淺析土地利用變化的測量技術

徐　緯　柴　華　王志敏

摘要:近年來,從國家國土資源部到各地市國土資源局對土地資源利用的現狀和變更情況正在展開大規模的調查工作,所采用的調查手段主要有遙感技術、JX-4ADPW 技術和航空攝影測量,這三種調查手段針對不同調查對象的特點有其各自的優勢之處,在調查工作中的作用十分重要。本文就此三種調查方法展開研究,以期對土地資源利用變化的測量工作具有一定的實踐指導意義。

關鍵詞:土地利用;遙感技術;航空攝影測量;JX-4ADPW 技術

1 采用遙感技術實施測量

遙感技術(RS)是20世紀60年代初興起的一門新技術,其是以航空攝影技術為基礎的。

1.1 解譯標志的建立

找出遙感影像中土地利用變化的位置是遙感技術在土地利用動態監測中應用的關鍵。土地利用遙感動態監測的方法主要有影像——影像對比判讀、影像疊加分析、影像——矢量地圖對比判讀等。在工作實踐中需根據各地具體情況特點選擇利用合適的方法,有時需要幾種方法配合使用,才能準確發現變化區域,達到動態監測的目的。在通過實際調查和布設樣方,到最后利用Mapgis等地理信息系統軟件通過計算機的套合,同時根據影像中相應位置的紋理、顏色,建立相關土地利用類型的解譯標志。

1.2 利用遙感影像進行解譯

在利用遙感影像進行解譯前需對波段組合進行選擇。在土地利用監測中將遙感影像以不同方式組合,其所產生的效果也會有所不同。目前,遙感影像的融合方法主要有基于貝葉斯法則的分類融合、基于小波理論的特征融合;以像元為基礎的加權融合、HSI 變換,比值變換等。利用上述方法融合后的影像既融入了TM 假彩色影像的波譜特征,又保留了原來SPOT 影像的清晰度,使SPOT影像成為了一個包含豐富信息量的假色彩影像,從而提高了影像的解譯精度,便于專題圖的制作。影像融合技術可以提高已有的SPOT影像和TM影像的利用價值。各種專題地圖可以與融合后的彩色影像地圖相結合比較分析各種信息,為土地利用動態監測提供支持。多時相的RS影像融合技術是土地利用變化動態技術的重要手段之一。通過光譜分析可以確定土地利用變化的目標,由此,可再進行準確的人工量測,這樣就減少了動態監測所需的成本和時間,大大提高了工作效率。對遙感影像進行增強處理可以提高解譯的精度,通常使用的遙感影像增強方法主要有:光譜增強處理、空間增強處理和輻射增強處理等。

2 使用JX-4ADPW 技術實施測量

JX-4ADPW 是生產高精度DIG、DEM的一種實用性強、人機交互性能好的數字攝影測量工作站。

2.1 準備工作。準備工作主要包括以下幾個方面:通過高分辨率的掃描儀將航攝負片生成數字化影像;建立測區文件和用戶目錄;導入空三數據;復制控制點文件和照相機文件。

2.2 工作步驟。新像對的建立——內定向——相對定向——核線重采樣——絕對定向——向量測圖——可視化圖形檢查。

2.2.1 新像對的建立。點擊主菜單“工程”下“定向建模型”,分別讀入左、右像片的數字化影像,這時即已建立像對。在用戶目錄下同時相應的建立該像對的文件夾,在該像對的目錄下自動配置文件,即該像對的矢量信息文件。

2.2.2 內定向。可采用模板或人工定向進行內定向,在“內定向”下“量測左片”,仔細觀察內定向精度報告表,如精度符合要求即可。同理“量測右片”,完成后即完成像對的內定向。

2.2.3 相對定向。建立立體模型是相對定向的結果,其精度將在很大程度上影響整個作業過程,定向結果好則測圖時將投有視差,立體感較好。

2.2.4 核線重采樣。對像對重疊范圍內作核線采樣糾正即可,這樣可節約核線重排時間,它可在“核線重采樣”欄內操作完成,可進行批處理。

2.2.5 絕對定向。可以選取兩個較容易辨認的控制點進行量測從而進行絕對定向,通過“預計算”逐點修正檢索影像上的點,再進行“計算”,細心核對絕對定向精度報告表,直至符合要求為止。

2.2.6 向量測圖。完成定向建模型之后,即可直接進入像對的向量測圖,觀測所顯示的立體影像,主窗口將顯示一個包含圖幅號和角點坐標的圖形窗口,點擊可視化分類菜單,再通過點主類和點子類來調用存有各實在分類的圖形,根據野外調繪的像片圖上的各個要素通過測標跟蹤完成數據采集任務,同時生成矢量圖形數據庫。

2.2.7 可視化圖形檢查。當每一個像對的矢量圖形生成后,可將矢量圖形疊加在立體影像上進行套合查漏,既可以發現遺漏的地形要素,也可以檢查測圖精度,從而進行修正。

2.3 成果輸出。作業輸出的成果為矢量圖形數據,需轉換到Mierost～tion95系統內進行操作編輯。

3 采用航空攝影進行測量

使用航空攝影資料可以非常便捷地依據影像對地類、地形以及權屬界線進行外業調查和標繪,從而能明確而直觀的使外業權屬雙方進行指界、判斷不同地類之間的界線。

3.1 準備資料。第一、收集整理原有的土地利用現狀圖及圖幅接合表。第二、收集整理原有的土地權屬、行政界線圖。第三、收集整理原有土地權屬界線協議書、爭議原由書等確界檔案資料。第四、明確各個鎮、村、村民小組的行政代碼。第五、調查本縣內河流、道路的等級劃分。第六、收集整理涉及更新調查的城鎮初始和日常地籍已調查的成果資料。第七、收集近期土地利用現狀變更的批準文件及其附圖。第八、整理航攝資料及航攝基礎數據。

3.2 地形調繪。地形調繪可將航片放大后在其上進行,放大比例尺通常在1∶4000以上較合適。能通過航測內業明確判讀的可以不在調繪片上調繪整飾,當在像片上同時表示地形調繪和地類調繪有沖突時,以地類為主表示;地類調繪又能同時放映地形調繪內容的,地形調繪則不表示。對于新增的地物,首先要外業量取其周圍相關的地物間距,同時在放大的調繪片上繪制示意圖。與權屬界線相關的地形地物,不論大小均予以調繪,便于內業結合地形地物編輯權屬界線。

3.3 地類調繪

依據國家國土資源部新的分類標準,進行外業地類調繪須以1:4000的航片進行;土地利用類型以新標準規定的代碼表示;所標注的地類界必須自成閉合或與其它線狀地物一起形成閉合圖形。

地類調查可通過室內判讀和外業調查相結合的方式進行,室內判讀可作為野外調查的準備,可降低野外調查的盲目性和減少野外的工作量。在實施調繪工作之前,要對該地區的地類情況做到充分了解,從而保證地類調查的質量。

地類調查以室內判釋和外業調查相結合的形式進行, 室內判釋作為野外調查的準備, 以減少野外的工作量和避免野外調查的盲目性。在實施調繪之前, 要充分了解該地區的地類情況, 保證地類調查的質量。

3.4 獲取土地變化調查矢量線劃圖

獲取土地變化調查矢量線劃圖, 應根據各個項目的具體要求, 分別采用矢量化航空正射影像圖件的調繪圖形(掃描矢量化法)和航空攝影測量立測法(簡稱立測法)兩種作法。

3.4.1 掃描矢量化法

掃描矢量化法,即對航空攝影正射影像圖件進行掃描,經過角度糾正,對外業土地更新調查線劃圖進行矢量化的過程。在矢量化之前,須對調繪調繪正射影像圖件與權屬調查表等做圖、屬一致性的全面檢查。在矢量化過程中,分點實體、線實體、面實體3種類型來進行,其中面實體在矢量化時應做到面實體周界的封閉性。

3.4.2 立測法

立測法即在數字模型上進行地形測繪的同時, 轉繪中心投影放大航片的調繪圖形,即以數字攝影測量工作站為平臺,實現土地利用地形圖和現狀圖“二圖合一”的采集。

參考文獻

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[2]楊存建,徐育建,馮亮.基于遙感和GIS的土地利用動態變化研究[J].地域研究與開發,2008(4).

[3]曹贄昀,葛利平.土地利用更新調查在全數字攝影測量工作站上數據采集的思考[J].浙江測繪,2005(2).

作者簡介:徐緯 (1982-)男,安徽寧國人,安徽省廣德縣大地勘測隊,主要從事測繪工作。

柴華(1981-)男,安徽蚌埠人,安徽國地不動產評估測繪有限公司測繪部主任,主要從事測繪工作。

王志敏(1981-)男,安徽合肥人,合肥工業大學人文經濟學院科學技術哲學專業研究生,研究方向:科技進步與社會發展。