“资源一号”02C星在土地现状调查中的应用潜力分析

■李卫红，李军英，周 亦

■1．贵州省国土资源勘测规划研究院，贵州 贵阳 550004;2．北京中色测绘院有限公司，北京 100061

资源一号02C星于2011年12月22日在太原卫星发射中心发射成功。它是我国首颗专门为国土资源用户定制的业务化运行卫星;是一颗填补国内高分辨率遥感数据空白的卫星，是我国自主创新取得的又一重大成果，标志着我国遥感卫星从科研试验型向业务应用型的转变［1］。本文以吉林省某试验区02C影像为基础，对其在土地利用现状调查中的应用潜力进行初步评价。

1 试验区概况及数据获取情况

1．1 试验区概况

吉林省地处东经122-131度、北纬41-46度之间，面积为18．74万平方公里，占全国总面积的2%。吉林省位于中国的东北中部，属于温带大陆性季风气候。地形地貌大致为东南部高，西北部低，由东南向西北沉降，形成了山地、丘陵、平原三大地貌类型。开展的02CHR融合数据在土地利用现状调查中应用潜力评价，要求试验区土地利用类型是比较齐全且在区域上具有一定的代表性的，包括平原、丘陵和山区的地貌类型，土地利用变化率频繁。基于以上的要求，根据数据获取情况，对资源一号02C卫星选取了吉林省某地区为试验区，开展HR数据评估工作。

1．2 数据获取情况

资源一号02C星是我国首颗专门为国土资源用户定制的业务化运行卫星。卫星搭载两台HR相机，空间分辨率为2．36米，两台拼接的幅宽达到54km;搭载的全色及多光谱相机分辨率分别为5米和10米，幅宽为60km［1］。此次试验数据是从中国资源卫星应用中心获取，包括2．36米HR及510米PMS数据，数据为2C级，时相为2010年2月，数据覆盖范围满足试验要求。

2 试验方法及主要技术流程

试验主要通过制作试验区正射影像图(DOM)，对正射影像图进行土地利用现状分类制作试验区土地利用现状遥感解译图。并以试验区已有的土地利用数据库及QB影像为理论真值，将现状分类成果与其作对比分析，从而对HR数据的地类解译能力进行评价。

3 HR融合数据的综合制图能力分析

以试验区已有的土地利用数据库为依据，对各个地类的图斑个数以及面积进行对比分析，从整体上对02CHR融合影像的综合制图能力进行评定。

试验区共计提取各类图斑2379个，面积总计6601345亩。其中，耕地面积占总面积的38．40%;园地占总面积的0．14%;林地总面积的25．90%;草地占总面积的0．78%;水域占总面积的17．76%;建设用地占总面积的16．97%;其他土地占总面积的0．04%。具体各地类图斑个数及面积与相对应的土地利用数据库中各地类个数及面积值如表1。

表1 现状信息提取与土地利用数据库中各地类面积个数对比表

地类02C影像 土地利用数据库 差值百分比(%)面积 个数 面积 个数 面积个数草地 5156．5 192 10462．3 880 -50．71-78．18水域 117251．8 302 115065．7 593 1．90-49．07其他土地 245．4 8 336．7 22 -27．12-63．64建设用地 112044．8 676 111135．7 1409 0．82-52．02

02C卫星数据的各类图斑的分类面积基本与数据库的现状分类面积保持一致，02C的分类结果可靠性较高。

4 HR融合数据的地类解译能力评价

随机选取试验区内不同地类、不同面积的现状图斑进行土地利用现状信息提取能力评价。

4．1 属性精度评价

按照土地利用现状分类标准［2］及相关的规定，对已完成现状图斑提取的02C融合影像，分地类各随机抽取300块图斑，并与相应位置的QB影像真值进行了对比，判断其属性分类的正确性。由于草地较少且影像特征不明显，未进行单独分析。从数据可得出，02C融合数据在耕地和建设用地的属性辨识度上的正确度最高，正确率能达到95%以上。水域次之，属性精度为92%;林地的为91．33%，园地和其他土地的辨识能力则稍弱，而其主要误判的类型总结如下:

(1)02C融合数据中园地与林地的影像特征相近，颜色都比较深，林地内部纹理有均一的颗粒状，而园地影像纹理较为平滑，但是部分的园地与林地纹理相似，易被混淆。

(2)其他土地特别是裸地在02C影像上部分会以高亮显示且形状不规则，在现状提取时易与采矿用地或未被农作物覆盖的耕地混淆。

4．2 面积精度评价

在试验地区根据02C融合影像特征，对农用地、建设用地等主要地类的面积量算精度进行了测试。以QB图斑面积及线状地物长度为理论真值，与02C融合影像进行对比，分析其面积精度及线状地物的长度差异。通过对比，初步分析02C融合影像的现状信息提取能力。

相同的地类图斑在02C上融合影像与QB影像上的面积对比如表2所示，02C融合影像与QB影像图斑的面积差值百分比绝对值中，最大的为 6．92，最小的为 1．15，均值为3．74。

表2 02C融合影像与QB影像图斑面积对比表

相同的线状地物在02C融合影像与QB影像上的长度对比如表3所示，02C融合影像与QB影像线状地物长度差值百分比绝对值中最大为 5．52，最小为 0．11，均值为0．97。

表3 02C融合影像与QB影像线状地物长度对比表

从以上两表中可以分析出，资源一号02C数据在面积精度上平均可达到95%以上，具有较高的可靠性。

4．2 最小检测图斑精度评价

土地利用现状最小的上图图斑面积要求为:建设用地4mm2，耕地6mm2，其他地类15mm2［3］。按照1∶2万出图比例尺来进行折算，现状图斑最小上图图斑面积分别为:建设用地1600m2;耕地2400m2;其他地类6000m2。现状图斑中最小可检测图斑面积耕地为1453．95m2;非耕农用地为2529．98m2;建设用地为 297．73m2;水域为 1524．28m2;其他土地为2508．46m2;可以看出02CHR融合数据的最小检测图斑的面积均在规定的范围内，可以满足1∶20000应用的精度要求。

5 结论

随着遥感技术的发展，国产卫星已具有高分辨率、高光谱特性。遥感作为一门先进的科学技术，可为土地利用现状调查提供多时相、大范围的实时信息，己成为快速、客观、准确监测土地利用变化状况及其变化规律的重要手段［4］。资源一号02C卫星作为一颗我国自主创新的国内高分辨率遥感数据卫星，其在地类解译质和量方面都具有较高的可靠性，但是不可否认由于地域特征的差异性，地类解译的方法及能力受空间、光谱、时域和专业内容的限制，所采用的方法在一定程度上影响了地类解译的精度。因此，因地制宜的选择与合适的现状分类方法十分重要。

［1］刘维，赵帆．资源一号02C星升空李克强致信祝贺［N］．中国国土资源报，2011-12-23(1)．

［2］GB/T21010-2007．土地利用现状分类［S］．凤凰出版社，2007．

［3］土地利用现状调查技术规程［Z］．全国农业区划委员会，1984．

［4］杨玉静，方源敏．遥感技术在土地更新调查中的应用．