遙感影像變化檢測技術在地形圖更新中的應用＊

孫茂存

（楊凌職業技術學院，陜西 楊凌712100）

近年來，我國及各省市相繼建成了基礎地理信息數據庫，我國經濟建設的發展要求基礎地理信息數據庫隨時更新，并保持現勢性，以滿足社會發展及國家管理的需求。利用遙感影像進行基礎地理信息數據更新，很多學者做了相關的研究，尤其是針對重大工程項目或重點地物進行更新方面［1］。經過總結、對比，并進行了一系列試驗，結果表明，將遙感影像變化檢測技術應用于地形圖更新中更具優勢。

1 當前常用地形圖更新方案

目前，常用的地理信息更新技術是舊版的矢量數據（DLR）與對應的當前最新的數字正射影像圖（DOM）疊加分析變化區域，采用綜合判調法，參考相應的專業變更資料，通過數據整合，采用內、外業相結合的方式實現基礎地理信息數據的更新。

立體更新也是目前常用的地理信息數據更新技術之一，采用全數字攝影測量技術，對比上一代DLG數據，結合最新的各項變更信息資料，對發生變化的圖形和屬性信息統一更新。

另外，對于變化較大的區域采用全面更新方案。上述常用方法總結起來基本上就是采用DOM影像或立體像對，人工比對找出變化區域，再進行地物更新。人工比對的優點是全面、細致；缺點是耗時長，人力、物力及財力消耗大，速度緩慢，無法快速更新。

2 遙感影像變化檢測技術應用于地形圖更新的方案

隨著遙感影像處理技術的發展，利用遙感影像分析技術獲取變化信息的技術越來越成熟，應用也越來越廣泛，在城市規劃和災害檢測方面，以及土地資源調查中，遙感影像以其獲取周期短、覆蓋面積廣和表達信息豐富詳盡的特點，廣泛地應用于地表動態檢測中［2］；同樣，該技術在地形圖變更中的應用將極大地提高工作效率。

該技術更新地形圖的思路是：首先，將已有的矢量數據及對應的正射影像圖與最新的影像數據疊加分析，進行變化檢測，導出檢測結果文件；其次，根據導出文件，分析變化情況，確定相應的更新方法，進行地形圖更新；最后，對變化區域的地物進行更新，并保證新增地物與周邊地物的協調性和準確性。另外，地形圖更新不僅是圖形要素的更新，屬性要素也發生了相應的變化，屬性要素的更新可通過收集相關的資料進行更新［3－5］。根據外業檢核結果，進行內業編輯處理，形成最新的DLG成果，更新流程如圖1所示。

圖1 應用影像變化檢測技術進行地形圖更新的流程圖

3 利用影像變化檢測技術進行地形圖更新試驗

3.1 試驗區域的選擇

本文選擇楊凌城區15km2面積作為試驗區，該區域地勢平坦。試驗采用2010年6月分辨率為2.5m的SPOT5遙感影像和2012年6月分辨率為3m的“資源二號”融合影像，以及2010年生產的地形圖矢量數據。

3.2 影像變化檢測及結果分析

目前，多數遙感影像處理軟件都具有變化檢測功能，但也僅限于區域變化檢測。易康（eCognition）軟件優于其他同類軟件之處在于它對影像的變化檢測是在進行了獨立的分類后，才進行變化檢測，因此，其檢測結果包含了區域變化信息和屬性變化信息2個方面的內容，更方便了對變化信息的統計分析。

在eCognition軟件中，對于前時相影像分類是根據其對應的矢量數據的屬性信息對影像進行自動分類，而對于后時相影像數據則是采用影像最鄰近分類法或模糊函數分類法進行分類的。

變化結果的準確程度由分類結果的正確性決定，只有對分類結果進行詳細的檢查，提出噪聲數據并糾正錯誤數據才能保證分類結果的準確性，進而保證變化結果的可靠性。

完成前后時相影像分類后，進行變化檢測，將變化檢測結果和變化檢測類結果連同屬性字段一起導出為SHP格式文件，方便對變化區域進行相應的統計分析。

通過本次試驗，變化檢測結果與實際檢核變化結果統計見表1。

表1 變化檢測結果與實際檢核變化結果統計表

3.3 地形圖更新矢量化

根據檢測結果，利用數字正射影像數據更新地物，對發生變化的居民地、道路和水系要素進行矢量化數據更新，由于該區域地形平坦，植被統一均為旱地，所以不需要對植被要素進行更新。

3.4 試驗結論

1）采用遙感影像變化檢測技術進行1∶10 000地形圖更新時，影像數據分辨率為2.5～3m即可基本滿足相應的技術要求。

2）遙感影像變化檢測技術對于大面積居民地和水域的變化檢測結果較為準確，而對于較寬道路的變化檢測結果更為理想，基本與人工檢核結果一致。

3）遙感影像變化檢測結果的準確性由前后時相影像分類的準確性決定，因此必須對分類檢測結果進行詳細的檢查，以保證最終變化檢測結果的正確性。

4 結語

通過本文的試驗結論可得出，應用遙感影像變化檢測技術進行地形圖更新的方案是可行的，且與常規的人工比對全面更新的方法相比較更具優勢，可以避免人工比對的遺漏，保證了數據更新的完整性和準確性。另外，節省了時間，提高了效率，利用該技術可實現地形圖的動態更新。

［1］趙敏，陳衛平，王海燕.基于遙感影像變化檢測技術的地形圖更新［J］.測繪通報，2013（4）：65－67.

［2］王漢英，張占睦，張一鳴，等.遙感影像變化檢測在地形圖快速修測中的應用［J］.測繪工程，2009，18（2）：51－54.

［3］張偉，王曉青，孫國清，等.高分遙感影像震害提取的變化檢測算法改進［J］.地震，2013，33（2）：87－95.

［4］劉虎林，閆浩文，劉濤.空間數據變化檢測研究進展［J］.測繪與空間地理信息，2014，37（9）：25－28.

［5］陳鑫鏢.遙感影像變化檢測技術發展綜述［J］.測繪與空間地理信息，2012，35（9）：38－41.