地理国情普查遥感解译样本库的制作流程

□ 郭明岗（山西省基础地理信息院，山西太原030001）

地理国情普查遥感解译样本库的制作流程

□ 郭明岗
（山西省基础地理信息院，山西太原030001）

本文对地理国情普查遥感解译样本库的制作流程做了详细介绍，通过实例总结了各个环节的作业方法和技术要求，并且分析了质量控制的主要内容。

地理国情普查；解译样本；遥感

0.引言

目前，第一次全国地理国情普查[1]工作正在紧锣密鼓地进行着，遥感解译样本库是其中不可缺少的部分。利用地面照片和遥感影像之间的对照关系，可以为判读解译人员建立对相关图斑或要素的正确认识提供重要支持。

1.制作流程

遥感解译样本制作的技术流程如图1。

其中准备工作主要是人员安排，车辆、设备配备，软件安装，相关数据（包括遥感影像数据、基础测绘数据等）的准备。

图1 遥感解译样本制作的技术流程

2.拍摄地面照片

2.1 拍摄要求：

《遥感影像解译样本数据技术规定》从照片的数量、质量、典型性、均匀性等各方面提出了要求[2]为了保证样本库能更加充分有效地利用，拍摄地面照片时还应该注意几个方面：

（1）面积大、数量多的图斑类型应多拍些样本，如旱地（0120）、阔叶林（0311）等，反之可以少拍一些。

（2）地表覆盖类型复杂、图斑密度大的地方应多拍些样本，反之少拍。

（3）各种类型的遥感影像上都要有足够数量的解译样本及对应的地面照片。比如在解译地表覆盖类型时分别用了不同时相、不同分辨率、不同类型的遥感影像，就需要在不同的影像上采集样本。

（4）各种类型的地形地貌上都要有一定数量的解译样本及对应的地面照片。如高覆盖度草地（0411）在山地有、在丘陵地有、在平地上也有，这就需要在不同的地区都拍摄有解译样本。

2.2 设计外业路线

为了节省时间和精力，拍摄前应该利用已有的基础测绘资料，在室内设计好外业拍摄路线，统筹安排各项资源。

2.3 拍摄时的注意事项

（1）相机姿态、拍摄距离等应符合相关规定。

（2）拍摄时相机应处于静止稳定状态，避免拍摄时人为颤抖，更应避免在行车过程中拍摄。

（3）尽量使用支持自动记录相关参数的相机，以便于后期的数据入库。市场上一些测绘公司将GPS接收机与相机结合，拍摄时可以自动记录相关照片的经纬度、高程、观测到的卫星数量等，同时能记录相机的俯仰角、横滚角、照片方位角等，这些数据在制作数据库时直接导入即可，极大地提高了工作效率，并且保证了数据质量。

（4）相关地物尽量拍摄完整、主题明确。如图2拍摄的多层独立房屋建筑（0541）可以作为（0541）样本，而图3由于拍摄不完整而不能作为样本；图4拍摄的绿化草地（0422）可以作为样本，而图5由于主题不明确不能作为绿化草地的样本。

图2 可以作为（0541）样本的照

图3 不能作为（0541）样本的照片

图4 可以作为（0422）样本的照片

图5 不能作为（0422）样本的照片

3.制作遥感影像实例

根据地面照片的拍摄点经纬度、照片方位角和拍摄距离，得到拍摄对象的位置，以此作为遥感影像实例的中心点，从采集图斑所用的影像上裁切长宽为511×511像素大小的遥感影像，并且在此影像上标绘出地面照片拍摄位置。

拍摄地面照片后，很可能有部分照片或遥感影像不能满足要求，这就需要在室内将地面照片和遥感影像逐一进行甄别、筛选、剔除。主要考虑以下几个方面：

（1）分类是否正确。有些地面照片由于拍摄者认识的偏差，导致地表覆盖分类错误或模棱两可。如果确定是代码错误就直接改正，模棱两可的建议直接剔除。如图6应为阔叶灌木林（0321）的地面照片及其对应的裁切影像，经常会被错分为高覆盖度草地（0411）。

图6 示例样本

（2）样本是否典型。有些照片和裁切影像虽然分类代码都正确，但不是典型的地表覆盖类型，不能给样本的使用者提供参考价值，如一年撂荒地的地面照片是许多杂草，就不能作为草地或旱地的样本。这些样本也应剔除。

（3）地面照片或遥感影像不清晰的不应作为样本。如图7和图8。

（4）照片和遥感影像季相不同的。如遥感影像是冬天拍摄的，有冰雪覆盖，而地面照片是夏天拍摄的，植被茂盛。这些样本同样没有价值。

图7 地面照片不清晰的样本

（5）照片和遥感影像不一致的。由于遥感影像和地面照片的时间不同，必然导致相关覆盖类型会不尽一致。比如近几年的退耕还林、退耕还草活动，比如大型工程的建设活动等都会导致地表覆盖类型的变化。

4.数据库的建立

根据《遥感影像解译样本数据技术规定》，地面照片和遥感影像实例的属性信息存储在统一的数据库中，数据库采用Access[3]格式，保存在数据库文件中，后缀名为“.mdb”。数据库由三个表构成，分别为记录地面照片属性及文件名的PHOTO数据表，记录遥感影像实例属性及文件名的SMPIMG数据表以及反映地面照片和遥感影像实例对应关系的PHOTO_IMG关系表。

4.1 数据库的设计

PHOTO数据表包含地面照片的18个属性和文件名共19个字段；SMPIMG数据表包含遥感影像实例的13个属性和文件名共14个字段；关系表PHOTO_IMG定义数据表PHOTO和SMPIMG之间的关系，并记录这种关系建立的一些信息，共包含5个字段。根据相关规定设计各个表的结构和各个字段的名称、数据类型、单位、可否为空等属性。

图8 遥感影像不清晰的样本

4.2 数据录入

如果使用的相机支持数据自动录入，在PHOTO数据表中的许多属性数据就可以自动获取，如照片的标识符、文件名、拍摄时间、拍摄点的经纬度、高程、照片方位角、拍摄距离、相机的俯仰角和横滚角、相机焦距等，而另外一些属性必须通过人机交互的方式录入，如样点地理环境描述、拍摄者等。

SMPIMG数据表中，遥感影像四个角点的经纬度坐标可以根据PHOTO表中的拍摄点坐标计算得出从而自动录入，文件名和标识符也可以自动录入，其他属性项如影像的类型、分辨率、拍摄时间和波段数需要手工录入，可以参考元数据的MPID（主要影像数据源）和MSID（补充影像数据源）层[4]的相关属性。

关系表PHOTO_IMG中，地面照片的标识符和遥感影像的标识符自动录入，其他属性项都需

要人工输入。

4.3 关联

数据表和关系表之间应建立对应关系，如图9。

图9 遥感解译样本数据库表间关系

5.补充样本

有两种情况需要补充样本。

（1）有疑问的图斑。地表覆盖分类采集时必然会发现许多覆盖类型内业难以确认，也无相关样本可参考，这种情况应作记录，需要补充相关样本。

（2没有采集到的样本或数量过少的样本。有些地表覆盖类型采集样本时没有遇到，或遇到的较少，内业解译时发现某一类型图斑较多，而样本数量过少，不符合有关规定，这种情况也应作记录，补充样本。

样本补充工作可以在内业采集解译完成后专程进行，也可在外业核查图斑时进行。

补充后的样本成果应与原样本成果及时合并。

6.质量控制

与其他测绘产品一样，遥感解译样本库的质量控制应严格执行两级检查、一级验收制度，本文不再赘述。本文重点就质量检查的内容加以分析，主要包括五个方面[5]。

（1）样本数量。检查各类图斑的样本数量是否符合要求。

（2）样本分布。检查样本分布与地表覆盖类型分布、外业核查轨迹是否符合。

（3）地面照片质量。检查地面照片是否清晰，其主题是否明确，拍摄姿态、距离等是否存在问题。

（4）遥感影像实例。检查影像的数学基础是否正确，影像的元数据、定位数据是否正确、规范，裁切范围、像素大小是否规范，与地面照片类型是否一致等。

（5）解译样本数据库。检查数据表的结构、数据类型是否正确，内容是否正确、规范、完整，相关描述是否简捷清晰，数据表之间的关系是否正确。

7.成果上交

遥感解译样本成果主要分三个部分，应分别放在规定的目录下。

（1）数据库文件SMPDATA.mdb。

（2）地面照片文件，后缀为.jpg。

（3）遥感影像实例文件（*.tif）及其所属的坐标信息文件（*.tfw）和投影信息文件（*.xml）。

8.结束语

本文对地理国情普查遥感解译样本的制作做了详细的分析研究，设计了样本制作的工艺流程，并对其质量控制的内容加以探讨对相关工作的规范化作业具有参考价值，对提高样本制作效率和样本质量具有重要意义。

【1】第一次全国地理国情普查实施方案[S].国务院第一次全国地理国情普查领导小组办公室，2013 （09）.

【2】遥感影像解译样本数据技术规定[S].国务院第一次全国地理国情普查领导小组办公室，2013 （08）.

【3】王诚君，杨全月，聂娟.Office 2010高效应用从入门到精通[M].北京：清华大学出版社，2013.

【4】地理国情普查数据生产元数据规定[S].国务院第一次全国地理国情普查领导小组办公室，2014 （04）.

【5】地理国情普查过程质量监督抽查规定[S].国务院第一次全国地理国情普查领导小组办公室，2013（12）.

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2095-7319（2015）03-0025-05

郭明岗（1980—），男，工程师，毕业于太原理工大学，主要从事地理信息系统和航空摄影测量工作。