太湖流域矢量土地利用6期土地利用數據
一.背景介紹
土地是人類賴以生存和發展的最基本的自然資源。而土地利用又是人類根據土地的特點,按一定的經濟與社會目的,採取一系列技術手段,對土地進行的長期性或周期性的經營活動。其具體表現是土地類型的面積變化、空間分布變化和土地的質量變化。它是人類活動作用於自然環境的重要途徑之一,也是歷史時期土地覆被變化的最直接和主要的驅動因子,人類通過土地利用活動改變地球陸地表面的覆被性質,進而對區域環境產生深刻影響。近幾年來,對土地利用的研究大多集中於景觀尺度上通過土地利用程度指數、土地利用動態度、景觀多樣性指數、景觀總破碎度和景觀優勢等指標對土地利用時空變化進行研究,而對土地利用類型隨地形的分布格局研究較少,地形因子作為土地利用重要的環境因子,直接影響著地表物質的遷移與能量的轉換,在一定程度上決定著土地利用的方向與方式,因此進行土地利用類型隨地形的分布格局的研究,將有助於區域土地利用的合理規劃和農業結構調整。可進一步揭示人、地和環境之間的發展關係及人類活動和社會因素對自然生態環境的影響。
地理國情監測雲平台應南京師範大學的要求，對太湖流域1980年30m，1990-2010年5期矢量土地利用——共6期土地利用數據進行數據加工服務，以滿足客戶科研工作需求。
二.案例詳情
服務單位：南京師範大學
服務時間：2014.10
服務內容：太湖流域矢量土地利用6期土地利用數據
本案例中的土地利用數據加工方法大致分為以下幾步：
1.遙感影像的處理
以2000年遙感影像為例，2000年遙感監測的信息源為美國LANDSAT-TM影像(1999-2000)，解析度為30 m×30m ;20世紀70年代遙感監測的信息源為美國LADSAT-MSS影像(1975-1978)，解析度為80m×80m。為了更好的突出地表植被特徵，選擇TM4、3、2波段和MSS4、5、7波段進行假彩色合成。
在遙感圖像的季相確定時，既要注意所在調查區域內遙感信息瞬時覆蓋時本身的質量(如含雲量度 <10%等技術指標)，又必須顧及不同區域的時效性季相差異選擇。根據瞬時狀態下最大限度使圖像上儘可能豐富地反映地表信息的原則，全國遙感調查主要選擇5月下旬至6月中旬或8月下旬至9月中旬的圖像，對部分邊遠地區和數據獲取困難地區可適當放寬時段限制。
2.信息提取
全國土地利用數據產品是指基於Landsat TM遙感影像，我公司地理國情監測雲平台專業人員採用全數字化人機交互遙感快速提取方法，同時參考國內外現有的土地利用/土地覆蓋分類體系，以及遙感信息源的實際情況，將遙感影像進行解譯並在進行實地驗證將全國土地利用數據類型劃分為6個一級分類，25個二級分類以及部分三級分類的土地利用/土地覆蓋數據產品，並結合本項目制定土地利用數據產品分類體系，詳見表1。
遙感信息提取的方法主要為目視解譯，由於目視解譯更側重於人的知識的參與，為了減少由於不同人員的主觀差異性所造成的誤差，提高遙感判讀精度，因此建立統一解譯標誌是十分必要的。在多個專家的參與下，根據影像光譜特徵，結合野外實測資料，同時參照有關地理圖件，對地物的幾何形狀，顏色特徵、紋理特徵和空間分布情況進行分析，並在綜合各位專家意見後，最終建立表2所示的判讀標誌。
3.數據集成
空間數據集成是對數據形式特徵(如格式、單位、解析度、精度)等和內部特徵(特徵、屬性、內容等)做出全部或部分的調整、轉化、合成、分解等操作，其目的是形成充分兼容的資料庫。數據集成是面嚮應用項目的，數據集成應中包括空間、屬性和時間等對對象數據特徵的處理，集成成果的表達與具體需求和已形成的數據規範和標準分不開。
針對研究目的和內容，我們對土地利用/土地覆蓋數據在內部屬性、空間數據精度、空間分析尺度及數據時間序列等重新進行了調整，使其有效的組織在一起，客觀地科學地反映全國土地利用的動態變化過程。
4.質量控制方法
(1)遙感影像糾正採用投影變換方法(PROJECT)，控制點要選擇比較明顯的地物，如道路交差點，壩址等，並與地形圖相對應，分布要均勻，控制點的個數要大於4個，誤差控制在一個像元，TM影像糾正的方根誤差(a RES error)小於0.01，MSS影像糾正的方根誤差(a RES error)小於0.08
(2)地形圖糾正採用有限元方法(Finite Element)。70年代末地形圖糾正誤差要求①經緯網偏差不超過一個像素(即8.4米);②經線方向的方里網誤差不超過2個像素(即17m);③緯線方向的方里網不超過3個像素(即25m)。
30年代和世紀初地形圖進行二次糾正時，選擇小村屯作為控制點，誤差不能大於500米
(3)專題信息矢量化採用人機交互判讀實現，分為基於遙感影像的專題信息和分為基於地形圖的專題信息。遙感影像解譯精度保證耕地、城鎮圖班的屬性判對率達到95%和其他地類達到90%。最小圖斑大於6*6個像元，圖斑最窄距離為4個像元。地形圖數字化時漏繪率小於98%，最小繪圖單位為4平方毫米。
5技術服務成果展示
本次產品加工技術服務成果如圖所示：
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