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上海交通大學練塘鎮土地利用數據技術服務

一.背景介紹

土地資源是指已經被人類所利用或可預見的未來能被人類利用的土地。土地資源既包括自然范疇,即土地的自然屬性,也包括經濟范疇,即土地的社會屬性,是人類的生產資料和勞動對象。


土地資源指可供農、林、牧業或其它利用的土地,是人類生存的基本資料和勞動對象,具有質和量兩個內容。在其利用過程中,可能需要采取不同類別和不同程度的改造措施。土地資源具有一定的時空性,即在不同地區和不同歷史時期的技術經濟條件下,所包含的內容可能不一致。如大面積沼澤因漬水難以治理,在小農經濟的歷史時期,不適宜農業利用,不能視為農業土地資源。但在已具備治理和開發技術條件的今天,即為農業土地資源。由此,有的學者認為土地資源包括土地的自然屬性和經濟屬性兩個方面。


土地利用數據重點是反映區域范圍內土地利用系統及土地利用各要素的狀態、特征、動態變化、分布特點、區域土地利用結構等基本屬性,還可以進一步獲取人類對土地的開發利用治理改造、管理保護和土地利用規劃等衍生數據。除此之外還可以以土地利用數據分析及推理得到更多視角、更深層次的信息。最直接的利用方式是制作土地利用類型圖、按照權屬或用地類型統計各類用地的比例以及為土地利用和土地資源評價提供基礎信息等,其結果通常采用地圖、圖表、表格以及文字報告表現單一的數據處理結果。


地理國情監測云平臺應上海交通大學的要求,對上海市青浦區練塘鎮1m柵格土地利用數據提供產品技術服務,以滿足客戶科研工作的需求。


二.案例詳情

服務單位

上海交通大學

服務時間

2018.10

服務內容

上海市青浦區練塘鎮1m柵格土地利用數據


1、總體技術路線



2、數據源收集及處理

1)遙感數據源

上海市青浦區練塘鎮面積約93平方公里,本項目需要生產練塘鎮2018年土地利用數據,擬采用的遙感數據源為高分二號遙感衛星,分辨率0.8m。本次需要收集兩景高分二號衛星影像,具體信息如圖所示:



2)遙感影像處理

1)影像配準

同一地區的兩幅圖像,使其中一幅圖像的特征與另外一幅圖像中該特征的相對位置一致,這一處理過程稱為配準,數據配準是非常關鍵的一步,直接影響到數據產品的最終成果。


采集配準控制點的好壞直接影響配準精度,針對控制點的建立,均勻選取一定數量的同名點,點位分布要均勻且能夠控制整景影像,數量一般為30個左右,也可根據實際情況適當增加配準點,選點位置要準確,在選擇的過程中時時控制誤差,監測X與Y方向的誤差值和所有點的平均誤差,在誤差符合要求的情況下,導出并保存點信息文件。


2)彩色合成

影像的波段組合有多種方式,不同的彩色合成方式可以凸顯不同地物的光譜特征。


3)影像融合

影像融合是將同一目標或場景的用不同傳感器獲得的,或用同種傳感器以不同成像方式,或在不同成像時間獲得的不同影像,融合為一幅影像,在保持多光譜影像輻射信息的同時提高了影像的空間分辨率的遙感影像處理方法。常用的遙感影像融合方法主要有:HIS變換法、主成分變換法、BROVEY變換、高通濾波、小波變換等。


3、土地利用數據生產流程

本項目生產的土地利用柵格數據,均為人工目視解釋、人工勾繪矢量圖斑制作,然后轉換為柵格數據。


1)建立分類體系

參照國內外現有土地利用的分類體系,結合本項目開展和要求以及遙感信息源的情況,根據練塘鎮實際地物分布情況,制定了7個一級分類,17個二級分類的土地利用分類體系。

一級地類:耕地、園地、林地、草地、水域、城鄉(工礦、居民)、道路用地;

二級地類:旱地、水田、設施農業用地、魚塘、果園、菜地、林地、灌木地、疏林地、草地、河流、坑塘、溝渠、城鎮建設用地、鄉村居民點、工礦倉儲用地、道路。


2)人工目視解譯流程

本項目數據基于ArcGIS軟件平臺進行人工解譯。

基于ArcGIS軟件平臺的人工解譯具體操作如下:


1)首先打開ArcGIS軟件界面,將遙感影像加載進去,并在Catalog中創建地理數據庫/要素數據集/要素類等。


2)使用編輯工具開始對相應的地物進行編輯,建立相應的面圖層,對影像中的各類地物進行編輯。


3)對矢量數據進行拓撲檢查:對解譯結果進行拓撲錯誤的檢查主要是在ArcGIS軟件平臺中完成的,主要操作步驟如下:在Catalog目錄樹中,右擊相應的分類結果數據集,創建拓撲層,在輸入相應的拓撲名稱以及設置相應的拓撲容差后,添加相應的拓撲規則,完成拓撲錯誤檢驗。


3)數據質量檢查及精度驗證

本項目數據檢查過程中,質檢人員對數據生產人員完成的土地利用矢量數據分別按照15%的圖斑比例隨機抽取,對被抽取的矢量圖斑進行全面檢查。檢查時,采用重復判讀分析的方法,逐一對矢量圖斑的勾繪準確性、土地利用分類類別屬性代碼進行檢查,有疑問圖斑由原生產人員確認,錯誤圖斑由原生產人員修改,遺漏圖斑由原生產人員進行補繪。修改完成后重新進行檢查,檢查通過后將矢量數據按照要求轉換為1m分辨率的土地利用柵格數據。


最終保證土地利用數據平均分類精度達到90%以上,交通用地和城鄉、工礦、居民用地平均分類精度達到95%以上,絕對位置誤差小于10米。


4)數據格式轉換及成果提交

本項目所生產的土地利用矢量數據經質檢合格后,由技術人員在ArcGIS軟件中利用矢柵轉換工具將矢量數據轉換為分辨率1m的柵格數據。最終提交的柵格文件類型為tiff文件,地理坐標系為:GCS_WGS_1984。


4、數據成果展示

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