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1、兰州交通大学毕业设计（论文）1. 绪论近年来，由于人类生产活动不断地向深度和广度进军，遥感技术得到了广泛的应用；再加上空间科学、信息科学、计算机科学、物理学等科学技术的进步与发展，为遥感技术奠定了坚实的技术基础，因而使得遥感技术获得了飞跃的发展，已经成为各国十分重视的一项科学技术，而遥感影像的解译更是遥感技术的重要组成。1.1 遥感的概念及遥感的发展简况遥感就是遥远的感知。即借助于专门的探测仪器，把遥远的物体所辐射（或反射） 的电磁波信号接收纪录下来，再经过加工处理，变成人眼可以直接识别的图像，从而揭 示出所探测物体的性质及其变化规律。属于空间科学的范畴，是计算数学、计算机科学、 物理学、航空
2、航天学、地学等密切结合的新兴学科，对工农业、国防、自然科学研究具 有重大的意义。从 1839 年第一张黑白航片问世到 20 世纪 30 年代，遥感主要被应用于军事侦察。 1941 年出版的航空照片应用与判读为遥感在各个方面的应用提供了理论基础。进入 20 世纪 50 年代，苏美广泛应用黑白、彩色航片进行军事侦查和地质测量，取得明显效 果。1957 年 10 月 4 日前苏联发射了人类第一颗人造地球卫星，标志着遥感新时期的开 始, 1972 年美国发射第一颗地球资源卫星，后改为陆地卫星，由于具有快速、动态、多 时相、质量好，成本低等特点被广泛应用，为遥感的发展及广泛应用，开创了一个新局 面。进入
3、 20 世纪，由于空间科学、信息科学、计算机科学、物理学、航空航天学、地 学等科学技术的进步与发展，为遥感技术奠定了必要的技术基础使得遥感技术获得了飞 跃式的发展，今天，遥感技术已经被广泛应用于工业，农业，以及国防的各个领域，成 为经济建设，工农业生产和国防建设不可缺少的技术手段。1.2 遥感影像解译的简介遥感影像解译包括目视解译、人机交互解译、基于知识的遥感影像解译、智能影像解译(即自动解译)等，遥感影像解译过程从二十世纪八九十年代的传统人工目视解译到现在普遍使用的人机交互解译，未来的趋势是高度智能的全自动解译，解译的精度也在不断提高 。陈述彭先生肯定了目视解译方法，认为目视解译不是“遥感应
4、用的初级阶1兰州交通大学毕业设计（论文）段，或是可有可无的，相反，它是遥感应用中无可替代的组成部分，它是与地学分析方法长期共存，相辅相成的。 ”1当前遥感信息的自动提取技术很多，大大提高了成图速度，也减少了工作量，但是较高精度的遥感信息提取还是人机交互的判读，因为它具有简单实用的特点，是目前成熟的图像分类方法。人机交互目视解译是建立在传统目视解译的基础上的，它是计算机屏幕数字化了的目视解译，即用计算机代替了传统的放大镜、三角尺和比例尺等工具。采用该方法通过遥感影像的屏幕数字化，根据屏幕栅格影像中各地类的色调、颜色、阴影、形状、纹理、大小、位置、图形、相关布局等特征直接沿影像特征的边缘准确勾划出
5、地类界线。同时，解译的结果还可以直接录入相关的数据库中，使工作效率大大提高，具有周期短、精度高、可操作性强、信息更新和提取速度快等特点。1.3 QuickBird 影像的简介QuickBird 卫星是 DigitalGlobe 公司于 2001 年 10 月 18 日发射后，经过近 4 个月的在轨测试，DigitalGlobe 公司从 2002 年 2 月 13 日开始少量分发该卫星数据， 2002 年 5 月21 日宣布全面、正式地商业运行。自 2002 年发布数据以来，在包括中国在内的全球客户的鼓励和建议下，DigitalGlobe 公司的工程技术人员不断地改进 QuickBird 卫星数
6、据产品的质量和精度，增加客户急需的产品系列 2。图 1 QuickBird 影像图2兰州交通大学毕业设计（论文）表 1 QuickBird 卫星的基本参数星下点分辨率 0.61 米产品分辨率 全色 0.61-0.72 米，多光谱 2.44-2.88 米产品类型 全色、多光谱、全色 +多光谱（捆绑） 、三波段融合（任意三个多光谱波段与全色波段融合产生的 0.61 米数据） 、四波段融合（四个多光谱段与全色波段融合成的 0.61 米数据）全色波段。多光谱波段号 蓝、绿、红、近红外景宽 16.5 公里景面积 272 平方公里本次土地调查中 QuickBird 影像是主要的影像之一，本文的研究全以 Q
7、uickBird 影为研究对象。3兰州交通大学毕业设计（论文）2. 建立目视解译标志表 2.1 建立目视解译标志表的流程 建立先验区 先验区 Quickbird 数字正射影像当地自 当 地 专 业 人 地形图、水系 高程数据、然情况 员的经验 交通等专题图 一调成果内业判读外业修改根据实际重复内业修改建立目视解译标志图 2 建立目视解译标志表的流程图2.2 实验区的自然情况本研究建立在迭部县第二次土地调查基础上，各项研究都以迭部县为例。迭部县位于青藏高原东部边缘，甘南藏族自治州东的南部，白龙江上游的高山峡谷地带。迭部古称“叠州 ”，藏语的意思是 “大拇指” ，传说是山神“摁 ”开的地方。地理坐
8、标为东经10255- 10405，北纬 3339- 4220之间，海拔高度为 1600 米4920 米之间。迭部县辖 1 个镇、10 个乡：电尕寺镇、益哇乡、卡坝乡、达拉乡、尼傲乡、旺藏乡、阿夏乡、多儿乡、桑坝乡、腊子口乡、洛大乡。全县有 52 个行政村 243 个村民小组，总4兰州交通大学毕业设计（论文）人口 5.6 万人，系藏民族聚居区。总土地面积为 5108.3km2，地势西北高，东南低，东西 长 110 公里，南北宽 75 公里。县内的森林、矿产、水能、草场、珍稀动植物，旅游资源 非常丰富。土地类型主要以林地和草地为主，水利资源极其丰富。全县林地面积 30.07万公顷，占总面积的 58
9、.32%，天然草场达 235.28 万亩，水利资源内装机容量达 2.9万千 瓦。图 3 实验区概况图全县形成了以省道为骨架，县乡公路为网络的公路交通体系。目前境内有省级公路干线 2 条，143 公里；地方道路 39 条，739 公里。长江水系的白龙江贯穿全境 110 公里，县境内自产水量 15.92 亿立方米，是全省人均占有水量的 21 倍。县城电尕寺位于白龙江北 岸，至今已建成道路、供电、供水、排污、广场等基础设施，商贾云集，店铺密布，已成为迭部地区政治、经济、文化中心。2.3 建立解译标志2.3.1 建立先验区建立目视解译标志首先需进行地区性的野外调查，建立先验区。以作为建立标志的依据。结
10、合选择的调查路线，在现场按地类、龄组、郁闭度用 GPS 分别采 3 个点，要求地类、龄组、郁闭度尽量齐全，要覆盖此地的所有植被类型。GPS 采点的正确与否及精确度对目视解译标志表的编制和遥感影像判读起到重要的作用。在调查过程中，借助5兰州交通大学毕业设计（论文）ArcMap 软件对 GPS 的采点进行标记和勾绘，记录地类、龄组、郁闭度等相关因子，建立先验区。在此基础对先验区的土地资源类型进行目视解译，解译过程中要综合考虑影像中各地类的色调、颜色、阴影、形状、纹理、大小、位置、图型、相关布局等特征，并参考前人的土地资源调查资料(如 1：10000 土地利用调查图、基本农田图，森林草场分布图等)以
11、及地形图、交通图、水系图、高程数据和专业人员的经验，以此来提高解译的精度和可靠性。需要注意的是目视解译之前的相关图件资料的收集一定要齐全而且处理要准确，由于历史原因相关的各类图件可能以纸质较多，因此对相关图件的矢量化的认真程度对后期的工作有着至关重要的作用。本研究中的各种图件的矢量化工作都是在ArcGis 软件下完成，相关的遥感数据是由国家提供的（部分影像有问题需再处理） 。2.3.2 野外验证目视解译结果对先验区的遥感影像融入各类相关信息，根据目标地物与影像特征之间的关系对影像反复判读，反复判读之后的成果可称作目视解译的初步结果。初步结果需要进行野外验证，以检验目视解译的质量和解译精度。对解
12、译中出现的疑难点需在野外验证过程中补充解译，依据新的解译标志再次进行解译，最终建立目视解译标志表。2.3.3 内业编制目视解译标志表经过修改的先验区遥感影像可以作为目视解译标志表的基础，利用截图软件裁剪ArcMap（部分在国源软件）里采点后的图片，粘贴到目视解译标志表内，再加上文字描 述以及迭部地区主要的土地资源类型的官方描述，使目视解译标志表更加易懂、形象、 直观。需要注意的是由于同一地区可能具有不同时期的遥感影像，因此需要建立不同时 期的目视解译标志表；目视解译标志表总体上是固定的，但不是一成不变的，在后期的 外业检查工作中要有针对性的具体调整。2.4 目视解译标志表土地资源类型和编码是根
13、据第二次全国土地调查的国家标准和甘南藏族自治州针对本州情况在国家标准下制定的本州第二次土地调查土地资源类型和编码 3。而实验区迭部县又有自己的特殊情况，最终制定出 20 个二级类 29 个三级类的目视解译标志表如下：6兰州交通大学毕业设计（论文）表 2 目视解译标志表土 直接解译标志地 色调 结构 间 接 解 译编号 概略说明 主要分布区域 影像图类 形状 标志型水 012 有水源和灌溉设 洛大乡，花园 灰色， 规 则 色调单 河 流 两 侧浇 施，一般年景能正 乡，腊子口乡西 灰 绿 的 条 一，表 或 有 灌 溉地 常灌溉。 南和白龙江沿 色。 状 或 面 平 设 施 的 土岸。 块状，
14、整。 地。片状。川 0131 指川区地面较平 白龙江等河流 灰色， 规 则 色调单 河 流 两 侧旱 坦，一般坡度小于 两岸。 灰 绿 的 块 一，表 较 平 坦 的地 等于 2 度的旱耕 色。 状 或 面 平 大 面 积 土地。 片状。 整。 地。山 0132 指坡度大于 2 度的 又名坡旱地，村 灰色， 形 状 色调单 多 位 于 山旱 坡耕地 庄附近。 灰 绿 多样 一， 坡上，有不地 色。 规则田埂旱 0134 指在山坡上修造的 田坎均匀分布。 灰色， 多 为 色调单 位于山上，地 旱耕水平梯田。 灰 绿 长 条 一 有 明 显 的梯 色。 形 规则田埂田果 021 植果树的园地。 灰
15、 色 规 则 色调单 居 民 地 附园 夹 绿 的 块 一，表 近，山坡下色 或 状 或 面多为 部，部分有黑 色 片状。 斑点状 围墙。斑点有 031 指树木郁闭度 墨 绿 不 规 色调单 位于山上，林 0.2 的乔木林地， 色，绿 则 的 一，表 成大片地 包括红树林地和竹 色 大片 面多为林地。 颗粒状7兰州交通大学毕业设计（论文）灌 032 指灌木覆盖度 墨 绿 不 规 色调单 多 位 于 有木 40%的林地。 色，绿 则，成 一，表 林 地 和 草林 色 片 面为朵 地 的 过 渡地 状 带其 033 包括疏林地（指树 灰 色 不 规 色调单 多 为 疏 林他 木郁闭度0.1、 夹
16、绿 则，成 一 ，情 地，夹杂于林 0.2 的林地） 、未成 色 或 片 况多种 有 林 地 和地 林地、迹地、苗圃 黑 色 灌 木 林 之等林地。 斑 点 间等高 0411 海拔 3800 米以上， 灰 色 不 规 色调单 位 于 山 顶山 以湿冷生性垫状， 或 绿 则，成 一 上，部分有草 莲座状植物构成的 色 片 积雪覆盖甸 草地。草地亚 0412 海拔 2400-3800 米 灰 色 不 规 色调单 位 于 山 顶高 之间灌木密度小于 或 绿 则，成 一 上，部分有山 15%的天然草地。 色 片 积雪覆盖，草 与 灌 木 林甸 相邻草地8兰州交通大学毕业设计（论文）亚 0413 海拔 2400-3800 之 灰 色 不 规 色调单 山
