基于土地利用數據庫重建的技術思路

孫曉明，付 斌，范愛國

(1. 黑龍江省農科院遙感技術中心，哈爾濱150086 ; 2. 黑龍江省農科院漿果研究所，黑龍江 綏棱152200)

0 引 言

為了使土地利用數據庫更為準確，確保其真實性、準確性，使其能夠為地籍管理、國土資源保護、土地規劃等各項工作提供更好的服務，必須對已有的土地利用數據庫進行周期性地更新，修改和添加土地利用變更信息。

1 工作區概況

工作區所在縣位于黑龍江省中南部，松花江北岸?？h屬行政區域的面積為5 678 km2。其中，縣屬部分為1 842 km2。

全縣常住人口23 萬。轄區內地勢北高南低，北部屬于小興安嶺余脈，為低山區，這里群山密布，具有豐富的森林資源。中部地勢較為平坦，為低山丘陵和山前臺地，土質肥沃。南部為松花江沖擊形成的平原地帶。境內主要有西北河、岔林河、大古洞河等七條河流，均隸屬于松花江水系。

境內有大理石、花崗巖、鐵等礦產資源。此外還盛產云杉、紅松、水曲柳、冷杉等木材以及猴頭、木耳、元蘑等林副產品。

該縣是黑龍江省主要的糧食生產基地之一，農業作物主要有水稻、玉米、大豆等。

2 工作目的

2.1 土地利用數據庫更新

以最新的SPOT5 衛星遙感數據為基礎數據，結合已有的土地利用數據庫，對縣屬范圍內的土地利用狀況的變更，土地權屬等進行調查，掌握縣屬范圍內的土地權屬、土地面積、土地利用類型和空間分布狀況，并利用這些新收集到的變更信息更新已有的土地利用數據庫。

2.2 新舊土地分類的轉換

根據最新的《全國土地分類》體系，更新舊的土地分類體系，實現縣屬范圍內的新、舊土地地類編碼的轉換。

3 信息源的選擇與處理

3.1 信息源的選取

本次數據庫更新使用法國SPOT5 號衛星的全色(2.5m) 和多光譜(10m) 數據作為信息采集源，經校正后作為基礎數據。

校正參數為:①參考橢球體為Krasovsky。②參考大地基準面為Pulkovo1942。③衛星數據投影方式為高斯—克呂格投影。④基準水平面位為1956年黃海高程系。

3.2 數據源預處理

利用該地區1∶1 萬和1∶5 萬地形圖對衛星數據進行校正，配準精度要求實際誤差≤1個像元。［1］

4 工作流程

4.1 衛星數據處理方法

利用ERDAS 圖像處理軟件為工作平臺，對現有的衛星數據進行數據配準，全色與多光譜數據融合，多幅數據鑲嵌以及分幅數據切割等。

4.2 數據庫更新的方法

4.2.1 線文件更新的方法

利用原有數據庫的線文件為參考與該地區影像套合后，利用目視判讀得方法提取、更改線文件的變化信息。線文件變更分以下4 種情況:

1) 新增的線狀地物:以衛星影像為信息源對新增的線狀地物進行矢量化，并對線狀地物賦予線要素編碼、線寬度、地類編碼等相關信息。

2) 線狀地物和地類界消失:對于已經消失的線狀地物和地類界，應該在原有的數據庫中予以刪除。

3) 行政區界線調整:對于原有土地利用數據庫中的行政界線，無論其是否發生變化，均維持原狀不做調整。對于原有土地利用數據庫中的行政界線，以線狀地物為主體進行跳繪時，如果線狀地物發生了偏移，依其跳繪的行政界線應隨線狀地物的改變而改變。對于原有土地利用數據庫中的行政界線，以地類界線作為分界的，當地類界線發生變化時，必須按變化后的地類界調整相應的行政界線。其它情況下，行政界線一般維持原狀不作調整。

4) 線狀地物發生偏移:根據相關技術規程的要求，在數據庫中的線文件與影像進行套合時，當矢量線條與影像上的同名地物偏差大于圖上距離5 mm時，視為線狀地物發生偏移，對發生偏移的線狀地物必須進行糾正，如果發生偏移的線狀地物沒有發生地類編碼、寬度等相關信息的改變，可對原有矢量線條直接進行平移、復制等處理。

4.2.2 更新后的線文件處理

1) 檢查拓撲關系:檢查更新后線文件的拓撲關系，如果發現錯誤，必須及時改正，保證最終成果的準確性。

2) 新增線狀地物獲取:將更新后生成的線狀地物文件與原有的線狀地物數據進行疊加，刪除交集部分，剩余部分就是新增的現狀地物。

3) 其他文件生成:在更新后的線文件中提取地類屆和行政界線，生成新的地類界文件和行政區界線文件等。

4) 分幅圖圖幅拼接:將行政區內的所有分幅數據拼接成一幅完整的數據。包括線狀地物文件拼接，地類界文件拼接，行政區文件拼接，新增線狀地物文件拼接。

5) 線文件的成果:完整的線文件成果應該包括線文件( 擁有線狀地物、地類界、權屬界、1∶1 萬圖框等屬性) ，權屬界文件，線狀地物文件，新增的線狀地物文件和地類界文件。

4.2.3 面狀文件更新

根據地類界線和相應的線狀地物線文件，通過線轉弧段、拓撲重建的方式建立新的地類圖斑區文件。

1) 區文件屬性處理:建立區屬性結構文件，沿用原數據庫的區屬性結構。將遙感影像圖、原有地類圖斑文件，通過相互對照并結合野外調查記錄表，更新圖斑變化信息，并為更新后的地類圖斑文件賦以準確的地類編碼、圖斑號、圖幅號、權屬代碼、權屬名稱等相關信息。

2) 更新后地類圖斑文件的建立:將更新后的地類圖斑文件與屬性文件合并，建立新的變更后的地類圖斑文件。

4.2.4 更新后數據庫的構建

首先建立數據字典，然后做好地利用數據庫更新項目的建立工作。根據原有的數據字典建立新的土地利用數據庫項目，載入更新后的線狀地物、地類圖斑、零星地類、權屬界線文件。利用這些文件建立更新后的土地利用數據庫。

5 實地驗證

野外調查工作是土地利用數據庫更新工作的重要環節，經過野外調查，可糾正內業判讀中出現的錯誤，對變化圖斑的準確性加以確定，從而保證判讀結果的真實性［2］。當抽取的圖斑數不滿足精度評價時，須提高抽樣率［3］。

6 結 論

SPOT5 衛星遙感數據完全能夠滿足縣級土地利用數據庫更新的精度要求。

根據國土部門的相關規定［4］，圖面最小上圖圖斑為實地0.06 ～0.1 hm2。本次更新中，上圖的最小地塊為實地面積314.5 m2，約等于圖上3 mm2，達到了國家規定的精度要求。

在更新過程中，衛星數據和原有土地利用數據庫兩種數據能夠充分發揮各自的優勢，相互補充和印證，使“歷史”與“現實”有機地結合在一起［5］，能夠有效保證土地利用數據庫的準確性和時效性，為強化、規范土地管理工作奠定基礎。

［1］陳軍中. 土地利用動態遙感監測規程［M］. 北京:地質出版社，1999.

［2］劉洋，陸忠軍，等. SPOT5 數據在縣級土地利用動態遙感監測中的應用［J］. 黑龍江農業科學，2007(01) :74－77.

［3］王連發，付斌，等. 縣級土地利用數據庫更新方法初探［J］. 黑龍江農業科學，2009(03) :111－112.

［4］陳軍中 土地利用動態遙感監測規程［M］. 北京: 地質出版社，1999.

［5］劉洋，陸忠軍，等. SPOT5 數據在縣級土地利用動態遙感監測中的應用［J］. 黑龍江農業科學，2007(01) :74－77.