地理国情监测专题地表覆盖信息采集有关问题的探讨

发表时间:2021/7/12   来源:《科学与技术》2021年第8期   作者:乔晓亮、曲湘、白亚伟、胡炳方
[导读] 为了有效推动2020年地理国情监测项目的顺利开展,本文针对植被覆盖层
        乔晓亮、曲湘、白亚伟、胡炳方
        1.自然资源部第二地形测量队,陕西西安 710054;
        摘 要:为了有效推动2020年地理国情监测项目的顺利开展,本文针对植被覆盖层,地表水面覆盖层,农作物种植调查层三项新增监测内容,通过梳理技术问题,对影像生产技术要求、绝对漏洞区影像的使用原则、专题资料使用原则、地表覆盖数据采集和编辑四方面生产重要环节关键问题进行总结提炼,并对专题地表覆盖典型技术问题处理方法进行归纳。结果表明,技术方法优化了生产过程,提高了工作效率,推动了项目的顺利开展。

        关键词:地理国情监测,植被覆盖,地表水面覆盖,农作物种植调查
        0 引言
        2020年,自然资源部《自然资源调查监测体系构建总体方案》中对地理国情监测项目要求以每年6月30 日为时点,主要监测地表覆盖变化,直观反映水草丰茂期地表各类自然资源的变化情况,结果满足耕地种植状况监测、生态保护修复 效果评价、监督执法监管,以及自然资源管理宏观分析等需要[1]。
        根据地理国情监测服务的要求、自然资源管理及各部门和地方政府对地理国情信息的决策需求,在以往的技术要求基础上新增了一些监测内容与要求,对新增的林草覆盖、地表水面覆盖专题数据层、房屋建筑区提取树冠覆盖专题图斑层,农作物种植情况调查层等方面需要重新认识,及时总结问题处理方法,才能满足项目正常开展的需要。
        本文主要针对植被覆盖专题数据层、地表水面覆盖专题数据层、农作物种植情况调查层三类专题要素,针对项目开展过程中遇到的典型问题进行总结归纳,实践表明,文中的技术问题处理方法有效可行,为项目的顺利开展提供了的技术依据。
1技术路线与工艺流程
        总体工艺流程见图1,包括影像处理、变化区域识别、变化区域内业信息采集、外业调查/核查、内业编辑整理、检查验收、入库前检查与预处理、成果汇交等生产环节[2]。

2项目重要环节技术要求
2.1影像生产技术要求
        整景影像正射纠正技术方法按照《数字正射影像生产技术规定》(GQJC 05-2020)中的有关要求执行。所有监测工作中使用到的遥感影像,主要数据源和补充数据源影像都应进行正射纠正处理,卫星影像正射处理只进行整景影像纠正融合和适当的匀光匀色处理[3],不进行分幅 DOM 数据生产。监测影像绝对漏洞区若使用其他项目正射影像进行补充时,应满足与监测本底数据的套合精度,必要时应进行二次纠正,确保监测数据成果符合精度要求[4]。
2.2 绝对漏洞区影像的使用原则
        在地理国情监测影像提供结束后,若存在影像无法覆盖的地区,可以收集利用其他可靠渠道的影像资料,如现势性为2020年的五万更新项目正射影像。对于最终没有2020年影像覆盖的区域,可以通过下载本年度网络影像等作为参考资料使用,空白区域只要时相、分辨率符合要求的影像均可参考,不满足 要求的可通过外业核查弥补,确保成果质量。通过国家统一提供、自行采购或航摄等各种途径获取的合格影像仍不能覆盖的地区,必须结合外业实地调查等方式开展监测。
2.3专题资料使用原则
        监测生产过程中应对收集到的各种专题资料和现势资料的精度、现势性、可利用性进行认真仔细的分析、筛选。当提供的专题资料与2020 版地理国情本底数据存在较大差异时,应认真评价该专题资料的可靠性,确定是否使用。对于收集的各种专题资料发生矛盾时,应综合分析其准确性,提出利用方案,并在技术总结和元数据中明确资料利用情况,必要时通过野外核查的方式确定[5]。各种专题资料和现势资料作为监测变化发现和更新的参考资料源使用。
2.4地表覆盖数据采集和编辑要求
        2020年变化监测的本底数据为统一提供的2019版地理国情监测成果数据。变化区域识别可采用两种方式,一是将已有成果数据叠加到监测期影像上,通过人工检查识别采集变化区域;二是基于同源多时相遥感影像采用人机结合的方式进行变化区域检测。必要时需对照普查或前期监测影像成果,准确识别采集变化区域。对于局部或个别的地物、覆盖类型变化,可以在变化区域识别的同时完成变化信息提取;对于范围较大、内部变化比较复杂的变化区域,可以先勾画出变化区域的整体范围,然后由专门的信息采集人员完成变化信息提取[6]。
3专题地表覆盖信息采集技术问题处理
3.1 植被覆盖专题数据层
        (1)按照“针对房屋建筑区图斑范围,按照树冠覆盖范围,提取树冠覆盖专题图斑”的要求,仅在房屋建筑区图斑范围内提取树冠覆盖。
         (2)房屋建筑区中提取树冠专题 LCRT 时,内部道路需要进行进行综合。如图2,图左为 2020 影像,叠加本底 LCRA 房屋建筑区图斑,图右绿色图斑为提取的 LCRT图斑。
                        

        (3)对于新影像树冠不明显情况下,可采用旧影像进行树冠采集。
3.2地表水面覆盖专题数据层
        (1)水面上的桥梁、水生植物、码头不提取水面覆盖图斑,但是水上的船等漂浮物体需按照水面提取。对于长有浮萍的坑塘水面,地表覆盖层已提取为坑塘水面,需要提取至地表水专题覆盖(图3)。
        

        (2)淹水区域水面专题采集的影像选取问题。
        有地区时相较早影像(2020年4月),影像质量高,符合监测要求,最后一批影像为雨季影像(2020年7月),明显可见受暴雨影响,长江水位上涨,发生了明显的淹水情况(图6中红色框区域),此情况下采用2020年7月的影像,同时应更新Hyda 中的高水界。专题覆盖水面只需扣除稳定的水田旱地部分,高水界范围内的水田旱地部分不需扣除。
        (3)水面专题数据
        养殖塘等水面内宽度 5 米以内的塘基、隐约可见的水生浮游植物,在提取 V_LCRW 图层时,需要充分利用红外波段信息辅助判断,是水面就包含进来,可以适度综合,但建议在自动提取结果的基础上进行适度综合。
        (4)水面专题图层要求采集液态水
        如图4,蓝线外围有冰的地方按照水面采集,冰面范围不进行采集。


3.3 农作物种植情况调查层
        对于种植属性为“粮”、“非粮”、“间作”的图斑判定,存在大量的 0131 和 0120,针对该图斑内部不同纹理的,如果分别达到了采集指标(400平方米),需要分别归类;对于“间作”的概念,以采集形成的图斑为单位判定粮、非粮和间作;判定结果是开展试验的成果,在试验总结中应对试验方法、试验成果及其质量进行客观总结[7],并在此基础上形成相关建议。
4结束语
        随着地理国情监测项目的发展,其服务自然资源领域的需要越加强烈,本文以2020年地理国情监测项目生产为例,介绍了地理国情监测项目的生产技术流程,重点对为了服务自然资源新增的植被覆盖专题数据层、地表水面覆盖专题数据层、农作物种植情况调查层遇到的技术问题进行了总结归纳,为类似项目的开展提供了参考案例。
参考文献:
[1] 杨林友.地理国情监测成果在自然资源调查监测过程中应用探析[J].安徽建筑,2021,28(03):172+192.
[2] 邱程锦.地理国情监测数据生产中的技术要点探讨[J].资源信息与工程,2021,36(01):31-33.
[3] 李小飞,霍学理,李琼.基于立体影像提取地理国情地表覆盖信息探讨[J].测绘标准化,2020,36(04):17-20.
[4] 史延超,于金芝,张静,李芳.遥感影像解译样本信息提取与查看工具实现[J].测绘标准化,2020,36(04):64-66.
[5] 宋拥军,吴静,王慧敏,刘现印,张智安.基于地理国情的自然保护区人类活动监测研究[J].地理空间信息,2020,18(10):5-9+4.
[7] 张立刚.浅谈黑龙江省国土三调与地理国情监测的几点异同[J].黑龙江水利科技,2020,48(09):77-78+182.
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