影像解译在灵武市第二次土地调查中的应用

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摘要：本文以灵武市第二次土地调查为例，简要地介绍了影像解译在灵武市第二次农村土地调查中的应用情况。

关键词：第二次土地调查、影像解译。

Abstract: Based on the investigation of the second land of Lingwu City as an example, briefly introduces the application of image interpretation in the investigation of Second Rural Land in Lingwu city.

Keywords: the second land survey, image interpretation.

中图分类号：F301.2 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）00-0000-00

概述

第二次农村土地调查是指在全国范围内利用遥感、GIS等先进技术，以正射影像图为调查底图，逐地块实地调查土地的地类、位置、面积等分布和利用状况，以便建立土地调查数据库及管理系统。

影像解译（也称为判读、判译、预判、判绘等），是指运用影像解译标志和实践经验，对影像进行识别，从而获取实地信息的过程。即根据土地调查的要求，运用影像解译标志（色调、纹影、形状等），结合土地专业知识和实践经验，通过逻辑推理和影像特征进行研究，判别地物类型、圈定地物界线的过程。

2008年7月，受灵武市国土资源局委托，宁夏基础测绘院对灵武市农村土地进行了第二次土地调查工作，灵武市所辖行政区域，内有1个街道办事处（城区街道办事处）、6镇（东塔镇、崇兴镇、赫家桥镇、宁东镇、临河镇、马家滩镇）、2乡（梧桐树乡、白土岗乡）、16个社区、74个行政村及国营灵武农场；土地总面积为3544.14平方公里。

1．测区概貌：

灵武市位于宁夏回族自治区中北部，地理坐标在东经106°12′-106°53′，北纬37°28′-38°23′之间，地形地貌为山区和川区两大部分，东部丘岭和低山台地与交错分布的沙漠统称为山地，山区自然植被主要是荒漠草原植被和沙生植被(其他草地043,天然牧草的041)，川区以耕地（水田011，水浇地012），园地（灵武长枣园021）为主。灵武市矿产资源储量丰富，其中煤炭是优势资源，具有储量大，分布广，因此建成许多现代化煤矿（204）和宁东能源化工基地（203）。灵武市交通发达，307国道，109国道，211国道穿境而过，银川至青岛高速公路（102），银川河东机场（105），太中银铁路及联络线，大古铁路等（101），各乡，各村均有村级公路相通（102）。

2．已有资料：

2.1 2005年遥感卫片制作的（1980西安坐标系）1:10000正射影像图以及相配套的电子数据； 2008年航摄的并经过像片纠正处理的1：1万比列尺像片图；上世纪80年代生产的1：1万比例尺地形图；土地详查、历年变更调查的统计数据、图件、表格等成果；

2.2 经民政部门勘定的区、乡（镇）最新行政区域界线资料；原详查时经双方签字盖章具有法律效力的土地权属协议书及各种土地权属、行政界线变更资料；

2.3交通用地、河流、水利用地及其他国有企、事业单位用地的图件资料；建设项目征地及近期土地征、转用的有关资料；土地利用总体规划、基本农田划定和调整等有关资料；

2.4第一次土地详查时的有关工作报告和技术报告；原1：1万土地详查数据库，变更数据库资料;

二.影像解释在作业中的应用：

2.1作业方法

解译前首先应广泛收集与调查区域有关的资料，依据《土地利用现状分类》标准，也可参照以往调查的土地利用图件成果、土地利用数据库、相关部门资料（如交通部门的公路分布，水利部门的河流分布、湖泊分布资料）等，采用直接目视判读标绘或立体判读标绘以及直接利用已有土地利用数据库与调查底图套合解译及标绘，在室内从影像中判读地类和界线，将能够确认的地类和界线、不能够确认的地类或界线、无法解译的影像等，分别用不同的线划、颜色、符号、注记等形式标绘在调查底图上，形成矢量数据图，最后由彩色打印机打印出来作为外业调查工作底图，然后由外业人员到实地，对内业解译标绘的地类、界线等内容逐一进行实地核实、修正或补充调查，最终获得能够反映调查区域内土地利用状况的原始调查图件和资料，以此作为内业数据库建设的依据。因此，从事影像解译人员要具备三个条件：一是要具备遥感影像知识；二是要具有一定的实践经验（影像判读）；三是要对不同地区的土地利用特点有一定的了解。影像解译过程，依据各种特征和地物的判读标志，先大后小，由易入难，有已知到未知，先反差大的目标后反差小的目标,先宏观后微观。

2.2直接影像解译和间接影像解译的应用

在影像上可直接通过看到的影像特征包括影像的几何、大小、色彩、色调、阴影、位置和相互关系等的解译称为直接解译;在直接解译基础上，需要经过分析、判别才能识别、推断其性质的影像特征解译的称为间接解译，如解译水系、看其位置、形状、大小等可推断是河流还是沟渠。

（1）直接影像解译的应用

1）由影像的色调色彩所构成地物的影像特征，是解译常用且重要的解译标志。不同地类在影像上会呈出深浅不同的色调和色彩，影像的色调和色彩决定于物体的颜色、亮度、含水量等。一般情况下，真彩色影像的颜色大致与地物颜色相同或相似，如水体为深蓝色或黑色，植被为绿色，居民点为灰色或深灰色；黑白影像一般是地物颜色的深浅与影像的深浅一样，如水面颜色在实地和影像上均较深，山脊两侧的山坡，向阳面颜色淡，背阳面颜色暗。另一方面，不论彩色影像还是黑白影像，地物的亮度愈高影像愈浅，如水泥地面亮度较高，反映在影像上颜色较浅；水面遇到阳光直射时，亮度高，反映在影像上，水的颜色呈白色。含水量愈多影像愈深，如浇水的耕地比未浇水的耕地颜色深；成熟的庄稼比未成熟庄稼颜色浅。由于人眼分辩色彩的能力比分辩黑白影像的能力高的多，因此采用色彩影像调绘比黑白影像调绘具有易识别地类的优势。

2）影像形状特征：影像的形状是指地物在调查底图上表现出来的外部形态结构和轮廓。一般来说，地物底部形状与其在调查底图上的影像是相同的或是相似的，从地物的外形就可识别其影像。人工地物通常呈现出较规则几何形状，如房屋、平原上的水田、人工修建的渠道等；自然地物多呈不规则形状，如坑塘、山区中的耕地、河流等。借助地物的形状特征就可解译出不同的地类。地物的形状特征与影像比冽尺、影像分辩率密切相关。比冽尺越大、影像分辩率越高，地物细节显示越清楚，反之则模糊、甚至显示不出来。地物影像的形状特征可分为点状，如树木、山顶、墙角、地物的交叉点等；线状，如铁路、公路、农村道路、河流沟渠等；面状，如地块、山坡、湖泊、水库等三种。复杂地物也是由点、线、面组合而成。掌握了地物在影像上的形状特征，就能充分发挥影像的作用，提高调查效率和质量，参见图3-2 1：10000影像图：

图3-21：10000影像图

3）影像大小特征：调查工作底图上的影像除去形状特征外，还有大小之分。在同一调查工作底图上，根据地物影像的形状及其大小，可以较准确地识别出不同的地类，如厂房和住宅，其影像色调、形状没有明显区别，这时主要从大小来区分，面积较大的为厂房，面积较小的为住宅；农村道路与公路，一般较大的是公路，较小的是农村道路。

4） 相互位置关系特征：地面物体之间是相互联系的，其反映在影像上也就会存在着一定的相互关系，这种关系也是一个解译地类的一个重要标志。根据实地物体之间的相关关系，通过对影像分析判别，解译那些影像不清晰的地物。如根据有农村居民点必有道路通达的关系，可解译出影像不清晰的小路；根据单个的厂房面积大宅基地面积小的关系，可解译出哪些是工矿企业、哪些是农村居民点等。

（2）间接影像解译的应用

在对影像具体解译时，要根据不同影像信息特征去解译，不能仅凭一种影像特征去解译，要综合考虑，对影像特征加以分析，才能准确确定影像所代表的地类。根据以上影像的色彩与色调、地物的几何特征、阴影、相互关系等解译特征，就可以建立农村土地调查地类的解译标志。《土地利用分类》标准，采用一、二级分类，其中一级类12 个，二级类 57 个。但是，由于57个二级类之间存在的相似性，如水浇地与旱地、园地与林地、草地与耕地等，即使建立了解译标志在内业根据影像有的也很难认定准确，还必须到实地调查认定。因此，对一些主要地类、差异较大地类建立通用的解译标志，对充分利用影像判别地类、提高效率还是有很大帮助的。这里给出灵武市土地利用二次调查具体地类的解译。

1）耕地：平坦的农田有明显的几何形状、面积较大，有道路与居民点相连。色调随土壤、湿度、农作物种类、及生长季节不同而变化，一般湿度大的色调较暗、干燥的较浅；生长着农作物的较暗、成熟的较浅；农田灌溉时较暗、不灌溉是较浅。沟谷中的农田呈不规则状，大部分呈窄而长的条状。梯田呈阶梯状。水田一般田块分割小而整齐，地面平整，周围筑有田埂，影像色调一般较均匀、呈深灰色，比旱地深。水田在平原地区形状多为格网状，在山区形状不规则。但灵武市山区大多数已退耕还林还草，林地多为灌木林即地柠条地032或其他林地033。水田与水浇地、旱地一般较易区别，水浇地与旱地一般以有无水系加以区别。参见图3-3 耕地影像图：

图3-3耕地影像图

2） 园地:种植的果树在影像上一般呈颗粒状、排列整齐、色调较深，一般较易判别，这也是与林地的重要区别。灵武市以灵武长枣而文明全国，大力发展优势农业而有它特有的解译标志。

3）林地:森林在影像上一般为界线轮廓较明显、色调呈暗色、主要分布在山上的颗粒状图案，较容易判别，由于山区大面积退耕还林，林地多为灌木林地即柠条地有它特有影像特征。

4）草地:草地在影像上一般呈均匀的灰色或深灰色，纹理光滑细腻，形状不规则。在牧区草地较易判别，在本次调查中近居民地的草地一般表示为其他草地（代码043）、山区大面积连片草地表示为天然牧草地（代码041）、山区苜蓿地表示为人工草地（代码042）。

5)居民地:居民地在影像上呈由若干小的矩形紧密相连在一起的成片图形。由于阴影的存在，居民地更易判别。居民地色调一般呈灰或灰白、居民地内其他影像也属居民地地类（代码203）；城市居民地一般面积大、街道比较规则，常有林荫大道、公园、广场等；城镇居民地一般分布在公路、铁路沿线，房屋多而密集；农村居民地一般与农田联系在一起，有道路相连。

6)道路：道路指铁路、公路、农村道路。道路在影像上呈细而长的条状。色调由白到黑，随路面的湿度和光滑程度不同而变化。一般湿度小、光滑，色调浅，反之深暗。

铁路一般呈浅灰色或灰色的线状图形，转弯处圆滑或为弧形；公路一般为白色或浅灰色的带状，山区公路常有迂回曲折的形状，公路两侧一般有树和道沟，呈较暗的线条；土路一般呈浅灰色的线条，边缘不太清晰；小路成曲折的细线条状，浅灰色。

7)水域：水的色调是由白到黑，色调的深浅与水的深浅、浑浊程度、光照条件等有关，水深则色调暗、水浅则色调浅；水越浑浊则色调越暗，反之越浅；光照越强则色调越浅，反之越深。河流在影像上一般较宽并呈弯曲带状，色调由白到黑；小溪呈弯曲不规则的细线条，色调较暗，常被岸上树木、灌木掩盖；湖泊和坑塘的水面色调呈均匀的浅黑色或灰色，且面积大小相差甚大；沟渠为色调呈暗色的线状影像，灌渠的一端总与水源相连，排水渠的一端总与河流相通。

2.3. 土地调查工作流程: 调查底图、数据库资料内业数据处理和套合、分析解译和标注土地利用现状信息依据影像图外业实地核实、调绘及补充调查外业成果检查、意见汇总、成果修改利用现状信息内业数据再处理（包括基本农田调查）入库管理系统运行测试。

三.结论：

通过灵武市第二次土地外业调查工作，使我对土地调查工作过程有了清晰的认识，加深了对土地分类的理解和对土地地类代码正确应用，对线状地物归类、定界认定和数据量取有了正确的掌握，对开发区土地利用现状调查、对城市与周围农村界线处理，让我更进一认识到理论联系实际的同时还要灵活应用土地技术规程解决实际问题，丰富了我在遥感影像的判读分析的经验，充分认识遥感技术在土地调查中发挥了巨大作用，广泛运用综合调绘法，即先利用已有资料对像片影象进行内业解译，然后再由外业人员到实地对内业解译内容进行核实、补调，这样做可将大量外业调绘工作提前到室内完成，从而减轻外业调绘的劳动强度，大大提高调绘的工作效率，内业影像解译充分发挥了其优势；此外，随着像片分辨率的不断提高，遥感技术、全球卫星定位系统、地理信息系统等3S技术的飞速发展，遥感影像可随时获取,而为了“十分珍惜，合理利用土地”和高速经济发展和实时土地管理的需要，室内影像解释及时快速而显示更为重要；当然，受像片分辨率不足的局限以及由于影像本身的光谱特性，存在“同普异物”和“同物异普”的情况，同时《土地利用现状分类》之间存在相似性，如水浇地与旱地、园地与林地、草地与耕地等，在内业根据影像有时也很难判定准确，必须要到实地调查认定；但是，影像解译工作在整个调查工作中起着至关重要的作用。展望未来，发展遥感技术，实现遥感图象自动识别分类在生产中应用！

四.参考文献：

1.土地利用现状调查技术规程

2.第二次全国土地调查总体方案

3.第二次全国土地调查技术规程

4.孙家柄，遥感原理与应用 武汉大学出版社，2003.2

5.张永生等。高分辨率遥感卫星应用-成像模型、处理算法及应用技术.北京：科学出版社

6.邓良基.遥感基础与应用.北京：中国农业出版社，2002.8