遥感影像变化检测技术在地形图更新中的应用＊

孙茂存

（杨凌职业技术学院，陕西 杨凌712100）

近年来，我国及各省市相继建成了基础地理信息数据库，我国经济建设的发展要求基础地理信息数据库随时更新，并保持现势性，以满足社会发展及国家管理的需求。利用遥感影像进行基础地理信息数据更新，很多学者做了相关的研究，尤其是针对重大工程项目或重点地物进行更新方面［1］。经过总结、对比，并进行了一系列试验，结果表明，将遥感影像变化检测技术应用于地形图更新中更具优势。

1 当前常用地形图更新方案

目前，常用的地理信息更新技术是旧版的矢量数据（DLR）与对应的当前最新的数字正射影像图（DOM）叠加分析变化区域，采用综合判调法，参考相应的专业变更资料，通过数据整合，采用内、外业相结合的方式实现基础地理信息数据的更新。

立体更新也是目前常用的地理信息数据更新技术之一，采用全数字摄影测量技术，对比上一代DLG数据，结合最新的各项变更信息资料，对发生变化的图形和属性信息统一更新。

另外，对于变化较大的区域采用全面更新方案。上述常用方法总结起来基本上就是采用DOM影像或立体像对，人工比对找出变化区域，再进行地物更新。人工比对的优点是全面、细致；缺点是耗时长，人力、物力及财力消耗大，速度缓慢，无法快速更新。

2 遥感影像变化检测技术应用于地形图更新的方案

随着遥感影像处理技术的发展，利用遥感影像分析技术获取变化信息的技术越来越成熟，应用也越来越广泛，在城市规划和灾害检测方面，以及土地资源调查中，遥感影像以其获取周期短、覆盖面积广和表达信息丰富详尽的特点，广泛地应用于地表动态检测中［2］；同样，该技术在地形图变更中的应用将极大地提高工作效率。

该技术更新地形图的思路是：首先，将已有的矢量数据及对应的正射影像图与最新的影像数据叠加分析，进行变化检测，导出检测结果文件；其次，根据导出文件，分析变化情况，确定相应的更新方法，进行地形图更新；最后，对变化区域的地物进行更新，并保证新增地物与周边地物的协调性和准确性。另外，地形图更新不仅是图形要素的更新，属性要素也发生了相应的变化，属性要素的更新可通过收集相关的资料进行更新［3－5］。根据外业检核结果，进行内业编辑处理，形成最新的DLG成果，更新流程如图1所示。

图1 应用影像变化检测技术进行地形图更新的流程图

3 利用影像变化检测技术进行地形图更新试验

3.1 试验区域的选择

本文选择杨凌城区15km2面积作为试验区，该区域地势平坦。试验采用2010年6月分辨率为2.5m的SPOT5遥感影像和2012年6月分辨率为3m的“资源二号”融合影像，以及2010年生产的地形图矢量数据。

3.2 影像变化检测及结果分析

目前，多数遥感影像处理软件都具有变化检测功能，但也仅限于区域变化检测。易康（eCognition）软件优于其他同类软件之处在于它对影像的变化检测是在进行了独立的分类后，才进行变化检测，因此，其检测结果包含了区域变化信息和属性变化信息2个方面的内容，更方便了对变化信息的统计分析。

在eCognition软件中，对于前时相影像分类是根据其对应的矢量数据的属性信息对影像进行自动分类，而对于后时相影像数据则是采用影像最邻近分类法或模糊函数分类法进行分类的。

变化结果的准确程度由分类结果的正确性决定，只有对分类结果进行详细的检查，提出噪声数据并纠正错误数据才能保证分类结果的准确性，进而保证变化结果的可靠性。

完成前后时相影像分类后，进行变化检测，将变化检测结果和变化检测类结果连同属性字段一起导出为SHP格式文件，方便对变化区域进行相应的统计分析。

通过本次试验，变化检测结果与实际检核变化结果统计见表1。

表1 变化检测结果与实际检核变化结果统计表

3.3 地形图更新矢量化

根据检测结果，利用数字正射影像数据更新地物，对发生变化的居民地、道路和水系要素进行矢量化数据更新，由于该区域地形平坦，植被统一均为旱地，所以不需要对植被要素进行更新。

3.4 试验结论

1）采用遥感影像变化检测技术进行1∶10 000地形图更新时，影像数据分辨率为2.5～3m即可基本满足相应的技术要求。

2）遥感影像变化检测技术对于大面积居民地和水域的变化检测结果较为准确，而对于较宽道路的变化检测结果更为理想，基本与人工检核结果一致。

3）遥感影像变化检测结果的准确性由前后时相影像分类的准确性决定，因此必须对分类检测结果进行详细的检查，以保证最终变化检测结果的正确性。

4 结语

通过本文的试验结论可得出，应用遥感影像变化检测技术进行地形图更新的方案是可行的，且与常规的人工比对全面更新的方法相比较更具优势，可以避免人工比对的遗漏，保证了数据更新的完整性和准确性。另外，节省了时间，提高了效率，利用该技术可实现地形图的动态更新。

［1］赵敏，陈卫平，王海燕.基于遥感影像变化检测技术的地形图更新［J］.测绘通报，2013（4）：65－67.

［2］王汉英，张占睦，张一鸣，等.遥感影像变化检测在地形图快速修测中的应用［J］.测绘工程，2009，18（2）：51－54.

［3］张伟，王晓青，孙国清，等.高分遥感影像震害提取的变化检测算法改进［J］.地震，2013，33（2）：87－95.

［4］刘虎林，闫浩文，刘涛.空间数据变化检测研究进展［J］.测绘与空间地理信息，2014，37（9）：25－28.

［5］陈鑫镖.遥感影像变化检测技术发展综述［J］.测绘与空间地理信息，2012，35（9）：38－41.