03土地资源遥感-农村土地

1、影像特征与地类判读技术讲授：何政伟 教授（博士后） 博士生导师 地质调查研究院 院长 地物波谱特征不同的地物对不同波长的电磁波具有不同的吸收和反射特性遥感影像的解译实际上是一个逆过程光谱与波段划分像元与分辨率7053416484858188918779774538597784868585808269443245728682788879868765404175797893869310610684564358751041041001019591835139561051109788848587775944961038979797577797472879397908276706761717981889

2、793857874707281757885949792848072像元的两个基本特性灰度值（光谱分辨率）分辨率（空间分辨率）灰度值记载了像元表示的地物反射的该波段波长范围内的电磁波强度信号位数越多，信息越丰富，2n2-bit Image - 4 shades8-bit Image - 256 shades空间分辨率指单个像元反映的地物尺寸，像元越小，空间分辨率越高，影像越清晰1 meter ground sample distance4 meter ground sample distance全色与多光谱波段全色波段分辨率较高，接收波长范围广，信号强，质量好，具有丰富的纹理信息多光谱波段分辨率

3、较低，每个多光谱波段仅接收一个相对较窄的波长范围的信号，因此信号强度弱，但能够比较全面的反映地物的光谱特征一般全色波段分辨率为多光谱波段的4倍全色波段与多光谱波段可进行融合影像融合是通过算法获得既有全色波段高空间分辨率，又具有多光谱波段光谱分辨率的影像彩色遥感影像705341648485818891877977453859778486858580826944324572868278887986876540417579789386931061068456435875104104100101959183513956105110978884858777594496103897979757779747

4、287939790827670676171798188979385787470728175788594979284807270534164848581889187797745385977848685858082694432457286827888798687654041757978938693106106845643587510410410010195918351395610511097888485877759449610389797975777974728793979082767067617179818897938578747072817578859497928480727053416484

5、858188918779774538597784868585808269443245728682788879868765404175797893869310610684564358751041041001019591835139561051109788848587775944961038979797577797472879397908276706761717981889793857874707281757885949792848072不同波段的黑白影像以R、G、B通道合成彩色影像彩色合成的类型彩红外（假彩色）将遥感图像的近红外波段赋予R，红波段赋予G，绿波段赋予B 模拟真彩色对应于R、G、B三

6、种波长的遥感三幅影像分别赋予相应颜色混合像元混合像元（屋顶+裸土+植被）纯净像元（裸土）二次调查主要遥感数据源及其特性二次调查比例尺分为1 ：1万和1 ： 5万1：1万比例尺地区采用了航摄、SPOT5、QUICKBIRD、IKONOS等数据1：5万比例尺地区采用了资源2号、北京1号、P6等数据航空摄影黑白光学彩红外DMC地面分辨率高于0.8米SPOT5全色和多光谱波段融合全色波段2.5米分辨率，多光谱波段10米或20米分辨率QUICKBIRD全色波段0.6米，多光谱波段2.4米采用全色和多光谱数据融合图像制作调查底图IKONOS全色波段1米，多光谱波段4米采用全色和多光谱数据融合图像制作调查底

7、图QUICKBIRD和IKONOS资源2号国产卫星，仅有全色波段，分辨率为3米采取与SPOT5、ALOS等多光谱数据融合影像作为调查底图北京1号国产卫星，全色分辨率4米，多光谱32米采用全色波段与本星多光谱波段或ALOS、SPOT5多光谱波段融合影像作为调查底图影像解译与地类判读遥感影像的解译是遥感成像的逆过程。指利用图像的影像特征和空间特征，结合多种非遥感信息资料，发现其相关规律，对解译目标进行由此及彼、由表及里、去伪存真的综合分析和逻辑推理的思维过程。遥感影像解译要充分利用影像本身的特征还需要结合相关资料、信息需要具有综合分析和逻辑判断的能力影像解译的方法建立解译标志解译技术人员首先应对工

8、作区的遥感影像有初步的认识，建立总体的印象 遥感图像的分辨率，合成波段；遥感图像的时相；工作区的一般性地理知识，如地形地貌，行政区划等；工作区的农时历形态是指遥感影像反映的地形、地貌，不同的地形地貌与不同的土地利用方式有密切联系。如梯田一般分布在丘岭山区。居民地一般分布于平原地区，山区则在河流两岸较平坦阶地。不同的土地利用反映于遥感图象上有其大小之分，同是居民用地，较大的居民用地一般为建制镇、城市，而较小的一般为村庄。平原地区图斑相对连片，丘陵山区图斑较为碎小。纹理是指地物的细部色调以一定的规律出现。如森林和园地表现出一定的颗粒状纹理，但园地更为规则。如在高分辨率卫星上，坟地可以由坟堆产生的纹

9、理判断。色调的表现与影像综合成利用的波段相关，也与融合有一定联系。融合也会造成图像的色调出现变异。对于真彩色合成而言，绿色一般代表植物，与植被覆盖度有正相关。水域一般呈蓝色或黑色。居民用地呈灰蓝色。较干燥的裸地反射率较高，可以呈现亮白色等等。对于高分辨率影像而言，阴影对于判读地物也是极为有用的。高层建筑一般会留有阴影，林带也会有阴影出现。在山区判读，阴影会造成一定影响，解决的办法是把阴影与非阴影区的地类分开判读，掌握各自的色调特征。位置指某些地物的出现在特定的位置，可以利用此把色调相近的地物区分开来。相关性反映某些地物的分布组合状况。如独立工矿的判读，工矿用地一般远离市区的，可以定为独立工矿。

10、其他辅助资料的使用解译过程中辅助资料能够提供很大帮助。如地形图、原始土地利用图、库、不同时期遥感影像、其他土地利用资料（如用地资料，权属资料等） 辅助资料使用时要能够和影像在空间上匹配和分析影像解译背景知识的强化地理和气候影像时相（物候）土地利用特点典型的华北平原（较干旱，以旱地为主）长江下游沿岸的圩区（同样平原，以水田为主）三江平原的水稻（生长期）三江平原的水稻（已收割）一定要熟悉当地的土地利用特点，不熟悉地区更要做好功课，提前准备。了解地方的主要农作物，经济作物，特殊性作物如北京昌平区果树比较集中连片，海淀山后主要以水稻和果园为主，通州区则主要为大田作物、潮白河沿岸有水稻分布如广西南宁地区

11、主要的几种植被类型，水稻、甘蔗、香蕉、木瓜、菠萝等，分布及特征）数据融合对影像特征的影响全色数据与多光谱数据同时接收时，影响较小当全色数据与多光谱数据时相差距较大时，会产生伪信息1998年 TM1999年 SPOT变异融合影像了解融合数据的时相解译时以全色数据为准特殊性的光谱要仔细分析二次调查中土地分类影像特征土地覆盖与土地利用土地覆盖_土地覆被指地球陆地表面和近地面层的自然状态，它为自然和人工改造的地表状态诸要素的综合体，包括地表植被、土壤、冰川、湖泊、沼泽湿地和各种人工建筑物等。 土地利用_是指人类为获取与土地相关的产品和服务而进行的土地资源利用活动。土地利用变化又为土地覆盖变化最直接的驱

12、动因子。新的土地利用分类国家标准（12个一级类，57个二级类）二次调查采用的分类将商服、工矿仓储、住宅、公共管理与服务用地、特殊用地分别作为城市、建制镇和村庄处理同时散落的采矿用地和特殊用地单独分类全国土地利用的区域化特征 自然植被之森林-森林草原（灌木）-草地-荒漠系统季风气候（决定性作用，北纬30度，长江流域、佛罗里达和密西西比，其他都是沙漠气候：北非、西亚、北墨西哥和加利福尼亚、亚利桑那）从国家宏观的自然分带上讲，从东南向西北，根据气候的变化（主要是降水）由森林-森林草原（灌木）-草原-荒漠逐次分布。其间由于大地形对气候条件的影响使几种植被类型相互交叉分布。从垂直分布上讲，随着海拔的升高

13、，由森林-森林草原（灌木）-草原-荒漠逐次分布。（北京灵山、白头山，乞力马扎罗山上的雪）气候、地形、海拔三种因素的综合作用决定了植被的自然分布。土地利用是自然人工复合系统东北以农林业为主，农作物一年一熟，土地利用程度较高，图斑较大华北平原以农耕为主，农作物一年一熟到二熟，利用强度高，图斑大黄土高原耕地为主，农林牧混合利用，土地利用强度较高，图斑较破碎华中平原以耕地为主，一年两熟至三熟，水资源丰富。丘陵低山区以林为主，图斑大小中等华南平原以耕地为主，一年三熟，水资源丰富。丘陵低山区以林、果、经济作物为主，图斑大小中等四川盆地地形为微起伏平原-丘陵为主，以农业为主，土地利用强度高，图斑极为破碎云贵

14、高原地形为山地，少有平地，居民点集中在山间盆地、河谷地带，利用强度高，坡耕地较多，图斑极破碎西北绿洲地形一般平坦，灌溉渠系清晰，以农为主。土地利用强度较低，图斑大。绿洲外围一般为草地或荒漠，根据水源条件而不同 耕地色调随土壤、湿度、农作物种类、及生长季节不同而变化。一般湿度大的色调较暗、干燥的较浅；生长着农作物的较暗、成熟的较浅；农田灌溉时较暗、不灌溉时较浅。具有规则的几何形状，纹理平滑细腻，作物生长良好的地块为均匀平滑的绿色，其边界多有路、渠、有田间防护林网等。水田的分布极广，从广东到黑龙江到新疆均有分布，一般地形平坦（易于灌溉）、水源丰富（附近有较大的河湖、灌溉系统完善，北方尤其明显），北

15、方往往集中连片分布，是最优良的耕地南方是传统的稻作区，因降水较多，可满足水源条件，除河湖平原区外，丘陵山区也有水田，均为水平梯田，典型的如广西著名的龙胜梯田。水田灌水时期影像为水的特征，南方稻麦轮作、油稻轮作等在水稻收割后反应为条件较好的旱地形态，水稻生长时期相对旱地生物量较高，绿色也相对浓重、均匀。 东北水田东北地区水田天津水田珠江三角洲地区水田耕地旱地则是依靠天然降水种植旱生农作物的耕地。除水稻莲藕芡实之外，均为旱作物，通常指小麦、玉米、棉花、油菜、马铃薯、番薯、蔬菜等。旱地相对于水田一般位于地势较高处，由于地形原因常常不规则，种植作物种类较多，色调多样。南方一般地块相对破碎，北方较少规则

16、化（平直）田坎，关键是无灌溉设施（渠系、机井） 山西旱地和水浇地旱地水浇地湖南的水田和旱地水田旱地梯田坡地耕地水浇地是灌溉条件较好的旱地，具有灌溉设施和水源保证。水浇地影像上较为平坦、整齐，可见灌溉渠系，形态类似水田，但作物非水稻。根据季节、耕作制度综合确定，有时需要实地判断。菜地一般是水浇地，除集中的蔬菜基地县（寿光）用大田大规模生产蔬菜外，主要分布在大的居民地周围。地块规则细碎，色彩不均一。 北部水浇地可观察到其平耕与浇水时期的状况水浇地水浇地园地园地的特征：规则化的颗粒状、集约化经营 果园一般位于地势较高排水通畅处，丘陵或山脚。光谱特征上与周围林地相似，有些差距较大，有些难以区分，依果树

17、种类、纯度和密集程度而不同，要仔细辨别。株距较大的可看出果树的颗粒状，成行成列，规则分布。一般规模化的果园色彩、纹理上都比较均一。北京果园园地茶园主要分布在秦岭-淮河一线以南，但最北可分布到山东半岛。茶园一般分布在低山丘陵，影像特征是沿等高线呈条带状，颗粒不显著。园地其他园地主要有桑树、橡胶、可可、咖啡、油棕、胡椒、药材等。桑园分布区多为桑蚕丝绸产区。如长江三角洲的杭嘉湖平原往往利用旱地，桑树密集矮小，无颗粒感，生物量大，颜色呈亮绿。橡胶仅分布在海南和云南西双版纳，胶林可见树行，色彩与周围林地不同，略偏蓝色。还可根据园地的附属设施来判断，如看守果树的棚屋，种植药材的遮阳棚等。如东北参棚。海南橡

18、胶园林地植被类型包括乔木、灌木和竹类、红树林有林地比较易于识别，一般分布在山区，呈不规则的颗粒状，色彩较浓。自然状态的林地因树木大小、间距不同而不规则，人工林地应注意与果园的区别，主要是株距更小、植株更密集，颗粒状不如园地明显。南方地区林地林地灌木林因较低矮，一般没有颗粒感或颗粒感不明显，均为自然状态，处于林地与草地、农用地之间的过渡地带，内部应有部分颗粒状乔木，以及草地，分布极不规则，色彩比林地浅，但比草地深。林地迹地是采伐后或火烧后的林地。易于在影像上判读，周围一般都是林地，火烧部分发黑，形状不规则。采伐的形状较为规则。地形的影响：北方由于降水少，往往山的阴坡植被覆盖率比阳坡好，南方则不明

19、显，甚至阳坡比阴坡乔木更旺盛。迹地草地草地的特征是植被生物量小，颜色较浅，但内部均一度比较高，纹理细腻。天然牧草地基本上分布在我国地形的第二阶梯以西，是自然的植被分布。主要有温带半干旱草原（我国的典型草原，内蒙），草甸草原（黑龙江、若尔盖），荒漠草原（阿拉善）、高寒草原（西藏） 川西高原草地草地人工牧草地基本上是在原有草原的基础上，改良草种、进行灌溉形成的，人工草场的产草量高于天然草场，因此颜色较深。同时内部均一度更高。往往人工草场有明确的范围，用围栏围住，因此会造成草地的色调发生明显的变化。（内蒙草库伦，条件较好的地方，灌溉设施、围栏、舍饲、割草、贮料、改良草种）（草库伦养山羊）（游牧到定居

20、，草原权属）草地其他草地基本上是指荒漠草原，郁闭度小于0.1，基本不能用于放牧。影像特征上与荒漠类似，有极少植被，色调浅淡，或植被成颗粒状丛生 城镇村及工矿用地是人类活动高度影响的、人群高度密集的、地表自然形态改变最大的土地，也是最易于识别解译的土地。特点：具有人工建筑，几何形态高度规则化。建筑物在影像上反映是灰蓝色，新城区色调较为发亮，而老城区较为灰暗，建筑物颗粒也较小城镇村及工矿用地城市、建制镇和村庄之间没有明显的界限，尤其在城乡结合部以及高度城市化的一些发达地区，仅仅依靠影像特征不能判断，需要辅助其他资料。如行政建制资料（建制镇），行政区划地图等 城镇村及工矿用地村庄等小型居民点北方是聚

21、集型，南方是离散型，因地而宜。河北、湖南、浙江、江苏圩区（张家港）、合浦、闽南（围屋）粤北北方村庄的用地普遍较大，有院子，以东北和西北为大，院子里普遍种植庭院作物，后院种菜。（敦煌、内蒙、黑龙江）南方一般庭院小，无围墙（江浙） 华北平原的建制镇与村庄张家港浙江南方地区村庄闽南粤北广西北海村庄北方地区村庄城镇村及工矿用地采矿用地是采矿采石采砂盐田砖瓦窑的总称。影像上易于判别，但其范围包括直接用于采矿设施、矿物堆放用地。（山西煤矿、大庆油田、采石、北海盐田（注意与养殖水面的区别，大部分养虾养鱼，吃陆盐了）青海察尔汗盐场） 山西安太堡煤矿大庆油田察尔汗盐场广西盐场采矿用地城镇村及工矿用地风景名胜和特

22、殊用地，其范围主要限定在城镇村以外的建筑物和构筑物，但是否属于风景名胜区、军事、宗教、殡葬等用地需要根据其他资料判别。坟地相对特征比较明显，分辨率较高的影像上可见连片分布的坟包，新型公墓等需进一步判别，影像上为建构筑物的特征。靶场交通用地铁路（分辨率较低的影像上铁路难以和公路分开，一般来讲，铁路较直，拐弯处弧度较大，且可以通过铁道站点来判定。由于铁路相对来讲比较少，因此建议直接结合有关资料进行判断）铁路及其车站交通用地公路（分辨率较低的影像上注意和铁路、沟渠分开。主要通过连接的立交桥、村庄、居民点来判断。有时与河流交叉处的桥梁也能帮助判断公路还是水系。一般来讲公路路面反射率较高，影像发亮，特别

23、是新的水泥路面和裸土路面。分辨率高的影像易于判断。）城际高速公路交通用地农村道路（与公路判别类似，只不过农村道路一般较窄（但也有例外，如长江三角洲部分地区）。农村道路与公路的区别仅在于权属，乡以下道路为农村道路，乡级及乡级以上为公路，因此除根据道路的宽度、路面情况来判断外，还须参考其他相关资料，如交通部门提供的交通图等）北部农村道路交通用地机场（易于判别，有规则的跑道和附属设施，调度中心航站楼储运场地等。应注意有些是军用机场应作为军事用地处理。特殊用地，保密处理） 交通用地港口码头（位置在海岸或河岸，可见船舶及泊位、货运码头还应有货物储运场地、塔吊龙门吊等）沿海地区大型港口河流港口码头水域及水

24、利设施水体在影像上反映为蓝色（彩红外）蓝色蓝黑色（模拟真彩色）蓝绿色（真彩色）。有时水面上有水草、浮萍、水葫芦等浮水植物，呈现植被特征，应注意区分。（昆明滇池）水利与水利设施河流与沟渠均为线状或带状，不同的是沟渠为人工构筑，形态比较规则，宽度统一，一般水岸平直，岸坡垒土或石砌，人工特征明显。天然河流河道弯曲，河岸为自然河岸，有时可见沙滩、芦苇，宽度宽窄不一。但渠化河流与沟渠具有相同特征，应综合上下游河段辅助判断。 水域及水利设施湖泊、水库和坑塘均为面状水体。湖泊为天然形成，水岸线不规则，无堤坝。水库明显可见人工修筑的堤坝，堤坝的特征是平直的亮白色，坝外有河流或河道。如需水量小于10万立米，无论

25、人工还是自然均称为坑塘。（安徽江淮丘陵，广东客家围屋）水库前后的闸坝与堤坝水域及水利设施滩涂为大潮高潮位和低潮位之间的潮浸地带，沿海滩涂采用平均高潮位和零米等深线之间的地带代替。除泥滩沙滩外，通常可生有芦苇香蒲等植被。沙滩呈亮白色，泥滩色调略深，呈灰色。（东营黄河三角洲，黄河滩涂，北海滩涂）水域及水利设施冰川及永久积雪主要分布于青藏高原，仅在西藏、青海、新疆、四川、甘肃、云南有分布。位置在海拔4000米以上的山脉的顶端，呈亮白色略发蓝。（博格达、喀喇昆仑山）其他土地空闲地位于城镇村内部未利用的土地，影像一般为荒草或裸土 其他用地设施农用地指工厂化经营的畜禽饲养、作物栽培、水产养殖的设施用地。影像为规则的键构筑物，易与厂房和大棚混淆，须实地确认。农村的晒场也是一种设施农用地，一般分布在村庄周围，面积不大，色调为亮白色呈现裸土的特征。其他用地田坎指宽度南