位进行计算和统计。误差控制与量算按规范要求进行:1一级误差控制与量算例如白家营图幅(图)图廓四个顶点经纬坐标为:A:E11600,N4150 B:E11615,N4150 C:E11615,N4200 D:E11600,N4200 理论图幅面积:P=382.95(平方公里)量算图幅面积:P=382.8792(平方公里)误差:=P1-P0=-0.0708(平方公里)分区(按乡界)面积和:P=382.8790(平方公里)误差;P=P-P=-0.0710(平方公里)允许误差:F0.0025P0=0.9574(平方公里)由上述误差可见,量算图幅面积误差和分区面积和的误差
44、P均小于允许误差F1,所以满足要求。改正系数:K=-P/P=0.0002各区要改正的误差面积:PK分区进行比例平差,求得分区控制面积见表5 区号分区量算面积平方公里改正系数误差面积平方公里平差后面积平方公里046.90840.00020.009446.917818.88410.00020.00188.8859 294.41160.00020.0189 94.4305316.37370.00020.003316.37704216.30120.00020.0376216.3388 合 计382.8790.00020.0710 382.9500 2、二级误差控制与量算 量算图幅内各分区(按乡界)中各
45、地类图斑面积,当图斑面积之和与该分区控制面积间的误差小于允许值时,以分区面积为二级控制,对分区内的图斑面积进行比例平差。仍以白家营图幅为例 如图分区,其控制面积:P2=94.4305(平方公里)各地类图斑之和:P=94.4311(平方公里)误差:P=PP2=0.0006(平方公里)允许误差:式中F2分区控制面积允许误差(平方公里)M地形图比例尺分母 P2分区控制面积(平方公里)各地类图斑之和与分区控制面积的误差P小于允许误差F2,所以满足要求。改正系数:K=-PP=0.000006 各地类进行比例平差,求得各地类面积见表6。3、统计 按规范、标准分类要求统计 按实际需要去统计 表达方式:表格;
46、图示(饼图、直方图)通过遥感及有关的工作,得到了这一个地区详细的土地利用资料、数据,提供给决策部门。整个工作流程如下:内蒙古多伦县土地沙化及土地利用分布图基于GIS的数据统计 2000年土地沙化及土地利用面积统计图基于GIS的数据统计 五、分析与评价五、分析与评价按规划要求,依据标准进行评价。六、动态监测六、动态监测 为了科学有效地掌握土地信息,管理土地权属,为国土资源调查、管理、规划、保护和合理利用以及城市建设与发展、政府决策提供服务,需要对土地的利用变化情况进行监测。遥感土地资源动态监测就是利用遥感技术,对土地资源类型、质量、数量、社会经济属性以及土地利用的动态变化规律和特征,进行系统研究
47、的过程。与其他监测手段相比,遥感技术具有速度快、精度高、范围广等特点,并且能为国土资源管理工作提供基于事实影像的、可精确量测的、可作为基础信息的土地利用动态监测结果。近年来,随着遥感技术的不断发展,影像分辨率的不断提高,计算机技术和信息处理技术的不断增强,使得土地利用动态遥感监测的技术不断完善,并得到越来越广泛的应用。遥感土地资源动态监测的对象不同,其监测的内容和目标也不一样,如土地利用动态遥感监测是以土地变更调查的数据及图件为基础,运用遥感图像处理与识别技术,从遥感图像上提取变化信息,对耕地及建设用地等的土地利用变化情况进行及时的、直接的、客观的定期监测,核查土地利用总体规划及年度用地计划的
48、执行情况,并重点检查每年土地变更调查汇总数据,从而达到对耕地太建设用地等土地利用变化情况的定期监测的目的,为国家宏观决策提供比较可靠、准确的土地利用变化情况;并对违法或涉嫌违法用地的地区及其他特定目标等进行快速的日常监测,从而为违法用地的查处,以及突发事件的处理提供依据。1土地资源动态监测的遥感图像预处理方法遥感图像预处理是为了更好地提取土地资源(如土地利用)变化信息,处理效果的好坏直接决定了土地利用动态监测的精度。波段最佳组合通过分析遥感数据的光谱信息结构,比较各波段信息量,计算各波段信息的相关性,利用Sheffield提出的雪氏熵值法,进行最佳波段的选择,是一种全面、简便、效果好的方法。图
49、像的增强处理鲜明图像或凸显所需图像特征称为图像增强,增强方法有多种,如直方图调整、直方图线性扩展、滤波及主成分分析等。但应该指出,图像增强处理专门性很强,即一些方法对这些问题效果好,而对另些问题效果则不好,不存在一种对所有问题效果都好的增强方法。图像几何精校正这项工作是要使得由遥感图像记录的数据经校正后具有与实际地物空间一致的空间位置以及相应的光谱分布。不同时相、不同分辨率图像的配准图像配准主要是指不同遥感数据源的配准,目的是为了清除数据间的系统误差。多光谱TM图像与SP0r全色图像的融合多光谱图像提供地物丰富的光谱信息,全色图像具有很高的空间分辨率,将这两类图像进行融合,可产生一彩色高分辨率
50、多光谱图像融合图像。由于高分辨率卫星图像的出现,多分辨率图像的融合已成为一个重要的研究领域。融合方法有多种,如ISH变换法、主分量变换法和小波变换等。2土地资源变化信息提取方法 变化信息直接提取法 指对两个时相的遥感图像进行点对点的直接运算,经变化特征的发现、分类处理,获取土地资源变化信息。主要方法有:图像差值法:即将一个时相的某一波段光谱灰度值减去另一时相的对应像元的光谱灰度值。这一方法较早应用的是单波段图像差值法。图像比值法:是对于两个时相多谱段数据中同名像元的光谱灰度值施以除法运算。比值法可以部分地消除阴影影响,突出某些地物间的反差,具有一定的图像增强作用。一方面,比值图像可供直接判读使