土地利用现状的影像解译与系统

航空照片的判读是根据分类系统从遥感影像和其他相关资料中提取所需专题信息的过程。在解译时，既要从土地利用类别的颜色、几何图案、形状、特殊影像的大小等直接特征入手，又要结合不同类别在地形地貌上的分布特征和关系所反映的间接标志，还要考虑同比例尺地形图上的注记进行逻辑推理和综合分析，必要时进行实地考察和走访，最终确立解译标志。例如，该矿区各种土地利用类型的解译标志如下。

141.沟壑旱地:是山谷的重要耕地。在立体镜头下，可以观察到它处于山谷中，包括沟地和沟台，地块比平坦旱地小。其图像为浅黄色、鹅黄色和浅青色，边缘不规则。

142.梯田旱地:一般是人工施工，质地均匀。立体镜里有明显的台阶。上下台阶交界处有黄色斑点和暗红色杂草或灌木。山脊类似同心圆排列的规则圆弧条，颜色浅黄、浅绿，分布在山区和坡度变化较大的地区。

143.坡地旱地:立体显微镜下可观察到坡度，无明显山脊。质地光滑不规则，质地细腻，反差大。一般阳坡为浅黄白色，阴坡为淡蓝绿色。

144.四川旱地:地势比较平坦开阔，面积较大。图像呈规则块状，亮度较大，色调为浅黄色和浅绿色。你可以看到田野里纵横交错的白色小路。

15.菜地:菜地的图像清晰可见，地块小，呈长方形，内部有方格状的地毯状结构，图像为朱红色，有少量杂色。多分布在居民区、池塘、沟渠附近。

21.果园:行间和植株间的间距规则，外围清晰，在图像中反映为规则的暗红色小圆点和阴影。

211.苹果园:红色或品红色有规律地分布在图像上的点。

212.柿园:地块形状类似旱地，面积小，深红色，质地粗糙。

213.其他果园:红色或洋红色，条纹清晰，与周围区域界限明显。

22.其他园林:稀疏点缀，条纹不规则，暗红色至红色。与周边地区的界限很明显。

31.林地:树木生长茂密，树干高大，呈连续的大尺度格局。通常牙冠连成一片，呈紫红色条状。界限明显但不规则，多分布在山区和居民区。

311.针叶林:暗红色，斑点状纹理，树冠尖，体视显微镜下有尖影。

312.阔叶林:树冠红色，形成葡萄串状纹理，阴影呈椭圆形。

32.灌木:棕色或红棕色。纹影结构粗糙，图案斑点形状不规则，体视显微镜下呈球形。

33.疏林:图像淡红色或淡紫色，内部结构细碎，分布不规则。

36.苗圃:一般分布在居民区边缘，外围规则，行株间距清晰，树冠小，有鲜红色条纹，地块呈长方形或正方形，内部呈方格状。

4.草原:天鹅绒结构，阴影图案均匀光滑，黄绿色，有红色斑点。

41.天然草地:浅灰色或红褐色，边界模糊，多分布于山区。

42.人工草地:形状规则，红色，分布在低地和机构周围。

51.城镇:城市的土地上有许多街道，这些街道排列规则而明显，颜色为深蓝色。有整齐密集的居民区，位于交通干线旁，面积较大。

52.农村居民点:影像上轮廓不规则，房屋密集，蓝灰色，内部道路弯曲，里面树木多，面积小，有农村道路连接。

53.独立工矿用地:其边界一般有围墙，内部房屋高大整齐。一般有料场和专用铁路或公路，绿化条件好。

531.工矿设施用地:蓝灰色，形态多样，大型设备位置明显。

532.庭院地:颜色多为青色或青灰色，呈规则堆积状。可以看到许多地面物体(如木材和钢管)，并有一定的设施，如架空驾驶、提升和运输机械、矸石山运输巷等。，由铁路或公路连接，大型采矿场由铁路专用线连接。

533.工矿居住用地:大型厂矿中，房屋呈规则的格局排列，以蓝灰色调为主，多与生产区或料场隔离，房前屋后偶尔有暗红色的斑点(树木)。

534.工矿及公共设施用地:轮廓明显，具有一定的几何形状，如正方形或长方形。一般空间较大，房屋高大整齐，周边绿化较好。

535.小型独立工矿用地:作为一个独立的整体，有煤矸石山或烟囱，也有相对较小的料场，通过简易道路连接。图像很明显，可以看到烟囱和窑顶等特征。周边房屋较少，一般都是小煤矿、铁厂、砖瓦厂等工业企业。

55.特殊用地:这是一种很难区分的土地。因其分布范围小，可就地测绘圈定。

61.铁路用地:铁路呈青色窄长流线型，矿区专用铁路线直通矿区堆料场，转弯时弧线大而均匀。

62.公路用地:沥青路面蓝灰色，有暗红色的路边树林；水泥路或碎石路为浅灰色、灰白色；道路弯道曲率较大，路上行驶的车辆明显可见。

63.乡村道路:灰白色，网状，狭窄弯曲，与村庄和田野相连。

71.河流:河流一般为弯曲的流线型黑条，道路通过时桥梁位于其上，河床边缘不规则，河宽不均匀，附近一般有菜地。

72.水库:水面呈黑色，面积较大，有堤坝，多为葫芦状。

73.坑塘:一般有规则的边界，圆形、椭圆形或长方形。水面多为黑色，面积较小，容易分辨。

78.水工建筑物:白色条纹，位于水库下游。

81.荒地:灰色或褐红色，大面积不规则分布，质地均匀，无立体感。

86.裸岩或砾石地:白色，形状不规则，中间有灰色条带，多分布于山区。

87.山脊:呈曲线形、线形、灰色或褐色带阴影，位于倾斜旱地和梯田旱地之间。

根据上述影像判读标志，对每张彩色外景照片逐一进行分析判读，判读结果可绘制在彩色红外航拍照片上覆盖的0.05mm厚的透明聚酯薄膜上，以便实地取样，检查正确率。同时，根据标记在影像上划出不能直接判读的类型点的边界，并当场调整其类别属性。

3.3.2.2矿区土地利用解译结果验证

为了提高土地利用图的类别属性精度，需要对解译结果进行实地验证。验证采用抽样方法，抽样数根据抽样理论和解释的补丁数确定。

(1)取样比例

首先要确定土地利用类型总面积允许有多大误差。因为在土地利用类型面积统计中，类别解释的误差对分类面积的误差影响最大。只有提高解译精度，才能保证面积统计的准确性。根据《土地利用调查技术规范》，地图解译精度应达到95%以上。因此，取α = 0.05，确定95%置信水平内的随机样本数。

假设抽样土地类型的格局事件呈正态分布，抽样样本数由下式给出。

工矿区环境动态监测与分析研究

其中n是要采样的样本数；p是正确解释的斑块数与总体中斑块总数的比值；q是群体中不正确解释的斑块数与总斑块数的比值；d是允许误差；n是斑点的总数；t是标准差倍数。

因为p和q的值是未知的，所以在实际采样中使用它们的估计值p和q。

当n的值较大时，上述公式可近似表示为:

工矿区环境动态监测与分析研究

当n0/N可以忽略时，n=n0。

当n0/N不可忽略时，

工矿区环境动态监测与分析研究

当置信度为95%时，设t = 2，根据矿区土地利用调查数据可得p。

(2)抽样检验结果

抽样验证时，将野外类别与影像上的解译类别进行比较，统计解译结果矩阵，并据此计算判定率。

3.3.2.3土地利用图的制图方法

绘制过程如下:

(1)首先，在室内对航拍照片(1:10000)进行详细的分析解译，对土地利用类型进行斑块划分。然后在航拍照片上覆盖聚酯薄膜，在使用区域内，用铅笔勾画出铅字的轮廓边界。然后实地验证，重点是容易解读错误的类别。

(2)以地形图为工作底图，利用航空摄影绘图仪，使不同比例尺的照片与地形图精确嵌套。在每个解译片的有效区域边界上找出5个与地形图相对应的明显特征点(平坦区域)，或者分块找出控制点(山地起伏地形)，然后通过比例尺调整、仪器和底图移动等操作将土地利用图斑转移到地形图上。，形成土地利用图草图。

(3)将土地利用草图连同地形图的边界和坐标一起放在数字板上，在地理信息系统的支持下，完成图形的输入、编辑和绘制，自动统计土地利用类型面积，自动绘制成果图并进行多种信息的综合分析。

借助GIS提供的各种命令，进行图形输入、拓扑关系生成、图形编辑、几何变换、图形拼接、统计计算、自动绘制等功能，完成成果图(草图)的自动绘制和土地利用面积的统计。流程图如图3-4所示。

图3-4利用GIS绘制土地利用图的过程

3.3.2.4土地利用面积统计

常规的土地面积统计方法一般是用正交仪器测量土地利用图上各点的面积，然后进行平差，工作量大，测量精度因所用仪器和人员不同而不同。在使用GIS操作属性表时，由于土地利用图使用实际剖面的高斯坐标对每个图斑进行校正，并与剖面进行匹配，其误差已经自动分摊，无需再次调整。影响面积精度的主要原因是数字化过程中的误差，可以忽略不计。此外，一般矿区包括多个矿山，因此，在数字化的同时，输入每个矿山的井田边界，以便统计每个矿山的土地使用面积。