土地利用資料庫標准
A. 江西省萍鄉市基於網路的縣級土地利用資料庫集成應用研究初探
胡輝1 謝梅生2
(1.江西省土地勘測規劃院,江西南昌,330046;2.萍鄉市國土資源勘測設計院,江西萍鄉,337000)
摘要:本文介紹了江西省萍鄉市建立基於網路的基級土地利用資料庫集成的技術路線及方法,為今後開展縣級土地利用資料庫集成應用提供技術依據和工作思路。
關鍵詞:基於網路;資料庫;集成應用;研究
1 研究背景及可行性分析
1.1 研究背景
江西省於1999年啟動全省1∶1 萬縣(市)級土地利用現狀資料庫建設。萍鄉是中國近代工業的先驅,中國工人運動的策源地,秋收起義的主要爆發地,是紅色革命聖地。萍鄉市位於江西省西部,地處湘贛邊界,現轄上栗、蘆溪、蓮花三縣,安源、湘東兩區和一個省級經濟開發區——安源經濟開發區。萍鄉市從2000年起步,歷經四年,完成了除蓮花縣外的四個區縣的土地利用現狀資料庫建設,並通過了省廳組織的預檢和驗收,項目成果已在各地土地管理工作中發揮了重要作用。與此同時,相關的調研結果表明:資料庫建設雖然全面開展並取得重要進展,但成果應用仍存在一定的問題,主要表現為以下兩方面:①「閑庫」、「死庫」屢見不鮮,有些資料庫在實際工作中沒有發揮其應有的價值;②各縣區的資料庫成果整合困難,數據無法流通和共享,難以在地市級以上層面發揮作用。
當前,國家的土地管理制度和管理職能發生了重大變化,土地資源管理參與宏觀調控,「金土工程」的啟動對土地利用現狀數據的管理也提出了新的要求。新的形勢、新的管理制度和管理職能要求我們必須重新審視土地利用數據管理和應用模式。對於市級國土資源管理部門來說,怎樣集成應用這些分散獨立的 1∶1 萬縣(市)級土地利用資料庫,使其為建設用地審批、耕地保護和土地利用規劃等各項管理工作服務,是試點研究需要重點解決的問題。
1.2 可行性分析
1.2.1 伴隨信息技術的迅猛發展,研究所需的關鍵技術已經成熟
近年來信息技術迅猛發展,海量數據存儲與數據倉庫技術、大型資料庫技術、網路技術、基於 Web 的應用及通訊技術不斷完善;「3 S」技術在國土資源調查中的應用日趨成熟;網路信息安全與保密技術日新月異,這些關鍵技術的迅猛發展為本試點研究的開展創造了良好的技術條件。
1.2.2 國土資源信息網路建設和各類相關技術標准試行為本研究奠定了基礎
國土資源信息網路體系的建設使國土空間數據傳輸、交換、共享和集成應用成為現實;同時,國土資源部2001年頒布試行了《縣(市)級土地利用資料庫標准》和《縣(市)級土地利用資料庫技術規定》,同年組織了全國范圍內的建庫軟體平台測評,使得江西省土地利用現狀資料庫建設在統一的數據格式標准和規范的技術路線及全省統一的MAPGIS 平台下進行,為本試點研究的開展奠定了堅實的基礎。
1.2.3 領導重視是此項研究開展的有力保障
萍鄉市國土資源局領導班子非常重視國土資源信息化建設工作,專門成立了由市局及各縣區局長組成的「萍鄉市基於網路的縣級土地利用資料庫集成應用試點領導小組」,保障此項研究工作的順利開展。局黨組按照「總體設計、分步實施、整合資源、滾動發展」的發展思路,把信息化建設納入「一把手工程」親自抓,先後投入近七百萬元用於市政府所在地安源區380平方千米的航空攝影測量和相關的基礎資料庫及信息系統建設;另外,投資3800多萬元萍鄉市國土資源局智能化辦公大樓於2005年6月底交付使用,已與政府網對接,實現了省、市、縣多級數據共享,數據交換體系初步形成。
2 試點的總體目標和研究的主要內容
2.1 總體目標
在對土地利用資料庫管理和應用進行充分調研的基礎上,深入分析市級、縣級國土資源管理部門的土地利用數據管理模式、數據更新機制和數據應用需求,提出基於網路的縣級土地利用資料庫集成應用體系建設方案並進行試點示範,並開展資料庫成果集成應用方法研究,為解決1∶1 萬土地利用現狀資料庫建設項目的資料庫成果的共享和集成應用提供技術依據。
2.2 主要內容
(1)研究基於網路的縣級土地利用資料庫集成應用的框架體系和運行模式,重點研究基於網路的縣級土地利用資料庫集成應用基礎數據更新體系和維護更新機制,在多種運行模式下,如何實現分布式多級管理,以達到各級數據的同步更新,確保資料庫的現勢性。
(2)研究土地利用現狀資料庫作為國土資源系統的基礎數據,在分布式環境下,耕地保護、土地規劃等應用系統的實現機制和構建框架,有效地為國土資源信息化服務。
(3)市級土地利用資料庫建設應用示範。解決基於土地利用數據獲取、加工、整合和土地利用數據綜合分析,實現土地利用數據的統一管理、信息交換、信息分發、信息挖掘、數據增值等,為市級土地利用資料庫建設應用提供示範工程。
3 集成應用需求分析
3.1 系統建設功能需求分析
3.1.1 業務應用需求
根據萍鄉市國土資源管理業務開展的需要,此次開發的資料庫集成應用系統在原有土地詳查軟體的基礎上進一步突出數據的異地儲存、管理,加強對異構、多元、多比例尺土地利用數據的管理,支持縣區國土資源局在異地對存放在萍鄉市局的土地數據進行提取、加工、處理、統計和分析,支持土地利用現狀資料庫在耕保、規劃、利用等相關國土資源業務管理中的調用。
3.1.2 數據管理需求
能夠合理存儲和管理各類土地數據,包括空間圖形數據、屬性數據、表格數據和文本數據等,並能適應大數據量和即時數據分發的需要。
3.1.3 數據更新維護需求
為適應萍鄉市土地利用數據實時更新、批量更新等維護應用的需要。包括:多級管理土地利用資料庫的同步更新,包括:土地利用資料庫同步更新、土地利用資料庫更新技術路線,包括資料庫復制、數據同步、數據報盤、數據網上傳輸等。
3.1.4 安全性與可擴展性要求
提供完善的安全體系,保證國土資源管理數據和系統的絕對安全,滿足土地管理業務中為各級、各科股、各種需求提供服務時的系統和數據絕對安全。
3.1.5 制度化運行管理的要求
提供規范化的運行標准和制度,建立長期穩定的運行維護機制。
3.2 本項目建設需解決的問題分析
3.2.1 本項目建設應服從 「金土工程」 和國土資源電子政務建設
萍鄉市土地利用資料庫集成應用試點是該市國土資源管理的一次深化,也是該市各縣區土地利用資料庫建設的深層次應用,是萍鄉市「金土工程」的組成部分。項目建設必須完全滿足市縣級土地管理應用的各項需求和工作需要,與全省國土資源電子政務建設體系相銜接,服從今後電子政務建設的大框架。
3.2.2 市級土地利用現狀數據向上逐級更新的問題
根據「金土工程」實施指南的要求和國土資源信息化網路化管理的需要,市級土地利用數據必須逐級向上更新,系統設計時已經考慮到此項內容,充分利用分布式資料庫的管理理念,實現了萍鄉市局與各縣區國土局之間數據的同步與共享。
4 技術路線與實現的技術方法
4.1 萍鄉市縣兩級資料庫集成應用總體框架體系和運行模式
根據萍鄉市縣分布的實際情況,系統採用以胖伺服器、瘦客戶端的B/S網路結構為主,具有良好的交互性的 C/S 網路結構為輔的模式結構。採用 MAPGIS軟體為平台,充分利用 DBMS 的數據管理、伺服器集群、目錄服務、分布式組件及分布式事務管理等技術,實現了分布式海量數據管理和多級分布式協同工作機制。資料庫組織形式為「邏輯單一,物理多個」方式,整個系統邏輯上為一個資料庫,即:土地利用現狀資料庫物理上是由各個區縣國土局的資料庫構成的,這種形式各區局之間隔離得很好,數據安全容易保障,而且在業務上,允許各分局有不同的業務邏輯。
在萍鄉市國土資源局建立了數據中心,購置了 IBM 高性能伺服器,用於集中存儲和管理市屬各縣區的多比例尺集成資料庫。市局安裝了與武漢中地信息工程有限公司合作開發的MAPGIS平台下的基於網路的縣級土地利用資料庫集成應用系統軟體,各縣區國土資源局無需建立信息中心,只需通過各地政務網專線和 IE 瀏覽器,經過授權就可訪問、調用和管理各自的土地利用資料庫,統計、分析、出圖、出表、匯總等工作都可通過遠程調用技術輕松完成;變更時由各縣區國土局提供變化圖斑范圍的實測大地坐標和全套相應的用地批准材料,最後由市國土局統一完成資料庫的更新和維護。
4.2 資料庫集成應用實施方案
此次試點採用由武漢中地信息工程有限公司自主研發的基於MAPGIS平台的資料庫集成系統軟體來實現,實施方案於2005年12月28日通過國土資源部組織的專家評審。
萍鄉市土地利用資料庫建設採用全省統一的MAPGIS平台進行建庫,且全市在同一中央經度內,不需要進行數據轉換和投影轉換。對未完成土地利用現狀更新調查的縣區安排盡快開展,以保證市級資料庫集成的各個縣區土地利用資料庫的現勢性。對各縣區的土地利用現狀資料庫進行接邊檢查,發現錯誤後及時更正處理。按集中式的管理方式對各縣區的土地利用現狀資料庫進行集成,形成可分可合的市級土地利用資料庫。
4.3 基於網路的市縣兩級土地利用資料庫集成應用功能設計
4.3.1 縣級土地利用資料庫集成應用功能設計
4.3.1.1 數據管理
(1)數據的存儲 以縣為單位組織和管理各類土地利用線狀數據,同時建立可分可合的市級資料庫,包括空間圖形數據、屬性數據等。
(2)數據的調閱 用戶可以通過滑鼠點擊來調閱每個縣、鄉、村的數據,若該縣的數據不存在,則會給出提示。
(3)數據的顯示 用戶可以通過滑鼠對圖形進行放大、縮小、平移等操作,還可以通過滑鼠點擊圖層來控制該圖層是否顯示以及調整圖層的疊加順序。
4.3.1.2 信息查詢
• 基本查詢
(1)屬性信息查詢 用戶通過滑鼠點擊圖形能夠查詢各類土地利用專數據信息,如土地利用現狀圖斑及線狀地物信息、宗地的基本信息、界址點信息、界址線信息、基礎地理要素信息等,用戶還可以通過輸入條件查詢空間圖形信息。
(2)歷史信息查詢 用戶可以查詢某一空間圖形的歷史變化信息。
• 統計分析
(1)任意范圍查詢統計 對任意給定的范圍能查詢范圍內各種專題數據,並能對查詢結果按給定的條件統計、輸出圖形和表格。
(2)緩沖區查詢統計 對選定的線狀、點狀地物按給定的緩沖區半徑查詢該緩沖區內各種專題數據,並能對查詢結果按給定的條件統計、輸出圖形和表格。
(3)條件查詢統計 按給定的條件對區域內的查詢各種專題數據,並能對查詢結果按給定的條件統計、輸出圖形和表格。
• 數據匯總
支持以村、鄉(鎮)、縣(區)、市為統計單元土地利用現狀數據匯總,得到各種專題匯總數據。
4.3.1.3 數據和用戶角色許可權維護
包括:數據字典的維護、數據上下載、數據縮編、數據輸出等。
提供用戶角色許可權維護工具,用於建立和維護系統賬戶(用戶名、密碼)和用戶許可權的設置。
4.3.1.4 輔助審核管理
針對建設用地審批、土地利用總體規劃執行情況檢查等項工作過程中涉及的權屬、地類、面積進行輔助審核管理。
4.3.2 市級土地利用資料庫集成應用功能設計
在上述縣級功能基礎上加入變更數據獲取及分布式資料庫動態更新等數據的組織管理功能。
4.4 基於網路的市級土地利用資料庫集成應用框架
萍鄉市市級土地利用資料庫是一種樹狀的基礎空間資料庫,通過多級分類編碼體系構建多粒度的空間數據集,在海量資料庫中使用空間資料庫引擎和其獨特的格網索引來訪問數據,利用市、縣粒度數據集之間分類編碼形成的行政區劃索引快速檢索出相應數據。市級土地資料庫採用樹狀結構集中管理市級粒度數據和縣級粒度數據,在市級節點中點擊專題可以調閱市級粒度的數據,在縣級節點中點擊專題可以調閱縣級粒度的數據,也可以通過行政區索引調閱該行政區所在的縣級粒度的數據。
通過這種機制最終實現在物理上分離的多源、多比例尺、多粒度數據的一體化管理,實現圖形數據瀏覽查詢統計的動態交互、自動切換,達到邏輯上所有數據完全一體,既方便了更新又便於使用。
4.5 本試點研究採用的主要技術
4.5.1 多元、海量空間數據的存儲、管理技術
土地利用數據具有海量特點,利用關系資料庫技術、空間資料庫引擎的集成方法,通過關系資料庫管理空間數據,使海量空間資料庫得以存放在關系資料庫中。空間資料庫引擎允許用戶在資料庫伺服器、客戶端以及應用伺服器之間實現 GIS 應用的分布式存儲、管理。
4.5.2 遠程調用技術
土地利用數據以資料庫和網路技術為基礎,研究網路伺服器組建、管理、存儲與遠程調用等技術的實現數據的共享。
4.5.3 時空分析技術
時空分析技術的核心是如何有效地表達、記錄和管理現實世界的實體隨時間變化而發生的變化。這種時空變化表現為三種形式:①屬性變化,其空間坐標或位置不變;②空間坐標或位置變化,而屬性不變;③空間實體的空間坐標和屬性都發生變化。
4.5.4 數據接邊的技術
針對縣市級土地利用資料庫的數據存儲方式和組織方式,研究資料庫的圖幅接邊技術和行政區劃接邊技術。如圖幅接邊不受圖幅數量限制、允許接邊狀態下的圖形編輯和屬性編輯。
4.6 即將整合完善的新機制、新技術
由於此次試點時間緊,任務重,通過試運行,將在今後把一些新技術整合到萍鄉市基於網路的縣級土地利用資料庫集成應用系統中來。
4.6.1 新的土地利用數據更新維護機制
針對不同地區、不同數據源,進行遙感數據輔助縣級土地利用變更,更新縣級土地利用資料庫,形成多種可操作的土地利用變更和土地利用資料庫的更新技術流程和相對應的維護機制。
4.6.2 整合基於 「3S」 技術的土地利用數據更新技術方法
在集成現有技術的基礎上,從數據獲取和採集技術入手,將基於「3S」集成技術、基於「GPS+PDA」和「調查之星」技術的野外數據快速調查、數據採集整合,實現縣級土地利用數據的快速獲取、處理與更新,具體包括:基於航空遙感數據的正射影像圖的快速、高效處理;衛星遙感數據的快速處理和土地變化信息提取,含高解析度衛星數據的處理、信息自動判別、定量提取技術。
5 項目主要成果
(1)基於網路的萍鄉市土地利用資料庫集成應用管理系統;
(2)基於網路的萍鄉市土地利用資料庫集成應用數據更新體系和維護更新機制;
(3)基於網路的萍鄉市土地利用資料庫集成應用的框架體系、運行模式及關鍵技術研究的各類報告。
6 結語
本試點研究項目作為全國兩個試點之一,是在中國土地勘測規劃院的精心組織下,由江西省土地勘測規劃院牽頭,萍鄉市國土資源局及其所轄各縣區國土資源局按照統一方案實施的。經過立項審查、需求分析、方案設計、方案論證、組織實施等幾個階段的努力,通過試運行,新的應用需求不斷提出,應用系統還在不斷完善。
可喜的是,高效率的萍鄉市基於網路的縣級土地利用資料庫集成應用系統,正在被萍鄉市及所轄縣區國土資源局逐步認同,應用系統也在經受實踐工作的檢驗。同時,資料庫更新觀念和更新機制正在萍鄉市各級國土管理部門逐步形成和規范。研究面向市級土地管理工作,建立基於網路縣級土地利用數據的集成應用系統,形成協調、高速、統一的土地利用數字化信息的管理和共享機制,使縣級土地利用資料庫建設項目更好地為國土資源信息化服務,才是本試點研究的最終目標。
B. 省級成果匯總
根據農用地分等的工作程序和技術方法,按照《農用地分等定級規程》(國土資源大調查專用)的規定,農用地分等先進行等別劃分和確認,然後進行匯總,形成全省農用地分等成果。分等成果主要包括三個方面,一是文字部分,包括《農用地分等工作報告》、《農用地分等技術報告》、《標准樣地設置報告》;二是圖件部分,包括各級農用地經濟等別圖、利用等別圖、自然質量等別圖、標准樣地分布圖;三是數據部分,包括農用地分等指數計算數據、面積統計數據、標准樣地屬性數據等。
(一)鄉(鎮)級農用地等別匯總
根據計算得出鄉(鎮)級(農場、林業局)農用地各分等單元的等別指數,按照已確定的分等間距分值及黑龍江省農用地等別劃分表(表 3-10)中所列出的農用地等別間距指數,將屬於同一間距值的分等單元歸為一類,再對照有關農用地等別指數所對應的農用地等別,最終確定該分等單元的農用地等別,並將其匯總。
按照上述方法,根據各分等單元的農用地等別指數,逐一確定每個分等單元的等別,然後將同一等別內的單元合並,形成農用地分等成果圖。
(二)縣(市)級農用地等別匯總
在鄉(鎮)級(農場、林業局)農用地分等成果的基礎上,將縣(農墾分局、森工管局)行政區內的各鄉(鎮)級(農場、林業局)農用地分等成果匯總,形成縣(市)級農用地分等成果。縣(市)級農用地分等成果匯總要求如下。
1. 縣(市)級農用地等別確定
根據縣(市)級農用地分等成果匯總要求,確定全縣(農墾分局、森工管局)范圍內農用地的等別,即在全縣(農墾分局、森工管局)范圍內將農用地劃分成幾個等別。
2. 縣(市)級農用地分等面積統計
按各鄉(鎮)級(農場、林業局)農用地各等別的面積,匯總全縣(農墾分局、森工管局)農用地各等別的面積。農用地分類的面積應和全縣(農墾分局、森工管局)土地利用現狀變更調查中涉及的農用地分等的地類面積一致。如農用地分類中地類為耕地,則通過農用地分等所劃分的各等別的耕地面積總數應和全縣耕地面積總數一致。
3. 縣(市)級農用地分等圖
縣(市)級農用地分等成果圖包括自然質量等別圖、利用等別圖、經濟等別圖。
(三)省級農用地等別匯總
在縣(市)級農用地分等成果匯總的基礎上,形成省級農用地等別匯總成果,其中,市級農用地等別匯總可以作為省級農用地等別匯總的中間成果。
1. 省級農用地分等成果確定
根據縣(市)級農用地分等成果,進行全省農用地分等成果匯總,形成全省農用地分等成果。經過省級成果匯總,黑龍江省農用地經濟等別劃分為 2 10 等共 9 個等別。
2. 省級農用地分等面積統計
省級農用地分等面積統計主要是根據全省各縣(市)及各農墾分局、森工管局農用地分等的面積,逐級統計匯總情況。在統計全省農用地分等面積時,應採用土地利用現狀調查變更的數據,以便使全省農用地分等面積和全省土地利用現狀調查變更的有關數據一致。
3. 省級農用地分等圖
在縣(市)級農用地分等圖的基礎上編繪全省農用地自然質量等別圖、利用等別圖和經濟等別圖,其中,農用地經濟等別圖是全省農用地分等的主要圖件。
(四)農用地分等成果資料庫
1. 建立電子表格資料庫
為了使農用地分等的各項數據得以完善保存和應用,按照《農用地分等定級規程》(國土資源大調查專用)統一的要求和格式,利用計算機技術建立了電子表格資料庫,內容包括分等單元原始屬性數據表、分等基本參數、「指定作物-分等因素-自然質量分」記分規則表、分等的基本參數表、土地利用系數表、土地經濟系數表、樣點產量-投入調查表、指定作物分等計算結果表、分等面積統計表、標准樣地屬性數據表等。並將以上各種數據統一存入軟盤,以便保存和應用查找。黑龍江省在農用地分等中,已建立了省、市、縣三級電子表格資料庫,表格統一採用 Excel 格式。
1)資料庫的內容
(1)農用地分等基本參數表,包括國家下達的農用地分等指定作物光溫(氣候)生產潛力指數、省統一計算的產量比系數、土地利用系數、土地經濟系數等。
(2)農用地分等指標區因素體系及權重值表。
(3)各指標區的「指定作物-分等因素-自然質量分」關系表。
(4)省級農用地分等結果和省、市、縣三級農用地分等面積匯總表。
(5)農用地分等結果地類面積匯總表。
(6)省級標准樣地屬性數據表。
2)表格格式要求
為了建立統一的農用地分等資料庫,便於查找和應用,全省按統一的格式填寫表格,輸入計算機進行保存。
(1)匯總單元編號採用「省級行政代碼(2 位)+地級市行政代碼(2 位)+縣級行政代碼(2位)+單元流水編號(4位)」。行政代碼按《中華人民共和國行政區代碼》(GB/T 2260-2002)執行。
(2)面積。農用地分等面積一律以公頃為單位,小數點後保留 2 位。
(3)提交的格式。電子表格除要求提供 Excel 格式的表格外,其他表格一律採用 DBF 格式。
2. 省級農用地分等資料庫
1)資料庫內容
資料庫內容必須與表格數據一致。資料庫成果包括圖形資料庫、表格資料庫和數據軟體系統,對通用軟體和國家要求格式的資料庫,僅要求提供數據內容。對於圖形資料庫,其內容應包含提交的所有成果圖件的數據;對於表格資料庫或屬性資料庫,應與圖形數據相關聯;對於不需要圖形對應的表格,可以僅提交電子表格。
(1)分等單元電子圖的屬性必須包括單元編號、地類代碼、指標區名稱、面積屬性等。
(2)自然質量等別圖屬性必須包括單元編號、地類代碼、各單元光溫(氣候)生產潛力指數、產量比系數、自然質量分、自然質量等指數。
(3)利用等別圖屬性必須包括利用等單元編號、實際產量調查、二級區最高產量、土地利用系數和利用等指數等。
(4)經濟等別圖屬性必須包括單元編號、投入、產量、土地經濟系數和經濟等指數等。
(5)農用地標准樣地分布圖與樣地屬性表相對應。
(6)綜合數據應包括單元圖形庫和與單元相連接的綜合數據表。
2)資料庫要求
(1)分等單元、自然質量等、利用等、經濟等、注記、主要道路等不同信息應分別保存。
(2)要求圖形數據與屬性數據相關聯,滿足圖屬互查的要求。
(3)成果圖件的電子圖顏色、注記、圖例、圖廓等必須設置完整。
(4)應建立電子文本文件,對電子圖作出必要的說明。
(5)不同的地理信息顏色不同,可根據有關參考色標進行調整。
3)數據格式
基礎資料庫的點、線、面及注記層編碼的規則,對照《縣(市)級土地利用資料庫標准》(國土資源部)、《農用地分等資料庫標准》(國土資源部土地整理中心,2005 年 6 月)、《農用地分等定級規程》(國土資源大調查專用)執行。
C. 土地利用現狀調查程序是什麼
一、准備工作
土地利用現狀調查的准備工作是指開展土地利用現狀調查之前所進行的組織准備、資料准備、工具和用品准備等方面的工作。
組織准備包括建立統一的領導機構,組織專業隊伍,制訂工作計劃,組織技術培訓等工作。領導機構一般由縣級人民政府主管領導牽頭,從各有關部門抽調人員組成。
資料准備包括調查底圖、最新的航片或正射影像圖、權屬證明文件資料及其他相關資料。
工具和用品准備包括必要的測繪儀器、文具和調查表格的制備。
二、土地利用現狀調查申請
具備調查條件的縣(市),要由縣級土地行政管理部門編寫《土地利用現狀調查任務申請書》,經縣級人民政府同意,報省級土地管理部門審批後才可開展調查工作。申請書的內容應包括:全縣的基本情況;需用的圖件資料和技術條件;調查工作的組織實施步驟和方法;時間安排及經費預算等。組織編寫土地利用現狀調查技術設計書(或技術方案),最好附在申請書後一同報批,也可另外單獨報批,經批准後,按設計書的技術路線、方法、要求開展調查工作。
三、外業調繪
外業調繪是指在研究航片或地形圖與地物、地貌內在聯系的基礎上的外業判讀、調查和繪注工作。主要是把室內判讀不能確定或航片上影像不清楚的地物調查清楚,描繪正確,並對室內判讀的地物實地進行檢查核實,還包括新增地物的補測、補調。
四、外業成果檢查驗收
土地利用現狀調查外業成果由縣級土地管理部門組織全面檢查,地級進行初步驗收,省級進行驗收。外業成果經驗收合格後,方可進行土地利用資料庫建設等內業工作。地級對縣級成果的初步驗收,抽取佔全縣圖幅數25%~30%的圖幅進行檢查;省級對縣級成果的驗收,抽取佔全縣圖幅數5%~10%的圖幅進行檢查。
五、圖形數據和屬性數據採集
土地利用現狀圖形數據採集是指將外業調繪並經清繪後的成果圖進行數字化,取得土地利用現狀數字圖件的過程。其步驟包括:①圖件掃描;②掃描糾正;③圖形矢量化。
土地利用現狀屬性數據採集是指將土地權屬、地類代碼、注記等土地利用現狀圖的屬性數據按照《縣(市)級土地利用資料庫標准》和軟體規定格式錄入的過程。
六、土地面積量算與統計
土地面積量算與統計均由土地利用資料庫系統軟體自動完成,但必須按照理論控制面積進行平差。
七、建立土地利用資料庫
建立土地利用資料庫是指用資料庫系統軟體提供的數據處理和管理功能,將經過編輯處理的空間數據進行入庫處理,建成資料庫運行管理系統。其步驟是:①數據字典和數據索引的生成;②圖形與屬性資料庫的建立;③軟體系統與數據的融合檢查;④資料庫系統運行測試。
八、編寫土地利用現狀調查報告
土地利用現狀調查報告是指系統總結整個土地利用現狀調查工作的文字報告。它的內容包括:①調查區的自然和社會經濟概況;②調查工作情況;③調查成果及其質量分析;④土地合理開發利用、整治保護的途徑和建議。
九、土地利用資料庫成果檢查驗收
土地利用資料庫成果的檢查驗收實行預檢和驗收制度,即由省土地勘測規劃院進行預檢和省土地管理部門進行驗收。
十、成果資料確認及上交歸檔
土地利用現狀調查成果經省級檢查驗收合格後,報國土資源部確認。最後進行成果資料的上交、歸檔等工作。
土地利用現狀調查工作程序框圖
D. 土地利用數據建庫
6.5.1 資料庫建設技術方法及工作流程
6.5.1.1 技術方法
基於遙感影像土地利用數據建庫,是以武漢中地公司開發的 MapGIS 土地利用資料庫軟體為工作平台,以縣級行政轄區為單元,將已有的鄉級及以上行政界線(採用全國第一次土地詳查所確定的行政界線)疊加在以縣為單位鑲嵌的 1∶1 萬正射影像圖上,以正射影像圖為本底圖,參考已有的土地利用資料庫或土地利用詳查數據,結合遙感影像解譯資料,採用人機交互的方式,目視解譯採集地類圖斑邊界、線狀地物,提取工作區土地利用分類信息。分別建立確定圖斑、不確定圖斑、樣本圖斑層,並製作外業調查工作底圖,對不確定圖斑、樣本圖斑以及抽取一定比例的確定圖斑到外業進行實地驗證,通過外業後處理,最終建立基於遙感影像信息的土地利用資料庫。
6.5.1.2 工作流程
工作流程如圖 6-19 所示。
圖 6-19 基於遙感影像信息土地利用資料庫建設工作流程圖
6.5.2 數據採集
以縣級行政轄區為單元,將土地利用資料庫中鄉級及以上行政界線套疊在正射影像圖上,結合樣本影像信息並參考已有的土地利用資料庫和土地利用詳查資料,採用目視解譯方法提取土地利用現狀信息。
(1)多元數據復合分析。
1)與已有土地利用資料庫復合。利用已建成的土地利用資料庫與正射影像數據疊加,參考資料庫地類屬性數據,根據遙感數據的光譜和空間特徵,通過人機交互採集土地利用現狀信息。如圖 6-20 所示。
圖 6-20 遙感影像與土地利用數據疊加示意圖
2)與土地利用現狀圖復合分析。對於未建成土地利用資料庫的,將收集到的土地利用現狀圖掃描、糾正、投影變換後與正射影像套合,輔助提取土地利用現狀信息。如圖 6-21 所示。
圖 6-21 土地利用現狀圖與遙感影像圖復合示意圖
(2)數據採集方法及要求。
1)使用MapGIS軟體進行分層矢量化,為了保證數字化精度,我們要求顯示窗口放大比例在100倍以上,採用半自動、互動式分層矢量採集,這樣才能保證與影像同名地物不偏移。
2)將原土地現狀資料庫行政界線套合在DOM影像上,根據行政界線與影像套合情況,採用修正的方法進行局部調整,即影像上以線狀地物為界的原行政界線明顯偏離的,以影像上線狀地物為准作局部修正,影像上沒有線狀地物作參考的直接採用原行政界線。
3)被鄉級以上行政界線、地類界線、線狀地物等分割而成的封閉地塊為一個圖斑。上圖圖斑的最小面積為:耕地和農村居民點最小上圖面積為3mm2×3mm2(實地為900m2),其他地類為3mm2×5mm2(實地為1500m2)。
4)地類圖斑邊界的採集,可採取先易後難、先平原區後山區的方法,即先採集易於判讀的居民地邊界,然後依次採集紋理清晰的鐵路、公路、河流、溝渠等,最後採集難以區分的地類邊界。
5)線狀地物:對於實際寬度小於30m的鐵路、公路、河流等,沿影像輪廓中心線按圖示用相應單線勾繪,大於等於30m的按圖斑處理,當線狀地物寬度變化大於20%時,分段標記。寬度量測除其本身寬度外還包含其兩側不以排灌為主的路溝及行道樹。
6)河流:河流寬度為常水位線水面寬度。常水位線以原土地利用資料庫數據或正射影像為准,如土地資料庫所標位置偏移較大時可做適當移動,河流寬度不再實地調查。
7)公路林帶:公路兩側種植的實際寬度大於等於30m的林帶,按實際寬度標繪。公路寬度小於30m,而單側林帶寬度大於30m的,公路按線狀地物標識,而林帶則按實際寬度標繪。
(3)數據分層。按照《基於遙感影像土地利用資料庫標准》的圖層劃分和命名規則將矢量數據分別建立縣級政區、地類圖斑、線狀地物、行政界線、地面控制點、地類界線、注記、樣本圖斑線、不一致圖斑線等數據層。
(4)屬性結構的建立及屬性輸入。按照《基於遙感影像土地利用資料庫標准》對分層數據分別建立屬性結構,逐層輸入屬性內容。
(5)建立數據字典。數據字典設計是資料庫設計的一項重要內容。新建工程前首先要建立系統的數據字典文件。依據《基於遙感影像土地利用資料庫標准》定義的相關屬性欄位名、值域以及數據描述等建立基於遙感影像土地利用資料庫運行所必需的數據字典。主要包括地類編碼、行政區和權屬單位等數據字典。
1)設置數據字典參數。按照國標《中華人民共和國行政區劃代碼》,省級行政區、省轄市級行政區、縣級行政區的行政代碼長度均為2位,鄉級及行政村級政區代碼均為3位。在「土地利用資料庫管理系統」中,依次設置各級行政區劃代碼位數。如圖6-22所示。
圖 6-22 新建數據字典
2)編輯數據字典。根據技術要求中規定的基於遙感影像的土地利用分類,修改、增添或減少數據字典中的地類碼。如圖6-23所示。
圖 6-23 編輯數據字典
(6)建立接圖表。接圖表文件記錄了每個圖幅的圖名、圖號、經度、緯度等信息,是標准圖幅輸出的依據。本項目接圖表是根據大地坐標建立索引(圖6-24)。
圖 6-24 建立接圖表
(7)數據入庫。經過入庫前數據檢查,准備好完全拓撲無錯誤和圖數一致的數據,並且建立好數據字典和接圖表後,可建立工程文件,進行數據入庫管理。
以縣級行政轄區為單位,對采編的行政轄區、行政界線、地類圖斑、線狀地物、地類界線、注記、影像、DEM 等文件進行數據整理入庫,建立土地利用信息管理資料庫。
(8)數據預處理。數據預處理是進行表格匯總列印輸出的前提,是為匯總輸出和空間分析進行數據准備。實質上是扣除線狀地物的面積、利用耕地系數計算耕地面積以及每個圖斑凈面積的計算。如圖 6-25 所示。
(9)數據匯總。匯總輸出各類面積匯總表。建立基於遙感影像土地利用數據管理系統。
圖 6-25 數據預處理
E. 土地分級的DEM土地分級制度
1范圍
本規定規定了利用數字高程模型(DEM)確定耕地坡度分級的目的、內容、方法、指標、流程、成果及要求等。
本規定適用於第二次全國土地調查利用DEM製作坡度圖和確定耕地坡度分級。
2規范性引用文件
下列文件中的條款通過本規定的引用而成為本規定的條款。凡是注日期的引用文件,其隨後所有的修改(不包括勘誤的內容)或修訂版均不適用於本規定,然而,鼓勵根據本規定達成協議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本適用於本規定。
TD/T 1014-2007 第二次全國土地調查技術規程
TD/T 1016-2007 土地利用資料庫標准
TD/T 1016-2003 國土資源信息核心元數據標准
CH/T 1008-2001 基礎地理信息數字產品1:10000、1:50000數字高程模型
第二次全國土地調查底圖生產技術規定
3術語
3.1 數字高程模型,簡稱DEM
它是定義在X、Y域(或經緯度域)離散點(矩陣或三角形)上以高程表達地面起伏形態的數據集。
3.2格網
與特定參照系相對應的空間的規則化棋盤狀布置。
3.3格網單元
用來表示柵格數據的最小單元。
3.4坡度
表示地表面該點在特定區域內傾斜程度的一個量, 定義為水平面與局部地表面之間的夾角。
3.5坡度柵格數據圖
利用DEM數據,通過數學模型計算每個格網坡度值,形成的坡度柵格數據。
3.6坡度分級圖斑
由同一坡度級界線構成的封閉單元。
3.7坡度分級圖
依據坡度柵格數據圖,按照《第二次全國土地調查技術規程》規定的耕地坡度分級,對地面坡度進行分級,形成覆蓋完整調查區域的坡度分級數據。
3.8耕地坡度分級圖
根據坡度分級圖,賦予不同類型耕地圖斑對應的坡度級,並著色形成的專題圖。
4總則
4.1目的
全面查清不同坡度分級耕地的分布,計算不同坡度分級和類型耕地的面積。
4.2組織形式
省(區、市)第二次土地調查領導小組辦公室負責組織製作本轄區的坡度分級圖,縣級第二次土地調查領導小組辦公室負責組織將坡度分級圖與耕地圖斑疊加,確定耕地坡度級,並製作耕地坡度分級圖。
4.3DEM選擇
採用最新的1:1萬或1:5萬DEM。
選用的DEM原則上應能夠反映本地區的地貌特徵,地形地貌復雜破碎地區宜選用1:1萬DEM。
4.4比例尺
耕地坡度分級圖比例尺應與當地農村土地調查比例尺一致。
4.5數學基礎
數學基礎應與農村土地調查保持一致。
4.6補充規定
省(區、市)第二次土地調查領導小組辦公室,可根據本規定結合本地區實際情況制定補充規定。
5資料收集
5.1DEM
收集測繪主管部門生產的最新的DEM,或根據相關測繪標准要求組織DEM生產。收集或生產的DEM原則上應通過省級以上測繪產品質檢部門的驗收。
5.2行政區域調查界線
與農村土地調查所採用的行政區域調查界線一致。
F. 基於高解析度遙感影像的土地利用資料庫建設
王文卿
(河南省國土資源廳信息中心 鄭州 450016)
摘 要:針對目前國家級和省級國土資源管理對現勢性土地利用數據的要求,在高解析度遙感影像處理、基於遙感影像的土地利用信息提取及資料庫建設等方面開展有益的嘗試,以便為國土資源管理提供快速、准確的土地利用信息,為國土資源的管理提供基礎信息服務和輔助決策工具。
關鍵詞:高解析度遙感影像 土地利用 資料庫
0 前 言
我國人多地少,耕地資源稀缺,當前又處於工業化城鎮化快速發展時期,耕地保護與建設用地需求的矛盾進一步凸顯,充分發揮技術優勢、及時掌握現勢性土地利用現狀,關繫到控制布局和調控經濟杠桿作用發揮的效率問題。位於我國南北交界的河南省擁有平原、丘陵、山區三種地形,本文利用法國 SPOT 5 衛星影像數據,在河南省開展全省基於遙感影像信息的土地利用資料庫試點建設,快速獲取國家級、省級國土資源管理所需要的土地利用現狀。
1 試點地區及遙感影像數據源基本情況
河南省位於黃河中下游地區,面積 16.7 萬平方千米,其中山地和丘陵共 7.4 萬平方千米,平原和盆地共 9.3 萬平方千米。採用覆蓋河南全省范圍的解析度為 2.5 m 的法國 SPOT 5 數據源,數據獲取時間為 2005~2007 年。數據共計 79 景,數據質量良好,基本滿足一般條件下影像分類的要求。但由於影像接收時間跨度大,且多集中於春季和秋季,由於河南省季節分明的特點,因此,覆蓋全省的影像存在著明顯的色彩差異問題。
2 遙感影像數據處理
單景全色與多光譜數據是同步接收到的,其圖形的幾何相關性較好,影像處理採用先配准融合、後糾正的順序 , 主要包括影像的配准、融合、正射糾正和鑲嵌、裁切等。
2.1 影像配准
影像配准採用 ERDAS 軟體中相對配準的方法,多光譜數據採用 XS2(紅)、XS3(綠)、XS1(藍)波段組合形式,重采樣採用雙線性內插法,以景為配准單元,以 SPOT 5 全色數據為配准基礎,均勻選取配准控制點。對接收側視角和地勢起伏較大的個別區域增加控制點採集密度。
2.2 影像融合
採用乘積變換融合法和 ANDORRE 融合方法對全色和多譜兩種空間解析度的數據進行合成,融合後影像採用調整直方圖、USM 銳化、色彩平衡、色度飽和度調整和反差增強等手段改善影像的視覺效果,使整景影像色彩真實、均勻、清晰,並且強化紋理等專題信息。
2.3 影像正射校正
影像正射校正採用 ERDAS 軟體的 LPS 正射模塊,利用 SPOT 5 物理模型,每景採集 25 個像控點均勻分布於整景影像,各相鄰景影像重疊區有 2 個以上公共像控點。正射校正以實測像控點和 1∶5 萬 DEM 為校正基礎 , 以景為單元,對融合後的數據進行正射校正。
2.4 影像鑲嵌
影像鑲嵌以工作區為單元,在景與景之間鑲嵌線盡量選取線狀地物或圖斑邊界等明顯分界處,盡量避開雲、霧及其他質量相對較差的區域,使鑲嵌後的影像色彩過渡自然,無裂縫、模糊和重影現象。
2.5 數字正射影像圖製作
數字正射影像圖(DOM)製作採用 Image Info 工具,按照 1∶1 萬標准分幅進行裁切,覆蓋完整的縣級行政轄區。依據《高解析度影像數據處理及資料庫建設技術要求》,利用 MapGIS 下分幅進行圖幅整飾。
3 基於遙感影像的土地利用信息提取
3.1 河南省土地利用遙感信息分類
結合河南省土地利用特點,本文制定了適用於河南省全省轄區的「基於遙感的土地利用分類」,將土地利用類型分為 3 個一級類,10 個二級類,5 個三級類,分類及相應含義見表 1。
表 1 基於遙感的河南省土地利用遙感信息分類
3.2 土地利用信息提取
以縣級行政轄區為單元,將鄉級及以上行政界線套疊在正射影像圖上,結合樣本影像信息並參考已有的土地利用資料庫和土地利用詳查資料,採用目視解譯方法提取土地利用現狀信息,同時建立遙感解譯標志。建立遙感影像解譯標志有助於縮小不同人員解譯的差異,提高解譯的准確性。本文採用的 SPOT 5 遙感影像的地面解析度較高,因此,多數地物比較直觀,易於判讀。典型地類照片如圖 1 所示。
圖 1 典型地類照片
本文使用的數據源大部分為春、夏時相,因此,植被一般為綠色;耕地多呈綠色或淺綠色;水域呈深藍或黑色;居民地多呈較規則的黑灰和灰白相間色;農村居民地則呈規則或不規則的綠和灰白相間色;鐵路、公路多呈深灰或淺灰色。
地物的細部色調常呈現出有規律的紋理。塑料地膜育秧、蔬菜大棚、畜禽養殖場多為水平排列的條狀紋理,但園地更為規則;林帶、園林地的北側或西側一般會有陰影,而耕地沒有。另外,根據有些地類常出現在特定的位置,可以利用此特徵把色調、紋理相近的地類區分開來。如坑塘多出現在農村居民點內部及河流附近,工礦用地大多分布在公路、鐵路兩側。
4 基於遙感影像信息土地利用資料庫建設
基於遙感影像信息土地利用資料庫建設,以縣(市、區)為單位,結合河南實際,制定了「高解析度遙感影像數據處理及資料庫建設技術要求」、「省級基於遙感影像 1∶1 萬土地利用資料庫標准」等。在標准中定義了基於遙感影像的土地分類、文件命名規則、數據分層以及滿足建庫需要的屬性數據結構。數據建庫按照要求將矢量數據分別建立縣級政區、地類圖斑、線狀地物、行政界線、地面控制點、地類界線、注記、樣本圖斑線、不一致圖斑線等數據層,並對照標准,逐層輸入屬性內容,建立分縣的基於遙感影像信息的土地利用資料庫。
4.1 多元數據復合
利用已建成的土地利用資料庫與正射影像數據疊加,參考資料庫地類屬性數據,根據遙感數據的光譜和空間特徵,通過人機交互方式,採集土地利用現狀信息。對於未建成土地利用資料庫的區域,對收集到的土地利用現狀圖掃描、糾正、投影變換後與正射影像套合,輔助提取土地利用現狀信息。
4.2 數據採集
(1)將原土地現狀資料庫行政界線與 DOM 影像套合,以影像為基準,修正行政界限。
(2)最小上圖圖斑面積:耕地和農村居民點為 3 mm×3 mm, 其他地類為 3 mm×5 mm。
(3)線狀地物:寬度小於 30 m 的鐵路、公路、河流等,沿影像輪廓中心線勾繪,大於等於30 m 的按圖斑處理,當線狀地物寬度變化大於 20%時,分段標記。
(4)河流:河流寬度為常水位線水面寬度 , 以原土地利用資料庫數據或正射影像為准。
(5)公路林帶:公路兩側寬度大於等於 30 m 的林帶,按實際寬度標繪。公路寬度小於 30 m,而單側林帶寬度大於 30 m 的情況,則將公路按線狀地物標識、而林帶按實際寬度勾繪。
4.3 數據分層
按照《省級基於遙感影像 1∶1 萬土地利用資料庫標准》的分層和命名規則將矢量數據分別建立縣級政區、地類圖斑、線狀地物、行政界線、地面控制點、地類界線、注記、樣本圖斑線、不一致圖斑線等數據層。
4.4 建立數據字典
全國民政部門行政編碼標准中省級、省轄市、縣級行政區的行政代碼長度均為 2 位,鄉級及行政村級政區代碼均為 3 位。MapGIS 軟體中縣級行政區、市級行政區合並統稱為「縣級行政區」。因此,省級行政區代碼為 2 位,縣級行政代碼為 4 位,鄉級和村級行政代碼為 3 位。
4.5 建立接合圖表
接圖表根據大地坐標建立索引,記錄了每個圖幅的圖名、圖號、經度、緯度等信息,是標准圖幅輸出的依據。
4.6 建立工程
以縣級行政轄區為單位,對采編的行政轄區、行政界線、地類圖斑、線狀地物、地類界線、注記、影像、DEM 等文件進行數據整理入庫,建立土地利用信息管理資料庫。
5 基於遙感影像信息的土地利用分類面積對比分析
以縣為單位將基於影像提取的土地利用分類面積與原土地利用資料庫面積進行比較分析,以檢驗基於影像提取地類信息的准確度。分別抽取東部平原地區 2 個縣、丘陵地區 2 個縣、山區 2個縣為例,以相對誤差進行對比分析(表 2)。
計算公式:相對誤差 =[(遙感資料庫面積-原土地資料庫面積)/ 原土地資料庫面積]×100%
表 2 分類面積相對誤差
由表 2 可見,公路、鐵路、建制鎮、居民點面積相對較大,但其占整體面積的權重較小(合計小於 16%);其他各二級類面積相對誤差都小於 20%,尤其以山區吻合最好(相對誤差小於10%),平原次之(相對誤差小於 15%),丘陵較差(相對誤差小於 20%)。各縣(區)轄區面積誤差都小於 3%。
6 結 論
(1)高解析度遙感影像信息不僅可分辨耕地等一級類,分辨部分二級類也基本正確。本次基於遙感土地利用信息提取經外業驗證,確定圖斑正確率較高,不確定圖斑正確率較低,平原較山區提取的准確率高,影像質量較好的信息提取的准確率也較高。地類不同提取的准確率也不同。建設用地在遙感影像上較易判讀;耕地、園林地,由於受影像接收時間的影響,季節不同反應波譜也不同,且丘陵地區耕地與荒草地邊界區分不明顯,正確率較低。
檢查結果顯示,土地利用資料庫中,土地利用遙感分類結果正確率達 97% 以上,尤其是耕地和居民點等地類正確率高,達 99% 以上。
(2)利用高解析度遙感影像建立國家級、省級管理部門使用的土地利用現狀資料庫技術可行。在 MapGIS 軟體下對利用高解析度遙感影像信息土地利用資料庫工程文件進行檢查,檢查項目包括:圖形與影像套合精度、相鄰圖幅接邊精度、屬性數據正確性、各圖層要素拓撲和邏輯錯誤檢查等。經檢查,數據採集精度誤差小於 0.2 mm,相鄰圖幅接邊誤差小於 0.1 mm, 圖形數據、屬性結構及內容均符合技術設計和標准要求,資料庫運行正常能夠輸出相關報表。
將基於遙感影像信息土地利用資料庫與原詳查土地利用資料庫抽查對比,二者分類面積相對誤差對應率為 80%以上,因此利用遙感影像信息建設土地利用資料庫基本可行。
參 考 文 獻
國家測繪局.2007.基礎地理信息數字產品 1∶10000、1∶50000 生產技術規程[M].北京:測繪出版社
國土資源部.2000.TD/T 1010—1999 土地利用動態遙感監測規程[S].北京:地質出版社
國土資源部.2008.TD/T 1016—2007 土地利用資料庫標准[S].北京:中國標准出版社
廖克,城夕芳,吳建生,等.2006.高解析度衛星遙感影像在土地利用變化動態監測中的應用[J].測繪科學,(6):11~15
(原載《測繪科學》2009 年第 10 期)
G. 基於遙感影像土地利用數據建庫
6.4.1 基於遙感影像土地利用數據建庫原則
(1)資料庫建立在統一平台下。採用國產地理信息系統 MapGIS 作為建庫基礎平台,通過數據格式轉換,用 ArcGIS 軟體系統管理資料庫。
(2)數據建庫依據統一技術標准。除執行國家和行業的一系列相關標准及規程外,嚴格按照本項目制定的《技術要求》和《資料庫標准》開展工作,所建資料庫數據結構、數據內容要符合技術設計要求,達到標准化。
(3)資料庫主要依據遙感正射影像上反映的地類特徵判定土地利用類型和標繪地類邊界,以原有的土地利用資料庫和土地利用圖作為輔助參考資料,對難以確定的圖斑經外業驗證確認土地利用類型。
(4)資料庫內容要具有完整性和實用性。能夠正確反映全省土地利用類型、面積對比、分布規律、利用特點,提供完整的土地資源資料。而且內容的選取和表示,要層次分明、清晰易讀,使數據內容完整、實用性強。
(5)建立嚴格的質量監督體系,實行「三檢一驗」制度。即每個工作階段都要通過自檢、互檢、專檢,對數據內容、數據精度進行質量把關,各項指標必須符合技術要求,資料庫建成後要通過項目組的統一驗收。整個資料庫建設過程採取嚴密的質量控制,從而保證資料庫數據質量。
6.4.2 資料庫文件命名規則、圖層劃分、數據屬性結構
為規范資料庫建設,保證基於遙感影像土地利用資料庫質量,在認真執行國家和行業標準的原則下,進一步定義了基於遙感影像資料庫文件命名規則、數據分層、數據屬性結構。
6.4.2.1 文件命名規則
(1)圖層文件命名規則。行政區劃代碼 + 圖層名 + 影像獲取年份 + 文件擴展名,例如:河南省鄭州市金水區 2006 年資料庫,縣級政區層:410101XJZQ2006.WP,行政界線層:410101XZJX2006.WL,地面控制點層:410101GCP2006.WT。(註:文件命名欄中,.WT、.WL、.WP 分別代表 MapGIS 格式文件中的點文件、線文件和面文件)
(2)數字正射影像圖(DOM)文件命名規則。數字正射影像圖(DOM)影像文件、整飾文件和元文件共同組成 DOM 信息管理文件夾。文件夾命名規則為:影像獲取年份 + 圖幅號,例如:影像獲取時間為 2005 年,圖幅號為 I49G053089,其對應的 DOM 文件夾名稱即為「2005I49G053089」。
DOM 影像文件、整飾文件和元文件命名規則為:圖幅號 + 文件類型 . 文件擴展名。例如:DOM 圖幅號為 I49G053089,其各類文件命名見表 6-5。
表 6-5 DOM 文件命名規則
註:文件命名欄中「,.WT、.WL、.WP」代表圖廓修飾文件中的 MapGIS 數據格式中的點、線、面文件。
6.4.2.2 圖層劃分
根據基於遙感影像信息建立土地利用現狀資料庫的特點,資料庫中僅反映基礎地理和土地利用的基本要素,在這些要素基礎上建立行政轄區、地類圖斑、線狀地物、測量控制點、注記、樣本圖斑、不一致圖斑等圖層。資料庫所含要素圖層見表 6-6。
表 6-6 圖層劃分表
6.4.2.3 數據屬性結構
根據所劃分圖層分別設置如下數據屬性結構。
(1)行政區劃屬性表(表 6-7)。
表 6-7 行政區劃(SHZQ、SJZQ、XJZQ)
註:①區劃代碼採用 GB/T 2260—2002 規定的代碼;②行政區名採用 GB/T 2260—2002 規定的行政區名。
(2)行政界線屬性表(表 6-8)。
表 6-8 行政界線(XZJX)
(3)地類圖斑屬性表(表 6-9)。
表 6-9 地類圖斑(DLTB)
(4)地類界線屬性表(表 6-10)。
表 6-10 地類界線(DLJX)
(5)線狀地物屬性表(表 6-11)。
表 6-11 線狀地物(XZDW)
(6)地面控制點屬性表(表 6-12)。
表 6-12 地面控制點(GCP)
(7)樣本圖斑屬性表。
樣本圖斑屬性表同表 6-8。
(8)不一致圖斑屬性表(表 6-13)。
表 6-13 不一致圖斑(BYZTB)
(9)注記屬性表(表 6-14)。
表 6-14 注記(ZJFH)
註:①注記中不包括圖廓注記;②僅文字注記填入相應的屬性內容;③高寬為注記的高度 × 寬度,如 3×4。
6.4.3 基於遙感影像土地利用信息提取
以遙感正射影像圖(DOM)為本底圖,根據遙感影像上所反映的土地利用類型空間特徵,從地物光譜、紋理的可分性,利用目視解譯對土地利用信息加以提取,快速獲取土地利用及變化信息,為高效、准確、規模化土地資源動態監測提供技術支持。
6.4.3.1 目視解譯(判讀)
目視解譯主要是從影像上獲取地物三種特徵:①光譜特徵。提取顏色、灰度或多波段數據間的特徵變數等地物的光譜特徵,區分出土地覆蓋信息;②空間(幾何)特徵。將地物的形狀、大小、邊界、線性特徵、空間關系等幾何性特徵提取出來,來獲取地類圖斑的空間信息;③紋理特徵。根據構成圖案的要素形狀、分布密度、方向性等紋理特徵提取,可獲得土地利用信息。通過三種特徵提取構成土地利用的空間地理信息與屬性。
影像目視解譯分類是運用了解譯者的綜合知識,對遙感影像進行分析、識別。目視解譯包括室內預判、外業調查、室內詳細解譯和外業驗證等步驟。室內預判是初步解譯、初步建立解譯標志並將解譯中遇到的不能確定的目標和疑難點記錄下來留待外業確定,通過外業調查與實地對照進行測量和樣本採集,以提供後續階段詳細分析,室內詳細解譯是在上述基礎上,建立影像解譯標志,對工作區的土地利用分類信息提取,再次進行外業驗證提高影像解譯的准確性與精度。
基於遙感影像的土地利用分類信息提取技術流程如圖 6-9 所示。
圖 6-9 土地利用分類信息提取技術流程圖
6.4.3.2 土地利用類型判讀方法
遙感影像地類信息判讀的准確性是基於影像土地利用數據建庫的關鍵,因此在進行數據採集時運用相關分析方法,根據影像時相、區位地形特徵等對影像進行綜合分析,判斷影像所反映的地類信息,勾繪地類界線,標注地物類別,形成預判圖。
(1)耕地。主要分布在平原地區、河流兩岸、川台地和緩坡地上。
平原地區的耕地,在影像上反映比較單一,呈條塊狀或網格狀分布,形狀規則,絕大部分都能作出准確判讀。由於時相的不同所反映的色調有所差異,農作物生長季節的耕地呈綠、淺綠色;農作物收獲季節的耕地則呈灰白、褐白色,如:河南省平原地區影像為 6 月份時相的,大部分都為收獲後的裸露耕地,其色調特徵為白或灰白;但窪地處的耕地,若影像接收日期在雨水季節,在影像上顯示出水域特徵,採集時要參考土地利用資料進行判斷,同時作為不確定圖斑進行外業調查,實地分析周邊地形狀況來確定其地類。另一種情況是農作物與林果兼作的土地,冬春季節和夏秋季節接收的影像特徵差別較大,冬春季節反映的是以耕地為主,夏秋時則以林地為主,對此情況在參照土地利用資料的同時,作為不確定圖斑由外業判定地類類型。
農作物生長及收獲後耕地特徵如圖 6-10 所示。
山區和丘陵地區的耕地,在影像上反映的是綠色和灰白色相間的層疊狀影像紋理特徵,集中連片的較大地塊影像上較易判斷,而零散分布特別是在坡地上由農民零星開發出的小塊耕地很難確定。根據分布規律、紋理特徵,參考土地利用資料來確定地類,室內判讀不出的,作為不確定圖斑由外業判定地類類型。
坡耕地影像特徵如圖 6-11 所示。
圖 6-10 農作物生長及收獲後耕地特徵
圖 6-11 坡耕地影像特徵
(2)園林地。在基於遙感影像土地分類中將園林地歸並為一個地類。
平原地區的園林地分布有一定規律,大部分在村莊周邊,呈塊狀或條帶狀分布,色調均勻,形狀規則,邊界明顯。成片種植的闊葉林易與耕地區分,一些針葉、矮生果樹以及苗圃的色調和紋理特徵與耕地相近,較難判讀,在參考土地利用資料無法判讀的作為不確定圖斑由外業調查確認。
山區和丘陵地區的園林地呈片狀或帶狀,形狀不規則,邊界較明顯。連片林地較容易判讀,難以判讀的是丘陵向平原地區的過渡地帶,其間零散分布的樹木與雜草叢生一起,主次難分,林地與荒草地之間沒有明顯分界線,此種情況可通過外業調查權衡主次來確定。
公路林帶,影像上呈深綠色調,沿公路兩側呈規則長條帶狀,室內可准確判讀。
園林地影像特徵如圖 6-12 所示。
(3)其他農用地。牧草地在基於遙感影像土地分類中歸並到其他農用地。牧草地在河南省區域內分布很少,其紋理和色調特徵與耕地接近不容易區分,只有從其分布形態來分辨,其邊界多呈不規則形態,同時利用土地利用資料輔助判斷,或根據實地調查情況確定地類。
坑塘、養殖水面、溝渠等在影像上有明顯特徵,可根據解譯標志對影像進行判讀。
其他農用地影像特徵如圖 6-13 所示。
圖 6-12 園林地影像特徵
圖 6-13 其他農用地影像特徵
(4)城市和建制鎮。城市和建制鎮影像特徵比較典型,呈規則條塊狀,以灰、灰白色調為主,可准確判讀。各省轄市、縣級市政府所在地的建成區按城市歸類,縣政府所在地及建制鎮建成區仍按建制鎮歸類。
城市和建制鎮影像特徵如圖 6-14 所示。
圖 6-14 城市和建制鎮影像特徵
(5)農村居民點。農村居民點地類特徵比較明顯,呈灰白與綠色調相間的片狀分布,邊界清晰,依據其在影像上的實際范圍進行採集,但採集時要注意與其他建設用地區分。農村民居點影像特徵如圖 6-15 所示。
圖 6-15 農村居民點影像特徵
(6)鐵路、公路。鐵路、公路在影像上表現為長條帶狀或線狀形態,形狀規則,兩者色調比較接近呈深灰色,建設中的鐵路、公路呈白加灰色,高速公路較易判讀,普通公路與鐵路不太容易區分,可參考土地利用資料輔助判讀,新增的鐵路、公路要到實地外業調查後確認地類。
鐵路、公路影像特徵如圖 6-16 所示。
圖 6-16 鐵路、公路影像特徵
(7)其他建設用地。獨立工礦用地大多分布在城鎮、農村居民點中或周邊,或分布在公路、鐵路兩側,呈規則塊狀,以白、白加灰色調為主,兼有綠、黃等其他色調,判讀時要注意與臨時取土的耕地進行區分,其影像特徵比較接近,容易誤判。
水庫水面呈橢圓、扇形或方形,邊界規則,根據影像特徵比較容易判讀。
其他建設用地影像特徵如圖 6-17 所示。
(8)未利用地。葦地、灘塗、河流、湖泊可根據其空間位置和影像上明顯特徵,較容易分辨。由於葦地和灘塗大多分布在河流、湖泊、水庫周邊,可根據其空間位置進行判讀;荒草地在影像上較難分辨,要藉助土地利用資料輔助判讀或到實地調查。
裸岩、裸土地多分布在山區、丘陵地區,其周圍與林地銜接或向平緩地帶過渡時,其邊界不明顯,此類情況在外業也難以區分地類邊界,對此在參照土地利用資料的基礎上,要充分分析影像上的色彩、紋理特徵來確定。
未利用地影像特徵如圖 6-18 所示。
圖 6-17 其他建設用地影像特徵
圖 6-18 未利用地影像特徵
H. 鄉鎮土地利用總體規劃資料庫標准
首發 鄉TD T1026-2010 縣TD T1027-2010 市TD T1028-2010 土地利用總體規劃資料庫標准
http://bbs.3s001.com/forum.php?mod=viewthread&tid=54072&fromuid=16064
I. 建立了基於高解析度遙感影像土地利用資料庫建設
基於遙感影像土地利用資料庫建設,為國家和省土地宏觀管理提供了現勢性較強的土地利用電子數據,為國內同類工作的開展提供了技術依據。
考慮到國家和省級土地宏觀管理的需要,根據項目制定的「基於遙感影像土地利用分類體系」,結合中地公司 MapGIS 土地利用資料庫管理系統框架結構,在 MapGIS 土地利用資料庫管理系統平台的基礎上,分別制定了《高解析度影像數據處理及資料庫建設技術要求》和《基於遙感影像 1∶1 萬土地利用資料庫標准》等,並在標准中明確了基於遙感影像的土地分類、文件命名規則、數據分層格式及要求等,保證了數據標准和數據格式的一致性及資料庫建設質量,為國家和省提供了翔實的、現勢性強的土地利用現狀數據。