浅析土地利用变化的测量技术

徐　纬　柴　华　王志敏

摘要:近年来,从国家国土资源部到各地市国土资源局对土地资源利用的现状和变更情况正在展开大规模的调查工作,所采用的调查手段主要有遥感技术、JX-4ADPW 技术和航空摄影测量,这三种调查手段针对不同调查对象的特点有其各自的优势之处,在调查工作中的作用十分重要。本文就此三种调查方法展开研究,以期对土地资源利用变化的测量工作具有一定的实践指导意义。

关键词:土地利用;遥感技术;航空摄影测量;JX-4ADPW 技术

1 采用遥感技术实施测量

遥感技术(RS)是20世纪60年代初兴起的一门新技术,其是以航空摄影技术为基础的。

1.1 解译标志的建立

找出遥感影像中土地利用变化的位置是遥感技术在土地利用动态监测中应用的关键。土地利用遥感动态监测的方法主要有影像——影像对比判读、影像叠加分析、影像——矢量地图对比判读等。在工作实践中需根据各地具体情况特点选择利用合适的方法,有时需要几种方法配合使用,才能准确发现变化区域,达到动态监测的目的。在通过实际调查和布设样方,到最后利用Mapgis等地理信息系统软件通过计算机的套合,同时根据影像中相应位置的纹理、颜色,建立相关土地利用类型的解译标志。

1.2 利用遥感影像进行解译

在利用遥感影像进行解译前需对波段组合进行选择。在土地利用监测中将遥感影像以不同方式组合,其所产生的效果也会有所不同。目前,遥感影像的融合方法主要有基于贝叶斯法则的分类融合、基于小波理论的特征融合;以像元为基础的加权融合、HSI 变换,比值变换等。利用上述方法融合后的影像既融入了TM 假彩色影像的波谱特征,又保留了原来SPOT 影像的清晰度,使SPOT影像成为了一个包含丰富信息量的假色彩影像,从而提高了影像的解译精度,便于专题图的制作。影像融合技术可以提高已有的SPOT影像和TM影像的利用价值。各种专题地图可以与融合后的彩色影像地图相结合比较分析各种信息,为土地利用动态监测提供支持。多时相的RS影像融合技术是土地利用变化动态技术的重要手段之一。通过光谱分析可以确定土地利用变化的目标,由此,可再进行准确的人工量测,这样就减少了动态监测所需的成本和时间,大大提高了工作效率。对遥感影像进行增强处理可以提高解译的精度,通常使用的遥感影像增强方法主要有:光谱增强处理、空间增强处理和辐射增强处理等。

2 使用JX-4ADPW 技术实施测量

JX-4ADPW 是生产高精度DIG、DEM的一种实用性强、人机交互性能好的数字摄影测量工作站。

2.1 准备工作。准备工作主要包括以下几个方面:通过高分辨率的扫描仪将航摄负片生成数字化影像;建立测区文件和用户目录;导入空三数据;复制控制点文件和照相机文件。

2.2 工作步骤。新像对的建立——内定向——相对定向——核线重采样——绝对定向——向量测图——可视化图形检查。

2.2.1 新像对的建立。点击主菜单“工程”下“定向建模型”,分别读入左、右像片的数字化影像,这时即已建立像对。在用户目录下同时相应的建立该像对的文件夹,在该像对的目录下自动配置文件,即该像对的矢量信息文件。

2.2.2 内定向。可采用模板或人工定向进行内定向,在“内定向”下“量测左片”,仔细观察内定向精度报告表,如精度符合要求即可。同理“量测右片”,完成后即完成像对的内定向。

2.2.3 相对定向。建立立体模型是相对定向的结果,其精度将在很大程度上影响整个作业过程,定向结果好则测图时将投有视差,立体感较好。

2.2.4 核线重采样。对像对重叠范围内作核线采样纠正即可,这样可节约核线重排时间,它可在“核线重采样”栏内操作完成,可进行批处理。

2.2.5 绝对定向。可以选取两个较容易辨认的控制点进行量测从而进行绝对定向,通过“预计算”逐点修正检索影像上的点,再进行“计算”,细心核对绝对定向精度报告表,直至符合要求为止。

2.2.6 向量测图。完成定向建模型之后,即可直接进入像对的向量测图,观测所显示的立体影像,主窗口将显示一个包含图幅号和角点坐标的图形窗口,点击可视化分类菜单,再通过点主类和点子类来调用存有各实在分类的图形,根据野外调绘的像片图上的各个要素通过测标跟踪完成数据采集任务,同时生成矢量图形数据库。

2.2.7 可视化图形检查。当每一个像对的矢量图形生成后,可将矢量图形叠加在立体影像上进行套合查漏,既可以发现遗漏的地形要素,也可以检查测图精度,从而进行修正。

2.3 成果输出。作业输出的成果为矢量图形数据,需转换到Mierost～tion95系统内进行操作编辑。

3 采用航空摄影进行测量

使用航空摄影资料可以非常便捷地依据影像对地类、地形以及权属界线进行外业调查和标绘,从而能明确而直观的使外业权属双方进行指界、判断不同地类之间的界线。

3.1 准备资料。第一、收集整理原有的土地利用现状图及图幅接合表。第二、收集整理原有的土地权属、行政界线图。第三、收集整理原有土地权属界线协议书、争议原由书等确界档案资料。第四、明确各个镇、村、村民小组的行政代码。第五、调查本县内河流、道路的等级划分。第六、收集整理涉及更新调查的城镇初始和日常地籍已调查的成果资料。第七、收集近期土地利用现状变更的批准文件及其附图。第八、整理航摄资料及航摄基础数据。

3.2 地形调绘。地形调绘可将航片放大后在其上进行,放大比例尺通常在1∶4000以上较合适。能通过航测内业明确判读的可以不在调绘片上调绘整饰,当在像片上同时表示地形调绘和地类调绘有冲突时,以地类为主表示;地类调绘又能同时放映地形调绘内容的,地形调绘则不表示。对于新增的地物,首先要外业量取其周围相关的地物间距,同时在放大的调绘片上绘制示意图。与权属界线相关的地形地物,不论大小均予以调绘,便于内业结合地形地物编辑权属界线。

3.3 地類调绘

依据国家国土资源部新的分类标准,进行外业地类调绘须以1:4000的航片进行;土地利用类型以新标准规定的代码表示;所标注的地类界必须自成闭合或与其它线状地物一起形成闭合图形。

地类调查可通过室内判读和外业调查相结合的方式进行,室内判读可作为野外调查的准备,可降低野外调查的盲目性和减少野外的工作量。在实施调绘工作之前,要对该地区的地类情况做到充分了解,从而保证地类调查的质量。

地类调查以室内判释和外业调查相结合的形式进行, 室内判释作为野外调查的准备, 以减少野外的工作量和避免野外调查的盲目性。在实施调绘之前, 要充分了解该地区的地类情况, 保证地类调查的质量。

3.4 获取土地变化调查矢量线划图

获取土地变化调查矢量线划图, 应根据各个项目的具体要求, 分别采用矢量化航空正射影像图件的调绘图形(扫描矢量化法)和航空摄影测量立测法(简称立测法)两种作法。

3.4.1 扫描矢量化法

扫描矢量化法,即对航空摄影正射影像图件进行扫描,经过角度纠正,对外业土地更新调查线划图进行矢量化的过程。在矢量化之前,须对调绘调绘正射影像图件与权属调查表等做图、属一致性的全面检查。在矢量化过程中,分点实体、线实体、面实体3种类型来进行,其中面实体在矢量化时应做到面实体周界的封闭性。

3.4.2 立测法

立测法即在数字模型上进行地形测绘的同时, 转绘中心投影放大航片的调绘图形,即以数字摄影测量工作站为平台,实现土地利用地形图和现状图“二图合一”的采集。

参考文献

[1]张忠良.航空摄影测量在土地利用现状更新调查中的应用[J].铁道勘察,2004(7).

[2]杨存建,徐育建,冯亮.基于遥感和GIS的土地利用动态变化研究[J].地域研究与开发,2008(4).

[3]曹贽昀,葛利平.土地利用更新调查在全数字摄影测量工作站上数据采集的思考[J].浙江测绘,2005(2).

作者简介:徐纬 (1982-)男,安徽宁国人,安徽省广德县大地勘测队,主要从事测绘工作。

柴华(1981-)男,安徽蚌埠人,安徽国地不动产评估测绘有限公司测绘部主任,主要从事测绘工作。

王志敏(1981-)男,安徽合肥人,合肥工业大学人文经济学院科学技术哲学专业研究生,研究方向:科技进步与社会发展。