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复旦大学土地利用数据技术服务

一.背景介绍

      土地利用现状及变化情况和人类的生活密切相关。随着社会经济和人类生活水平的极大提高,人类对土地资源的需求不断增加的同时也对土地资源造成了一定的影响,对生态系统的功能实现也带来了一定的负面影响,因此对土地利用情况的研究与分析成为当今社会研究的热点,同时也为人类的可持续发展以及资源的可持续利用研究提供一定的科学依据。

地理国情监测云平台应复旦大学的要求,对2015年安徽省、浙江省、江苏省30米栅格土地利用数据提供产品技术服务,以满足客户科研工作的需求。

安徽省地处中国华东地区,经济上属于中国东部经济区。地理位置东经114°54′—119°37′,北纬29°41′—34°38′。辖境面积14.01万平方千米,土地面积13.94万平方千米,占全国的1.45%。山地、丘陵、台地、平原面积分别占全省土地总面积的15.3%14.0%13.0%49.6%(其余8.1%为大水面),极有利于以农耕为主的农、林、牧、渔、副各业的全面发展。

江苏省地处中国大陆东部沿海地区中部,长江、淮河下游,东濒黄海,北接山东,西连安徽,东南与上海、浙江接壤,是长江三角洲地区的重要组成部分。地跨东经116°18′~121°57′,北纬30°45′~35°20′。内陆面积10.72万平方千米,江苏地形以平原为主,平原面积7万多平方公里,占江苏省面积的70%以上。截至20174月,江苏耕地面积6875万亩,人均占有耕地0.86亩。全省海域面积3.75万平方公里,共26个海岛。沿海未围滩涂面积5001.67平方公里,约占全国滩涂总面积的1/4,居中国首位。江苏湿地资源丰富,江苏湿地面积为282.19万公顷,其中自然湿地195.32万公顷,人工湿地86.87万公顷。湿地的分布,沿海以近海与海岸湿地为主,苏南以湖泊、河流、沼泽类型为主,里下河地区以河流湖泊为主,苏北以人工输水河与运河为主。

浙江省东西和南北的直线距离均为450公里左右,陆域面积10.55万平方公里,为中国的1.1%,是中国面积较小的省份之一。浙江山地和丘陵占74.63%,平坦地占20.32%,河流和湖泊占5.05%%,耕地面积仅208.17万公顷。浙江林地面积667.97万公顷,其中森林面积584.42万公顷。森林覆盖率为60.5%,活立木总蓄积1.94亿立方米。森林面积中,乔木林面积420.18万公顷,竹林面积78.29万公顷,国家特别规定灌木林面积85.95万公顷。

二.案例详情

服务单位

复旦大学

服务时间

2017.12

服务内容

2015年安徽省、浙江省、江苏省30米栅格土地利用数据

    本次技术服务的核心是:基于2015LANDSAT8-OLI遥感影像生产30米土地利用栅格数产品,包括耕地、林地、草地、水域、建设用地和未利用地在内的6个一级类和包括有林地、灌木林、疏林地、其他林地和高、中、低覆盖度草地等25个二级类型,本次技术服务主要流程如下:

1.数据制作流程

    本次数据产品服务主要分为5个阶段,分别是数据准备、分类体系建立、解译标志建立、分类解译阶段和对解译结果的精度检查如图1所示。


            数据制作流程                    

2.土地利用分类体系

    按照国家土地利用分类方法,结合刘纪远等在建设“中国20世纪LUCC时空平台”建立的LUCC分类系统,将土地利用类型归结为6个一级分类和25个二级分类,具体分类内容和含义如表1所示。

土地利用/覆盖分类系统

一级类型二级类型

含义

编号

名称

编号

名称

1

耕地

指种植农作物的土地,包括熟耕地、新开荒地、休闲地、轮歇地、草田轮作地;以种植农作物为主的农果、农桑、农林用地;耕种三年以上的滩地和滩涂

11

水田

指有水源保证和灌溉设施,在一般年景能正常灌溉,用以种植水稻,莲藕等水生农作物的耕地,包括实行水稻和旱地作物轮种的耕地

12

旱地

指无灌溉水源及设施,靠天然降水生长作物的耕地;有水源和浇灌设施,在一般年景下能正常灌溉的旱作物耕地;以种菜为主的耕地,正常轮作的休闲地和轮歇地

2

林地

指生长乔木、灌木、竹类、以及沿海红树林地等林业用地

21

有林地

指郁闭度>30%的天然木和人工林。包括用材林、经济林、防护林等成片林地

22

灌木林

指郁闭度>40%、高度在2米以下的矮林地和灌丛林地

23

疏林地

指疏林地(郁闭度为10%~30%

24

其他林地

未成林造林地、迹地、苗圃及各类园地(果园、桑园、茶园、热作林园地等)

3

草地

指以生长草本植物为主,覆盖度在5%以上的各类草地,包括以牧为主的灌丛草地和郁闭度在10%以下的疏林草地

31

高覆盖度草地

指覆盖度在>50%的天然草地、改良草地和割草地。此类草地一般水分条件较好,草被生长茂密

32

中覆盖度草地

指覆盖度在20%~50%的天然草地和改良草地,此类草地一般水分不足,草被较稀疏

33

低覆盖度草地

指覆盖度在5%~20%的天然草地。此类草地水分缺乏,草被稀疏,牧业利用条件差

4

水域

指天然陆地水域和水利设施用地

41

河渠

指天然形成或人工开挖的河流及主干渠常年水位以下的土地,人工渠包括堤岸

42

湖泊

指天然形成的积水区常年水位以下的土地

43

水库坑塘

指人工修建的蓄水区常年水位以下的土地

44

永久性冰川雪地

指常年被冰川和积雪所覆盖的土地

45

滩涂

指沿海大潮高潮位与低潮位之间的潮侵地带

46

滩地

指河、湖水域平水期水位与洪水期水位之间的土地

5

城乡、工矿、居民用地

指城乡居民点及县镇以外的工矿、交通等用地

51

城镇用地

指大、中、小城市及县镇以上建成区用地

52

农村居民点

指农村居民点

53

其他建设用地

指独立于城镇以外的厂矿、大型工业区、油田、盐场、采石场等用地、交通道路、机场及特殊用地

6

未利用土地

目前还未利用的土地、包括难利用的土地

61

沙地

指地表为沙覆盖,植被覆盖度在5%以下的土地,包括沙漠,不包括水系中的沙滩

62

戈壁

指地表以碎砾石为主,植被覆盖度在5%以下的土地

63

盐碱地

指地表盐碱聚集,植被稀少,只能生长耐盐碱植物的土地

64

沼泽地

指地势平坦低洼,排水不畅,长期潮湿,季节性积水或常积水,表层生长湿生植物的土地

65

裸土地

指地表土质覆盖,植被覆盖度在5%以下的土地

66

裸岩石砾地

指地表为岩石或石砾,其覆盖面积>5%以下的土地

67

其他

指其他未利用土地,包括高寒荒漠,苔原等

    3.提取方法

     土地利用数据是基于Landsat等遥感信息基础上,结合实地调查和其他辅助数据,采用全数字化人机交互作业方法,主要根据对图像光谱、纹理、色调等的认识结合地形图目视解译而成;在内业建立解译判读标志与实现数据获取的基础上,结合外业实地考察验证,提高土地利用分类精度。

4.遥感解译标志

      由于目视解译更侧重于人的知识的参与,为了减少由于不同人员的主观差异性所造成的误差,提高遥感判读精度,建立统一解译标志是十分必要的。在多个专家的参与下,根据影像光谱特征,结合野外实测资料,同时参照有关地理图件,对地物的几何形状,颜色特征、纹理特征和空间分布情况进行分析,并在综合各位专家意见后,最终建立解译标志库,以部分解译标志为例,来说明判读标准,如表2所示。

2部分土地利用解译标志



5.质量控制与检查

     各工序过程质量按要求进行过程检查 ,需进行100%检查。土地利用数据抽样检查主要是对获取的土地利用数据产品进行空间抽样检查,验证土地利用数据类型定性是否正确。验证的方式主要依靠高分影像(要考虑影像的时效性)与野外实地验证相结合的方式作业,未达到抽样精度90%的重新修正数据。

6.技术服务成果展示

   本次产品加工技术服务成果如图2所示:



2.江苏省2015年土地利用数据

 

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