基于資源一、三號(hào)衛(wèi)星影像判讀驗(yàn)證塔里木河中段流域森林土地類型的探索

張志軍，王玉琴

（阿克蘇地區(qū)中心林管站，新疆 阿克蘇843000）

遙感技術(shù)具有宏觀、綜合、可重復(fù)及低成本的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。利用遙感影像判斷森林資源是最快捷和科學(xué)的手段，尤其是高分辨率的遙感影像，對(duì)于判斷林地類型更是帶來(lái)判斷的準(zhǔn)確性，國(guó)家林業(yè)局《森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查主要技術(shù)規(guī)定》指出，當(dāng)衛(wèi)片的空間分辨率達(dá)到3m時(shí)，可以采用遙感影像判讀森林資源。塔里木河流域天然林資源對(duì)于南疆的防沙治沙和生態(tài)保護(hù)具有重要的地理區(qū)位，利用衛(wèi)星影像也是監(jiān)測(cè)該區(qū)域生態(tài)變化的最有效、最便捷的技術(shù)手段。本次探索就是利用資源一、三號(hào)衛(wèi)星的假彩色影像，對(duì)塔里木河流域中段森林資源進(jìn)行目視判讀并進(jìn)行現(xiàn)地驗(yàn)證，為將來(lái)利用資源一、三號(hào)衛(wèi)星影像，研究和探討塔里木河中段植被分布情況、土地利用、生態(tài)變化情況，提供可以目視判讀的論證基礎(chǔ)。

1 采用的資源一、三號(hào)衛(wèi)星成像的基本情況

資源一號(hào)02C衛(wèi)星搭載兩臺(tái)HR相機(jī)，空間分辨率為2.36m，搭載的全色及多光譜相機(jī)分辨率分別為5m和10m。資源三號(hào)衛(wèi)星搭載的前、后視相機(jī)分辨率為3.46m，正視相機(jī)分辨率則為2.08m，搭載的多光譜相機(jī)分辨率為5.78m。本次采用的資源一號(hào)衛(wèi)星成像的分辨率在5m或10m、資源三號(hào)衛(wèi)星成像的分辨率則為2.5m。形成的影像時(shí)間為2013年6月26日—9月7日，物候期為塔河流域植被生長(zhǎng)期以及河流洪水季，對(duì)依靠水資源分布的植被具有容易判讀的假彩色影像。

因此采用的資源一、三號(hào)衛(wèi)星假彩色成像資料，通過(guò)現(xiàn)地判讀，可以用來(lái)判讀塔河流域中段森林資源林地類型狀況。

2 判讀的技術(shù)方案

收集影像資料，利用google初步判斷塔里木河流域現(xiàn)有河床以及古河床的擺動(dòng)情況，初步了解塔里木河流域植被分布特點(diǎn)、類型以及基本物種生物學(xué)特征，通過(guò)目視判讀，初步判斷各種紋路、色彩、形狀的圖斑，可能表達(dá)的衛(wèi)星影像特征信息，對(duì)不同的色彩和有疑問(wèn)的色彩和影像標(biāo)記，并確定外業(yè)調(diào)查區(qū)域的目標(biāo)。準(zhǔn)備外業(yè)調(diào)查工具，如筆記本電腦、集思通數(shù)據(jù)采集器。筆記本電腦可以隨時(shí)查看目前所處衛(wèi)星影像在哪個(gè)位置，比對(duì)和驗(yàn)證衛(wèi)星影像和現(xiàn)地的情況。利用采集器可以采集現(xiàn)地坐標(biāo)點(diǎn)以及照片，形成的電子照片記錄有位置坐標(biāo)信息。按照設(shè)定的外業(yè)調(diào)查路線，對(duì)各種有疑問(wèn)的衛(wèi)星影像圖斑進(jìn)行現(xiàn)地驗(yàn)證拍照。回到室內(nèi)，利用自編的軟件，把采集的坐標(biāo)點(diǎn)形成點(diǎn)文件，并掛接照片屬性。在arcgis中，把外業(yè)采集的照片屬性點(diǎn)文件與衛(wèi)星影像疊加，比對(duì)，解譯圖斑表達(dá)的森林資源土地類型，同時(shí)解譯其他土地信息。

對(duì)易于判讀的衛(wèi)星影像圖斑，利用google平臺(tái)掌握地貌情況。本次外業(yè)采集160個(gè)地點(diǎn)，驗(yàn)證160個(gè)圖斑，驗(yàn)證的土地類型主要有有林地，疏林地、灌木林地、草地，濕地、居民區(qū)、道路、水系、耕地。

3 驗(yàn)證結(jié)果

3.1 有林地

天然有一定年齡的有林地，衛(wèi)星影像中有陰影，顯示出明顯顆粒，點(diǎn)狀紋理明顯，沿水系呈現(xiàn)不規(guī)則形狀，在資源三號(hào)衛(wèi)星影像中的色調(diào)為紅褐色，在資源一號(hào)衛(wèi)星影像中的色調(diào)為褐色或灰褐色。

人工林或者是密度較高的天然幼齡林，沒(méi)有陰影，沒(méi)有顆粒感，紋理光滑，色調(diào)為團(tuán)狀深淺不一的紅褐色。

3.2 疏林地

天然的，有一定年齡的疏林地，衛(wèi)星影像中有陰影，顆粒明顯，沿水系呈現(xiàn)不規(guī)則形狀，在資源三號(hào)衛(wèi)星影像中的色調(diào)為紅褐色，在資源一號(hào)衛(wèi)星影像中的色調(diào)為褐色或灰褐色。

3.3 灌木林地

紋路光滑，一般分布在沖積溝、老河道或水系邊，沿水系不規(guī)則形狀。樹(shù)種不同，呈現(xiàn)的顏色不同，如白刺駱駝刺，在資源一號(hào)衛(wèi)星影像中的色調(diào)為呈現(xiàn)灰色或深灰色。檉柳呈現(xiàn)暗紅色。鹽穗木呈現(xiàn)紅褐色。鈴鐺刺呈現(xiàn)淺紅褐色。梭梭樹(shù)種需要根據(jù)地理位置進(jìn)行判斷，有顆粒狀紋理。

3.4 耕地

光滑紋理，規(guī)則形狀，呈紅色。

3.5 濕地

光滑紋理，沿塔里木河流域分布，呈黑色或藍(lán)色

3.6 居民區(qū)

光滑紋理，排列整齊，白色圖斑。

3.7 道路

光滑紋理，線狀，白色

3.8 渠系

光滑紋理，線狀，黑色。

4 結(jié)論

天然有林地由于樹(shù)體具有高度，日光投影，形成的圖斑具有明顯陰影，地物立體感強(qiáng)，表現(xiàn)的紋理為顆粒狀紋路，但是密度高，有規(guī)律的株行距的人工幼樹(shù)，紋路光滑。有林地顏色多呈現(xiàn)為紅褐色。分布位置一般為有水的水系邊或老河道邊。疏林地有明顯陰影，表現(xiàn)的紋理為顆粒狀紋路。灌木林地紋路光滑，呈紅褐色或暗紅色，一般分布在沖積溝、老河道或水系邊，梭梭樹(shù)種需要根據(jù)地理位置進(jìn)行判斷。其他的地物如耕地圖形上規(guī)則圖斑，呈紅色。濕地沿塔里木河流域分布，呈黑色或藍(lán)色。居民區(qū)或建筑群排列整齊，白色圖斑。道路呈線狀，白色。水系呈線狀，黑色。

5 驗(yàn)證的精度和用途

通過(guò)外業(yè)植被類型的調(diào)查，比對(duì)衛(wèi)星影像表達(dá)的特征信息，可以了解塔里木河流域植被形成的規(guī)律，地形地貌的條件，影像顏色深淺色差變化的形態(tài)，初步判斷了解有林地的齡組、灌木林地樹(shù)種等信息。本次驗(yàn)證的衛(wèi)星影像信息160個(gè)，灌木林地由于其中幾幅衛(wèi)星影像色彩偏差問(wèn)題，判讀有幾處錯(cuò)誤，其余的地類驗(yàn)證的準(zhǔn)確率都比較高，驗(yàn)證的目視判讀正確率情況見(jiàn)表1。

通過(guò)驗(yàn)證，初步掌握衛(wèi)星一、三號(hào)資源衛(wèi)星假彩色影像表達(dá)的塔里木河流域森林資源分布特點(diǎn)和規(guī)律，為進(jìn)一步利用衛(wèi)星一、三號(hào)資源衛(wèi)星影像分析塔里木河流域生態(tài)變化，提供了驗(yàn)證數(shù)據(jù)資料，也為衛(wèi)星影像綜合判斷提供驗(yàn)證基礎(chǔ)論斷依據(jù)。

表1 驗(yàn)證地類數(shù)量及種類情況