结合GIS数据和遥感影像的地类图斑更新研究

    夏兰娣

    摘要：随着科学技术的发展，人们对地理信息的准确度和时效性要求越来越高。结合GIS数据和高分辨率遥感影像的地类图斑更新研究的方法能够让人们对地理信息系统有更好地了解和利用。本文分析了这种方法的应用步骤，以及在运用过程中需要注意的问题，并结合实例分析该方法的应用现状，提出改进措施。

    关键词：GIS数据；遥感影像；地类图斑；研究

    一、结合GIS数据和遥感影像的方法概述

    1.1GIS数据与遥感影像简介

    GIS数据是地表特征地貌和地物的符号表达，是实地测量和图像解译的结果。GIS数据中包含了几何位置、丰富的地物类别、属性等信息。凡是指记录各种地物电磁波大小的胶片或相片，都称为遥感影像，在遥感中主要是指航空像片和卫星相片。结合GIS数据与遥感影像来对地类图斑进行更新研究，不仅能够快速自动更新，还能提高地类图斑的准确性。

    1.2GIS数据与遥感影像集成分析的优缺点

    遥感与GIS集成分析的优点是：（1）变化检测结果的可靠性增强。GIS数据和遥感影像相结合能够克服传感器、大气条件、获取图像时传感器角度和太阳高度角等因条件不同而对变化检测结果的影响，能够提高检测结果的准确度。（2）能够结合多源数据分析。用符号表达的GIS数据可以存储语义和非语义信息，以及不同来源的空间数据。GIS数据还能与不同传感器类型的影像进行变化检测分析，特别是在区域尺度上大比例尺变化的检测。（3）GIS为在高层次上的遥感影像分析提供了可能。GIS数据库中还隐藏着层次不同的知识，区域中是否有道路等低层次的知识能够在数据库中找到，但是空间位置分布规律等深层次知识需要通过学习和计算才能得到，这些特征和知识可以为变化检测提供先验知识、引导特征提取、变化检测，实现能够互相操作的高层次集成。

    虽然遥感影像与GIS可以在特征级以上层次上集成用于变化检测分析，但目前的方法还主要集中在低层次上。需要提高遥感影像与GIS集成的层次，才能对地类图斑变化更好地检测和更新。GIS提供了多源数据、信息集成分析的平台，这些数据的精度不同，会影响检测结果。

    二、结合GIS数据和遥感影像的地类图斑更新方法

    2.1结合GIS数据和遥感影像的地类图斑更新方法简介

    结合GIS数据和高分辨率遥感影像的土地利用现状库中局部地类图斑快速更新的方法的介绍如下：这种方法在遥感影像和地类图斑数据坐标配准套和的前提下，首先利用现有的地类图斑数据为依据，利用面向对象的影像分析方法对遥感影像进行分类。然后进行布尔判断来确定变化区域，并且对这些区域进行变化类型的调整。

    2.2结合GIS数据和遥感影像的地类图斑更新的流程

    在面向对象影像分类的基础上，结合GIS数据和遥感影像的地类图斑更新的流程如下：

    （1）预先处理遥感影像。预处理包含几何校正和空间配准，将影像和需要要更新的GIS数据放在同一坐标系里。（2）通过多尺度分割得到分割像斑，利用GIS数据作为光谱特征、空间特征和几何特征之外的先验知识参与层次分类规则的建立，根据分类规则对分割后的像斑进行分类。（3）将分类的像斑导出，然后与需要更新的图层进行叠加，创建拓扑关系修改面缝隙和面重叠。（4）提取并更新变化区域。

    2.3对地类图斑的更新方法分析

    2.3.1影像分割技术。面向对象中的多尺度分割法是通过同质性区域合并策略对单个影像对象的空间关系进行均质性和连通性搜寻，查找在阈值范围内光谱特征、形状特征上有着相同或相似的图像对象，并连接相邻的相同或相似像素，得到一个同质或均质量像素集，即影像对象。不同影像对象间有明显的区别属性，分割后得到的影像对象称之为像斑。研究表明，在使用多尺度分割法进行分割时，如果选择的尺度参数越大，其得到的像斑也就大，像斑中包含的杂物也就多，反之，尺度参数小，分割后得到像斑就小，同质性强。然而影像分割结果的好坏会直接影响后续影响的处理和分析，因此分割的尺度需要因处理需求、处理对象而定，如何选取一个合适的分割尺度将是取得一个理想分割结果的关键。

    2.3.2GIS数据辅助的影像分类。GIS数据辅助的影像分类方法将GIS数据的属性特征、光谱特征、几何特征、空间特征纳入分类判定规则，若是存在子类型，子类型不仅需要继承父类型的判定规则，还需要将子类型特有的光谱特征、几何特征和空间特征增加到判定规则中。分类结果中碎小的图斑和影子继承原始地类图斑的地类属性，然后对分类结果进行合并。其中异物同谱地类参考原始地类图斑的地类属性进行类型划分。

    2.3.3识别变化区及图斑更新。导出影像分类的矢量结果，与原始地类图斑矢量数据叠加，计算两个图层间的几何交集，使这些交集同时获得它们在这两个图层中的地类属性。然后，通过使用布尔“与”判断来确定变化区。具体判断方法为：若原始地类图斑中地类名称字段的内容与现状地类图斑中地类名称字段的内容相同时，则布尔值为1，判定为未变化区；反之若布尔值为0，判定为变化区。通过使用上述方法，根据字段内容的统计结果，来查看变化区。最后，将上一步识别出的变化区作为更新图层，并与原始地类图斑层进行叠加，计算所需更新的几何交集，对于确定的地类直接更替原始地类名称完成更新，对于不确定的地类标识出待考察后更新。

    结论：GIS数据和高分辨率遥感影像相结合的技术用于地类图斑更新有方便、准确的优势，现在世界上很多国家对这方面技术都进行了相应的研究，GIS数据和遥感影像相结合的技术也得到了广泛的运用，但是仍然有很多需要改进的地方，如何科学的确定分割尺度、各光谱参与分割的权重以及分级分割的设置、如何快速准确地选取分类规则中的阈值等问题还没有得到很好地解决。