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1、资源环境与城乡规划管理专业2010级“3S”技术应用生产实习指导书黑龙江科技学院建筑工程学院 “3S”技术应用生产实习指导书引言 “3S”是遥感RS、全球定位系统GPS、地理信息系统GIS的总称。RS技术具有宏观性、实时性、有效性、周期短等特点，成为获取地理信息数据和土地动态数据的最大数据源；GIS是一种采集、存储、分析、显示与应用海量地理数据的技术手段，具有强大的空间分析功能，广泛用于土地资源调查及动态监测工作；GPS运用相对定位的方法对遥感数据区域进行野外定位，可最大限度地提高地理信息数据的精度，可为外业数据实测提供便利的帮助。 资源环境与城乡规划管理专业的“3S”技术应用生产实习是在学习
2、测量与地图学、数据库、遥感、地理信息系统原理及软件应用、土地资源学、土地利用规划学等课程之后开设的综合性生产实习。通过该实习，将“3S”技术应用到土地分类、土地调查、土地评价等方面，提高学生在“3S”技术综合应用方面的能力。本次实习主要是基于landsat TM遥感影像运用人机交互目视判读解译方法进行土地利用分类，运用Google Earth搜索工具及GPS定位辅助进行野外实地调查，利用ArcGIS软件进行遥感影像矢量化、数据库建立、专题地图编绘与输出，并根据土地调查、土地分类的结果进行土地利用现状分析。第一章 实习内容与技术流程实习目的： 了解遥感影像数据预处理过程及方法，以及其他辅助资料收
3、集的方法， 掌握运用人机交互目视判读解译方法进行土地利用类型遥感解译， 学会利用Google Earth搜索工具进行点坐标查询，结合GPS定位到实地进行土地类型调查， 熟练运用ArcGIS软件进行遥感影像矢量化、数据库建设、专题地图编绘与输出， 能够运用土地分类、土地调查的结果进行土地利用现状分析， 了解运用“3S”技术进行土地分类、土地调查、分析评价等技术工作流程。实习内容：土地利用类型目视遥感解译，GPS野外调绘与实地调查，影像矢量化与数据库建设，专题地图编绘与输出，土地利用综合分析。实习分工：本次实习共分8个小组（10个县（市）、市区（阿城区除外），每个小组负责完成一个县（市）的土地利用
4、分类、土地调查、专题图制作与土地利用分析等任务。（哈尔滨周边，5组：3人，1组：4人）。技术流程：2010年哈尔滨市TMARCGIS9.3数据编辑波段融合图像裁剪目视解译外业调绘土地类型制图及数据库建立ERDAS9.1第二章 实习准备数据准备： 数据源采用的是哈尔滨市域（8区10县）2010年9月过境并扫描得到的 landsat TM遥感数据，7个波段，空间分辨率30m。根据哈尔滨市域范围及行政区划界线在TM影像上建立区域，确定裁剪区域。辅助资料：主要收集到哈尔滨市的地形地貌图、土地利用现状图、土地利用总体规划图、以及区域自然地理环境、行政区划等方面的资料。计算机软件：ERDAS IMAGIN
5、E 9.1/ENVI 4.3、ArcCIS9.3 软件等仪器：GPS手持机，精度10m。第三章 实习区域概况哈尔滨市是我国特大城市之一，位于黑龙江省南部，地理坐标为东经1254213010，北纬44044640之间。东与黑龙江省佳木斯市、七台河市、牡丹江市接壤，西与大庆市相望，北与绥化市、伊春市相邻，南与吉林省接壤。哈尔滨市辖区总面积530.68万hm2，市区总面积7086 km2。行政区辖市区道里、道外、南岗、香坊、平房、松北、呼兰、阿城8个区和五常、双城、尚志、巴彦、宾县、依兰、延寿、木兰、通河、方正10个县（市）。自然地理特征：地形地貌：哈尔滨市地处松嫩平原东部、小兴安岭南麓、张广才岭西
6、麓，地势北、东、南高，呈新月形状向西倾斜。西部地势低平，为松花江的漫滩地和一级阶地，主要包括双城市和市区大部。中部的巴彦、阿城和宾县西部及五常西北部为低丘漫岗状倾斜平原，是平原向山区的过渡地带。哈尔滨市地貌类型主要分为低山、丘陵、台地、高平原、二级平原、一级平原。总的地貌特征为：山势不高，河流纵横，平原辽阔。河流水系：哈尔滨市境内的河流主要属于松花江水系。松花江发源于吉林省长白山天池，其干流自西向东贯穿哈尔滨市地区中部。除松花江干流外，河长在300km以上的松花江主要一级支流有蚂蚁河、拉林河、呼兰河、倭肯河、牡丹江，还有较大的河流如阿什河、西北河、少陵河、木兰达河等。植被：天然植被主要包括森林
7、植被、草甸草原植被、草甸沼泽植被3个类型。森林植被主要分布于张广才岭西北坡和小兴安岭南坡的中低山区和丘陵区。草甸草原植被主要分布在平原地区，草甸沼泽植被分布在江河漫滩和山间沟谷地带。除天然植被外，还包括农作物及城市绿地等人工植被类型。土地利用格局：由于哈尔滨市地形复杂，区域间自然条件差异性大，不仅形成复杂多样的自然环境特点和土地利用类型，而且直接影响了人口与产业的分布，形成了城乡之间、不同区域间的土地开发利用格局。根据黑龙江土地资源，以地貌形态为依据的黑龙江省土地生态分区结果，哈尔滨市域范围内的绝大部分县（市）属于松嫩平原东部区（巴彦、木兰、宾县、五常、双城、包括呼兰、阿城在内的哈尔滨市区）和
8、张广才岭、老爷岭山地区（方正、延寿、尚志），只有小部分属于三江平原东部区（依兰）、小兴安岭台地状丘陵区（通河）。松嫩平原东部区为高平原，地貌形态以漫岗和丘陵为主，处在黑土地带，黑土层较厚，土壤肥沃，有机质含量高。该区土地开发历史较久，土地利用率高，人口密集，交通发达，是重要的工农业生产基地。东南部张广才岭、老爷岭地区的地貌以山地和丘陵为主，土壤以暗棕壤、草甸土、白浆土为主。山区的土地利用方式以林业为主，河谷平原区以农业为主。 哈尔滨市是黑龙江省省会，自建国以来其工业发展迅速，形成门类比较齐全，技术装备比较先进的工业体系。哈尔滨不仅是黑龙江省政治、经济、文化中心和交通枢纽，而且成为我国东北北部最
9、大的中心城市和联系东北亚各国的国际性经贸城市。作为全省的一级发展极核，哈尔滨及其周围地区成为全省人口最集中，城市化水平最高，经济最发达，交通网络最密集的区域。在这样的自然、经济背景条件下所形成的土地利用结构中，城乡居民点、工矿及交通等非农业用地所占比重相对也比较高，并且形成以哈尔滨市区为中心向外呈递减的趋势。第四章 实习过程与要求实习一 土地利用类型遥感影像解译标志的建立目的与内容： 遥感影像解译是指从遥感影像获取目标地物信息的过程。土地利用类型遥感解译需要根据专业（部门）的要求，基于影像空间分辨率特征、区域特点等，建立统一的土地利用分类体系及其遥感影像解译标志，采取适当的目视判读方法和实地验
10、证，从影像上识别各种土地利用类型信息，并将其表示在地理底图上。解译过程：建立统一的土地利用分类体系：根据TM遥感影像空间分辨率特征，结合哈尔滨市域土地利用特点，依据全国土地利用现状分类、第二次全国土地调查分类等标准，建立哈尔滨市域统一的土地利用分类体系，如包括耕地（可分为旱地和水田）、林地、草地、城乡建设用地（可分为城镇建设用地、农村居民点用地）、水域（可分为河流水面、水库、坑塘等）、其他土地（可分为沼泽地、盐碱地、裸地等）。要求：建立各县（市）土地利用类型及编码表（地类代码表）。初步建立土地利用类型遥感解译标志：根据整体性和综合性、兼顾多尺度、先易后难、循序渐进等原则，以遥感影像上能直接反映
11、和判别地物的影像特征如色调、形状、纹理、位置等作为直接解译标志，结合专业知识和逻辑推理参照间接解译标志，初步建立哈尔滨市TM遥感影像的土地利用类型解译标志（需列表）。实地检验与修正遥感解译标志：选取典型地区，运用Google Earth搜索工具及GPS定位辅助进行野外实地调查，对初步建立的土地利用类型遥感解译标志进行实地检验，修正后确定土地利用类型遥感解译标志。哈尔滨市TM遥感影像土地利用类型解译标志一览表（供参考）利用类型判读标志示例耕地色调均匀，形状规则，浅红色或者红色，不同季节由于作物的发育程度不同会呈现不同颜色，有纹理，镶嵌着分散的居民点。林地颜色为绿色，按照林地质量的高低排序颜色由深
12、变浅，形状比较规则，主要分布在山区。水域颜色为蓝色，河流条带状，河湾滩地比较明显；湖泊轮廓清晰，自然闭合；水库、坑塘形状规则，通常具有水利设施，尤其是鱼塘等纹理明显。居民地城镇用地面积大，有明显的交通纹理，年代久远的呈现较暗的青灰色，新城区颜色呈明亮的青白色。农村居民点面积小，数量多，形状无规则，一般呈现较暗的青灰色，散落的分布在大面积的农田或河谷，山谷等地。沼泽地一般毗邻河流湖泊等水域，因有植被生长，所以呈现红色，且色调均匀。草地影像上为绿色，表面较光滑，色均匀，多分布于哈市西北部。盐碱地影像上呈白色片状，分布在哈市西北处，地势较平坦。目视判读解译：根据修正后的土地利用类型遥感解译标志，采取
13、适当的目视判读方法和实地验证，从影像上识别各种土地利用类型信息，并将其表示在地理底图上。解译原则与依据原则：整体性和综合性原则：要充分利用多种解译标志，综合分析地物特征和区域特点，不能片面强调个别“典型标志”的作用将其绝对化，更不能将某种色调或纹理特征与某种地物等同起来，否则容易造成解译错误；兼顾多尺度原则：在研究区域影像宏观尺度的轮廓之后进行中小尺度的详细解译，多个层次相互补充；还要坚持先易后难、循序渐进的原则。依据：直接解译标志：指遥感影像上能直接反映和判别地物的影像特征，包括形状、大小、阴影、色调、颜色、纹理、图案、位置、布局等。在实际操作中最常使用的直接解译标志有形状、颜色、纹理、位置
14、等。间接解译标志：有些土地利用类型不能直接从影像的直接解译标志中判读出来，需要从与其他相关事物之间的联系，通过丰富的专业知识和严密的逻辑推理间接地解译出来。实习二 影像解译与数据建库目的与内容：矢量化是将基于遥感解译的土地利用分类结果由栅格数据格式转换为矢量数据格式的一种较为适用的方法，即通过影像数据提取土地利用类型专题信息，再通过对分类结果进行处理与转换，获取GIS矢量数据，以满足专题信息制图和数据库建设的需要。操作流程：基于ArcGIS软件，把经过判读解译的土地利用类型的栅格边界线转换为矢量边界线，完成初步矢量化，然后对矢量化结果经过编辑，完成对矢量图层的完善，建立土地利用数据库。数据库要
15、求：1、建立personal Geodatabase数据库，建立feature dataset和feature class，以小组任务所在地为名称建立，如宾县小组建立的personal Geodatabase的名称为binxian2010，feature dataset名称为landuse，feature class以point，line，polygon分别命名。2、最终成果应是面状的feature class，并录入相应的地类代码，最终的polygon是拓扑生成的（中间数据应是line和point），polygon的属性字段主要有area和useid，字段类型分别为double和text（宽度为10）。 3、本次实习的数据投影均为UTM WGS84（已设置好）。4、实习成果上交personal Geodatabase数据库。实习三 专题地图编制与输出目的与内容： 基于土地利用类型的GIS矢量化结果，制作以各县市土地利用类型专题
