第2章土地变更调查的流程与内容

土地变更调查与遥感监测主讲人：史展第2章土地变更调查的流程与内容土地变更调查的流程土地调查与验证资料收集与准备成果整理与输出2.1土地变更调查的流程土地调查的内容与流程土地利用调查内容主要包括：各类用地的自然坏境、社会经济条件等及其发展演变；各类用地的数量、质量、分布规律和土地利用构成特点；分析土地利用现状特点、存在问题及经验教训，指出开发利用的方向、途径和潜力；土地利用分类和土地利用图编制；调查区域土地总面积及各类用地面积量算等。2.1土地变更调查的流程资料收集与准备制定方案准备资料技术培训底图绘制土地调查与验证土地利用地类变更调查权属变化调查成果整理与输出外业数据汇总与整理图斑清绘与转绘建立更新数据库更新土地利用数据库土地变更调查的流程土地利用现状调查2.2资料收集与准备1、制定方案明确任务和要求，确定合适的方案熟悉区域背景（如范围、地形、地貌等特征），建立合理的土地利用分类体系，并对分类体系进行合理编码根据分类体系，设计合理的数据形式、数据结构和组织方式设计外业调查路线与实施方案，如参与人数、人员安排、外业调查时间、调查内容、调查所需材料与工具、调查路线与交通方式等。2.2资料收集与准备1、制定方案数据形式GIS中数据模型包括矢量数据模型、栅格数据模型和不规则三角网数据模型。土地调查数据形式矢量数据模型——定位精确、数据精度高图斑的精确勾绘，面积、周长等参数的计算等栅格数据模型——形式简单、便于空间分析遥感图像信息提取，遥感动态变化分析，土地利用的空间分析等2.2资料收集与准备1、制定方案数据形式使用软件不同，矢量数据的存在形式与格式也不相同。ArcGIS：

Shapefile——一般矢量数据

文件包括：shp、shx、dbf、（prj、shp.xml、sbx、sbn）database——具有拓扑关系的矢量数据MapGIS：分层存储数据点——wt线——wl面——wp网——wnShapefile文件MapGIS软件中矢量数据文件夹中矢量数据2.2资料收集与准备1、制定方案数据形式矢量数据模型——点、线、面点——记录定位点，如行政区位置、属性等。线、面——记录地块图斑注意：地物类型一般采用线形式记录，再转换为面的形式（原因：线状地物方便修改）。属性表——记录权属信息和其他信息2.2资料收集与准备1、制定方案数据形式栅格数据模型——以像元为单位存储栅格数据格式很多，比较常见的有Esri_grid、img、tif、jpg、png、hdr、hdf等等。

img和tif格式是通用栅格数据格式以栅格数据模型表达时，必然要涉及到分辨率的问题，分辨率一般保证数据正常顺利运算为原则确定，在这个过程中会产生一定的误差和精确度的损失，因此需要进行必要的误差和精度说明。3.1土地调查的数据形式与用途3.1土地调查的数据形式与用途2.2资料收集与准备1、制定方案数据结构空间数据一般采用分层管理方式，地类图斑为主要数据，栅格数据：土地利用存储在一层，且栅格数据一般仅表示矢量面数据（即图斑），栅格值表示土地利用类型。1、制定方案数据组织方式——属性数据的组织2.2资料收集与准备属性数据与空间数据通过唯一的标识符联系，土地类型以代码和名称两种形式分别存储，其中代码按照建立的分类体系结构进行编码，此外还需记录权属（按省、市、县、乡、村的顺序记录，往往以代码形式记录）、面积、周长、图斑编号等信息。进行土地变更调查时，需要记录变更前土地利用类型（包含代码和名称）、变更后土地利用类型（包含代码和名称）、变更前后的行政单元、变更日期、变更记录号等。如果土地调查或变更调查以地形图为单位开展，还需在属性表中记录采用的地形图图幅号。属性编码主码：实体元素的类别子码：实体元素的标识（标识码）、实体元素的描述（描述码），有时还需参数码属性编码设计一般需要包括三个内容：码段：表明整个编码由几部分组成及先后顺序码位：编码采用的位数代码：码段表示信息的编码2.2资料收集与准备土地利用数据库要素分类与编码方案土地利用数据库部分要素代码与名称属性内容土地调查中，图斑的属性字段包括：要素代码、要素名称图斑几何属性——周长、面积、图斑编号图斑性质——土地利用类型代码、名称图斑权属——权属性质和单位、坐落单位代码和名称图幅号其他信息：如批准文号、变更记录号、日期等。对于变化图斑图层，属性表中需记录变化信息2.2资料收集与准备属性编码方式土地利用图斑的编码需要遵循一定的规则，即土地利用分类体系。对于不同的应用，土地利用分类体系也不同。三种分类体系：(1)土地利用分类（功能）——土地利用分类体系;(2)土地形式分类——土地资源/土地覆盖分类体系;(3)两者的综合，常简称为土地利用/土地覆盖分类体系。土地分类时，要注意编码方式。2.2资料收集与准备一级类要素代码二级类要素代码三级类要素代码四级类要素代码……XXXXXXXXXX……例：3313123125……1、制定方案外业调查2.2资料收集与准备调查内容中非常重要的一点：设计外业调查表格。2、准备资料遥感影像——根据空间、时间、光谱、辐射分辨率选择还应考虑调查区范围、特点、影像覆盖范围等因素。辅助工具与资料（1）资料收集——地形、地貌、行政区划及变化信息等基础资料。土地变更调查时，还需要上年度土地调查数据库，本年度土地利用计划和执行情况，基本农田划定和调整相关图件、数据，土地整理复垦开发，农业结构调整，灾毁耕地，生态退耕，违法用地和查处等方面的资料。（2）工具——GPS、钢（皮）尺、相机、交通工具等。（3）外业调查表格的准备。2.2资料收集与准备2、准备资料空间分辨率与土地调查比例尺2.2资料收集与准备空间分辨率即地面分辨率，指遥感仪器所能分辨的最小目标的实地尺寸，也就是遥感图像上一个像元所对应的地面范围的大小。空间分辨率的大小决定了土地调查比例尺，决定了图斑是否表达和表达形式。航空像片→大比例尺图航天像片→中、小比例尺图

决定遥感影像的空间分辨率比例尺比例尺：1:50000比例尺：1:10000比例尺：1:50002.2资料收集与准备原始影像分辨率最小监测图斑面积像元数（个）小于或等于1米0.6亩（400m²）>4001-2.5米（含）1亩（666.67m²）400-1072.5-5米（含）3亩（2000m²）320-805-10米（含）10亩（6666.67m²）267-67最小上图图斑一般根据土地调查与监测要求确定2.2资料收集与准备地物类型最小监测图斑面积（mm²）城镇村及工矿用地2-4耕地、园地及其他农用地4-6林地、草地10-15具有宽度的线状地物，如河流、道路等，一般成图规则是：图上宽度大于2mm的线状地物提取图斑水库、湖泊、坑塘一般全部成图。坑塘要求面积大于图上1mm²。图件汇编及解译过程中，要注意小图斑的合并问题。2、准备资料空间分辨率与土地调查比例尺2.2资料收集与准备遥感数据源按照遥感平台高度，大致分为地面遥感影像、航空遥感影像、航天遥感影像，土地监测中主要采用后两种影像。其中航天遥感影像又划分为高、中、低分辨率航天影像。不同的影像在制图比例尺上差异较大。国内外常用土地调查遥感数据源按照传感器搭载平台分为：航空遥感（机载遥感）航空遥感数据航天遥感（星载遥感）航天遥感数据航空遥感数据：优点：机动性强、自主性强、分辨率高缺点：成本高、效率相对低航天遥感数据：优点：效率高、成本低、覆盖范围广缺点：分辨率差异大、机动性较弱2、准备资料空间分辨率与土地调查比例尺2.2资料收集与准备成图比例尺航摄比例尺影像地面分辨率（m）1:5001:2000–1:3000<0.041:10001:4000–1:60000.081:20001:8000–1:120000.161:50001:10000–1:200000.4-0.81:100001:20000–1:400000.8-1.61:250001:25000–1:600001.0-2.41:500001:35000–1:800001.4-3.2航空遥感影像：航摄规范中“航摄比例尺的选择”的规定（航摄比例尺=f/H）：航摄比例尺与影像地面分辨率关系2、准备资料空间分辨率与土地调查比例尺2.2资料收集与准备航天遥感影像空间分辨率与成图比例尺的关系假设，资源卫星遥感影像的空间分辨率为D（单位为米），可制作的合理成图比例尺分母为s，图件误差为e（单位为mm），则e×s×10-3=C×DC——影像的几何校正系数，即经几何校正后最差的像元位置均方根差，以像元为单位，达到多少个像元；e——人眼分辨率，一般在0.2-0.3mm之间，通常采用0.2mm2、准备资料空间分辨率与土地调查比例尺2.2资料收集与准备成图比例尺空间分辨率最低要求常用影像1:50001mIKONOS(1m)、QuickBird(0.61m)、WorldView-1/2(0.5m)1:100002mIKONOS(1m)、QuickBird(0.61m)、WorldView-1/2(0.5m)、SPOT-6(1.5m)1:250005mIKONOS(1m)、QuickBird(0.61m)、WorldView-1/2(0.5m)、SPOT-5(2.5m)1:5000010mSPOT-4(10m)、SPOT-5(10m、5m、2.5m)、SPOT-6(6m)1:10000020mLandsat-7/8(15m)、SPOT-4/5(10m)1:25000050mLandsat系列(15m、30m)1:500000100mLandsat系列(15m、30m)2、准备资料时间分辨率与土地监测频率2.2资料收集与准备时间分辨率是指对同一地区遥感影像重复覆盖的频率。土地监测过程中，选择遥感影像时间分辨率应注意两个方面：时间分辨率是否能满足监测要求重访周期必须要小于监测天数如按月监测，时间分辨率必须高于30天。时间分辨率较高的遥感信息，更容易的挑选出满足要求的理想时相，不会因为诸如气象等因素的影响而得不到所要求的时相信息。2、准备资料时间分辨率与土地监测频率2.2资料收集与准备时相选择时相选择时要注意选取能够反映某种土地类型特征的时相，尤其是随季节发生变化的地物类型，例如监测冰川应选择夏季，河流应选择3、4月等。其次，土地变更监测时应选择相同时相的遥感数据，避免提取“伪变化”信息。2、准备资料光谱分辨率与监测对象2.2资料收集与准备光谱分辨率（波谱分辨率），是由传感器所使用的波段数目，也就是选择的通道数，以及波段的波长和宽度所决定。遥感数据既包括全色波段遥感影像（黑白影像）、多光谱遥感影像和高光谱遥感影像。通常，遥感数据的空间分辨率与波谱分辨率是对立的，空间分辨率高的遥感数据往往波谱分辨率低，反之波谱分辨率高的遥感数据的空间分辨率高。在土地遥感调查中，根据土地调查比例尺的要求，首先需要满足空间分辨率要求；在多种遥感数据均满足空间分辨率要求基础上，再根据波谱分辨率进行选择。航天遥感（星载遥感）国内外常用土地调查遥感数据源常见的高分辨率卫星传感器发射时间国家波段空间分辨率重返周期IKONOS1999美国红、绿、蓝、近红外全色：1m多光谱：4m1.5-2.9SPOT52001法国红、绿、近红外、中红外全色：5或2.5m（超模式）多光谱：10m26QuickBird2001美国红、绿、蓝、近红外全色：0.61m多光谱：2.44m1-3.5Resourcesat(P6)2003印度红、绿、近红外、短波红外全色：5.8m多光谱：24m5FORMOSATII2004中国台湾红、绿、蓝、近红外全色：2m多光谱：4m1CartoSAT-1(P5)2005印度全色：2.5mALOS2005日本红、绿、蓝、近红外全色：2.5m多光谱：10m2北京一号小卫星2005中国红、绿、近红外全色：4m多光谱：32m3-5常见的高分辨率卫星传感器发射时间国家波段空间分辨率重返周期EROS-B2006以色列全色：0.7m5KOMPSAT-22006韩国红、绿、蓝、近红外全色：1m多光谱：4m3WorldView-1/22008美国红、绿、蓝、近红外；红边、海岸、黄、近红外2全色：0.5m多光谱：2.4m1.1-3.7资源应用卫星-2B2008中国红、绿、蓝、近红外全色：2.37m多光谱：19.5m26GeoEye-12008美国红、绿、蓝、近红外全色：0.41m（0.5）多光谱：1.65m2-3RapidEye2008德国蓝、绿、红、红边、近红外5m1高分一号2013中国红、绿、蓝、近红外全色：2m多光谱：8、16m1常见的中低分辨率卫星传感器发射时间国家波段空间分辨率重返周期Landsat1-772-99美国红、绿、蓝、近红外、短波红外、热红外全色：15m多光谱：30、60、80、120m18NOAA气象卫星60-09美国红、近红外、中红外和两个热红外1.1km0.5-1MODIS99-06美国36个波段250、500和1000m2SPOT1-486-98法国红、绿、近红外、（短波红外）全色：10m多光谱：20m1-4环境减灾卫星A、B星2008中国115个波段多光谱：30m高光谱：100m2-4风云系列卫星88-02中国红、绿、蓝、近红外全色：2.5m多光谱：10m102.86分-10天其他卫星传感器发射时间国家波段空间分辨率Hyperion/Eo-12000美国0.4-2.5μm220个波段30mTerraSAR-X2007德国微波1mRader、3、5mCOSMO-SkyMed2007意大利微波3、15mRADARSATII2008加拿大微波3m超细化模式1m景观光线模式遥感数据高分一号土地调查中常用的遥感数据源主要有：QuickBird遥感数据IKONS遥感数据ALOS遥感数据SPOT遥感数据IRS-P5、P6遥感数据Landsat遥感数据数据获取方法1、购买下载——高分辨率、高光谱遥感数据2、免费下载——中低分辨率共享数据（1）基于网站直接下载直接从数据共享服务网站上，根据各网站对数据检索、数据库管理方式选择所需数据，直接下载或审核后下载。（2）服务器下载（3）Google数据下载3、其他方式获取国内外部分共享数据美国地质勘探局USGS数据下载/美国NASA空间飞行中心/data/search.html国际科学数据服务平台

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中国科学院对地观测与数字地球科学中国遥感数据网/国内科学数据中心，如寒区旱区科学数据中心/……国内外部分共享数据LandsatTM数据下载/data/landsat/CBERS数据下载0/uss/index.jspMSS数据下载http://ASTER数据下载/data/aster/IKONOS数据下载/data/ikonos/index.shtmlQuickBird数据下载/data/ikonos/index.shtmlNOAA/AVHRR图像下载/FY-1图像下载/MODIS数据下载/data/search.htmlOrbView数据下载/data/orbview/SRTM数据下载/国内外部分共享数据国内外部分共享数据国内外部分共享数据国内外部分共享数据国内外部分共享数据国内外部分共享数据国内外部分共享数据国内外部分共享数据数据获取方法1、购买下载——高分辨率、高光谱遥感数据2、免费下载——中低分辨率共享数据（1）基于网站下载直接从数据共享服务网站上，根据各网站对数据检索、数据库管理方式选择所需数据，直接下载或审核后下载。（2）服务器下载通过FTP服务器下载。（3）Google数据下载国内外部分共享数据国内外部分共享数据国内外部分共享数据国内外部分共享数据国内外部分共享数据国内外部分共享数据数据获取方法1、购买下载——高分辨率、高光谱遥感数据2、免费下载——中低分辨率共享数据（1）基于网站下载直接从数据共享服务网站上，根据各网站对数据检索、数据库管理方式选择所需数据，直接下载或审核后下载。（2）服务器下载通过FTP服务器下载。（3）Google数据下载1、启动GoogleEarth2、启动GEtScreen（屏幕截图软件）3、确定感兴趣区（保证高分辨率影像），用左上、右下两点定位方式确定截图区域。3、计算图片数量和截图高度。图片数量决定截图的方式，截图高度对图片数量、影像分辨率有影响。3、计算图片数量和截图高度。图片数量决定截图的方式，截图高度对图片数量、影像分辨率有影响。4、开始截图截图结束，显示截图时间。截图用时与截图高度、图片数量、电脑屏幕大小有关关闭GEtScreen，GoogleEarth中会显示一个临时位置。5、打开图像存储文件夹，看到一个.map文件，提取投影坐标等信息6、建立校正点进行坐标配准1、启动GoogleEarth3、技术培训2.2资料收集与准备实际工作中，内业调查与外业调查均需要对参与调查人员进行技术培训，目的：（1）明确土地调查的任务，如参与调查工作的职责（外业调查、内业调查or审查）等。（2）明确调查中的要求，如土地调查比例尺（详细程度）、数据结构与组织方式、文件命名方式、调查表的填写规范、审核的标准等等。技术培训对调查结果至关重要，高效的培训能大大节省土地调查结果与成果总结的时间。4、调查底图绘制2.2资料收集与准备调查底图的主要用途是开展外业调查使用，不仅辅助外业定位，还用于勾绘和记录调查信息，一般包含调查范围、中心点位置、地形图、影像图等内容。外业调查时，在调查底图上绘制变更后图斑边界、标注变更后图斑属性信息，并将对应编号和信息记录在调查表格中。调查底图在外业工作完成后，还需进行清绘和转绘成矢量图斑。4、调查底图绘制2.2资料收集与准备土地现状调查：根据地形图、行政边界、调查范围、中心点位置和遥感影像图等数据进行空间叠加，形成外业调查底图。土地变更调查：根据已有年度土地利用总体规划、年度新增建设用地审批、土地整理复垦开发补充耕地情况、基本农田调整、土地违法及查处等各类用地管理信息的批准文件、范围界线等相关资料，与本年度遥感监测影像、新增建设用地变化图斑及上年度土地调查数据库等成果数据进行空间叠加，形成外业调查底图。4、调查底图绘制2.2资料收集与准备2.3土地调查与验证内业调查内业调查的内容主要包括遥感数据处理和内业土地利用信息预判。基本过程：遥感数据预处理——>专题信息提取——>变更信息提取外业调查外业调查的主要内容包括：内业图斑信息的核实、权属信息的核实、内业调查的补判和外业信息记录。2.3土地调查与验证遥感数据预处理：投影——定义投影、投影转换校正——几何校正、辐射校正（大气校正）镶嵌——配准、拼接增强——空间域增强、频率域增强、彩色增强、图像运算、多光谱增强内业调查基本过程：遥感数据预处理——>专题信息提取——>变更信息提取2.3土地调查与验证内业调查基本过程：遥感数据预处理——>专题信息提取——>变更信息提取专题信息提取：专题信息提取的主要目的是确定土地利用图斑的位置、范围、类型，提取成果用于外业实地调查核实的目标地块。提取方法主要采用两种方式：目视判读和计算机解译。专题信息提取方法2.3土地调查