基于遥感影像的泊船山小流域综合治理成果图斑解译分析

徐 坚 ，陈庆玉 ，高 鹏 ，高之栋

（1.江苏省连云港市赣榆区海头镇水利管理服务站，222100，连云港；2.江苏省连云港市赣榆区夹谷山水土保持试验站，222100，连云港；3.中设设计集团股份有限公司，210014，南京）

基于遥感影像的泊船山小流域综合治理成果图斑解译分析

徐 坚1，陈庆玉2，高 鹏3，高之栋2

（1.江苏省连云港市赣榆区海头镇水利管理服务站，222100，连云港；2.江苏省连云港市赣榆区夹谷山水土保持试验站，222100，连云港；3.中设设计集团股份有限公司，210014，南京）

面向对象的遥感解译已得到普遍应用，图斑解译是其必不可少的环节。但在小流域综合治理项目中，各种水土保持设施的图斑解译标志建立及解译仍未取得系统化应用。结合国家重点工程泊船山小流域综合治理项目中各种水土保持设施图斑标志建立及解译，设计建立了泊船山小流域综合治理项目中各种水土保持设施解译图斑标志及工作流程，并进行了解译成果分析，尝试开展以小流域为单元的水土保持综合治理图斑化、精细化管理示范，探索国家水土保持重点工程治理全过程信息化管理模式。

国家重点工程；泊船山小流域；综合治理；图斑；解译分析

一、项目区概况

泊船山小流域位于江苏省连云港市赣榆区北部金山镇，总面积15.93 km2，其中水土流失面积15.3 km2。流域属鲁中南低山丘陵土壤保持区，地貌类型为低山丘陵，地势北高南低，地面起伏高差较大，地形较为复杂，沟壑纵横。该区域属暖温带海洋性气候，土壤类型为砾质沙壤土，岩石种类一般以片麻岩为主。林草植被密度偏低，林草覆盖率仅为21%。森林植被为针阔混交，植被种类主要有黑松、赤松、杨树、榆树、刺槐、苹果、黄金梨等水保和经济林品种，均为人工栽植，河坡及道路边以天然杂草为主。泊船山小流域涉及佃马场、临马团、黄泥埃、前石堰、赵湖、河北6个行政村，总人口13 121人，其中农业人口12 370人，农业劳动力7 519个，人口密度800人/km2。

二、技术原理及路线

1.技术原理

遥感解译的技术原理就是建立遥感解译判读标志，遥感解译标志又分直接解译标志和间接解译标志。直接解译标志是指能够直接反映和表现目标地物信息的遥感图像的各种特征，包括遥感影像的颜色、色调、形状、阴影、纹理、大小等，通过直接解译标志可直接识别遥感影像上的目标地物。间接解译标志是指能够间接反映和表现目标地物信息的遥感图像的各种特征，借助它们可以推断与某些地物属性相关的其他现象，如目标地物与其相关特征、目标地物与周围环境的关系、目标地物与成像时间的关系等。

2.技术路线

本项目技术路线大体分为7部分，分别为资料收集、数据整理、建立解译标志、遥感解译、野外验证、制作专题图、编制解译成果分析。技术路线及流程图如图1所示。

三、资料收集与数据处理

1.资料收集与整理

针对收集的泊船山小流域综合治理项目小流域地理位置图、水土保持治理措施布置图、实施方案、施工前和竣工后遥感影像等资料，按照统一的标准和格式进行整理，统一格式及数学基础。由于收集到的图件存在图片、CAD等不同格式且没有数学基础或数学基础不一致，需要通过格式转换、地理配准、投影转换等技术手段将数据的格式和数学基础进行统一。

2.影像收集与处理

为了提高土地利用和水土保持措施的解译精度，在本项目执行期间，搜集到的影像数据包含高分一号影像、微软影像、谷歌影像、天地图影像等，其中以高分一号影像为主，其他影像为辅。

3.建立解译标志

基于遥感影像，采用GPS定位，通过现场调查、观测、数据采集、咨询等多种方式，获取项目区土地利用类型、水土保持措施的现状及特征，建立照片和影像解译标志 （详见表1），要求解译标志尽可能覆盖项目区内所有的土地利用类型、水土保持治理措施类型、植被类型和植被覆盖度情况，为遥感解译作业人员提供参考依据。

（4）遥感解译

经过格式转换和统一数学基础的项目区边界矢量数据与高分遥感影像叠加，确定遥感解译的目标范围。在目标范围内，基于建立的遥感解译标志，充分分析各土地利用类型和水土保持治理措施在遥感影像上的纹理、光谱、形状等特征，以基于多尺度分割的面向对象方法和人机交互方法相结合的方式开展综合治理项目施工前的土地利用类型提取和竣工后综合治理措施提取。针对遥感解译成果中可能存在孔穴、孤岛等形态问题或错提、漏提或拓扑问题，需要应用GIS软件对遥感解译成果进行形态优化、拓扑修正和查漏补缺等后处理，进一步提高遥感解译成果的精度。

4.野外验证

图1 技术路线及流程图

野外验证的目的主要是对遥感解译成果存在疑问的图斑和提取结果中分层随机抽取的样本进行实地验证，减少遥感解译中错提的可能性，并应用随机抽取样本点的野外验证结果对遥感解译成果进行精度评价。疑似图斑是指在遥感解译过程中结合遥感解译标志也难以确定类别的图斑，在解译过程中收集整理，采用外业验证的方法确定其真实类别。精度验证样本点，在遥感解译成果的基础上采用分层随机抽样的方式，抽取满足土地利用和水土保持治理措施提取结果精度验证的样本量。

5.成果分析

根据前期收集整理的影像资料、地理位置图等确定了泊船山小流域的流域界，总面积为15.93 km2。通过前期收集资料、野外调查照片、解译结果，再结合先验知识，对本项目解译成果进行综合分析、修订，最终得到泊船山小流域项目实施前土地利用的最终成果、项目竣工后综合治理措施的最终成果。

（1）项目实施前土地利用情况分析

项目实施前的土地利用共分为7类，分别为耕地、经济林、林地、草地、水域、居民点及工矿交通用地和难利用地。耕地总面积为987.60 hm2，占小流域总面积的62.01%；其中耕地分为2类，分别为水田、水浇地。水田总面积579.84 hm2、占36.41%，水浇地总面积407.77 hm2、占25.60%。经济林总面积211.80 hm2，占小流域总面积的13.30%； 林地总面积 104.39 hm2，占6.55%； 草地总面积 10.83 hm2，占0.68%；水域总面积56.67 hm2，占小流域总面积的3.56%；居民点及工矿交通用地总面积215.04 hm2，占13.50%；难利用地总面积6.39 hm2，占0.40%。

表 1 泊船山小流域综合治理项目水保措施解译标志

（2）项目竣工后综合治理措施情况分析

①土地利用情况分析。项目竣工后的土地利用共分为7类，分别为耕地、经济林、林地、草地、水域、居民点及工矿交通用地和难利用地。耕地总面积905.63 hm2，占小流域总面积的56.86%；其中，耕地分为3类，分别为水田、水浇地和梯田，水田总面积515.78 hm2、占耕地面积的 56.95%，水浇地总面积340.07 hm2、占耕地面积的37.55%，梯田总面积49.78 hm2、占耕地面积的5.50%；经济林总面积295.40 hm2、占小流域总面积的18.55%；林地总面积 101.21 hm2、占小流域总面积的6.35%；草地总面积14.64 hm2、占小流域总面积的0.92%；水域总面积57.10 hm2、占小流域总面积的3.59%；居民点及工矿交通用地总面积为216.66 hm2、占小流域总面积的13.60%；难利用地总面积为2.08 hm2、占小流域总面积的0.13%。

②工程措施情况分析。泊船山小流域项目竣工后点状工程措施共19座，其中塘坝11座、蓄水池 1座、拦沙坝5座、排水沟1条、生产桥2座。

③植物措施情况分析。项目竣工后解译完成的植物措施有经济林、水保林。其中，项目发展的经济林84.29 hm2，水保林 60.20 hm2。

四、结 语

①分辨率为2 m的高分一号影像数据基本上能全面解译土地利用一级类，能解译出来将近40%左右的面状新建梯田及大中型蓄水池、塘坝、生产桥等，但是解译拦砂坝、小型生产桥等点状工程措施时分辨率不够。

通过完成泊船山小流域综合治理措施遥感解译项目，发现以分辨率为2 m的高分一号遥感影像为基础，很难将新建的生产道路解译出来。

②泊船山小流域的统计面积与其初步设计总面积存在差异，目前县级小流域规划设计时仍采用传统方法，基本上是采用CAD数据格式，地形图为参考底图。而本项目采用2015年和2016年高分影像作为参考影像，在GIS下完成解译和统计分析等工作。数据源不同、精度不同、方法不同、实相不同，这些因素都可能导致面积有所偏差。

③采用本项目的技术路线开展遥感调查，全面解译小流域综合治理项目，辅佐外业调查与复核，并将解译成果与实际进行对比分析，从而达到掌握综合治理工程项目动态状况的目的是可行的。

[1]凌峰，等.基于高分辨率遥感影像的生产建设项目扰动图斑解译标志的建立［J］．中国水土保持，2016(11)．

[2]尹斌，等.生产建设项目扰动范围合规性判别与预警技术[J]．中国水土保持，2016(11)．

Interpretation and analysis of mapspot for integrated management of Bochuanshan Small Watershed based on remote sensing image//

Xu Jian,Chen Qingyu,Gao Peng,Gao Zhidong

Interpretation of object-targeted remote sensing has been widely adopted in China,in which map spot interpretation forms a key part of it.However,marking of map spot interpretation in various soil and water conservation facilities has not been systematically implemented in small watershed harness project.Combining with established map spot interpreted for Bochuanshan Small Watershed,marking of map spot interpretation in various soil and water conservation facilities as well as its working procedures,result of interpretation has been evaluated.Small watershed based pilot for map spot and precise management has been applied on a trial basis.Managementmodelofwhole-processinformation managementfornationalkeyprojectofsoiland water conservation are also exploited.

national key project;Bochuanshan Small Watershed;integrated management;map-spot;interpretation and analysis

S157+TP79

B

1000-1123（2017）12-0059-03

2017-03-17

徐坚，工程师，从事水土保持监测及监督管理工作。

责任编辑 车小磊