摘要: 介绍第二次土地调查外业工作底图的技术流
程。结合湖南省实际情况, 对DOM制作、境界/ 权属界处理以
及点、线、面状地类的遥感解译等工作方法, 进行了详尽的论
述。
关键词: 卫星遥感; 土地调查; 遥感解译; 工作底图
0 引言
《第二次全国土地调查技术规程》(以下简称《规程》)明
确,土地调查的基本程序包括外业工作底图制作、实地调查
和内业整理。这三个阶段具有紧密的连贯性和继承性,外业
工作底图为实地调查提供指导,实地调查是对外业工作底图
的核实、修正与补充,内业整理是对实地调查成果的完善和
信息化管理。
用于室内判读和野外调绘的外业工作底图是决定能否
按时按质完成第二次土地调查任务的关键。外业工作底图
以1∶1 万标准分幅数字正射影像图(以下简称DOM) 为载
体,套合省、市、县等各级境界与乡、村等土地权属界线,以
及土地利用现状数字线画草图(以下简称LUDLG),并附以村
级以上必要的地名。境界直接使用民政部门的行政勘界成
果,权属界线以第一次土地调查的确权界线及其它确权登
记资料为依据。1∶1 万标准分幅DOM 是利用数字高程模型
对航空照片/ 卫星图像经逐像元进行纠正,根据图幅范围剪
裁生成的影像数据,带有公里格网、图廓内/ 外整饰和注记
等。土地利用现状数字线画草图是以DOM 为依据,参照原土
地利用数据库和原LUDLG 等成果,按地类调查和土地利用数
据库建库要求,在计算机和相关软件支持下,通过人机交互
式解译(预判)绘制而成的。
1 技术路线
第二次土地调查既要注重第一次土地调查或年度变更
调查成果资料的继承性与连贯性,又要充分利用现实性强的
卫星遥感/ 航空照片显现地物信息。为了制作高质量的外业
工作底图,必须在已有的土地调查成果基础上进行系统的遥
感解译。遥感解译又称图像判译、判读、识别等,是指从图像
中获取信息的基本过程。即根据土地调查的要求,运用图像
解译标志(色调、纹影、形状等),结合土地专业知识和实践经
验,通过逻辑推理对影像特征进行研究,判别地物类型、圈
定地物界线的过程。遥感解译的具体操作是利用MAPGIS
系统的编辑功能,逐幅将原1∶1 万土地利用现状图(原
LUDLG) 与1∶1 万DOM 影像图叠加放大进行分析比较,将
二者之间不一致的土地信息直接在影像上进行勾绘,形成
一幅与1∶1 万DOM 影像图套合后高度吻合的土地利用矢
量图层。
外业工作底图制作的主要工作内容包括:境界、权属
界线与DOM 影像套合后的位置修订;线状地物及面状地类
与DOM 影像套合核对后的位置修订,图斑的补充、删除、更
新以及错误的修改等。位置修订主要针对LUDLG 各类地物
的类型总体正确,但其界线或图斑边界与DOM 影像套合后
存在一定误差,精度不能满足要求的边界错误;地物的补
充主要针对第一次土地调查遗漏的线状地物及面状地类
图斑;图斑的删除主要针对影像中明显不存在的多余图
斑;地物的更新主要针对历年年度变更的遗漏图斑;错误
的修改主要针对第一次土地调查或年度变更中的错误图
斑。
制作外业工作底图的技术路线流程见图1。
图1 外业调查工作底图制作技术流程图
经验荟萃
51
2007 年第五期
2 1∶1 万标准分幅DOM 制作
2.1 遥感数据选择
根据《规程》要求,结合湖南省实际情况和土地调查特点,
原则上利用2004 年及其以后的航空照片与2005 年及其之后
的SPOT-5、P5 卫星数据作为土地调查的遥感信息源。个别特
殊区域也可以采用IKONOS 或Quick Bird 卫星数据。但对于
2004 年的航摄照片,只在湘西、湘北地区使用,不宜在土地利
用变化较大的长株潭地区以及市(州)级城市使用。
收集购买卫星遥感数据时,除考虑上述片种(空间分辨
率)与时相外,还需要特别考虑云盖度、侧视角与数据的同步
情况。云盖小于5%,且不能覆盖城乡结合部位等重要地物;侧
视角小于15°;全色与多波谱数据不同步时,二者的侧视角
相差小于10°。
2.2 遥感数据处理
以精度符合要求的1∶1 万DRG (或原1∶1 万LUDLG)与
1∶5 万DEM 为基础图件,对SPOT-5、P5 全色波段进行几何
校正,然后以纠正后的全色波段为参照,对相应的多波谱数
据进行配准。在此基础上,融合上述已纠正、配准的全色波段
数据和多波谱数据。在此基础上,将符合精度要求的融合图
像按1∶1 万土地利用现状图标准图幅范围进行分幅,制作
成模拟真彩色的1∶1 万标准分幅遥感正射影像图(DOM)。
3 境界与权属界线的处理
3.1 境界
指省、市、县级行政区域界线。第二次土地调查收集民政
部门最新行政勘界成果(图件、界桩坐标、文字说明等),作为
调查范围的控制界线。遥感解译前,先将上述境界套合于DOM
上,再进行解译。考虑到土地利用现状图上已有境界,所以需
要对境界进行替换,即删除土地利用现状图上的境界,用新
的境界代替。
3.2 权属界线
指乡(镇)、村级土地权属界线。在第二次土地调查过程
中收集第一次土地调查中的《土地权属界线协议书》、《土地
权属界线争议原由书》、第一轮土地详查以来土地权属界线
与土地权属性质变化情况、宗地权属资料、确权登记资料等。
①对于第一轮土地详查以来土地权属界线没有发生变
化,且和DOM 套合后吻合程度较高者,直接引用。
②土地权属界线和境界叠加后,当交汇处的权属界线存
在出头线时,直接删除出头的多余部分。当交汇处的权属界
线与境界没有闭合而出现悬挂时,对小于100m 者,根据DOM
的影纹特征直接连接;对大于100m 者,待野外调查时补测。
③对于撤乡并镇者,删除对应的乡级或村级权属界线。
④对于权属性质发生变化的原国有农场、林场、渔场、厂
矿等,依据土地转让时的宗地权属、确权登记等资料,修改权
属性质。
⑤当权属界线没有变化,但和DOM 套合后与地物或影纹
不能吻合时,对位置偏离小于100m 者,根据DOM 与《土地权属
界线协议书》进行修正;对位置偏离大于100m 者,先根据DOM
的影纹特征与《土地权属界线协议书》的文字记载进行修正,
待野外调查时予以核对。
4 土地利用现状遥感解译
土地利用现状数字线画草图是外业调查的主要内容,其
准确性不仅关系到外业调查的工作量与工作难度,也关系到
调查成果的精度与质量。原土地利用数据库是在第一轮土地
利用调查的成果上,参考多年的年度变更资料建立的。10 余
年来,原土地利用数据库为国土资源管理提供了重要的技术
支撑。但是,由于第一次土地详查时受技术手段限制、前后两
次土地调查的土地分类系统变化以及历年土地利用年度变
更的不彻底现象等,使得该数据库难以满足第二次土地调查
的精度要求。因此,必须进行系统的遥感解译。
4.1 土地利用类型的转换
第一次土地详查以来,土地利用分类系统多次发生变
化,主要有《中华人民共和国土地管理法》规定的“三大类”分
类、2003 年制订的过渡期适用的《全国土地分类》以及试行的
《全国土地分类》等。
第二次全国土地调查分类系统与原土地分类系统存在
较大的区别,主要表现在对农用地的分类进行了归并,对建
设用地的分类进行了具体的细分,使其更加适应土地资源的
管理;有机地结合了土地资源遥感调查的特点,对航空照片/
卫星图像难以区分的灌溉水田/ 望天田等地物,进行了适当
的归并,使得室内遥感解译更能发挥作用。
第二次全国土地调查分类系统与原土地分类系统具有
一定的对应转换关系(见《规程》附件)。在遥感解译前,需要
进行地类的转换。考虑到林地的二级地类随时间的变化较
大,如从前的未成林造林地可能变化为有林地等,并且原数
据库中的区文件难以在新的LUDLG 中继续使用,故地类的转
换只针对点、线文件,对于区文件,可不予处理。
4.2 单线线状地物遥感解译
《规程》中明确,南方宽度大于等于1m、小于20m 的河流、
铁路、公路、林带,固定的农村道路、沟、渠、田坎和管道用地
等为单线线状地物。
单线线状地物在航空照片/ 卫星图像出现醒目的特征,
如仿真彩色的SPOT 影像,河流、沟、渠常呈蓝色、紫红色的条
带;铁路、沥青或泥质路面的公路/ 农路,呈暗灰色、灰白色
线条;混凝土或砂质路面的公路/ 农路,呈亮白色线条;林带
与田坎,呈绿色、墨绿色条带。
①从原LUDLG 中提取所有的单线线状地物,并与对应的
DOM 套合。
②原LUDLG 中单线线状地物与DOM 套合后吻合程度较
好者,直接引用。
③第一次土地详查时遗漏的、详查以来新增的以及已经
规划并正式报批的单线线状地物,根据DOM 呈现的信息,结
合用地报批图件予以补充。
④第一次土地详查时多余勾绘的或者详查以来消失的
单线线状地物,予以删除。
⑤单线线状地物实际没有变化,但和DOM 套合后与影纹
不能吻合时,参照DOM 显现的单线线状地物进行系统的位置52
VOL.4 No.5
修正。
⑥第一次土地详查以来宽度增加,大于20m 的线状地
物,根据DOM 的影纹标志,更新为双线线状地物。
4.3 面状地类遥感解译
4. 3. 1 最小上图图斑
土地管理中,对不同的土地利用类型的精度要求不同。
居民及工矿用地、交通运输用地等建设用地是土地管理的重
点对象,为土地调查的高精度地类;耕地保护是我国的基本
国策,它和园地、水域等为土地调查的较高精度地类;林地、
草地以及其它用地,一般土地质量相对较差,为低精度地类。
据此,《规程》中规定,建设用地的最小上图标准为图上
4.0mm2(相当于0.6 亩),耕地、园地、水域的最小上图标准为
图上6.0mm2(相当于0.9 亩),林地、草地的最小上图标准为
图上15.0mm2(相当于2.25 亩)。
4. 3. 2 面状地类分层解译
湖南省土地利用类型繁多,面状图斑都较小,尤其是丘
陵地区,使得LUDLG 的图面结构极其复杂。遥感解译中,将原
LUDLG 套合于对应的航空照片/ 卫星图像DOM 时,难以清晰
地识别地类信息。为了简单明了地开展遥感解译,针对已有
的1∶1 万LUDLG 与DOM 套合比较后的错漏程度,宜采用多
层次的方法进行。即按不同的地类类别,在已经修正更新境
界/ 权属界线,并解译完成单线线状地物的基础上,先解译
建设用地、耕地等高精度要求的地物,后解译林地、草地等低
精度要求的地物。为了分层解译,需从原LUDLG 中分别提取
并单独存储各层次的面状地类,使其与对应的DOM 套合。具
体的解译顺序依次是:
①交通运输用地遥感解译;②水域及水域设施用地遥感
解译;③居民及工矿用地遥感解译;④耕地遥感解译;⑤园地
遥感解译;⑥林地遥感解译;⑦草地遥感解译;⑧其他用地遥
感解译。
需要特别提及的是解译后的地类,需同时显示其前已整
理的境界/ 权属界线及已经解译的各层次地类,并设置反差
明显的线颜色,以便清晰标示正在解译的分层地类,避免各
分层地类边界的重叠。另外,各层次的地类分图层存储,以便
各地类解译结束后颜色的统改和属性的录入。
4. 3. 3 面状地类解译内容
分层处理后的原LUDLG 与对应的DOM 套合后,面状地类
与DOM 的吻合程度将出现不同情况,遥感解译中应采用不同
的方法予以处理。
①原LUDLG 中面状地类与DOM 套合后吻合程度较好者,
直接引用。
②第一次土地详查时遗漏的图斑,详查以来新增的但在
年度变更调查中漏报、少报、瞒报等土地变更不彻底的图斑,
以及已经规划并正式报批的面状地类,根据DOM 呈现的信
息,结合用地报批图件予以补充。
③第一次土地详查时多余勾绘的图斑,或者详查以来消
失的图斑,以及年度变更调查中人为多报的图斑,予以删除
或合并。
④第一次土地详查与年度变更调查中的错误图斑,按
DOM 呈现的地物进行纠正。
⑤面状地类的性质正确,但地类界线和DOM 套合后与影
纹不能吻合,位置发生偏移是最常见的现象。参照DOM 显现
的地类边界,逐界线进行位置修正。当原面状地类图斑的
LABEL 偏离修正后,将LABEL 位置进行适当移动。
4. 3. 4 面状地类的整理
面状地类分层解译结束后,需进行如下整理与完善工作:
①系统地检查面状地类的空间分布,对遗漏的空白区域,
结合DOM 影像特征予以补充。
②按《规程》要求,重新编辑线型与线颜色。
③对面状地类拓扑造区,检查图斑边界的闭合情况并予
以修改完善。
4.4 零星地物遥感解译
零星地物是指小于最小上图标准的地类图斑。《规程》明
确零星地物原则上不作调查,但由于湖南的地类图斑多为破
碎地区,拟对涉及高精度地类的零星地物开展调查。
①零星地物的最小标注面积为图上1.0mm2(相当于0.15
亩)。
②居民及工矿用地、耕地在其它地类中以零星地物出现
时,予以解译。
③林地、园地、居民及工矿用地在耕地中以零星地物出现
时,予以解译。
4.5 遥感解译后标准分幅LUDLG 制作
将已解译的线状地物、面状地物、零
星地物,检查并修改完善后,按《规
程》中的要求进行整理修饰,借助
MAPGIS 信息管理系统,按标准分幅
输出,形成LUDLG。
5 外业工作底图制作
以1∶1 万标准分幅DOM 为载
体,套合处理后的境界/ 权属界线
与遥感解译后的LUDLG,按《规程》要
求进行制作。
①借助MAPGIS 软件的图像处理模块,输出Geo
Tiff 格式的1∶1 万标准分幅DOM。
②借助MAPGIS 软件的图型处理模块,分别输出EPS 格式
的1∶1 万标准分幅境界/ 权属界线图和遥感解译后的
LUDLG。
③在Photoshop 中,按相同的分辨率打开上述DOM、境
界/ 权属界线图和LUDLG,进行严格的套合,并附注村级以上
等必要的地名,按Tiff 格式存储。
参考文献
[ 1] 第二次全国土地调查技术规程[ S] . 国土资源部,
2007.
[ 2] 土地利用现状调查技术规程[ S] . 全国农业区划委员
会, 1984.