地理國情普查地表覆蓋要素采編思考

葛利平

(浙江省測繪質量監督檢驗站,浙江杭州 310012)

地理國情普查地表覆蓋要素采編思考

葛利平

(浙江省測繪質量監督檢驗站,浙江杭州 310012)

基礎測繪數據和專業調查數據是地理國情普查的重要參考數據源。本文分析了各類參考數據在地表覆蓋中的特點,就提高地表覆蓋采編工作效率與質量進行了探討。

地表覆蓋采編 參考資料 影像 判讀 質量

1 引言

地表覆蓋采編是地理國情普查的重要組成部分。由于浙江經濟發展較快,土地利用變化較大、又因為浙江的植被種類繁多、圖斑類型復雜。遙感影像的紋理上很難達到地表覆蓋分類的要求。因此,充分利用基礎測繪與專業調查資料,提高地表覆蓋圖斑的分類,降低外業的工作強度,是地理國情普查工作的關鍵。

2 已有參考資料的特點

2.1 省基礎地理信息服務庫

省基礎地理信息數據庫主要反映的是水系、居民地、交通、管線、境界、地貌、植被與土質、地理名稱及注記等自然地理要素分布信息,按照“313”更新方式,每3年對全省完成一次更新;每年對設區、市重點城市的規劃區完成一次更新;每3個月對省政府主導實施的交通、能源、水利等空間位置變化較大的重大基礎設施建設項目,竣工后3個月內完成一次更新。

該數據庫中與地表覆蓋中對應的林地、草地、園地相關信息可參考使用,但由于1：10000及1：5000地形圖尺度、要素表達與地理國情普查指標、內容的區別,導致該數據庫的使用信息有限,尤其是林地部分的針葉、闊葉等信息無法獲取。

2.2 數字城市1：2000 DLG數據庫

數字城市1：2000DLG數據庫現勢性強,影像數據可參與林地的判繪,輔助人工解譯,DLG數據可參與耕地、園地、草地、房屋建筑區、人工堆掘地、荒漠與裸露地表的地表覆蓋圖斑邊界和屬性判繪,提高內業判繪的正確率。

2.3 省林業廳林業小斑數據

通過省地理空間數據交換平臺項目共享獲取的省林業廳林業小斑數據可提高對判繪的林地部分分類精度,但由于該數據的現勢性不強,且圖斑的尺度過大,很難滿足地理國情普查指標的要求。

3 地表覆蓋采集工藝

地表覆蓋采集以人工解譯為主,充分發揮參考資料的使用價值,輔助人工解譯,圖1為地表覆蓋采集工藝流程圖。

圖1 地表覆蓋采集流程圖

4 參考資料的利用

4.1 省基礎地理信息服務庫

充分發揮輔助點層中的植被點信息作用,直接參與地表覆蓋圖斑分類屬性的判斷,同時適當參考輔助線層中的地類界作用,參與圖斑邊界的確定。

4.2 數字城市1：2000DLG數據

該數據源作為地表覆蓋采集的主要參考數據源,應充分發揮該參考數據源的作用,用以地表覆蓋各類型的判繪。在使用該數據源時應注意以下幾點：

①植被面和土質面數據主要使用其類別屬性,兩種情況除外,需人工加以判斷。

第一種是耕地面,1：2000的耕地面中存在較多旱地與水田不合理現象,地理國情普查內技術指標提到,有水源經過地勢較平坦,灌溉設施良好,則劃分為水田;有水源經過但地勢較高,灌溉設施不足或沒灌溉設施,則歸為旱地。內業判繪時應按下列方法處理。地貌、水系、植被層分別套合影像,從地形地貌的特點、植被的分布、圖斑位置來判斷旱地或水田,同時也要注意同一塊區域盡量不要出現水田和旱地交錯分布。

第二種是成林面,由于植被面數據中成林面屬性不區分針、闊等喬木林類型,因而作業時需套用其對應的CAD圖形數據,根據符號信息進行判斷。

植被與土質面的范圍作為參考,不能直接套用,需結合地理國情普查的影像進行勾繪。

②房屋面數據主要使用其層高屬性,用于區分房屋的低矮和多層以上類別,房屋面的邊界不可直接套用,1：2000房屋的轉折角較多,綜合尺度與國普差別較大,國普勾繪圖斑時只能參考其房角,按國普的規范要求綜合表示。例如,圖2為直接套用1：2000數據,造成房屋圖斑的勾繪過細。

圖2 直接套用1：2000數據圖

4.3 省林業廳林業小斑數據

該數據直接套合在影像上使用,需注意林業小斑塊的類型與國情普查地表覆蓋地類的對應關系,正確將樹種對應至林地的三級類。

5 結合參考數據進行影像的判讀

植被作為自然界的重要組成部分,是地表覆蓋采集的主要要素。植被區分是否正確,很大程度依賴于作業員對影像的判讀以及圖斑歸并的技巧。要提高植被要素解譯正確率,作業員應首先了解生產區域植被種類及分布,其次是要清楚攝影季節以及各植被在影像上的基本特征,更要充分利用已有的參考資料,進行圖斑分類和邊界采編。

浙江的林業資源基本集中在浙南、浙西地區,以針葉林、闊葉林為主。闊葉林的影像特點受區域位置和成像季節的影響,不同季節的闊葉林的樹冠形狀、色調和陰影各不相同。夏季闊葉樹的樹冠形狀多為圓形、為棉桃狀,向陽部分色調淺,背陰部分色調深,在樹葉凋落的冬季,則呈不規則的灰色圓網狀。闊葉林的色調在夏季基本一致,比針葉林稍淺;秋季影像色調均有所變淺,但仍與針葉林色調有差別。竹林的色調一般比闊葉林淺,呈淺灰色調,影像圖案常呈整齊的毛絮狀,與林地影像有明顯的區別。

果園在浙江種植范圍廣、品種多,已成為農村經濟支柱產業,形成區域性特色布局。園地在影像上有明顯人工種植痕跡,大部分園地在影像上呈有序排列特征,紋理上都比較均一。

茶葉、苗圃、葡萄等種類影像上較容易判讀,而其他園地中低矮植物就難以解譯,尤其是連片種植中草藥,與耕地影像接近,內業定圖斑性質比較困難,需要外業調查核實。

植被解譯與分類是以“以影像判繪為主,實地調繪為輔”原則,因此要重視解譯與分類質量,提高解譯與分類技巧。充分利用已有的參考資料,便于解譯與分類圖斑。提高影像解譯準確率、減少外業核查是地理國情普查工作的重點。

6 采集方式與精度

地表覆蓋判繪基于衛星遙感影像為主、航攝影像為輔的數據源,整合處理后的專題數據疊加在DOM影像上,在二維環境下按要素采集圖斑。采集過程中應根據區域內地形及地物分布狀況勾繪圖斑,首先從水系、道路等較長、分布較規則的大圖斑勾繪,其次是次要圖斑的分類與歸并。

在影像上分界明顯的地面覆蓋分類邊界,采集精度(影像分辨率0.5米)控制在5個像素以內。特殊困難的位置,如高層建筑物遮擋、陰影等控制在10個像素以內。圖斑邊界應套合國普正射影像,圖斑邊界與影像套合要符合精度要求。

7 地表覆蓋采集原則

地表覆蓋采集要素應遵循自然優先、所見即所得、立體覆蓋、就近就大合并、狹長地帶合并等原則。

7.1 自然優先原則

植被覆蓋、裸露地表等類型中通過影像甚至實地核查均難以區分人工和自然的類型,一般采用“自然優先”的原則進行歸類。

對于季節性變化(隨季節溫濕度條件變化而發生的周期性變化),地表覆蓋分類時一般以影像為準,外業調查時不做核查。耕地、林地、園地、草地、水域等范圍內的覆蓋物都有隨季節周期性變化的情況。

非季節性根本變化(由自然為主的類型變為人工為主的類型,或者人工為主的類型之間的相互變化),具體包括林地、草地、裸露地表、水域等變更為耕地、園地、房屋建筑、道路、構筑物以及人工堆掘地等,或者相反方向的變化,耕地、園地、房屋建筑、道路、構筑物以及人工堆掘地等類型之間的相互變化。地表覆蓋分類時一般以外業調查時的狀態為準。統一時點時,根據需要對特定類型做重點核查。

7.2 所見即所得原則

由于地表覆蓋分類的基本依據是地表覆蓋物的物理特性,而不是地表的社會屬性,因而,采用所見即所得原則。

7.3 立體覆蓋原則

對于不同高低植被立體覆蓋的范圍,如喬木林下有灌木,果樹下面有疏菜等情況,以頂層樹冠的優勢類型確定其植被覆蓋類型。

遮蓋水系、道路的樹冠如果沒有達到采集指標的,立體遮蓋水系、道路部分的樹冠歸類到水系面或道路面,達到分類指標按植被歸類。

7.4 就近就大合并原則

達不到最低采集指標要求的地類需要就近歸并時,在充分考慮合理性,盡可能客觀反映總體地表覆蓋特征的原則下,采用“就近就大”歸并方法進行歸并。歸并時,應向特征相同或相近的覆蓋類型圖斑歸并。具體操作中,“就近就大”中的“近”和“大”都是相對的,不是指只能歸入到最近的達到最低指標要求的最大圖斑,核心是需要反映所在范圍內的總體地表覆蓋特征。

7.5 狹長地帶合并原則

耕地、庫塘、固化池、大棚等成片分布區域內部斑塊之間的田埂、小路、水渠、林帶等重復出現的狹長條帶,如果寬度在5米(含)以下,可以就近歸并到相鄰的耕地、庫塘、固化池、大棚等類型中。

房屋建筑區內部的路面寬度小于等于5米的道路,可以不單獨歸類,并入其所在的房屋建筑區一類的圖斑中。

8 結語

地理國情普查是采用高分辨的遙感影像,利用已有的地理信息資源和專業部門的調查數據,結合地理國情普查內容與指標進行了數據的分類,梳理與精化數據的內容與信息。地表覆蓋要素的采編合理利用了基礎測繪數據與專業調查資料,不僅提高了采編的效率,更提高了地表覆蓋數據的質量。

[1]王寶山,等.淺談地理國情普查項目成果的質量控制關鍵點.測繪與空間地理信息.黑龍江,2013.

[2]國家測繪地理信息局.地理國情普查內容與指標.GDPJ 01-2013.

[3]國家測繪地理信息局.地理國情普查常見問題解答(一).GDPJ 51-2014.

[4]喬來鈞,寇有觀.浙江省山地丘陵區植被類型在遙感影象中的解譯.中國草地學報,1983(2).