某自然保護(hù)區(qū)地表覆蓋變化監(jiān)測V10

1、XX省自然保護(hù)區(qū)地表覆蓋變化監(jiān)測項(xiàng)目建議書XX省林業(yè)廳2017.138目錄1項(xiàng)目概述11.1項(xiàng)目名稱11.2項(xiàng)目建設(shè)單位11.3項(xiàng)目建設(shè)單位概況11.4項(xiàng)目背景11.5項(xiàng)目目標(biāo)31.6工作內(nèi)容32項(xiàng)目區(qū)概況42.1XX省自然保護(hù)區(qū)概況42.2地理位置與自然保護(hù)區(qū)分布62.3地形地貌82.4氣候環(huán)境83設(shè)計(jì)方案93.1數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)93.1.1數(shù)據(jù)庫建設(shè)與實(shí)現(xiàn)總體技術(shù)流程103.1.2數(shù)據(jù)梳理與提取113.1.3數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與整合113.1.4數(shù)據(jù)入庫與管理123.2數(shù)據(jù)獲取123.2.1基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)獲取123.2.2資源環(huán)境專題數(shù)據(jù)133.2.3遙感影像數(shù)據(jù)獲取133.3遙感影像數(shù)據(jù)處理143.

2、4地表覆蓋分類信息提取183.4.1技術(shù)流程183.4.2地物分類體系203.4.3地表覆蓋分類信息提取方法203.5自然保護(hù)區(qū)地表變化監(jiān)測分析213.5.1技術(shù)流程213.5.2地表覆蓋特征分析223.5.3地表覆蓋變化監(jiān)測233.5.4變化監(jiān)測精度評(píng)定243.5.5自然保護(hù)區(qū)人類活動(dòng)干擾因素分析254自然保護(hù)區(qū)地表覆蓋變化監(jiān)測系統(tǒng)264.1任務(wù)管理274.2地圖操作274.3判讀解譯294.4變化監(jiān)測304.5樣本庫325成果整理與提交335.1數(shù)據(jù)庫成果335.1.1基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫335.1.2遙感影像數(shù)據(jù)庫335.1.3地表覆蓋分類數(shù)據(jù)庫335.1.4地表覆蓋變化監(jiān)測數(shù)據(jù)庫335.2專

3、題圖件成果335.3統(tǒng)計(jì)表成果345.4系統(tǒng)成果346項(xiàng)目組織與實(shí)施356.1項(xiàng)目組織協(xié)調(diào)與管理356.1.1項(xiàng)目組織機(jī)構(gòu)356.1.2項(xiàng)目協(xié)調(diào)與管理356.2質(zhì)量控制356.2.1數(shù)據(jù)質(zhì)量控制356.2.2系統(tǒng)質(zhì)量控制381 項(xiàng)目概述1.1 項(xiàng)目名稱XX省自然保護(hù)區(qū)地表覆蓋變化監(jiān)測項(xiàng)目。1.2 項(xiàng)目建設(shè)單位XX省自然保護(hù)區(qū)管理辦公室。1.3 項(xiàng)目建設(shè)單位概況XX省自然保護(hù)區(qū)管理辦公室為正處級(jí)事業(yè)單位。主要任務(wù)：承擔(dān)林業(yè)系統(tǒng)國家級(jí)和省級(jí)自然保護(hù)區(qū)的建設(shè)管理工作；承擔(dān)組織、指導(dǎo)全省森林、陸生野生動(dòng)植物及濕地類型自然保護(hù)區(qū)的建設(shè)、等級(jí)評(píng)審和資源調(diào)查保護(hù)監(jiān)測工作。1.4 項(xiàng)目背景自然保護(hù)區(qū)是人類設(shè)立

4、的保護(hù)典型動(dòng)植物和生態(tài)系統(tǒng)的場所，對(duì)生物的生存和發(fā)展起著至關(guān)重要的作用，它既是物種的貯藏庫，也是珍稀瀕危物種的庇護(hù)所，而且是研究各類生態(tài)系統(tǒng)基本規(guī)律以及物種生態(tài)特性的重要基地。因此加大對(duì)自然保護(hù)區(qū)的監(jiān)測和研究，提高自然保護(hù)區(qū)的管理能力，對(duì)人類社會(huì)的發(fā)展具有重要意義。目前，我國的自然保護(hù)區(qū)大多仍采用傳統(tǒng)的地面調(diào)查方法，即人工巡視的方式，無法同時(shí)獲得整個(gè)保護(hù)區(qū)的信息，不利于對(duì)保護(hù)區(qū)形成全面有效的保護(hù)。而隨著自然保護(hù)區(qū)重要性不斷提高，對(duì)它的監(jiān)測要求也愈來愈高，傳統(tǒng)的人工監(jiān)測方法難以滿足要求，更為困難的是，在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展唱主角的大背景下，特別是在我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展最為迅速、人類開發(fā)活動(dòng)最為劇烈的沿海地區(qū)

5、，自然保護(hù)區(qū)的管理和保護(hù)工作非常艱巨，表現(xiàn)為經(jīng)濟(jì)開發(fā)無休止的向保護(hù)區(qū)要地，亂砍亂伐、隨意圈占建設(shè)現(xiàn)象屢禁不止，油田開發(fā)、工業(yè)和其它工程建設(shè)對(duì)保護(hù)區(qū)生態(tài)環(huán)境的破壞日漸加重，大量傾廢排污給保護(hù)區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)帶來了巨大的威脅，人類開發(fā)活動(dòng)結(jié)束后對(duì)保護(hù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)得不到有效的監(jiān)測等等。對(duì)于上述問題，傳統(tǒng)的人工監(jiān)視、監(jiān)測方式很難高效、全面、準(zhǔn)確的獲取自然保護(hù)區(qū)的相關(guān)信息，而且大量的人力、物力給自然保護(hù)區(qū)帶來了沉重的財(cái)政負(fù)擔(dān)，這也是導(dǎo)致很多自然保護(hù)區(qū)保護(hù)不好的主要原因。因此，如何高效的對(duì)自然保護(hù)區(qū)進(jìn)行監(jiān)測與管理，成為相關(guān)職能部門亟待解決的問題，也成為眾多學(xué)者所關(guān)注的重點(diǎn)。遙感作為地理空間信息快速獲取的手

6、段，具有大范圍、高效、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，己廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域。將遙感應(yīng)用引入自然保護(hù)區(qū)的監(jiān)測與管理，可以有望解決自然保護(hù)區(qū)監(jiān)測能力不足的難題。目前，自然保護(hù)區(qū)的監(jiān)測主要是人工巡視和建立觀測站，這樣只能保證對(duì)核心區(qū)域的正常監(jiān)測，而難以對(duì)非重要地帶如交通不便的偏遠(yuǎn)地區(qū)進(jìn)行有效的巡視。而采用遙感技術(shù)手段能夠有效獲取同步大面積的保護(hù)區(qū)狀況信息，滿足自然保護(hù)區(qū)全面監(jiān)測的要求，從而提高自然保護(hù)區(qū)的管理能力。因此，遙感監(jiān)測技術(shù)在自然保護(hù)區(qū)中的業(yè)務(wù)化應(yīng)用，可以有效提高對(duì)保護(hù)區(qū)的監(jiān)測能力，為保護(hù)區(qū)的管理和決策提供更多信息。近年來國產(chǎn)高分辨率影像的分辨率不斷提高，已可以滿足對(duì)自然保護(hù)區(qū)人類活動(dòng)監(jiān)測的需求。基于我國自

7、主研發(fā)的GF-1/2等高分辨率遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)，開展XX省自然保護(hù)區(qū)的地表覆蓋變化遙感監(jiān)測，生產(chǎn)相應(yīng)的自然保護(hù)區(qū)遙感監(jiān)測專題產(chǎn)品，分析研究區(qū)的人類活動(dòng)干擾空間分布及其動(dòng)態(tài)變化狀況，為保護(hù)區(qū)的管理與規(guī)劃提供更加科學(xué)數(shù)據(jù)支撐。1.5 項(xiàng)目目標(biāo)收集整合現(xiàn)有的第一次地理國情普查成果數(shù)據(jù)、國土二調(diào)數(shù)據(jù)、林業(yè)數(shù)據(jù)，多時(shí)相、高分辨率的衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)，基礎(chǔ)地理信息成果資料、相關(guān)資源專題數(shù)據(jù)資料，按照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)與坐標(biāo)系進(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與建庫。并結(jié)合上述專題數(shù)據(jù)，按照地理國情監(jiān)測內(nèi)容指標(biāo)和地理國情普查分類體系，提取多個(gè)時(shí)間段的地表覆蓋數(shù)據(jù)，并以此展開XX省自然保護(hù)區(qū)地表覆蓋變化監(jiān)測研究，并制作要素專題圖，研發(fā)自然

8、保護(hù)區(qū)地表覆蓋變化監(jiān)測系統(tǒng)。1.6 工作內(nèi)容（1） 數(shù)據(jù)收集整理與預(yù)處理收集監(jiān)測區(qū)多時(shí)相、多源高分辨率遙感影像、基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、地理國情普查成果數(shù)據(jù)、資源環(huán)境專題數(shù)據(jù)等，并對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理操作，為數(shù)據(jù)入庫與數(shù)據(jù)庫建設(shè)做準(zhǔn)備。具體地，數(shù)據(jù)預(yù)處理操作按照數(shù)據(jù)處理程度與數(shù)據(jù)源包括：遙感數(shù)據(jù)的正射校正、坐標(biāo)歸一化、幾何配準(zhǔn)、數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)鑲嵌；基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)與資源環(huán)境專題數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)提取、坐標(biāo)統(tǒng)一、數(shù)據(jù)整理與編輯等。（2） 監(jiān)測區(qū)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與建庫數(shù)據(jù)庫由4個(gè)子庫構(gòu)成，如下：地表覆蓋分類數(shù)據(jù)庫，用于存儲(chǔ)根據(jù)高分辨率遙感數(shù)據(jù)提取的地表覆蓋圖層；遙感影像數(shù)據(jù)庫，用于存儲(chǔ)收集到的監(jiān)測區(qū)多時(shí)相、多源

9、高分辨率遙感影像數(shù)據(jù)；基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫，用于存儲(chǔ)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)；資源環(huán)境專題數(shù)據(jù)庫，用于存儲(chǔ)第一次地理國情普查專題數(shù)據(jù)、國土二調(diào)等專題數(shù)據(jù)、林業(yè)小班數(shù)據(jù)；（3） 監(jiān)測區(qū)地表覆蓋信息提取以XX省多時(shí)相高分辨率遙感影像為基礎(chǔ)，提取多個(gè)時(shí)間段的地表覆蓋數(shù)據(jù)。（4） 監(jiān)測區(qū)地表覆蓋變化分析通過對(duì)提取的XX省自然保護(hù)區(qū)地表覆蓋進(jìn)行分析，把握監(jiān)測區(qū)多年間地表覆蓋轉(zhuǎn)移變化及增減情況，并進(jìn)行人類活動(dòng)驅(qū)動(dòng)因素分析。2 項(xiàng)目區(qū)概況2.1 XX省自然保護(hù)區(qū)概況XX是“七山一水二分田”的林業(yè)大省，也是我國南方集體林區(qū)重要的林業(yè)省份。目前全省林業(yè)用地面積1096.25萬公頃，有林地面積988.36萬公頃，活立木蓄積

10、量5.47億立方米，森林覆蓋率達(dá)58.69%。得益于獨(dú)特的地理位置和優(yōu)越的自然環(huán)境，XX又是全國野生動(dòng)植物種類最豐富、生物多樣性保護(hù)最重要的省份之一。全省有陸生脊椎野生動(dòng)物774種，其中列入國家一級(jí)保護(hù)22種、二級(jí)保護(hù)95種；高等植物280科1645屬7055種，其中列入國家一級(jí)保護(hù)9種、二級(jí)保護(hù)45種。一直以來，XX省委、省政府非常重視和支持自然保護(hù)區(qū)工作。1956年，XX根據(jù)秉志、錢崇澍等五位科學(xué)家在全國人大一屆三次會(huì)議上，提出請(qǐng)政府在全國各?。▍^(qū)）劃定天然林禁伐區(qū)，保護(hù)天然植被以供科學(xué)研究需要的提案，建立了鼎湖山自然保護(hù)區(qū)，從此拉開了我國自然保護(hù)區(qū)建設(shè)發(fā)展的序幕。50多年來，我省自然保護(hù)

11、區(qū)事業(yè)大致經(jīng)歷了起步、調(diào)整、快速發(fā)展三個(gè)階段。1999年省人大常委會(huì)通過了關(guān)于加快自然保護(hù)區(qū)建設(shè)的決議，率先在全國以實(shí)施人大議案的形式加快自然保護(hù)區(qū)建設(shè)。在人大議案的大力推動(dòng)下，我省自然保護(hù)區(qū)實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)體系基本形成，基礎(chǔ)設(shè)施明顯改善，管理機(jī)構(gòu)日趨健全，管護(hù)隊(duì)伍不斷壯大，管護(hù)能力逐步提高，社會(huì)影響日益擴(kuò)大。2006年10月，國家7部門授予XX省林業(yè)局先進(jìn)集體光榮稱號(hào)，國家林業(yè)局正式將XX列為全國首個(gè)自然保護(hù)區(qū)建設(shè)示范省并授牌。2009年6月，經(jīng)省人民政府同意，XX建設(shè)自然保護(hù)區(qū)示范省實(shí)施方案由省林業(yè)廳、國土資源廳、海洋與漁業(yè)局聯(lián)合印發(fā)各地級(jí)以上市人民政府實(shí)施。截至2014年底，全省已

12、建立各種類型、不同級(jí)別的林業(yè)系統(tǒng)自然保護(hù)區(qū)270個(gè)，其中國家級(jí)8個(gè)，省級(jí)50個(gè)，市、縣級(jí)212個(gè)，總面積124.51萬公頃，約占全省國土面積的6.93%?；拘纬闪艘粋€(gè)以國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)為核心，以省級(jí)自然保護(hù)區(qū)為骨干，以市、縣級(jí)自然保護(hù)區(qū)和自然保護(hù)小區(qū)為通道的類型較齊全、布局較合理、管理較科學(xué)、效益較顯著的自然保護(hù)區(qū)網(wǎng)絡(luò)體系；有效保護(hù)了我省大部分典型自然生態(tài)系統(tǒng)和絕大多數(shù)珍稀瀕危野生動(dòng)植物物種。林業(yè)系統(tǒng)自然保護(hù)區(qū)已逐漸成為我省生態(tài)建設(shè)的主力軍，在維護(hù)生態(tài)平衡、保護(hù)生態(tài)安全、建設(shè)生態(tài)文明中發(fā)揮著日益重要的作用。2.2 地理位置與自然保護(hù)區(qū)分布XX省地處中國大陸最南部。東鄰福建，北接江西、湖南，西

13、連廣西，南臨南海，珠江口東西兩側(cè)分別與香港、澳門特別行政區(qū)接壤，西南部雷州半島隔瓊州海峽與海南省相望。全境位于北緯20°0925°31和東經(jīng)109°45117°20之間。全省陸地面積17.98萬平方公里，約占全國陸地面積的1.85%；其中島嶼面積1592.7平方公里，約占全省陸地面積的0.89%。全省沿海共有面積500平方米以上的島嶼759個(gè)，數(shù)量僅次于浙江、福建兩省，居全國第三位。其中，XX省珠海市有島嶼147個(gè)，為國內(nèi)島嶼較多的城市之一。另有明礁和干出礁1631個(gè)。全省大陸岸線長3368.1公里，居中國第一位 。XX省自然保護(hù)區(qū)地表覆蓋變化

14、監(jiān)測項(xiàng)目的監(jiān)測區(qū)域位置區(qū)劃圖如下圖所示。圖2- 1XX省國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)分布圖圖2- 2XX省省級(jí)自然保護(hù)區(qū)分布圖2.3 地形地貌XX省山脈大多與地質(zhì)構(gòu)造的走向一致，以北東南西走向居多，如斜貫粵西、粵中和粵東北的羅平山脈和粵東的蓮花山脈；粵北的山脈則多為向南拱出的弧形山脈，此外粵東和粵西有少量北西南東走向的山脈；山脈之間有大小谷地和盆地分布。平原以珠江三角洲平原最大，潮汕平原次之，此外還有高要、清遠(yuǎn)、楊村和惠陽等沖積平原。臺(tái)地以雷州半島電白陽江一帶和海豐潮陽一帶分布較多。構(gòu)成各類地貌的基巖巖石以花崗巖最為普遍，砂巖和變質(zhì)巖也較多，粵西北還有較大片的石灰?guī)r分布，此外局部還有景色奇特的紅色巖系地貌

15、，如著名的丹霞山和金雞嶺等；丹霞山和粵西的湖光巖先后被評(píng)為世界地質(zhì)公園；沿海數(shù)量眾多的優(yōu)質(zhì)沙灘以及雷州半島西南岸的珊瑚礁，也是十分重要的地貌旅游資源。沿海沿河地區(qū)多為第四紀(jì)沉積層，是構(gòu)成耕地資源的物質(zhì)基礎(chǔ)。2.4 氣候環(huán)境XX省屬于東亞季風(fēng)區(qū)，從北向南分別為中亞熱帶、南亞熱帶和熱帶氣候，是中國光、熱和水資源最豐富的地區(qū)之一。從北向南，年平均日照時(shí)數(shù)由不足1500小時(shí)增加到2300小時(shí)以上，年太陽總輻射量在42005400兆焦耳/平方米之間，年平均氣溫約為1924。全省平均日照時(shí)數(shù)為1745.8小時(shí)、年平均氣溫22.3。1月平均氣溫約為1619，7月平均氣溫約為2829。XX降水充沛，年平均降水

16、量在13002500毫米之間，全省平均為1777毫米。降雨的空間分布基本上也呈南高北低的趨勢。受地形的影響，在有利于水汽抬升形成降水的山地迎風(fēng)坡有恩平、海豐和清遠(yuǎn)3個(gè)多雨中心，年平均降水量均大于2200毫米；在背風(fēng)坡的羅定盆地、興梅盆地和沿海的雷州半島、潮汕平原少雨區(qū)，年平均降水量小于1400毫米。降水的年內(nèi)分配不均，49月的汛期降水占全年的80%以上；年際變化也較大，多雨年降水量為少雨年的2倍以上。洪澇和干旱災(zāi)害經(jīng)常發(fā)生，臺(tái)風(fēng)的影響也較為頻繁。春季的低溫陰雨、秋季的寒露風(fēng)和秋末至春初的寒潮和霜凍，也是XX多發(fā)的災(zāi)害性天氣。3 設(shè)計(jì)方案3.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)根據(jù)項(xiàng)目需求及數(shù)據(jù)整合情況，XX省

17、自然保護(hù)區(qū)地表覆蓋變化監(jiān)測數(shù)據(jù)庫分為XX省自然保護(hù)區(qū)地表覆蓋變化監(jiān)測項(xiàng)目信息庫以及XX省自然保護(hù)區(qū)地表覆蓋變化監(jiān)測項(xiàng)目成果庫。其中，XX省自然保護(hù)區(qū)地表覆蓋變化監(jiān)測項(xiàng)目信息庫主要是對(duì)現(xiàn)有收集到的項(xiàng)目所用數(shù)據(jù)進(jìn)行入庫管理，主要包括：基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫、資源環(huán)境專題數(shù)據(jù)庫。XX省自然保護(hù)區(qū)地表覆蓋變化監(jiān)測項(xiàng)目成果庫主要包括遙感影像數(shù)據(jù)庫、地表覆蓋分類數(shù)據(jù)庫、地表覆蓋變化數(shù)據(jù)庫。3.1.1 數(shù)據(jù)庫建設(shè)與實(shí)現(xiàn)總體技術(shù)流程圖3- 1XX省自然保護(hù)區(qū)地表覆蓋變化監(jiān)測項(xiàng)目3.1.2 數(shù)據(jù)梳理與提取收集得到的原始數(shù)據(jù)冗余、繁雜，全部入庫管理無疑會(huì)增大數(shù)據(jù)的處理與管理工作量，浪費(fèi)空間存儲(chǔ)資源。對(duì)于收集得到的數(shù)據(jù)

18、進(jìn)行梳理與提取，僅將項(xiàng)目需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與管理，刪減對(duì)項(xiàng)目沒有價(jià)值的數(shù)據(jù)，一方面可以節(jié)省項(xiàng)目工作量，節(jié)約空間存儲(chǔ)資源；另一方面，由于數(shù)據(jù)是經(jīng)過梳理與提取的，能更好地滿足項(xiàng)目需要，使數(shù)據(jù)對(duì)項(xiàng)目更有應(yīng)用針對(duì)性，提高數(shù)據(jù)的利用價(jià)值。原始數(shù)據(jù)梳理與提取是進(jìn)行項(xiàng)目數(shù)據(jù)處理的第一步。數(shù)據(jù)梳理有利于理清與掌握現(xiàn)有的數(shù)據(jù)資源，刪減不必要的數(shù)據(jù)，與對(duì)待處理的數(shù)據(jù)按照用途與待處理流程進(jìn)行分門別類，為后續(xù)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用做鋪墊。3.1.3 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與整合項(xiàng)目涉及內(nèi)容廣泛，涵蓋空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)。空間和屬性數(shù)據(jù)來源廣泛，格式多源，處理程度多樣?？臻g數(shù)據(jù)來源多樣，包括遙感影像柵格數(shù)據(jù)、矢量數(shù)字化數(shù)據(jù)、掃描柵格圖。為了將

19、數(shù)據(jù)按照統(tǒng)一的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行入庫，需要對(duì)現(xiàn)有坐標(biāo)不統(tǒng)一數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、幾何配準(zhǔn)等操作，將數(shù)據(jù)格式與坐標(biāo)系統(tǒng)一化處理。對(duì)于遙感影像按照預(yù)處理流程對(duì)照數(shù)據(jù)處理程度進(jìn)行一一處理，將多期遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一格式化。對(duì)于掃描的柵格圖件，按照用途進(jìn)行幾何配準(zhǔn)、數(shù)字化等操作，獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)。屬性數(shù)據(jù)作為空間數(shù)據(jù)的屬性字段來源，具有多源性、多樣性，包括紙質(zhì)文本數(shù)據(jù)、掃描圖件數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù)、數(shù)字化數(shù)據(jù)等。對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一數(shù)字化，錄入到相應(yīng)空間數(shù)據(jù)中的屬性字段中，與空間數(shù)據(jù)一起作為地理信息數(shù)據(jù)資源。3.1.4 數(shù)據(jù)入庫與管理對(duì)上述統(tǒng)一格式化的數(shù)據(jù)按照數(shù)據(jù)用途與類別，進(jìn)行數(shù)據(jù)入庫與管理?；A(chǔ)地理信息數(shù)

20、據(jù)庫（除DEM數(shù)據(jù)）、資源環(huán)境專題數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一以GDB格式管理；地表覆蓋分類數(shù)據(jù)庫、地表覆蓋變化監(jiān)測數(shù)據(jù)庫以矢量格式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；遙感影像數(shù)據(jù)庫、基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫中的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)中的DEM數(shù)據(jù)以柵格格式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。3.2 數(shù)據(jù)獲取3.2.1 基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)獲取基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)作為統(tǒng)一的空間定位框架和空間分析基礎(chǔ)的地理信息數(shù)據(jù)，反映和描述了地球表面測量控制點(diǎn)、水系、居民地與設(shè)施、交通、管線、境界與政區(qū)、地貌、植被與土質(zhì)、地籍、地名等有關(guān)自然和社會(huì)地理要素的位置、形態(tài)和屬性信息。（1）DEM數(shù)據(jù)的收集與整理（2）地理國情普查專題數(shù)據(jù)根據(jù)第一次地理國情普查成果，從其中的地理單元要素可提取相關(guān)專題要素，如下：

21、1) 行政區(qū)劃數(shù)據(jù)；行政區(qū)劃數(shù)據(jù)包括省、市級(jí)行政區(qū)；縣級(jí)行政區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)行政區(qū)；行政區(qū)劃與管理單元境界線數(shù)據(jù)。2) 道路交通數(shù)據(jù)；道路交通數(shù)據(jù)包括城市道路、鄉(xiāng)村道路、公路、鐵路數(shù)據(jù)；3) 水利水系數(shù)據(jù)；水利、水系數(shù)據(jù)包括流域、沼澤區(qū)、濕地保護(hù)區(qū)等專題數(shù)據(jù)，以及河流、水渠線狀要素，湖泊、水庫、坑塘等面狀水域要素。4) 社會(huì)地理要素；社會(huì)地理要素包括主體功能區(qū)，開發(fā)區(qū)、保稅區(qū)，自然、文化保護(hù)區(qū)，自然、文化遺產(chǎn)數(shù)據(jù)，風(fēng)景名勝區(qū)、旅游區(qū)，森林公園，地質(zhì)公園，行、滯、蓄洪區(qū)，國有農(nóng)、林、牧場，地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)，城鎮(zhèn)綜合功能單元點(diǎn)狀和面狀數(shù)據(jù)，城市中心城區(qū)數(shù)據(jù)。（3）XX省自然保護(hù)區(qū)劃數(shù)據(jù)XX省自然保護(hù)區(qū)內(nèi)的核心

22、區(qū)、緩沖區(qū)和實(shí)驗(yàn)區(qū)，以及以自然保護(hù)區(qū)邊界向外緩沖5km范圍的周邊區(qū)域數(shù)據(jù)。3.2.2 資源環(huán)境專題數(shù)據(jù)資源環(huán)境專題數(shù)據(jù)作為地表覆蓋分類與后續(xù)時(shí)空變化分析的輔助資源，為地表覆蓋信息提取提供了重要的參考依據(jù)，充分反映了XX省自然保護(hù)區(qū)地表自然和人文地理要素的空間分布、特征及其相互關(guān)系，真實(shí)再現(xiàn)了地表要素分布。3.2.3 遙感影像數(shù)據(jù)獲取遙感影像作為地球表面的“實(shí)時(shí)照片”，是對(duì)地表真實(shí)情況的再現(xiàn)。本項(xiàng)目時(shí)間跨度長，對(duì)于歷史地表情況的再現(xiàn)與還原，遙感影像提供了最佳選擇。遙感影像資料是本項(xiàng)目最重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源，基于遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行自然保護(hù)區(qū)地表覆蓋分類的提取是地表覆蓋時(shí)空格局分析的前提與基礎(chǔ)。遙感影像

23、數(shù)據(jù)源精度直接影響了數(shù)據(jù)提取的精度。采用優(yōu)于1m分辨率級(jí)別遙感影像，進(jìn)行幾何校正、融合、鑲嵌，形成正射影像產(chǎn)品，再進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、幾何配準(zhǔn)等相關(guān)操作，得到最終的結(jié)果遙感影像數(shù)據(jù)。3.3 遙感影像數(shù)據(jù)處理3.3.1.1 遙感影像的配準(zhǔn)主要是指高分辨率遙感全色和多光譜之間的配準(zhǔn)，配準(zhǔn)工作宜采用二階多項(xiàng)式，配準(zhǔn)誤差小于0.5個(gè)像元。選擇嚴(yán)密成像模型或有理函數(shù)模型進(jìn)行校正處理。3.3.1.2 遙感影像的融合遙感影像融合是指將不同遙感傳感器的圖像在進(jìn)行去噪、校正、空間配準(zhǔn)和重采樣后，再運(yùn)用某種融合技術(shù)得到一幅融合圖像的處理過程。目的是克服單一圖像在空間、光譜方面的局限性，提高對(duì)地物進(jìn)行定位、識(shí)別、解譯的精

24、確度。遙感影像的融合處理可以在數(shù)據(jù)層、特征層、決策層進(jìn)行。數(shù)據(jù)層的融合算法主要有代數(shù)法、HSV變換法、HPF法、回歸模型法、PCA法、Pansharp法、小波變換法等。需要進(jìn)行兩項(xiàng)數(shù)據(jù)融合工作：一是制作保持原始影像的空間信息和光譜信息的高分辨率多光譜影像圖，用于精確計(jì)算每個(gè)像元的植被指數(shù)；二是制作綠色信息突出、其它地物目視效果良好的解譯底圖。以具有四個(gè)波段的Pléiades數(shù)據(jù)為例，制作解譯遙感影像底圖時(shí)，主要有如下步驟：（1）將2波段與4波段作波段增強(qiáng)運(yùn)算形成新的波段，即5波段，選擇351波段合成RGB影像；（2）將RGB變換至HSV，用高分辨率數(shù)據(jù)代替V波段，進(jìn)行HSV到RGB的

25、逆變換；（3）調(diào)整色調(diào)，使影像綠色信息突出，地物信息更加豐富，色彩自然、適于解譯工作。3.3.1.3 遙感影像的幾何校正采用比例尺大于成果圖的地形圖、正射影像或相應(yīng)精度的控制點(diǎn)對(duì)遙感影像進(jìn)行幾何校正。當(dāng)遙感測試位于平原地區(qū)時(shí)，采用普通的二階多項(xiàng)式糾正方法即可；當(dāng)城市位于山區(qū)或丘陵地區(qū)時(shí)則應(yīng)采用嚴(yán)密的糾正模型和數(shù)字高程模型（DEM）對(duì)影像進(jìn)行精糾正，以滿足制圖精度。具體注意事項(xiàng)如下：（1）幾何校正的基本要求選擇控制點(diǎn)時(shí)遵循以下原則：均勻分布；特征明顯；足夠數(shù)量。首先在圖像的四角和對(duì)角線交點(diǎn)處選取控制點(diǎn)，然后逐漸加密，保證控制點(diǎn)均勻分布?？刂泣c(diǎn)盡可能選在固定的地物交叉點(diǎn)（如鐵路與河岸交點(diǎn)，人工水渠

26、交叉點(diǎn)、公路交叉點(diǎn)等）上，在山區(qū)與丘陵無精確定位的標(biāo)志情況下利用半固定的地形地物交叉點(diǎn)（如山頂、河流交叉點(diǎn)，水庫壩址等）。控制點(diǎn)數(shù)量每景（衛(wèi)星遙感影像）應(yīng)在25-35個(gè)，山區(qū)或丘陵區(qū)的控制點(diǎn)適當(dāng)增加。（2）幾何和正射校正模型選取的原則糾正精度高；所需控制點(diǎn)不宜過多；迭代次數(shù)少，收斂快，計(jì)算工作量??；選擇嚴(yán)密成像模型或有理函數(shù)模型進(jìn)行校正處理。3.3.1.4 遙感影像的增強(qiáng)遙感影像增強(qiáng)是為特定目的，突出遙感影像中的某些信息，削弱或者除去某些不需要的信息，使圖像更易判讀。圖像增強(qiáng)的實(shí)質(zhì)是增強(qiáng)感興趣目標(biāo)和周圍背景圖像間的反差。主要包括3類遙感影像增強(qiáng)工作：（1）原始遙感影像存在噪聲，需要通過空域或頻

27、域的濾波來增強(qiáng)解譯效果；（2）原始影像比較暗、地物對(duì)比度較差，需通過灰度線性拉伸的方法將原始影像的亮度范圍擴(kuò)展至顯示設(shè)備的全部范圍；（3）為突出城市的綠化效果，需采用影像色彩增強(qiáng)的方法。3.3.1.5 遙感影像的鑲嵌遙感影像的鑲嵌指將被鑲嵌圖像之間的幾何位置對(duì)準(zhǔn)，使其成為完整的一幅圖，去掉按邊部分多余的行（列）像元的過程。（1）鑲嵌線的選?。喝斯じ鶕?jù)鑲嵌影像色調(diào)和地物分布特點(diǎn)采用交互式的方法選取鑲嵌線，也可采用專用的算法自動(dòng)選取鑲嵌線。（2）色調(diào)調(diào)整：兩幅色調(diào)差別較大的影像鑲嵌時(shí)，應(yīng)對(duì)影像進(jìn)行色調(diào)調(diào)整，保證色調(diào)相對(duì)統(tǒng)一。（3）接縫處影像灰度、色調(diào)應(yīng)與整幅影像灰度、色調(diào)協(xié)調(diào)。3.3.1.6 遙感

28、影像處理校驗(yàn)遙感影像處理校驗(yàn)主要是遙感影像幾何精度、目視效果方面的校驗(yàn)。（1）遙感影像幾何精度校驗(yàn)影像幾何校正精度采用隨機(jī)讀點(diǎn)法進(jìn)行檢驗(yàn)，即在校正后的影像上均勻選擇45個(gè)特征點(diǎn)，讀出其坐標(biāo)值，然后與地形圖上對(duì)應(yīng)點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行比較，判斷是否滿足精度要求。影像配準(zhǔn)采用以下方法進(jìn)行精度檢查：融合檢查對(duì)配準(zhǔn)后數(shù)據(jù)進(jìn)行快速融合處理，目視檢查融合圖是否有重影現(xiàn)象。疊加檢查利用圖像處理軟件的連接和分層交互顯示功能目視檢查數(shù)據(jù)配準(zhǔn)精度。（2）遙感影像目視效果質(zhì)量校驗(yàn)遙感影像融合質(zhì)量校驗(yàn)?zāi)恳曈^察影像紋理是否清晰、色調(diào)是否與多光譜影像一致、有無重影現(xiàn)象。遙感影像鑲嵌質(zhì)量校驗(yàn)?zāi)恳曈^察拼接影像的色調(diào)是否一致，有無明顯拼

29、接痕跡。3.4 地表覆蓋分類信息提取地表覆蓋分類信息的提取是進(jìn)行后續(xù)城市監(jiān)測和城市擴(kuò)展最基本的部分，如何高質(zhì)量地提取地表覆蓋信息，對(duì)本項(xiàng)目后續(xù)時(shí)空格局分析和地表覆蓋轉(zhuǎn)換機(jī)制及其驅(qū)動(dòng)力探究都有重要的意義。本項(xiàng)目以第一次地理國情普查成果數(shù)據(jù)和國土二調(diào)數(shù)據(jù)(第二次全國土地調(diào)查)為基礎(chǔ)，輔以基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、地形圖、規(guī)劃圖和林業(yè)等專題參考資料，應(yīng)用遙感影像解譯和判讀知識(shí)，以人工目視解譯方法對(duì)多期遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行地表覆蓋分類，提取得到監(jiān)測區(qū)多期地表覆蓋分類數(shù)據(jù)。3.4.1 技術(shù)流程根據(jù)收集到的高分辨率遙感數(shù)據(jù)，采用XX省第一次地理國情普查成果作為數(shù)據(jù)更新依據(jù)，進(jìn)行多期地表覆蓋分類信息提取。整個(gè)地表覆蓋分

30、類提取過程中，嚴(yán)格參照確定的分類體系進(jìn)行分類更新。以多期遙感影像數(shù)據(jù)為地表覆蓋分類提取依據(jù)，輔助收集到的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)以及資源環(huán)境專題數(shù)據(jù)對(duì)遙感影像數(shù)據(jù)主要采取人工目視解譯的方式，精確提取多期地表覆蓋分類數(shù)據(jù)。利用遙感影像進(jìn)行地表覆蓋信息提取的方法很多，每種方法的提取效果是不一樣的，但是應(yīng)用每種方法進(jìn)行信息提取的基本流程卻趨于一致：圖3- 2遙感影像覆蓋信息提取流程圖其中，分類過程中參照以下兩條原則：1）保證各個(gè)分類圖斑之間無拓?fù)淇障逗屯負(fù)渲丿B錯(cuò)誤，進(jìn)行拓?fù)潋?yàn)證檢查。2）分割或勾繪的大體順序原則為：先易后難的原則。先對(duì)容易區(qū)分的類型進(jìn)行編輯，如水域、路面、房屋建筑區(qū)、構(gòu)筑物、人工堆掘地等，再

31、對(duì)較難區(qū)分的類型進(jìn)行編輯，如荒漠與祼露地表、林地、草地、園地、耕地等；“先大后小”原則。先確定大類，再細(xì)分至小類，如分到三級(jí)類的應(yīng)優(yōu)先保證二級(jí)類的正確性；“劃整為零”的原則。先將整個(gè)圖幅范圍中的框架先確定，如農(nóng)田、居名點(diǎn)、道路、工礦用地等，再將大塊圖斑先區(qū)分，如林地、草地、耕地，最后再摳小塊圖斑，如林地中的小塊耕地、耕地中的小塊林地等。3.4.2 地物分類體系對(duì)研究區(qū)域而言,地物分類體系的建立應(yīng)該具有針對(duì)性，在全面的分類體系基礎(chǔ)上，要綜合考慮研究區(qū)域的特點(diǎn)和研究的重點(diǎn)，從而建立一個(gè)具有明確針對(duì)性的分類體系，在研究應(yīng)用中才能更為精確和完善。參考地理國情監(jiān)測及二調(diào)項(xiàng)目，根據(jù)一定的原則和方法，本項(xiàng)目

32、初步確定了自然保護(hù)區(qū)地表覆蓋內(nèi)容體系方案，根據(jù)XX省自然保護(hù)區(qū)地物特性將地物分為林地、草地、河流、農(nóng)田、居民點(diǎn)、旅游設(shè)施、工礦占地、水電設(shè)施、人公設(shè)施、養(yǎng)殖場、油井、水壩、養(yǎng)魚塘、道路等 14個(gè)類型。3.4.3 地表覆蓋分類信息提取方法不同的信息提取方法，提取效率不同，精度差異較大。遙感信息提取主要有兩種途徑：一是目視解譯，一是在人為訓(xùn)練輔助下的計(jì)算機(jī)自動(dòng)分類。本次地表覆蓋信息提取采用前者作為信息提取方法。所謂目視解譯是指利用影像的波譜特征色調(diào)或顏色和空間特征形狀、大小、陰影、紋理、圖形、位置和布局，與其它輔助信息如地形圖、專題圖等組合，通過人機(jī)交互方式進(jìn)行目視解譯，兼顧效率與精度，提取出地表

33、覆蓋內(nèi)容體系中各級(jí)地表覆蓋信息。數(shù)據(jù)選取中間時(shí)間段的遙感數(shù)據(jù)，按照建立的分類體系，獲得其地表覆蓋分類數(shù)據(jù)圖層，再分別對(duì)照其他時(shí)間段的遙感數(shù)據(jù)在已生產(chǎn)的地表覆蓋分類數(shù)據(jù)層進(jìn)行地表覆蓋信息的更新，獲得其余時(shí)期的地表覆蓋分類信息。3.5 自然保護(hù)區(qū)地表變化監(jiān)測分析基于遙感影像的變化監(jiān)測就是利用不同時(shí)間獲取的同一地區(qū)地表覆蓋的遙感影像和該區(qū)域一些相關(guān)輔助數(shù)據(jù)（如土地利用圖、地表覆蓋分類圖等），定量分析其地表變化并確定變化特征和過程的技術(shù)。它采用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)，通過分析識(shí)別不同時(shí)相遙感影像地物目標(biāo)或現(xiàn)象狀態(tài)的變化，確定其變化特征，提供該時(shí)段地物的空間分布及變化信息。同時(shí)，隨著 GIS 參考數(shù)據(jù)的出現(xiàn)

34、和空間數(shù)據(jù)的豐富，變化監(jiān)測不僅僅可以通過單純的多時(shí)相遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行，還可以結(jié)合其他一些相關(guān)輔助數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測。3.5.1 技術(shù)流程地表覆蓋變化監(jiān)測過程一般主要包括數(shù)據(jù)選擇、圖像預(yù)處理、變化監(jiān)測和精度評(píng)定四個(gè)部分，其總體技術(shù)流程如圖所示：圖3- 3地表覆蓋變化監(jiān)測總體流程對(duì)不同時(shí)間獲取的遙感影像，通過合適的變化監(jiān)測方法選取，同時(shí)利用已有的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，提取并分析這些發(fā)生變化的信息，從而得到變化監(jiān)測結(jié)果。該過程是變化監(jiān)測總體流程的核心，它涉及到變化監(jiān)測方法的選取、分析識(shí)別不同時(shí)相遙感影像地物目標(biāo)或現(xiàn)象狀態(tài)的變化、確定變化特征，生成變化結(jié)果分布圖和提供定性或定量變化信息等。對(duì)于不同來源的遙感影像

35、，應(yīng)該盡量選擇合適的變化監(jiān)測方法，從而保證取得較好變化監(jiān)測結(jié)果。3.5.2 地表覆蓋特征分析地表覆蓋特征是圖像處理、分析、解譯和變化監(jiān)測的重要依據(jù)，通過特征分析可以定量地研究其所包含的信息量，一般這些特征參數(shù)有光譜、形狀和紋理等。光譜特征主要有亮度、標(biāo)準(zhǔn)差等；形狀特征包括長寬比和面積等；紋理特征包括GLCM同質(zhì)性和GLCM對(duì)比度等指標(biāo)。3.5.2.1 資料準(zhǔn)備以提取得到的多期地表覆蓋分類數(shù)據(jù)為主要數(shù)據(jù)源，輔以監(jiān)測區(qū)行政區(qū)劃數(shù)據(jù)、土地利用專題數(shù)據(jù)、第一次地理國情普查成果專題數(shù)據(jù)等對(duì)地表覆蓋特征進(jìn)行分析。3.5.2.2 分類數(shù)據(jù)處理結(jié)合遙感影像數(shù)據(jù)源的特點(diǎn)以及地類實(shí)際占用地類情況，對(duì)按照分類體系得

36、到的原始分類結(jié)果進(jìn)行一定的類別合并與修改，對(duì)地表覆蓋總體特征分析根據(jù)地表覆蓋數(shù)據(jù)層的分類提取多期數(shù)據(jù)的一級(jí)類數(shù)據(jù)，然后對(duì)一級(jí)類數(shù)據(jù)進(jìn)行面積統(tǒng)計(jì)與分析，獲得多期數(shù)據(jù)分類數(shù)據(jù)的面積和占比。3.5.3 地表覆蓋變化監(jiān)測將地表覆蓋數(shù)據(jù)與現(xiàn)勢的遙感影像分類數(shù)據(jù)進(jìn)行空間疊加，通過人機(jī)交互比較的方法來發(fā)現(xiàn)變化的信息。利用基期矢量數(shù)據(jù)輔助高分辨率遙感影像變化監(jiān)測，將基期矢量數(shù)據(jù)與后一時(shí)相影像套合，利用矢量圖斑邊界對(duì)后期影像進(jìn)行疊置分割，獲取同質(zhì)像斑，使得分割結(jié)果兼顧前后兩個(gè)時(shí)相的地物特征；以分割結(jié)果為基準(zhǔn)，分別提取兩期影像光譜、紋理和形狀特征，通過合理選取影像波段及屬性特征，構(gòu)建基準(zhǔn)時(shí)期和待檢測時(shí)期特征空間向

37、量，通過計(jì)算變化監(jiān)測算法對(duì)前后時(shí)相的影像像斑進(jìn)行對(duì)比分析，獲取變化的區(qū)域。以地表覆蓋轉(zhuǎn)移矩陣來反應(yīng)研究時(shí)間間隔的地類變化情況，通過空間數(shù)據(jù)的空間定位以及數(shù)據(jù)的定量化反映監(jiān)測區(qū)域內(nèi)每個(gè)地表斑塊的地表覆蓋情況及變化情況。另外，通過矩陣，可看出研究時(shí)間間隔每個(gè)地類的轉(zhuǎn)移變化，獲得每個(gè)研究時(shí)間段各地類的來源、去向狀況。地表覆蓋轉(zhuǎn)移矩陣定量描述見下表：表3- 1 T1至T2年地表覆蓋轉(zhuǎn)移矩陣T1至T2年地表覆蓋轉(zhuǎn)移矩陣（單位:km2）地類A1A2A3A4A5A6AjAnT2年總計(jì)A1P11P12P13P14P15P16P1jP1nP+1A2P21P22P23P24P25P26P2jP2nP+2A3P31

38、P32P33P34P35P36P3jP3nP+3A4P41P42P43P44P45P46P4jP4nP+4A5P51P52P53P54P55P56P5jP5nP+5A6P61P62P63P64P65P66P6jP6nP+6AiPi1Pi2Pi3Pi4Pi5Pi6PijPinP+iAmPm1Pm2Pm3Pm4Pm5Pm6PmjPmnP+mT1年總計(jì)P1+P2+P3+P4+P5+P6+Pj+Pn+P+地表覆蓋轉(zhuǎn)移矩陣中，行表示T2時(shí)刻地表覆蓋類型，列表示T1時(shí)刻地表覆蓋類型。Pij表示T1-T2期間地類i轉(zhuǎn)換為地類j的面積；Pii表示T1-T2期間地類i保持不變的面積，稱為地類i的保有量；Pj+表

39、示T1時(shí)刻地類j的總面積。P+i表示T2時(shí)刻地類i的總面積。P+表示監(jiān)測區(qū)域范圍內(nèi)各地類的面積總和，此值為一個(gè)固定值，在各個(gè)時(shí)刻研究段內(nèi)保持不變。3.5.4 變化監(jiān)測精度評(píng)定遙感影像變化監(jiān)測過程最后需要對(duì)得到的結(jié)果進(jìn)行精度評(píng)估，以便對(duì)所使用的方法進(jìn)行質(zhì)量控制。變化監(jiān)測的精度評(píng)估可分為兩個(gè)方面：一是從變化和非變化兩類著眼，監(jiān)測變化是否發(fā)生及發(fā)生變化位置的精度；二是評(píng)估所有具體的變化類型的精度。在此采用混淆矩陣對(duì)變化與非變化兩類進(jìn)行精度評(píng)定，主要涉及正確檢出率、虛檢率、漏檢率和綜合檢測誤差四個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)。（1）正確檢出率 正確檢出率就是實(shí)際發(fā)生變化同時(shí)又被檢測出來的面積與檢測出來的總面積的比值。正確

40、檢出率越大，實(shí)際發(fā)生變化同時(shí)又被檢測出來的面積越大，即變化監(jiān)測精度越高。（2）誤檢率 誤檢率即實(shí)際未發(fā)生變化但被檢測出發(fā)生變化的面積與檢測出來的總面積的比值。誤檢率越小，實(shí)際未發(fā)生變化但被檢測出發(fā)生變化的面積越小，其精度越高。（3）漏檢率 漏檢率即實(shí)際發(fā)生變化但未能被檢測出的面積與實(shí)際發(fā)生變化總面積的比值。漏檢率越小，實(shí)際發(fā)生變化但未能被檢測出的面積越小，變化檢測精度越高。（4）綜合檢測誤差綜合檢測誤差是指實(shí)際發(fā)生變化但未能被檢測出的面積與實(shí)際未發(fā)生變化但被檢測出變化的面積之和占圖像總面積的比例?？偟臋z測誤差越小，變化檢測精度越高。3.5.5 自然保護(hù)區(qū)人類活動(dòng)干擾因素分析近幾十年來，XX省經(jīng)

41、濟(jì)社會(huì)高速發(fā)展，人類的開發(fā)活動(dòng)也最為劇烈，省內(nèi)的各類自然保護(hù)區(qū)也受到不同程度的干擾。當(dāng)今，生物物種多樣性是自然保護(hù)區(qū)保護(hù)和研究的重點(diǎn)，而珍稀瀕危物種又是保護(hù)的重中之重，這些瀕危物種消亡的主導(dǎo)因素則是人類開發(fā)利用活動(dòng)對(duì)它們的棲息地造成了不同程度的改變或破壞，由此使得適宜生境在數(shù)量和質(zhì)量上的減少和降低。利用GIS空間分析方法，對(duì)XX省自然保護(hù)區(qū)地表覆蓋進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測、評(píng)價(jià)，進(jìn)一步分析人類活動(dòng)對(duì)自然保護(hù)區(qū)地物的干擾，確定當(dāng)前該區(qū)人類活動(dòng)干擾是否在保護(hù)區(qū)可承受的范圍內(nèi)，為自然保護(hù)區(qū)生態(tài)環(huán)境建設(shè)提供技術(shù)和方法支持。圖3- 4地表覆蓋變化監(jiān)測分布示意圖4 自然保護(hù)區(qū)地表覆蓋變化監(jiān)測系統(tǒng)自然保護(hù)區(qū)地表覆蓋變化

42、監(jiān)測系統(tǒng)以高分辨率遙感影像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，加以矢量數(shù)據(jù)輔助，建立五大功能模塊輔助用戶進(jìn)行變化監(jiān)測。該系統(tǒng)的五大模塊分別為：任務(wù)管理模塊、地圖操作模塊、判讀解譯模塊、變化監(jiān)測模塊以及樣本庫模塊。圖3- 5系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)4.1 任務(wù)管理 任務(wù)管理模塊是該系統(tǒng)的管理中心，其功能包括 2個(gè)方面：（1）用戶管理用于管理員對(duì)用戶進(jìn)行管理。包含用戶資料和用戶列表兩部分：通過用戶資料管理員不僅可以詳細(xì)的查看用戶詳細(xì)信息，還可以添加、修改和刪除用戶；用戶列表列出了已經(jīng)注冊(cè)的全部用戶。（2）任務(wù)管理用于任務(wù)分配和進(jìn)度管理等。任務(wù)分配可以將任務(wù)根據(jù)自定義、方里網(wǎng)和矢量文件三種類型進(jìn)行劃分。自定義類型為手動(dòng)分配任務(wù)圖層

43、；方里網(wǎng)類型根據(jù)設(shè)置的行列數(shù)或者寬度、高度進(jìn)行任務(wù)劃分；矢量文件類型根據(jù)存在的矢量文件進(jìn)行任務(wù)劃分。4.2 地圖操作地圖操作模塊是地理信息系統(tǒng)最基本的模塊。該模塊可對(duì)地圖進(jìn)行比例尺設(shè)定、距離量測、面積量測、角度量測、要素選擇、屬性表查詢、經(jīng)緯度定位等功能。用戶可根據(jù)自己的需求任意修改地圖的顯示效果和相應(yīng)配置。（1）指定地圖顯示比例尺比例尺設(shè)定可以通過兩種方式來設(shè)置。一是通過選擇的方式來進(jìn)行，共有 1：1000 、1：2000 、1 ：5000 、1 ：10000 、 1 ： 50000 、 1：100000 、1 ：250000 、1 ：500000、1：1000000 九個(gè)等級(jí)的比例尺尺度供

44、用戶選擇；二是通過用戶鍵盤輸入的方式進(jìn)行，輸入比例尺大小。 （2）距離、面積、角度量測 距離量測就是用戶可以測量地圖上某一線段或者某一折線的長度，最終量測結(jié)果會(huì)以直觀的方式顯示在系統(tǒng)界面狀態(tài)欄上，在判讀解譯過程中，可用于計(jì)算公路的長度；面積量測是用戶對(duì)地圖上某一感興趣區(qū)域進(jìn)行面積計(jì)算，該區(qū)域可以是任意多邊形，最終量算面積結(jié)果會(huì)反饋在狀態(tài)欄里；角度量算可實(shí)現(xiàn)方向角和夾角的量算，這里的方向角是指最后一條線段和正北方向之間的角度，而夾角是指最后一條線段和前一條線段之間的角度。（3）基于點(diǎn)、矩形、多邊形的空間查詢，并顯示屬性信息 首先要確定查詢的圖層，之后可進(jìn)行空間查詢，至于基于何種對(duì)象來進(jìn)行空間查詢

45、由用戶自己決定?；邳c(diǎn)的空間查詢，就是系統(tǒng)會(huì)根據(jù)用戶鼠標(biāo)點(diǎn)擊的坐標(biāo)點(diǎn)來進(jìn)行判斷，看坐標(biāo)點(diǎn)會(huì)落入哪個(gè)對(duì)象的區(qū)域內(nèi)，當(dāng)坐標(biāo)點(diǎn)落入某個(gè)區(qū)域后，該對(duì)象會(huì)被選中，會(huì)以特定顏色顯示，關(guān)于該對(duì)象的屬性信息也會(huì)一并顯示；基于矩形的空間查詢，它的目的在與對(duì)多個(gè)對(duì)象進(jìn)行空間查詢，它的選取范圍是規(guī)則的矩形，而這一點(diǎn)對(duì)查詢操作有一定的制約；基于多邊形的空間查詢，它可以最大限度的滿足用戶查詢的需求，查找多個(gè)對(duì)象，用戶可以按照自己的需求自定義一個(gè)不規(guī)則的多邊形進(jìn)行空間查詢。（4）根據(jù)經(jīng)緯度坐標(biāo)進(jìn)行地理定位用戶可以通過“小數(shù)形式”或者“度分秒”形式來輸入經(jīng)緯度坐標(biāo)，系統(tǒng)根據(jù)輸入值在圖層上進(jìn)行地理定位。4.3 判讀解譯判讀解

46、譯模塊提供了對(duì)矢量數(shù)據(jù)的編輯功能以及對(duì)影像數(shù)據(jù)的處理功能。該模塊允許用戶根據(jù)不同屬性建立相應(yīng)圖層，并對(duì)新建立的圖層進(jìn)行基本的編輯，如添加新的字段、添加和查詢屬性信息等。同時(shí)提供了基本的地圖編輯工具，可以對(duì)當(dāng)前圖層屬性表中的信息進(jìn)行編輯、刪除、導(dǎo)出等操作。此外，該模塊還包括一些影像處理顯示工具，便于用戶進(jìn)行影像數(shù)據(jù)對(duì)比查看。 在解譯判讀模塊中用戶可以對(duì)影像進(jìn)行人工目視解譯，提供了單機(jī)解譯和多人聯(lián)機(jī)解譯兩套流程及相關(guān)工具。單機(jī)解譯包括：新建 shapefile 圖層、圖層編輯管理器、要素勾繪、要素圖形編輯和要素屬性編輯等。多人聯(lián)機(jī)解譯包括：用戶注冊(cè)及用戶管理、用戶版本創(chuàng)建與管理、聯(lián)機(jī)解譯數(shù)據(jù)創(chuàng)建與

47、管理、數(shù)據(jù)版本協(xié)調(diào)、數(shù)據(jù)沖突解決方案管理器、數(shù)據(jù)版本合并與提交。在進(jìn)行多用戶聯(lián)機(jī)解譯時(shí)，用戶通過子版本保存用戶數(shù)據(jù)修改記錄，在完成一定工作量以后將子版本與服務(wù)器中現(xiàn)有父版本數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)調(diào)，若有數(shù)據(jù)沖突則由用戶手動(dòng)或默認(rèn)方案進(jìn)行版本合并，最終將合并后無沖突的數(shù)據(jù)保存到父版本以達(dá)到更新父版本數(shù)據(jù)的目的，當(dāng)所有用戶完成解譯并提交版本后即完成全部解譯工作。（1）新建點(diǎn)、線、面 shapefile 文件并保存 首先確定圖層類型（包括點(diǎn)、線、面三種形式），然后用戶通過設(shè)置文件保存路徑、文件名稱以及投影信息等完成圖層創(chuàng)建工作。（2）加載 shapefile 文件和圖層文件 用戶根據(jù)自己需要，在原有圖層基礎(chǔ)上加

48、載其它圖層?？杉虞d的文件類型有：shapefile 文件、Geodatabases 文件、Rasters 文件、Map Services 文件和 Layers 文件。（3）加載 服務(wù)器數(shù)據(jù) 管理員建立地理數(shù)據(jù)庫，并管理普通用戶對(duì)服務(wù)器操作數(shù)據(jù)的權(quán)限。用戶通過注冊(cè)獲得服務(wù)器數(shù)據(jù)操作許可，并可以創(chuàng)建自己的數(shù)據(jù)版本，便于進(jìn)行長事務(wù)處理。每個(gè)數(shù)據(jù)版本相互獨(dú)立，在用戶對(duì)自己數(shù)據(jù)版本編輯完成后可以一次將所有修改提交給源數(shù)據(jù)達(dá)到修改的目的。（4）編輯特定圖層的要素：添加、移動(dòng)、修改形狀對(duì)于一個(gè)特定圖層來說，可以對(duì)它進(jìn)行再處理，來達(dá)到用戶的需求。首先要確定編輯的圖層，之后就可以對(duì)該圖層進(jìn)行對(duì)象的添加、移動(dòng)、修

49、改形狀、刪除等操作了。這里注意的是，對(duì)于點(diǎn)要素來說，編輯操作等同于移動(dòng)操作，只是移動(dòng)了位置；對(duì)于線、面要素來說，編輯操作就是修改形狀。如要撤消當(dāng)前操作可以使用后退功能，如要恢復(fù)前一步操作可以使用前進(jìn)功能。4.4 變化監(jiān)測變化監(jiān)測模塊主要包括變化監(jiān)測子模塊和輔助工具子模塊兩部分。其中變化監(jiān)測子模塊由影像預(yù)處理、特征提取和變化監(jiān)測三部分組成，用于方便快速地完成變化監(jiān)測工作；輔助工具由投影轉(zhuǎn)換，地類變化分析和拓?fù)錂z查三部分組成，便于變化監(jiān)測后續(xù)工作開展，保證數(shù)據(jù)質(zhì)量。（1）影像預(yù)處理影像預(yù)處理用于對(duì)不同時(shí)相遙感影像進(jìn)行前期處理，便于后期變化監(jiān)測工作順利展開，其主要包括高分辨率影像相對(duì)匹配、相對(duì)輻射糾

50、正、地形輻射糾正和影像邊界增強(qiáng)等功能。高分辨率影像相對(duì)輻射糾正采用迭代重加權(quán)的多元變化監(jiān)測方法提取出穩(wěn)定的不變特征點(diǎn)，利用地理加權(quán)回歸模型對(duì)每一個(gè)特征點(diǎn)計(jì)算線性回歸模型，然后逐像元采用空間位置最近的特征點(diǎn)的回歸模型進(jìn)行線性回歸。這樣可以將不同時(shí)相的遙感影像輻射性盡量校正到統(tǒng)一水平，用以減少變化監(jiān)測中的誤檢率。（2）特征提取通過特征提取可以獲取影像的形狀特征、紋理特征以及光譜特征，為后期變化監(jiān)測工作提供數(shù)據(jù)支持。（3）變化監(jiān)測該部分提供了用于高分辨率遙感影像的多種監(jiān)測方法，包括多時(shí)相高分辨率影像的變化監(jiān)測和基期矢量數(shù)據(jù)輔助的高分辨率遙感影像變化監(jiān)測，允許用戶選擇指定的特征信息方便快速地完成變化監(jiān)

51、測工作。（4）投影轉(zhuǎn)換投影轉(zhuǎn)換工具用于對(duì) shapefile 矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行重投影，將其轉(zhuǎn)換為所需投影方式。輸入文件可以從當(dāng)前打開的文件中快速獲取，也可以從選擇的文件夾中獲取，支持批量處理。（5）拓?fù)錂z查拓?fù)潢P(guān)系是地理實(shí)體空間數(shù)據(jù)間的相互關(guān)系，它是確保數(shù)據(jù)質(zhì)量的基礎(chǔ)，對(duì)于數(shù)據(jù)處理和 GIS 空間分析具有重要意義。現(xiàn)實(shí)生活中，數(shù)據(jù)多源性、數(shù)據(jù)格式多樣性以及數(shù)據(jù)生成處理標(biāo)準(zhǔn)的不一致性等都會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。為了及時(shí)準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)問題就需要對(duì)其進(jìn)行檢查，拓?fù)錂z查無疑是最有效、最快捷、最簡便的一種檢查方式，它保證了數(shù)據(jù)質(zhì)量規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)化，提高了編輯數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)質(zhì)量。由于 shape 格式數(shù)據(jù)不能建立拓?fù)?/p>

52、關(guān)系，因此首先構(gòu)建地理數(shù)據(jù)庫，然后創(chuàng)建拓?fù)洳?duì)其進(jìn)行編輯。（6）地類變化分析地類變化分析工具提供了用于地類變化提取、合并以及地類更新等的一些功能。地類變化提取可以將不同時(shí)期地理國情要素中土地類別發(fā)生變化的部分提取出來；地類變化合并可以用于合并不同時(shí)期地理國情要素所發(fā)生的所有變化；地類更新可以通過基期地理國情要素和檢測出的變化信息結(jié)果數(shù)據(jù)生成新一期土地利用圖。4.5 樣本庫針對(duì)遙感影像分類與變化監(jiān)測應(yīng)用需求，構(gòu)建了遙感影像樣本特征庫，對(duì)影像特征量化表達(dá)進(jìn)行分析總結(jié)。遙感影像樣本庫為樣本影像特征信息的存儲(chǔ)提供了一個(gè)合理的框架，存儲(chǔ)了基于影像對(duì)象的各類影像信息。 樣本庫模塊主要利用數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)基本的樣本及特征，方便用戶提取樣本作為識(shí)別標(biāo)志，為后續(xù)進(jìn)行信息挖掘，獲取分類規(guī)則以及構(gòu)建知識(shí)庫等工作提供保障。5 成果整理與提交5.1 數(shù)據(jù)庫成果XX省自然保護(hù)區(qū)地表覆蓋變化監(jiān)測項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫包括以下4個(gè)子數(shù)據(jù)庫：5.1.1 基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫主要存儲(chǔ)監(jiān)測區(qū)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)及資源環(huán)境專題數(shù)據(jù)。5.1.2 遙感影像數(shù)據(jù)庫主要存儲(chǔ)遙感影像數(shù)據(jù)。5.1.3 地表覆蓋分類數(shù)據(jù)庫主要存儲(chǔ)地表覆蓋分類數(shù)據(jù)。5.1.4 地表覆蓋變化監(jiān)測數(shù)據(jù)庫主要存儲(chǔ)地表覆蓋變化監(jiān)測數(shù)據(jù)。5.2 專題圖件成果針對(duì)遙感監(jiān)測要素，制作相應(yīng)的專題圖，出圖的內(nèi)容包括統(tǒng)一的圖框、注記規(guī)范以及圖面整飾；注記規(guī)范又包括要素圖名、基