遥感土地利用变更调查技术设计

遥感土地利用变更调查技术 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 魏大龙 黑龙江省地质环境监测总站 海林市国土资源局 潘 雪 一、遥感土地利用变更调查技术路线 本次土地利用更新调查运用先进成熟的空间遥感技术、空间数据库技术和网络技术，采取内外业相结合的调查方法，以全数字化信息获取方式，获取准确翔实的土地基础数据的技术路线。主要采用的数据经过正射影像矫正的2.5m的法国SPOT5彩色数据。彩色数据的获取是利用分辨率是10mSPOT5多光谱数据和分辨率是2.5mSPOT5全色影像融合而成;同时更新区域内的1:10000数字栅格地形图等资料也是提高土地利用现状更新手段的主要资料。 二、 土地变更调查技术工作流程 遥感监测技术主要是对不同时相的遥感数据进行组合、融合以提取出土地利用的变化信息，并结合实地调查与变更详查数据对监测变化信息进行核查，采取重点区域逐个图斑对照，一般地区统计比较的检查方法，对信息提取结果反复核查修改，直至满足精度要求。 1、图像配准 影像配准就是指将多图像的同名影像通过几何变换重叠，即实现影像与影像间地理坐标及像元空间分辨率上的统一。不同类型传感器获得的遥感数据在分辨率、比例尺、投影方式等方面差异很大，在实际应用中又经常需要将同一地区的各种遥感数据“匹配”起来，以期利用各自优点，这种方法称为多图像的几何配准。它是动态监测、变化信息提取、信息复合等工作不可缺少的组成部分。 在处理遥感影像之前需对不同的时相图像进行配准，以及将图像与地形图之间进行几何校正。地面控制点取自于1:5万地形图，重采样一般采用最近邻域法或三次卷积算法，配准误差小于一个像元、平原区误差不大于0.5个像元，以消除数据间的系统误差，保证高精度的配准和校正。配准后误差不大于0.5个像元采用二次或三次多项式纠正。 遥感影像的多项式纠正法回避具体的成像过程，而是直接对图像变形的本身进行数 学模拟 。以一般多项式为例来说明遥感影像的多项式纠正的一般过程。 公式(1): 式中，X,Y某像元的原始图像坐标; x,y为纠正后同名点的地面(或地图)坐标; ai,bi为多项式系数() 实际中，用待定系数法求解ai,bi，选择代纠正图像和地形图上均清晰辨认的像点作为地面控制点，读取控制点在图像和地形图上坐标，代替式中X,Y,x,y得出一个关于ai,bi的方程，求出其系数。可以看出，控制点个数不得小于ai,bi的数目i，控制点数计算公式，式中，t为次方数。由公式(1)求出原始图 像任一像元的坐标，并对图像灰度进行内插，获取某种投影的纠正图像。但是实际的工作 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明:选取最少的控制点进行校正效果往往不好，尤其在边缘部分会使图像的变形较大。因此，在条件允许的情况下，控制点的选取应该尽可能的大于最小数目很多。 以上两式互为逆表达式，分别表示从输入影像和输出影像到输入影像的纠正变换关系。 2、图像融合 影像融合是一种将多源遥感影像数据在统一的地理坐标系中，采用一定的算法将多幅影像合成为一幅新的图像的过程。其目的是将单一传感器的多波段信息或不同类传感器所提供的信息加以综合，消除多传感器信息之间可能存在的冗余和矛盾，以增强影像中信息透明度，改善解译的精度、可靠性以及使用率，以形成对目标的清晰、完整、准确的信息描述。图像融合不是简单的迭加，它产生新的蕴含更多有价值信息的图像，即达到1+1>2，甚至是远大于2的效果。通过影像融合既可以提高多光谱影像空间分辨率，同时又保留了其多光谱的特性。可以说，影像融合可以让使用者得到更多的信息，减少理解的模糊性，提高遥感数据的利用效率。 - 2 - 将监测区内两个或多个时相的多波段陆地卫星TM数据和10m分辨率的SPOT全波段数据进行融合运算，可以综合两种卫星影像的空间分辨率和光谱分辨率，形成具有SPOT高空间分辨率、表达细致纹理的影像与TM的多光谱的、色彩丰富的融合影像，易于影像的判读，为信息获取提供了重要数据资料。此外，当两个时段影像融合时，会突出影像的变异板块，有助于提取变异地类。由于不同地物的影像光谱表现存在差异，所以在土地利用遥感监测中不同地物类型适合的融合方法比较。在土地利用变更调查中应采用IHS变换法，得到融合后的数据影像。 IHS变化法，即以目视感觉的亮度、颜色、饱和度三个参数为标准，经过对I、H、S的修改达到增强的目的。其变换过程如下: 图(1)彩色变换处理 3、图像几何精准校正 几何校正就是要校正成像过程中所造成的几何畸变。几何校正分两种，即几何粗校正和几何精准校正。几何粗校正是针对引起畸变原因而进行的校正，而几何精准校正是利用控制点进行的几何校正，它是用一种数学模型来近似描述遥感影像的几何畸变过程，并利用畸变的遥感影像与标准地图之间的一些对应点(即控制点数据对)求得这个畸变模型，然后利用此模型进行几何畸变的校正，这种校正不考虑畸变的具体形成原因，而只考虑如何利用畸变模型来校正遥感影像。 几何精准校正的原理是回避成像的空间几何过程，而直接利用地面控制点对遥感数据影像的几何畸变本身进行模拟，其具体实现方式是:首先利用地面控制点数据确立一个模拟几何畸变的数学模型，以此来建立原始畸变空间与标准空间的某种对应关系;其次是利用这种对应关系把畸变空间中的全部元素变换到标准空间中去，从而实现影像的几何精准校正。 以1:1万土地利用现状数据作为校正标准，利用控制点对融合影像进行几何校正。在几何精校中，所选控制点也应均匀分布，校正后的影像与矢量配准误差 在一个像元以内，山区不超过两个像元。几何精准校正仍采用多项式纠正和三次卷积重采样。 三次卷积重采样即使用内插点周围的16个观测点的像元值，用三次卷积函数对所求像元值进行内插。该方法的缺点是破坏了原有数据，但具有影像的均衡化和清晰化的效 - 3 - 果，可得到较高的影像质量。 边缘增强的基本任务就是提高边缘灰度值的变化率，从而突出感兴趣地物的边界，易于提取感兴趣的地物。边缘增强一般是依据局域运算原理，通过选择适当的算子来对原始图像进行卷积运算，以获得反差增强后的输出图像。 卷积运算的数学表达式为: 即 公式(2): :1万精度的数字栅格地形图和1:1万DEM数据 在实际工作中，采用具有1 为参考校正遥感影像，以景为单元，利用图像对图像的方式，采用物理校正模型进行几何多项式的校正。 4、变化信息的提取与类型的确定 土地覆盖类型分为耕地、园地、林地、牧草地、居民点及工矿用地、闲置地、水域和未利用地。对变化区不同时相的遥感数据进行训练区的选择，采用不同的分类方法，如最大似然法和最小距离法等进行地物分类。将不同时相的分类图进行叠加分析，实现对监控区范围的动态变化监测分析，对比前后时相的地类变化类型。主要变化类型分为:建设用地占用耕地、建设用地占用非耕地、城市内部改造、耕地抛荒和闲置地。 发现变化区域和变更类型是土地利用变更信息提取的主要任务，随着遥感技术的发展，土地利用变化信息提取的方法趋向于结合高分辨率的卫星影像和现有的影像处理方法来产生变化信息 模板 个人简介word模板免费下载关于员工迟到处罚通告模板康奈尔office模板下载康奈尔 笔记本 模板 下载软件方案模板免费下载 。 变化信息是指在确定的时间段内，土地利用发生变化的位置、范围、大小和类型。进行变化信息提取时，要对两个时相的遥感影像作点对点的直接运算，经变化特征发现、分类处理以及人工辅助判读解译，获取土地利用的变化位置和范围，确定变化类型。 用于更新的土地利用变化信息包括:每一变化图斑的位置、类型、范围、面积等信息。主要包括四个步骤:多源数据纠正配准，变化地块的识别，变化边界的提取，变化类型的确定。将经处理的遥感影像与现状矢量数据叠加发现变化靶区，若遥感影像能清楚的反映变化地块的变更边界和变更地类，则直接根据遥感影像更新矢量数据，否则使用GPS定位靶区，实地测出变更边界，以更新原有现状数据，生成本年度的土地利用现状数据库。 如果变更前数据源只有土地利用现状数据，在土地利用变更信息提取时一般采 用分类后比较方法提取变更信息，分类后比较法实现可以采用两种方式:影像自动分类后比较、土地利用现状与变更后影像比较目视解译勾画提取变更信息。如果变更前后都有遥感数据，则可供提取的方法比较多，如采用低分辨率影像检测出变化区域，然后利用高 - 4 - 分辨率影像提取变化区域内的变更性质信息;采用变更前后高分辨率影像分类后比较直接获取变更信息;采用变更前后高分辨率影像进行像元比较获取。整个 ) 土地利用变更调查的技术流程见(图2 图(2) 土地利用变更调查技术流程 5、变更监测精度的评定 依据最新土地利用现状图及使用GPS接收仪进行野外实测，对于小范围的试验区，针对5个像元以上的变化信息图斑逐个检查，进行精确定位;对于大范围的监控去进行抽样核查，最后统计动态变化图斑的属性、面积及精度比较等数据。 - 5 - 三、结果与讨论 利用遥感技术进行土地利用更新调查，不但费用低，周期短，而且精度高，质量好，但其中也存在各种局限: (一)在利用SPOT5高分辨率融合影像进行土地利用现状信息更新工作时，不能使用将分类栅格图像直接经拓扑关系转换成精度较高的矢量图像的方法，只能采用目视判读的方法进行更新。 (二)遥感影像色彩鲜艳，接近于自然地物的真实色彩，用它来作为土地利用更新基础数据，省时，省力，效果显著，但是在土地利用更新时一定要结合外业调查进行。因为一些在图上难以判断的图斑必须到实地去调查是否变化及变化前后的面积，其位置无法在图上直接标出时必须进行实地的野外测量。 (三)在遥感影像图上判断地类界线存在一些问题，一些地类之间的界限并不是十分的明显，这对更新的地类面积的统计会存在一定出入。 (四)在某些具体环节中，遥感手段也无法替代原来的技术方法(如零星地物及其变化的测量、现状地物的宽度、权属的变化)，显然仅仅用遥感手段还是远远不够的，需要采取遥感和地面调查结合的方法。 四、结语 基于我国土地利用监测任务的艰巨性和提交成果的层次性与多样性，决定了所采用的技术手段应该是注意与不同类型卫星的结合，将卫星遥感、航空遥感、地面调查、抽样调查在内的综合优势结合起来，既满足大区域范围土地利用变更调查与监测的需要，又可在宽视场覆盖范围内选择重点区域进行详细调查与制图。通过整体布局、合理配置形成有机的技术体系，融合各种手段的优势达到综合功能的有效发挥。随着卫星遥感资料分辨率越来越高，而费用却有相对下降的趋势，将扩大它在变更调查中的应用份额。 采用高新技术对土地更新进行监测，利用 已有的全国土地详查数据和图件以及最新的卫星遥感信息，在全球定位系统和地理信息系统的支持下，对耕地和土地利用现状进行动态监测，及时掌握耕地最新动态变化，是国民经济建设所必须开展的工程，尤其对农业可持续发展将产生重大而深远的影响。随着遥感技术的发展，高分辨率、高光谱遥感以及雷达影像应用于土地资源调查技术日趋成熟。相信，随着空间技术的不断成熟，遥感影像分辨率的不断提高，将计算机自动分类技术应用到土地利用更新调查中也将是一种可以实现的技术。 - 6 -