初 禹，丁宇雪

（1．中国地质大学，湖北 武汉430074；2．黑龙江省地质调查研究总院，黑龙江 哈尔滨150036）

黑龙江省国土资源综合调查是在充分收集已有调查成果资料基础上，以最新卫星遥感数据为主要数据源，开展黑龙江省陆域自然资源、生态环境遥感调查与监测，建立黑龙江省遥感综合调查信息系统和监测技术体系，形成黑龙江省陆域自然资源与生态地质环境本底数据和年度动态变化数据，为黑龙江省自然资源管护和生态地质环境保护提供科学依据。

1 国土资源遥感调查体系建立

黑龙江省面积较大，研究内容复杂，涉及领域较多。因此，必须要有完善的技术路线和工作方法设计，同时充分考虑对卫星数据的要求。

此次工作本着：坚持“统一的分类标准、统一的数据获取与制作、统一的技术流程、统一的质量控制、统一的成果表达”的原则。紧密围绕目标任务，在系统地分析利用前人已有工作成果的基础上，以最新国产高分数据为基准数据，多期次遥感数据为监测对比数据，采用遥感图像处理、人机交互式解译与实地验证方式相结合的信息提取方法，开展黑龙江省多要素、多尺度国土遥感综合调查工作，形成系列专题图件与成果数据，为自然资源与生态地质环境管护、地方经济建设与国防建设提供基础资料与决策支撑。具体工作流程见图1。

图1 工作流程

2 调查方法

全面收集和研究黑龙江省以往研究成果，包括土地、林业资料、地质资料及环境资料等。按总体设计技术要求开展项目工作，结合工作区特点探索有效工作途径，进行专题遥感信息提取方法的相关研究，充分发挥3S的技术优势。利用GIS平台，开展室内遥感信息提取，采用GPS技术，协助开展野外调查工作。加强各种资料的综合分析研究和成果图件规范化工作，编写阶段成果报告及相关图表。

2．1 资料收集

1）收集黑龙江省的自然地理、地质环境、社会经济等资料。

2）收集黑龙江省最新的土地利用数据库。

3）黑龙江省土地利用变更调查遥感数据和当年最新的遥感影像数据。

2．2 野外踏勘，建立解译标志

野外踏勘目的是从整体上对工作区进行概略了解，对室内收集的有关资料进行必要的验证，同时了解工作区的自然地理、地形地貌、植被覆盖、社会经济、道路交通等工作条件概况。

野外踏勘的内容有：

参考有关资料，初步建立解译标志，拟定野外踏勘路线和踏勘内容。

重点选择不同类型调查目标，以穿越路线进行踏勘，完善工作区遥感图像解译标志。每个区选择至少1条贯穿全区的踏勘路线。详细了解工作区的野外工作条件，为实地调查工作的开展提供必要的有关地形、道路、解译标志、安全保障等背景资料。

2．3 信息提取

在正确建立解译标志的基础上，采用计算机自动提取和人机交互解译相结合的方式，在原始分辨率影像上解译

在本次项目实施过程中，以MAPGIS、ARCGIS软件作为国土资源遥感综合信息提取平台，通过室内解译与实地验证的方式建立遥感数据自然资源大类（包括耕地、园地、林地、草地、地表水、其他土地、矿产、地下水、其他等9大类约30多亚类）、生态地质环境（包括荒漠化、湿地2个主要因子约10多个亚类）、第四纪地质（包括地貌、第四系、新构造和活动断裂3大类约10多个亚类）因子解译标志，以人机交互式解译方式为主同时利用DEM数据建立的矿区三维景观图辅助进行工作区内的矿山开发占地信息进行提取，并实现了专题因子信息解译提取、分类编码与编图等工作。

1）人机交互解译法。以ARCGIS、MAPGIS、ERDAS软件作为黑龙江省国土遥感综合调查项目提取的平台，建立不同分辨率数据遥感解译标志，分别提取自然资源大类（包括耕地、园地、林地、草地、地表水、其他土地、矿产、地下水、其他等9大类约30多亚类）、生态地质环境（包括荒漠化、湿地和海岸带3个主要因子约10多个亚类）、第四纪地质（包括地貌、第四系、新构造和活动断裂3大类约10多个亚类）因子分布现状信息，实现专题因子信息解译提取、分类编码与编图。

2）图像增强处理法。图像增强处理是对解译目标信息实施针对性增强处理的一种方法。根据以往应用效果，主要选择波段组合法、比值组合法、主成分分析法、HIS彩色空间变换法和融合技术是本次研究采用的图像增强处理方法。

3）数字DEM插值技术。通过商用专业遥感软件ERDAS将IRS－P5立体像对制成DEM。一方面用于对遥感影像正射纠正，另一方面用于制作三维遥感影像，在三维场景模似、地形观察、目标识别、辅助解译等方面发挥积极作用。

4）图像解译与野外调查相结合。由于遥感图像复杂性和多解性，存在同物异谱和异物同谱现象，仅依据遥感图像信息准确判定自然资源因子、生态地质环境、第四纪地质等因子，必须配合野外实地调查，解决室内遥感图像解译过程中发现的新问题或难以判别的问题，检查解译标志准确性、可靠性和稳定性。采用以路线调查为主，以点带面，有针对性、目的性，务实、高效，有机地进行野外生态地质调查。

野外调查时，使用全球定位系统，配合最新软件系统，使野外调查数据系统、规范、实时和真实可靠。

5遥感技术与GIS技术相结合 遥感图像处理、解译、计算和成果图件制作等与GIS技术密切相关，GIS应用技术和水平，直接影响到遥感图像质量、解译质量和速度、动态变化研究、图件展示和最终成果质量和水平。因此，整个研究过程都须在GIS技术支持下进行。

2．4 实地调查

实地调查目的是从整体上对自然资源大类、生态地质环境、第四纪地质进行详细调查和了解，对室内信息提取成果进行必要的验证和检查。

实地调查的内容如下：

1）验证信息提取的可靠性，实地核查有疑问的信息。

2）结合室内工作内容，完善解译标志，补充遗漏，修改错判信息。

3）参考实地调查内容，完善各种数据的统计。实地调查的方法和要求：

野外调查验证采取了点、线、面相结合的方法，对室内解译成果进行实地验证。室内解译效果较好的地段主要以点验证为主；解译效果中等的地段布置了具有一定代表性的路线进行验证；解译效果较差的地段采用面验证方式。

2．5 国土遥感综合调查与编图

根据黑龙江省资源类型和分布特点，分别开展1∶5万、1∶25万、1∶100万3个比例尺自然资源大类、生态地质环境、第四纪地质的综合调查与编图工作。

2．5．1 自然资源分类体系

参考前人分类标准，地表地物分类唯一性、一致性和遥感图像可解译性等，将自然资源分为耕地、园地、林地、草地、地表水、其他土地、矿产资源、地下水和其他。地下水资源本次不做详细调查，以资料收集为主。

2．5．2 生态地质环境分类体系

1）荒漠、荒漠化的分类。荒漠、荒漠化分类体系在国家环保部、国家林业局、中科院等权威机构分类体系的基础上，结合本次遥感调查的主要任务及要求，根据荒漠化土地的成因类型可划分为沙质荒漠化、水蚀荒漠化、盐碱质荒漠化和工矿型荒漠化等4个一级类，并将沙质荒漠化、水蚀荒漠化、盐碱质荒漠化3个亚类，根据强度划分轻度、中度和重度荒漠化3个级别。

2）湿地概念及分类。将湿地分为天然湿地和人工湿地，天然湿地进一步分为河流湿地、湖泊湿地、沼泽湿地、海岸带湿地4亚类；人工湿地进一步分为水库 沟渠 养殖场 水稻田等12亚类

2．5．3 第四纪地质分类体系

1）地貌。参考中国地貌制图编制《规范》中的地貌类型分类原则，同时考虑地貌分类与区域资源环境的密切关系，采用成因－成因形态－物质形态－微地貌形态的四级分类方案。重点突出物质形态地貌单元对生态地质环境变化的控制关系与规律。

2）第四系。按照成因类型，将第四系划分冲积堆积（al）、洪积堆积（pl）、冲洪积堆积（apl）、残积堆积（el）、堆积（dl）、、残坡积堆积（edl）、湖积堆积（l）、沼泽堆积（h）、冰川堆积（gl）、冰水堆积（f gl）、火山堆积（vl）、风积（eol）、海积堆积（m）、化学堆积（ch）和生物堆积（o）等成因类型。

3）新构造断裂。系指第四纪形成或继承活动的断裂。按照断裂规模采用岩石圈断裂、区域性断裂和一般断裂三级分类方案。

2．6 成果图件及报告编制

1）成果图件编制。利用2014年度土地变更调查使用的遥感数据为主要数据源，补充国产高分遥感数据，对比更新2007年全国生态地质环境遥感调查数据，2007年全国生态地质环境遥感调查数据没有的因子，如耕地、林地、草地等，收集全国土地变更数据，修编和遥感补充解译，形成2014年自然资源和生态地质环境本底数据。

2）统计分析、报告编写。对所提取的信息进行统计分析，并写出相应的研究报告。报告以工作区内真实情况出发，客观阐述工作方法，反映实际问题，并针对问题提出相关建议。

2．7 综合研究

综合研究是本项目工作重点之一。开展本省陆域自然资源、区域生态地质环境遥感调查与监测成果综合研究。

从我省区自然资源和生态地质环境特征出发，综合研究包括自然资源、生态地质环境因子分布现状和时空变化规律；研究现代人类活动对自然资源开发利用对生态地质环境影响；第四纪地质背景对自然资源分布、利用和对生态地质环境的制约；研究在全球变化的大背景下，自然资源、人类活动和生态地质环境之间耦合关系，为国家和区域自然资源管控提供科学依据。

综合研究是提高项目质量和提升成果的有效途径，加强综合研究不仅最大限度发挥专家和技术人员智慧，充分利用和挖掘基础调查数据中的包涵的人与自然、人与环境信息。

2．8 成果数据库建设

完成黑龙江省陆域自然资源调查和生态地质环境遥感监测专题因子系列成果图件的制作 包括黑龙江省陆域1∶25万、重点区1∶5万自然资源、生态地质环境专题因子系列成果图件、黑龙江省1∶100万自然资源、生态地质环境专题因子系列成果图件，完成资料整理及数据录入，建立黑龙江省自然资源调查、区域生态地质环境遥感监测专题因子成果数据库。

3 方法研究

考虑黑龙江省的特殊地域性质，需要解决一些项目实施过程中将会出现的关键问题和技术难题。具体拟解决问题如下：

1）基于国产遥感图像制图方法研究。国产高分遥感数据是新遥感数据，特别是高分一号和刚发射的高分二号数据。传感器各波段信息特征、组合及其优劣有待进一步探究。由于我省部分地区高山及峡谷地势起伏强烈，造成遥感影像境外部分控制精度受到一定程度的影响。

针对项目采用的国产卫星－高分数据、资源一号02C数据特点，如何高效地开展影像制图是一项需要探讨的工作。目前常用的图像处理软件尚未有针对国产卫星数据的处理模型。同时，总结以往处理该类型数据的部分经验，该数据存在局部位置错位，灰度值丢失等现象，如何在数据处理过程中发现，采取有效手段进行修正也是目前亟待解决的问题。

2）提高自然资源、生态地质环境、第四纪地质等方面的解译成果准确性。根据建设生态文明和管护自然资源的需求，自然资源、生态地质环境、第四纪地质是本项目年度遥感调查的主要内容。由于工作区部分地区自然交通条件较差，且多为原始森林覆盖区，给实地调查造成一定的困难。因此，如何利用现有的工作手段提高上述解译精度是开展本次调查工作需要突破的重点问题之一。

3）根据不同的卫星数据挖掘相关信息。黑龙江省陆域范围较广阔，高分辨率的遥感数据只分布在地级市等城市。大部分县市级行政区获取数据为中等分辨率数据。遥感调查和监测，特别是统一分类标准和体系下得到的数据，如何从数据中提取同一解译精度的目标地物，同样是一个难题。

4）开展区域生态地质环境综合研究。分别以流域、地貌、气候等为背景单元，结合全省及重点地区调查成果为基础数据，通过空间分析、关联分析等方法进行综合研究。研究内容主要包括各个专题因子分布现状及其变化规律，与新构造、地形、地貌、第四系关系、人类活动影响等。研究不同流域、不同区段、不同地貌单元之间变化的异同，不同生态环境因子之间的异同。研究新构造、活动断裂、第四纪地质对本地区生态地质环境的控制和影响。人类活动对界河生态环境和河道演变的影响和反馈。通过对比，追溯图本地区各因子变化的主要因素，研究其变化规律，并预测未来发展方向。

4 结束语

通过开展黑龙江省国土资源遥感调查工作，综合研究自然资源和生态地质环境分布规律，全面、准确地掌握黑龙江省陆域范围内主要自然资源和生态地质环境因子类型、数量、质量与空间分布状况，形成黑龙江省自然资源与生态地质环境本底数据和变化趋势，为我省乃至全国生态文明建设和自然资源管护提供科学依据。

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