土地利用分类技术方案介绍
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是以某一固定时相的遥感影像为基础，采用通过对图象实施波段组合、变换 增强处理,结合实地调查资料，提取和分析区域土地利用/土地覆盖变化的规模、 空间范围和面积。 2)动态遥感图象分析法
是通过不同时相遥感资料的对比，反映各个时期土地利用或覆盖的变化信 息。主要用于 1987 年和 1990 年土地利用信息提取。
地作物轮种的耕地
12 旱地
指无灌溉水源及设施，靠天然降水生长作物的耕地；有水 源和浇灌设施，在一般年景下能正常灌溉的旱作物耕地；
以种菜为主的耕地，正常轮作的休闲地和轮歇地
21 有林地 指郁闭度>30%的天然木和人工林。包括用材林、经济林、 防护林等成片林地
22 灌木林 23 疏林地 24 其他林
地
指郁闭度>40%、高度在 2 米以下的矮林地和灌丛林地 指疏林地（郁闭度为 10%~30%） 未成林造林地、迹地、苗圃及各类园地（果园、桑园、茶 园、热作林园地等）
66 裸岩石 砾地
67 其他
指地表为岩石或石砾，其覆盖面积>5%以下的土地 指其他未利用土地，包括高寒荒漠，苔原等
99 海域扩 张或海 域收缩
海域扩张或海域收缩
一级 一级 类码 名称
1 耕地
1 耕地
2 林地 2 林地 2 林地 2 林地 2 林地 3 草地 3 草地 3 草地 4 水域 4 水域 4 水域 4 水域
表 1 土地利用动态遥感监测分类系统及代码
二级
二级
类码
名称
解释说明
11 水田
指有水源保证和灌溉设施，在一般年景能正常灌溉，用以 种植水稻，莲藕等水生农作物的耕地，包括实行水稻和旱
2.4 数据集成
空间数据集成是对数据形式特征（如格式、单位、分辨率、精度）等和内部 特征（特征、属性、内容等）做出全部或部分的调整、转化、合成、分解等操作， 其目的是形成充分兼容的数据库。数据集成是面向应用项目的，数据集成应中包 括空间、属性和时间等对对象数据特征的处理，集成成果的表达与具体需求和已 形成的数据规范和标准分不开。
坐 标 系：北京 1954 坐标 投 影：6 度带高斯-克吕横轴等角切圆柱投影 中央经线：6°*X-3°（X 为带号） 坐标原点：位于赤道与中央经线的交点 X 轴偏移：500000+X*1000000
Y 轴偏移：0 椭球：Krasovsky
a = 6378245.0000 b = 6356863.0188 扁率倒数 = 298.3 投影比例尺 1∶1（即为实际大地坐标） 单位：米 2）一级控制点设计 一级控制点包括经纬度控制点和方里网控制点。经纬度控制点按 1：10 万 国家基础地形图分幅标准（经 30°×纬 20°）进行设计（见图 1）。方里网控制点 按 10km ×10km 进行设计（见图 1）。二者共同构成一级控制点，用于地形图的 几何纠正。 3） 二级控制图层的设计 选择 80 年代-2008 年版本 1：10 万地形图作为二级控制数据，用于遥感影 像及其它栅格图像纠正的控制图层。地形图的纠正在 MGE 图像处理软件支持下 进行。由于地形图存在较大的几何畸变，为此按照项目精度要求，依据控制点层， 以矢量对图像方式，采用二次多项式和有限元方法进行局部控制几何纠正，最终 以 TIFF 格式存盘备用（见图 3）。
2 总体技术路线
根据项目要求，整个技术过程由 5 部分组成：投影设计和控制数据层的建立， 遥感数据和地形图等信息源数据的处理，专题信息提取，数据集成和数据库建立， 精度分析。
2.1 数学基础
1）地图投影设计 为了便于检索、查询和管理区域空间数据库各层面的数据，需要同一的坐标
系和地图投影。我们采用的坐标系为北京1954坐标，地图投影为6度带高斯-克吕 格横轴等角切圆柱投影，具体参数设计如下:
2.5 质量控制
（1）遥感影像纠正采用投影变换方法（PROJECT），控制点要选择比较明显的 地物，如道路交差点，坝址等，并与地形图相对应，分布要均匀，控制点的个数 要大于 4 个，误差控制在一个像元，TM 影像纠正的方根误差（a RES error）小 于 0.01。 （2）地形图纠正采用有限元方法（Finite Element）。30 年代和世纪初地形图进 行二次纠正时，选择小村屯作为控制点，误差不能大于 500 米 （3）专题信息矢量化采用人机交互判读实现，分为基于遥感影像的专题信息和 分为基于地形图的专题信息。
图 3 控制数据层生成技术框图
2.2 数据处理
该项目 2 年，1987 年和 1990 年。共涉及 4 张影像，并融合和切割处理。
1） 遥感影像的处理 利用USGS下载影像，获取1987年和1990年遥感影像。 在遥感图像的季相确定时，既要注意所在调查区域内遥感信息瞬时覆盖时本
身的质量（如含云量度 <10%等技术指标），又必须顾及不同区域的时效性季相差 异选择。根据瞬时状态下最大限度使图像上尽可能丰富地反映地表信息的原则， 遥感调查主要选择7月中旬或8月下旬的图像。
假彩色合成
图像纠正
控制数据层
图像切割
建立信息源数据库
2.3 信息提取
1）土地利用分类体系的建立 参照国内外现有土地利用/土地覆盖的分类体系，结合本项目的开展的目的
和要求以及遥感信息源的情况，制定了有 6 个一级分类，32 个二级分类的土地 利用/土地覆盖分类体系，详见表 1。 2）遥感信息的提取
由于目视解译更侧重于人的知识的参与，为了减少由于不同人员的主观差异 性所造成的误差，提高遥感判读精度，建立统一解译标志是十分必要的。在多个 专家的参与下，根据影像光谱特征，结合野外实测资料，同时参照有关地理图件， 对地物的几何形状，颜色特征、纹理特征和空间分布情况进行分析，并在综合各 位专家意见后，最终建立表2所示的判读标志。并且利用易康软件协助分类。
指沿海大潮高潮位与低潮位之间的潮侵地带 指河、湖水域平水期水位与洪水期水位之间的土地 运河或水渠是用以沟通地区或水域间水运的人工水道，通 常与自然水道或其他运河相连 指大、中、小城市及县镇以上建成区用地
52 农村居 指农村居民点 民点
54 交通用 地
55 采矿用 地
56 工业用 地
53 其他建 指独立于城镇以外的厂矿、大型工业区、油田、盐场、采 设用地 石场等用地、交通道路、机场及特殊用地
遥感影像的纠正是在 MGE 软件支持下，以二级控制图层为基础，采用投影 变换方法（Project）进行纠正。1987 年和 1990 年为 TM 数据，图像纠正应满足 1：100000 的制图精度，为此采用单幅对应图像纠正方法，控制误差的分配，起 到均差的作用，以保证整体的精度。见图 4）。
遥感数据
25 乔木绿 城市及郊区附近未成集中连片绿地 地
31 高覆盖 指覆盖度在>50%的天然草地、改良草地和割草地。此类草 度草地 地一般水分条件较好，草被生长茂密
32 中覆盖 指覆盖度在 20%~50%的天然草地和改良草地，此类草地一 度草地 般水分不足，草被较稀疏
33 低覆盖 指覆盖度在 5%~20%的天然草地。此类草地水分缺乏，草 度草地 被稀疏，牧业利用条件差
M-50 L-50 K-50
N-51 M-51 L-51 K-51 J-51
N-52 M-52 L-52 K-52
M-53 L-53
图 1 经纬网控制点分布图
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Βιβλιοθήκη Baidu
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图 2 方里网控制点分布图
投影设计
坐标系选择
生成图廓点坐标
生成方里网坐标
建立一级控制点层
地形图扫描 地形图纠正
控制数据层
建立二级控制点层
61 沙地 62 戈壁
指地表为沙覆盖，植被覆盖度在 5%以下的土地，包括沙漠， 不包括水系中的沙滩 指地表以碎砾石为主，植被覆盖度在 5%以下的土地
63 盐碱地 指地表盐碱聚集，植被稀少，只能生长耐盐碱植物的土地
64 沼泽地 65 裸土地
指地势平坦低洼，排水不畅，长期潮湿，季节性积水或常 积水，表层生长湿生植物的土地 指地表土质覆盖，植被覆盖度在 5%以下的土地
5 城乡、工 矿、居民 用地
5 城乡、工 矿、居民 用地
5 城乡、工 矿、居民 用地
5 城乡、工 矿、居民 用地
6 未利用 土地
6 未利用 土地
6 未利用 土地
6 未利用 土地
6 未利用 土地
6 未利用 土地
6 未利用 土地
6 未利用 土地
地 45 滩涂 46 滩地 47 运河或
水渠 51 城镇用
地
土地利用分类 技术方案
二〇一八年一月
1. 研究方法
1.1 遥感研究方法
遥感可从多波段、多时相和全天候角度获得全球观测数据，这在全球环境变 化研究中是其他任何方法和技术无可替代的。为了准确把握山西临汾地区 1987 年和 1990 年土地利用，采用静态遥感图象分析法和动态遥感图象分析法相结合 的方法，进行多尺度多时相遥感信息的提取。 1) 静态遥感图象分析法
41 河渠
指天然形成或人工开挖的河流及主干渠常年水位以下的土 地，人工渠包括堤岸
42 湖泊 43 水库坑
塘
指天然形成的积水区常年水位以下的土地 指人工修建的蓄水区常年水位以下的土地
44 永久性 指常年被冰川和积雪所覆盖的土地 冰川雪
4 水域 4 水域 4 水域
5 城乡、工 矿、居民 用地
5 城乡、工 矿、居民 用地
是通过不同时相遥感资料的对比，反映各个时期土地利用或覆盖的变化信 息。主要用于 1987 年和 1990 年土地利用信息提取。
地作物轮种的耕地
12 旱地
指无灌溉水源及设施，靠天然降水生长作物的耕地；有水 源和浇灌设施，在一般年景下能正常灌溉的旱作物耕地；
以种菜为主的耕地，正常轮作的休闲地和轮歇地
21 有林地 指郁闭度>30%的天然木和人工林。包括用材林、经济林、 防护林等成片林地
22 灌木林 23 疏林地 24 其他林
地
指郁闭度>40%、高度在 2 米以下的矮林地和灌丛林地 指疏林地（郁闭度为 10%~30%） 未成林造林地、迹地、苗圃及各类园地（果园、桑园、茶 园、热作林园地等）
66 裸岩石 砾地
67 其他
指地表为岩石或石砾，其覆盖面积>5%以下的土地 指其他未利用土地，包括高寒荒漠，苔原等
99 海域扩 张或海 域收缩
海域扩张或海域收缩
一级 一级 类码 名称
1 耕地
1 耕地
2 林地 2 林地 2 林地 2 林地 2 林地 3 草地 3 草地 3 草地 4 水域 4 水域 4 水域 4 水域
表 1 土地利用动态遥感监测分类系统及代码
二级
二级
类码
名称
解释说明
11 水田
指有水源保证和灌溉设施，在一般年景能正常灌溉，用以 种植水稻，莲藕等水生农作物的耕地，包括实行水稻和旱
2.4 数据集成
空间数据集成是对数据形式特征（如格式、单位、分辨率、精度）等和内部 特征（特征、属性、内容等）做出全部或部分的调整、转化、合成、分解等操作， 其目的是形成充分兼容的数据库。数据集成是面向应用项目的，数据集成应中包 括空间、属性和时间等对对象数据特征的处理，集成成果的表达与具体需求和已 形成的数据规范和标准分不开。
坐 标 系：北京 1954 坐标 投 影：6 度带高斯-克吕横轴等角切圆柱投影 中央经线：6°*X-3°（X 为带号） 坐标原点：位于赤道与中央经线的交点 X 轴偏移：500000+X*1000000
Y 轴偏移：0 椭球：Krasovsky
a = 6378245.0000 b = 6356863.0188 扁率倒数 = 298.3 投影比例尺 1∶1（即为实际大地坐标） 单位：米 2）一级控制点设计 一级控制点包括经纬度控制点和方里网控制点。经纬度控制点按 1：10 万 国家基础地形图分幅标准（经 30°×纬 20°）进行设计（见图 1）。方里网控制点 按 10km ×10km 进行设计（见图 1）。二者共同构成一级控制点，用于地形图的 几何纠正。 3） 二级控制图层的设计 选择 80 年代-2008 年版本 1：10 万地形图作为二级控制数据，用于遥感影 像及其它栅格图像纠正的控制图层。地形图的纠正在 MGE 图像处理软件支持下 进行。由于地形图存在较大的几何畸变，为此按照项目精度要求，依据控制点层， 以矢量对图像方式，采用二次多项式和有限元方法进行局部控制几何纠正，最终 以 TIFF 格式存盘备用（见图 3）。
2 总体技术路线
根据项目要求，整个技术过程由 5 部分组成：投影设计和控制数据层的建立， 遥感数据和地形图等信息源数据的处理，专题信息提取，数据集成和数据库建立， 精度分析。
2.1 数学基础
1）地图投影设计 为了便于检索、查询和管理区域空间数据库各层面的数据，需要同一的坐标
系和地图投影。我们采用的坐标系为北京1954坐标，地图投影为6度带高斯-克吕 格横轴等角切圆柱投影，具体参数设计如下:
2.5 质量控制
（1）遥感影像纠正采用投影变换方法（PROJECT），控制点要选择比较明显的 地物，如道路交差点，坝址等，并与地形图相对应，分布要均匀，控制点的个数 要大于 4 个，误差控制在一个像元，TM 影像纠正的方根误差（a RES error）小 于 0.01。 （2）地形图纠正采用有限元方法（Finite Element）。30 年代和世纪初地形图进 行二次纠正时，选择小村屯作为控制点，误差不能大于 500 米 （3）专题信息矢量化采用人机交互判读实现，分为基于遥感影像的专题信息和 分为基于地形图的专题信息。
图 3 控制数据层生成技术框图
2.2 数据处理
该项目 2 年，1987 年和 1990 年。共涉及 4 张影像，并融合和切割处理。
1） 遥感影像的处理 利用USGS下载影像，获取1987年和1990年遥感影像。 在遥感图像的季相确定时，既要注意所在调查区域内遥感信息瞬时覆盖时本
身的质量（如含云量度 <10%等技术指标），又必须顾及不同区域的时效性季相差 异选择。根据瞬时状态下最大限度使图像上尽可能丰富地反映地表信息的原则， 遥感调查主要选择7月中旬或8月下旬的图像。
假彩色合成
图像纠正
控制数据层
图像切割
建立信息源数据库
2.3 信息提取
1）土地利用分类体系的建立 参照国内外现有土地利用/土地覆盖的分类体系，结合本项目的开展的目的
和要求以及遥感信息源的情况，制定了有 6 个一级分类，32 个二级分类的土地 利用/土地覆盖分类体系，详见表 1。 2）遥感信息的提取
由于目视解译更侧重于人的知识的参与，为了减少由于不同人员的主观差异 性所造成的误差，提高遥感判读精度，建立统一解译标志是十分必要的。在多个 专家的参与下，根据影像光谱特征，结合野外实测资料，同时参照有关地理图件， 对地物的几何形状，颜色特征、纹理特征和空间分布情况进行分析，并在综合各 位专家意见后，最终建立表2所示的判读标志。并且利用易康软件协助分类。
指沿海大潮高潮位与低潮位之间的潮侵地带 指河、湖水域平水期水位与洪水期水位之间的土地 运河或水渠是用以沟通地区或水域间水运的人工水道，通 常与自然水道或其他运河相连 指大、中、小城市及县镇以上建成区用地
52 农村居 指农村居民点 民点
54 交通用 地
55 采矿用 地
56 工业用 地
53 其他建 指独立于城镇以外的厂矿、大型工业区、油田、盐场、采 设用地 石场等用地、交通道路、机场及特殊用地
遥感影像的纠正是在 MGE 软件支持下，以二级控制图层为基础，采用投影 变换方法（Project）进行纠正。1987 年和 1990 年为 TM 数据，图像纠正应满足 1：100000 的制图精度，为此采用单幅对应图像纠正方法，控制误差的分配，起 到均差的作用，以保证整体的精度。见图 4）。
遥感数据
25 乔木绿 城市及郊区附近未成集中连片绿地 地
31 高覆盖 指覆盖度在>50%的天然草地、改良草地和割草地。此类草 度草地 地一般水分条件较好，草被生长茂密
32 中覆盖 指覆盖度在 20%~50%的天然草地和改良草地，此类草地一 度草地 般水分不足，草被较稀疏
33 低覆盖 指覆盖度在 5%~20%的天然草地。此类草地水分缺乏，草 度草地 被稀疏，牧业利用条件差
M-50 L-50 K-50
N-51 M-51 L-51 K-51 J-51
N-52 M-52 L-52 K-52
M-53 L-53
图 1 经纬网控制点分布图
Ñ
Βιβλιοθήκη Baidu
Ñ
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图 2 方里网控制点分布图
投影设计
坐标系选择
生成图廓点坐标
生成方里网坐标
建立一级控制点层
地形图扫描 地形图纠正
控制数据层
建立二级控制点层
61 沙地 62 戈壁
指地表为沙覆盖，植被覆盖度在 5%以下的土地，包括沙漠， 不包括水系中的沙滩 指地表以碎砾石为主，植被覆盖度在 5%以下的土地
63 盐碱地 指地表盐碱聚集，植被稀少，只能生长耐盐碱植物的土地
64 沼泽地 65 裸土地
指地势平坦低洼，排水不畅，长期潮湿，季节性积水或常 积水，表层生长湿生植物的土地 指地表土质覆盖，植被覆盖度在 5%以下的土地
5 城乡、工 矿、居民 用地
5 城乡、工 矿、居民 用地
5 城乡、工 矿、居民 用地
5 城乡、工 矿、居民 用地
6 未利用 土地
6 未利用 土地
6 未利用 土地
6 未利用 土地
6 未利用 土地
6 未利用 土地
6 未利用 土地
6 未利用 土地
地 45 滩涂 46 滩地 47 运河或
水渠 51 城镇用
地
土地利用分类 技术方案
二〇一八年一月
1. 研究方法
1.1 遥感研究方法
遥感可从多波段、多时相和全天候角度获得全球观测数据，这在全球环境变 化研究中是其他任何方法和技术无可替代的。为了准确把握山西临汾地区 1987 年和 1990 年土地利用，采用静态遥感图象分析法和动态遥感图象分析法相结合 的方法，进行多尺度多时相遥感信息的提取。 1) 静态遥感图象分析法
41 河渠
指天然形成或人工开挖的河流及主干渠常年水位以下的土 地，人工渠包括堤岸
42 湖泊 43 水库坑
塘
指天然形成的积水区常年水位以下的土地 指人工修建的蓄水区常年水位以下的土地
44 永久性 指常年被冰川和积雪所覆盖的土地 冰川雪
4 水域 4 水域 4 水域
5 城乡、工 矿、居民 用地
5 城乡、工 矿、居民 用地