遥感卫星影像在地理国情普查中的应用

杨玲

摘要：卫星遥感影像技术自诞生以快速应用于监测普查领域，，地理国情是重要的基本国情，也是制度制定的依据，我国正处在工业化、城镇化快速发展时期，也是地表自然和人文地理信息快速变化的时期，地理国情监测至关重要。要充分利用测绘的先进技术、数据资源和人才优势，积极开展地理国情变化监测与统计分析，对重要地理要素进行动态监测，及时发布监测成果和分析报告，为科学发展提供依据。基于此，文章以地理国情普查为依托，从高分辨率卫星遥感影像针对卫星遥感影像技术的实际应用情况展开论述，以期为我国地理测绘事业发展贡献一份力量。

关键词：地理国情普查；卫星遥感影像；测绘；

引言

通过对我国地理国情进行普查，可以帮助我国更好的处理社会、经济、生态环境之间的关系，从而推动社会实现和谐、可持续发展。而且在地理国情普查工作中应用卫星遥感影像，可以有效提高地理国情普查工作的效率及质量。因此，加强对遥感卫星影像在地理国情普查中的应用研究具有非常重要的现实意义。

1地理国情普查工作概述

地理国情是指一个国家领土范围内的自然地形、生物及人文现象空间变化之间的关系及特性。从内容来说，地理国情包含了国土概况、地形地貌特性、交通运输网络、江河湖泊分布、地表植被情况、城市布局及生产力空间布局等各个方面的情况。而地理国情普查是对上述内容进行调查，属于是一项重大国情国力调查工作。这项调查工作需要结合已有的地理测绘资料，并综合运用GPS技术、GIS技术及遥感技术等对本国的地形、水系、交通及地表植被情况等实施动态化、定量化及空间化的立体监测，并对各要素的变化情况进行统计分析，最终形成准确详细的监测数据报告。通过地理国情普查能够帮助国家准确掌握本国的自然生态环境情况及人类活动情况等，从而加快环境友好型及资源节约型社会建设及发展。

2地理国情普查技术路线

以覆盖全国陆地国土的分辨率优于 1 米的多源航空航天遥感影像数据为主要数据源，辅以我国资源 3 号、天绘系列和高分 1 号等卫星影像数据，收集、整合基础地理信息数据及多行业专题数据，采用自动与人机交互影像处理、多源信息辅助判读解译、外业调查、空间数据库建模、统计数据空间化、多源数据融合、空间量算、地理计算、空间统计等技术与方法，运用高新技术和装备，内外业相结合，开展全国地形地貌、地表覆盖、重要地理国情要素的普查与建库，搭建地理国情普查统计分析专用平台，开展全国地理国情信息统计分析，通过地理国情信息发布与服务系统、管理系统、地理国情监测平台等技术体系建设，实现第一次全国地理国情普查成果的管理、发布和应用。总体技术流程如图 1 所示，图中普查数据采集部分的内业和外业工作，可根据任务区的特点和承担单位的设计，灵活采用“先内后外”、“先外后内”或内外业交互结合的方式开展。

图1 第一次全国地理国情普查总体技术流程

3地理国情普查主要工序

3.1基础遥感影像资料收集

资料收集是开展地理国情普查的基础性工作，包括基础地理信息数据、遥感影像资料及控制资料、行业专题数据的收集整理。

影像资料需要收集获取时相不早于 2011 年、地面分辨率为优于 1 米、2.5米、局部 5 米的卫星影像或航空摄影影像，也可根据普查需求，收集利用普查区域的 LiDAR 数据，用于 DEM 精细化、地表覆盖分类、地理国情要素数据采集及属性信息的提取。对于植被覆盖类普查内容，位于我国北亚热带季风落叶阔叶、常绿阔叶林气候区以北的地区，宜利用 4-9 月时相的遥感影像作为基本数据源；对于水域相关的普查内容，宜收集利用丰水期的遥感影像作为基本数据源；对于人工建造物的覆盖和要素内容，原则上按照普查时点当月数据为准，结合遥感影像采集相关信息；难以达到上述要求的，可收集利用离普查时点较近、较低分辨率遥感影像进行更新和时点统一。

控制资料主要应用于遥感影像正射纠正。基础地理信息数据在地理国情普查中可以收集利用的包括 DEM 数据、DOM数据、DLG 数据等。DEM 数据主要用于遥感影像的正射纠正处理、精细化 DEM的生产中。已有的 DOM 资料可以为影像控制点读取提供支持。DLG 数据可作为要素采集的参考数据源，以及提取满足精度要求的控制点。行业专题资料可收集的包括水利、林业、国土、交通、统计、民政、环境等多个行业部门的数据。

3.2多源遥感影像处理

按照《数字正射影像生产技术规定》的要求，根据地理国情普查工作需要，将多源、多时相遥感数据进行正射纠正处理，制作遥感正射影像，同时根据影像分类与信息提取的需要，采用恰当的波段组合进行必要的融合处理，形成地理国情普查的基础底图数据。

正射影像生产中，如果任务区内同时存在多源影像数据，以信息量最大为基本原则选用较好的影像。DEM 数据应选取格网间距和高程精度优于（包含）CH/T9009.2-2010规定中1:50000要求的数据。通过充分利用现有的外业像控点、现有的航空影像空三加密成果、1:10000 地形图（正射影像）读取的明显地物点、其他资料中获取的满足精度要求的控制点以及野外测量获得的像控点等多种方式获取控制资料。

根据航空影像和卫星影像不同的特点分别进行正射纠正。航空影像正射纠正，在进行空三加密、相对定向、立体模型编辑的基础上，进行航空影像正射纠正。卫星影像正射纠正采用卫星影像数据 RPC/轨道参数模型、严格物理模型方式、其他模型方式进行解算；如果作业区域含有多景有重叠影像时，可采用区域网平差的方法计算影像的外参数，同轨同时相的遥感影像可以采用先拼接，然后按单景影像进行纠正，采用区域网平差和同轨同时相影像拼接后纠正，在纠正精度满足要求的前提下，控制点布设要求可适当放宽。全色波段影像纠正后正射影像分辨率原则上和原始影像地面分辨率保持一致，纠正时按整景纠正，重采样采用双线性插值或卷积立方的方式。纠正过程中不得对影像的灰度和反差进行拉伸，不改变像素位数。纠正后的正射影像有效数据范围内没有漏洞区。

为了达到分幅正射影像产品要求，需对正射处理后的分幅影像进行融合、增强以及镶嵌、裁切和接边等处理，并采集获取完整的元数据。

3.3内业信息采集

按照《地理国情普查内容与指标》的要求，以遥感正射影像为基础，利用收集整理的基础地理信息和其他专业部门的资料，采用自动分类提取与人工解译相结合的方式，开展地表覆盖类型内业判读与解译，同时，补充或更新水域、交通、构筑物以及地理单元等重要地理国情实体要素，提取要素属性，形成相应的数据集，供外业调查核实。生产过程中同时采集《地理国情普查数据生产元数据规定》中要求的元数据信息。其工作流程如图2 所示。

图2地理国情普查内业信息采集工作流程图

3.4外业调查底图制作

在内业信息分类与判译提取的基础上，按照《地理国情普查外业底图制作技术规定》的要求，基于融合的彩色正射影像，叠加空间专题信息、判读解译成果等信息，对矢量数据进行符号配置，并有选择性的对部分名称、属性进行标注，突出需重点核查的问题图斑、待定界线和要素，制作外业调查底图，为外业调查与核查提供工作底图。有条件的单位，应尽可能使用电子调查手段，以提高工作效率和确保工作质量。

3.5外业调查与内业数据处理

外业调查的目的一是对内业分类与判译工作中无法确定边界和属性的地理要素实体，以及无法准确确定类型的地表覆盖分类图斑进行核实确认和补调。二是检验判读的正确率，发现判读过程中的误判，指导修正判读数据，并建立代表性地物类型的遥感解译样本库，指导自动分类和人工解译。三是为成果应用阶段判断数据质量情况提供客观依据。外业调查留下的资料和记录，可以为使用成果的用户提供判断数据质量情况的客观依据，并据此合理有效利用数据成果。此外，

获得的地面实景影像资料，可以为相关专题分析、多媒体制作提供素材。

依据《地理国情普查外业调查技术规定》，开展外业调查，并按照《遥感影像解译样本数据技术规定》的要求采集遥感影像解译样本数据，同时采集《地理国情普查数据生产元数据规定》中要求记录的外业调查相关元数据信息。对于外业困难地区或难以到达地区，可采用多种分辨率、多时相遥感资料内业核查。

依据《地理国情普查内业编辑与整理技术规定》，基于外业调查成果，对内业采集信息进行几何位置、属性的编辑、修改，形成地表覆盖分类数据和地理国情要素数据成果。

4结束语

综上所述，卫星遥感影像在地理国情普查中不仅应用广泛，且有着不可替代的作用。因此，要基于卫星遥感影像，对地理国情进行常态化监测，并建立起中分辨率到高分辨率，多数据源、多时相、多光谱及多传感器的影像库，服务于地理国情监测工作中，进而为我国建设环境友好型、资源节约型社会提供可靠的依据。

参考文献:

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[4]杨博锦.遥感卫星影像在地理国情普查中的应用[J].电子技术与软件工程,2019(05):58.