中国科学院土地资源分类

文章编号: 10002694X (1999) 0320206204 西北地区土地资源类型 TM 影像解译标志的建立 Ξ 颜长珍, 冯毓荪, 王建华, 吴 薇, 王 跃 (中国科学院 兰州沙漠研究所, 甘肃 兰州　730000) 摘　要: 通过对西北地区典型 1∶10 万 TM 影像和地理情况的对比研究, 采用两级分类系统建立了土地资源 6 类 29 个类型的解译标志, 为在微机平台上全数字化解译全区土地资源类型提供了基础。 关键词: 土地资源类型; TM 影像; 解译标志 中图分类号: T P753 文献标识码: A 　　一个地区的土地资源包括土地资源的数量和土 地资源的质量两方面的。遥感为大面积地清查 土地资源提供了快速而有力的手段, 尤其是遥感与 地理信息系统的结合极大地促进了土地资源科学研 究的发展。近期我们以高性能微机为支持平台, 在全 数字方式下对 90 年代中期西北地区土地资源类型 做了全面解译, 以便为西北资源环境信息系统中的 数据库的建立提供 1∶10 万基础数据。 1　土地资源分类系统 此次土地资源数据库建立采用两级分类系统: 一级分为 6 类, 主要根据土地资源的利用属性; 二级 分为 29 个类型, 主要根据土地资源的经营特点、利 用方式和覆盖特征。具体内容如下: 1、耕地: 11、水田: 111、山地水田, 112、丘陵水田, 113、 平原水田。12、旱地: 121、山区旱地, 122、丘陵 旱地, 123、平原旱地。 2、林地: 21、有林地, 22、灌木林地, 23、疏林地, 24、其它 林地。 3、草地: 31、高覆盖度草地, 32、中覆盖度草地, 33、低覆 盖度草地。 4、水域: 41、河渠, 42、湖泊, 43、水库, 44、冰川和永久积 雪, 45、海涂, 46、滩地。 5、城乡工矿居民地用地: 51、城镇用地, 52、农村用地, 53、工交建设用地。 6、未利用土地: 61、沙地, 62、戈壁, 63、盐碱地, 64、沼泽 地, 65、裸土地, 66、裸岩石砾地, 67、寒漠、苔原 等其它未利用地。 本分类的特点是将土地类型分类与土地利用类 型相结合, 适合于国家级和省级土地资源类型的调 查制图。 2　TM 影像时相选择及解译 由于土地是一综合体[ 1 ] , 选取的遥感影像要求 全反映土地的地形、植被、土质等信息, 对西北地区 来说, 夏末秋初的 TM 2、TM 3、TM 4 的假彩色合 成影像比较理想。 遥感影像是以光谱特征、辐射特征、几何特征及 时相特征来反映地物信息, 解译时必须运用地学相 关分析方法, 综合影像的色调、亮度、饱和度、形状、 纹理和结构等特征结合已有资料和野外工作经验知 识判定地物类型。由于 1∶10 万 TM 影像能够清晰 地反映中尺度地貌类型, 小尺度地貌类型如河谷、冲 谷、冲积扇、河滩地等通过对比分析都可以解译出 来, 而土地资源类型在很大程度上是又地貌类型决 定的, 所以地貌类型是土地资源类型解译最直接最 明显的标志之一。由于土地是人类的劳动对象之一, 社会经济发展特征影响着土地的利用方式, 在解译 时充分考虑不同地区的土地利用方式又可以为解译 提供间接解译标志[ 2 ]。 本次解译土地资源类型是以微机为解译平台, 将 TM 影像经过精确纠正后的生成正射影像, 然后 以省为单位将多景镶嵌成一幅, 套合行政界线, 注记 1∶10 万标准分幅的 T IC 点, 转成微机可读的格式。 在微机上切割成以 1∶10 万图幅为单位的小幅影 像, 以Co rel D raw 为交互式解译界面利用自由笔工 第 19 卷　第 3 期 1999 年 9 月 　　　　　　　　　　　　　 中　国　沙　漠 JOU RNAL O F D ESER T R ESEA RCH 　　　　　　　　　　　　　V o l. 19　N o. 3Sep. 1999 Ξ 收稿日期: 1998210220; 改回日期: 1999201207 基金项目: 中国科学院“九五”特别支持项目“中国资源环境遥感信息系统与农情速报”(KZ95T 203203206) 作者简介: 颜长珍 (1967—) , 男 (汉族) , 甘肃山民县人, 助研, 博士生, 主要从事遥感应用与地理信息系统研究工作。 © 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 具在矢量方式下勾绘土地资源类型界线, 以数字符 号作注记。解译形成的矢量图转成A RCöIN FO 可 接受的格式作为临时转换文件, 导入A RCöIN FO 地理信息系统工具建立拓扑关系和处理后建立图形 数据库和属性数据库。 本工作全过程都是在全数字方式下进行, 其优 点在于不仅有图形库, 还有与之相应配准的图像库 和属性库。这样就可以在同一标准, 同一体系下做动 态分析, 避免传统方式下不同期数据库间标准和体 系不同引起的误差, 使动态分析的精度、可比性和可 靠性度大为提高。 3　TM 影像解译标志 3. 1　耕地解译标志 11、水田: 占本区极少部分, 主要分布在热量及 水分条件较好的陕南和陇南亚热带气候区及宁夏银 川平原。 111、山地水田: 主要在陕西南部及陇南山区水 分条件较好的山坡。片状或条带状分布。插秧不久 为灰青色或暗红色。生长旺季为粉红色, 长势越好颜 色越红, 收割后灰色或黑色。长势最盛时与周围草地 和林地的区别是水田影像平滑均一, 色泽一致。 112、丘陵水田: 主要分布在陕西及陇南低山丘 陵区水分条件较好的坡地和沟谷底部, 在河谷大多 分布在河流两岸。呈片状或条带状分布。插秧不久 为灰青色或暗红色。生长旺季为粉红色, 收割后青灰 色或黑色。 113、平地水田: 主要分布在陕西汉中平原、宁夏 银川平原, 陇南宽阔河谷、关中平原及陕北河谷地有 零星分布。呈面状、片状或带状分布, 有沟渠依稀可 见。插秧不久为灰青色或暗红色。生长旺季为粉红 色, 收割后灰色或黑色。 12、旱地: 为本地主要耕地类型。 121、山地旱地: 主要分布在四省区的山区坡地, 呈片状或条带状分布, 有明显的边界存在, 纹理均 一。庄稼未长起之前为灰色、青色、黄色, 有庄稼时为 粉红色到红色, 长势越好颜色越红。 122、丘陵旱地: 主要分布在四省区的低山及丘 陵区坡地, 黄土高原梁峁边坡上。呈片状或条带状分 布, 有明显的边界存在, 纹理均一。庄稼未长起之前 为灰色、青色、黄色, 有庄稼时为粉红色到红色, 长势 越好颜色越红。 123、平地旱地: 主要分布在四省区的平原、宽阔 河谷、黄土高原塬面。呈面状、片状或带状分布, 有明 显的边界存在, 纹理均一。庄稼未长起之前为灰色、 青色、黄色, 有庄稼时为粉红色到红色, 长势越好颜 色越红。 3. 2　林地解译标志 21、有林地: 陕甘宁青均有, 呈片状或带状, 阔叶 林鲜红色, 针叶林暗红色, 色调均一, 色泽鲜艳。与草 地、耕地等地物类型界线清晰; 与灌木林界线不清, 主要根据影像纹理来区分, 林地纹理比较均一, 而灌 木林由于灌木种类不同有粗糙感。 22、灌木林地: 陕甘宁青均有, 淡红色疏林地, 影 像纹理粗糙, 有时由于有零星乔木分布影像有粒状 红亮点分布。在黄土高原冲沟阴坡由于阴影影响与 草地界线主要靠影像纹理来区分, 影像上草地纹理 光滑, 而灌木林的纹理比较粗糙。 23、疏林地: 陕甘宁青均有, 淡红色中有点状鲜 红色。与林地的区别是疏林地色调不均一, 色泽发 暗, 其间界线较难判断; 与草地的区别是疏林地的纹 理比较粗糙, 草地颜色发亮。 24、其它林地: 陕甘宁青均有, 果园呈鲜红色、散 布于耕地中或居民地周围; 迹林呈青色或灰色, 迹林 与林地相间分布; 防护林呈格网状分布于耕地中。 3. 3　草地解译标志 31、高覆盖度草地: 主要分布于陕南、陇南及水 分条件较好的山地, 如贺兰山、祁连山、六盘山等山 地。影像呈红色、灰棕色或灰褐色, 影像结构均一, 纹 理较细。 32、中覆盖度草地: 主要分布于黄土高原、甘肃 南部、青海大部。影像呈淡红色或灰褐色, 影像结构 均一, 纹理较细。 33、低覆盖度草地: 主要分布于陕北、宁夏、陇 中、河西走廊及青海柴达木盆地。影像呈黄色、淡灰 褐色、淡青色, 影像结构均一, 纹理较细[ 3, 4 ]。 3. 4　水域解译标志 41、河渠: 弯曲线状或带状, 影像呈黑色或淡兰 色, 与其他地物界线清晰, 是容易识别的地物标志之 一。 7023 期 颜长珍等: 西北地区土地资源类型 TM 影像解译标志的建立 © 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 42、湖泊: 片状或带状, 影像呈黑色或淡兰色, 是 容易识别的地物标志之一。 43、水库: 蝌蚪形片状或带状, 影像呈黑色或淡 兰色, 界线中有一段笔直的坝体与湖泊可区别, 是容 易识别的地物标志之一。 44、冰川积雪: 主要分布于高山或极高山的山 顶, 片状或帽状, 影像呈亮白色, 与云的区别是云的 影像有落影并有漂浮感, 冰川积雪的影像紧贴在山 顶。 45、海涂: 本区没有分布。 46、滩地: 连续或间断带状分布于河流两岸, 灰 色、淡红色或青灰色, 以微地貌形态陡坎与一级阶地 或山体为界, 界线清晰。 3. 5　城乡工矿居民地用地解译标志 51、城镇: 分布在平地或川谷, 规则的团状或片 状, 影像呈灰黑或灰白色。一般有大的交通线路穿 过。 52、农村: 分布在山谷、平地、山坡、塬面及峁顶, 影像呈青灰色或黑灰色。四旁树及果园, 使得农村居 民地周围出现红色。在陕北及陇东的窑洞居住方式, 影像上没有建筑物时, 四旁树的影像是判读居民地 的间接标志。 53、工交建设: 与城镇相似, 需参照其他资料来 辅助解译。 3. 6　未利用地解译标志 61、沙地: 主要分布在陕北、宁夏、河西走廊及青 海柴达木盆地, 影像泛虚呈白色或灰白色, 具有格 状、波状纹理。 62、戈壁: 主要分布在宁夏、河西走廊、青海山间 宽谷地或山前平原青海高原面, 不规则块状, 黑色或 灰黑色, 地势平坦, 有灰白色干河谷展布其中, 界线 明显。 63、盐碱地: 主要分布在宁夏、河西走廊及青海 干旱区地势低洼处, 灰白或青灰, 色泽发亮, 当生长 耐盐植物时色调泛黄, 周围有湖或湖的遗迹。 64、沼泽地: 主要分布在甘肃南部及青海高原地 势低洼的平地或河滩地, 不规则片状或条带状, 青灰 色基色中泛淡红色或红色, 夹有黑色、兰色或淡兰 色, 界线弯曲清晰。 65、裸土地: 陕、甘、宁、青均有, 片状或带状, 淡 灰色或亮灰色, 周围界线比较圆顺清晰。 66、裸岩石砾地: 宁夏、河西走廊及青海, 海拔较 低的山体, 灰色、铁青色, 片状或团状, 纹理杂乱清 晰, 一般是以中尺度山体出现, 界线清晰。 67、寒漠苔原等其它未利用地: 青海及河西走廊 高山、及高山雪线以下高山草地以上, 一般呈片状, 雪线以下高山草甸以上为带状, 黑灰色或铁青色, 与 雪线和草地界线明确清晰。 3. 7　线性地物解译标志 线性地物主要包括铁路、公路、单线河和运河灌 渠。 71、铁路: 在影像上呈固定宽度的线状, 灰色或 青灰色, 大部分地段比较笔直, 弯曲部分曲率半径 大, 弯度小。 72、公路: 在影像上呈线状, 灰色或青灰色, 其宽 度时有变化, 弯曲部分曲率半径小, 弯度大。公路两 旁往往有行道树有时遮挡, 但是可以通过前后联系 就可以判读出来。 73、单线河: 由于宽度小于 4 个像元, 难以按比 例现在图上, 用单线表示。在平地呈兰色或深灰 色, 很容易判定。在山区单线河呈弯曲展布在谷底, 呈兰色或深灰色, 也很容易判定。 74、灌渠: 影像呈兰色或深灰色, 由于是人工水 系, 其形态比较笔直, 一端与河流、湖泊、水库相连, 一端以格网状展布于耕地中。 解译标志是相对于标准影像而建立的, 具有相 对性。在应用中不能一概而论, 应根据实际情况而灵 活运用。在人机交互解译时可根据不同的判读目标 对影像作拉伸增强处理, 判读效果会更好。 4　结论 (1) 科学可行的解译标志是正确解译的基础。 通过解译的实践证明本次工作建立的解译标志可为 今后西北地区土地资源遥感调查提供依据。 (2) 全数字化人机交互解译土地资源类型与常 规方法相比具有成图速度快、精度高和节省费用的 优点。 (3) 一致的解译标志、图像库、图形库和属性库 可保证动态监测在同一体系、同一标准下进行, 使监 测结果具有较高的可比性和精确度。 802 中　国　沙　漠　　　　　　　　　　　　　　　19 卷 © 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 致谢: 　本工作是在王一谋研究员的指导和帮助下 完成的。 参考文献: [1 ]　陈百明. 土地资源学概论 [M ]. 北京: 中国环境科学出版社, 1996. 3—4. [ 2 ]　刘纪远. 中国资源环境遥感宏观调查与动态研究[M ]. 北京: 中 国科学技术出版社, 1996. 17—19. [ 3 ]　孙力安, 刘国彬. 陕北东南部四县 (市) 草场资源遥感调查[A ]. 陕北黄土高原地区遥感应用研究 [C ]. 北京: 科学出版社, 1991. 237—243. [ 4 ]　池宏康. 安塞县植被遥感调查与制图[A ]. 黄土高原遥感调查 实验研究[C ]. 北京: 科学出版社, 1988. 90—99. Establ ish ing the In terpreting Key System on TM Image of Land Resoures Types in Northwest Ch ina YAN Chang2zhen, FEN G Yu2sun, W AN G J ian2hua, W U W ei, W AN G Yue ( Institu te of D esert R esearch , Ch inese A cad emy of S ciences, L anz hou 730000, Ch ina) Abstract: U sing rem o te sen sing and geograph ica l info rm at ion system dig ita l p rocessing techn iques on advanced PC com pu ter, w e have estab lished the land resou rces da tabase of N o rthw est Ch ina th rough in terp ret ing TM im ages ( sca le 1∶100 000) in the m iddle period of 1990’s. T he stud ied reg ion includes Shaanx i, Gan su, N ingx ia and Q inghai p rovinces and its a rea is abou t 1 300 000 km 2. T he land resou rces w ere classif ied in to 6 classes and 29 sub2classes:É . A gricu ltu re land: m oun ta inou s irriga ted land, h illy irriga ted land and level irriga ted land; m oun ta inou s non2irriga ted land, h illy non2irriga ted land and level non2irriga ted land.Ê . Fo rest land: w oods, sh rub, sparse w oods and o thers.Ë . Grassland: h igh coverage, m odera te coverage, low coverage.Ì . W ater reg ion: river and canal, lake, reservo ir, g lacier and fo r ever2snow land, sea beach, f lood land. Í . R esiden t ia l and con struct iona l areas: city and tow n land, ru ra l residen t ia l land, indu stry and comm un ica t ion u sing land.Î . N on2u sed land: sandy land, gob i, sa line2a lka li land, sw am p , bare so il land, bare rocky and gravel land, frig id desert, tundra land and o thers. In o rder to in terp ret co rrect ly, w e had w o rked ou t the in terp ret ing key system of a ll sub2classes land resou rces on TM im ages. T h rough analyzing rela t ive reference and im ages w e have co rrected the in terp ret ing key on the fields. T he in terp ret ing keys include: tex tu re, appearance, size, d ist ribu t ion, geograph ica l situa t ion, co lo r’s hue and sa tu ra t ion etc. . T ak ing these keys as standards, w e have com p leted the in terp reta t ion of land resou rces of N o rthw est Ch ina and fina lly had estab lished a set of da tabase tha t include im ages da tabase, graph ica l da tabase and at t ribu t ing database. In the fu tu re, the in terp ret ing key system tha t w e have go t can be w idely u sed in the rem o te sen sing invest iga t ion of land resou rces in N o rthw est Ch ina. Com paring w ith trad it iona l in terp ret ing, there are m any advan tages u sing dig ita l p rocessing m ethod to in terp ret rem o te sen sing im ages, such as, m app ing rap id ly, h igh accu racy and reducing expen se. W ith the in terp ret ing key, and graph ica l da tabase and at t ribu t ing database tha t w ell m atched w ith im ages da tabase, w e can m on ito r accu ra tely the land resou rces w ith the sam e classifying system and evalua t ing standards. Key words: land resou rces type; TM im age; in terp ret ing key 9023 期 颜长珍等: 西北地区土地资源类型 TM 影像解译标志的建立 © 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.