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青海师范大学土地利用数据技术服务

一.背景介绍

      土地是人类赖以生存与发展的重要资源和物质保障,在“人口-资源-环境-发展(PRED)”复合系统 中,土地资源处于基础地位。随着现代社会人口的不断增长以及工业化、城市化进程的加速,人类对土地资源的开发利用强度不断增大,对土地资源的不合理利用,导致了严重的水土流失和生态环境恶化,人类面临的土地利用问题较历史上任何时候都更为突出。土地利用现状分析是在土地利用现状调查的基础上进行的。通过对土地资源的数量与质量、结构与分布以及土地利用现状与开发潜力等方面的分析,明确规划区域内土地资源的整体优势与劣势、制约优势土地资源开发利用的主要因素,揭示土地利用中存在的问题,从而明确土地资源开发利用的方向和重点,提出改善土地利用、提高土地利用率和生产力的对策和途径,既可以发挥区域资源优势、强化区域土地系统功能,又强调人地协调发展的土地利用规划,为制定土地利用规划提供重要的科学依据。因此,进行土地利用现状分析,对促进土地利用结构的调整与优化、综合整治、保护土地、充分挖掘土地利用上的潜力以及保持国民经济的持续健康发展等都具有十分重要的意义。


      地理国情监测云平台应(青海师范大学)的要求,对巴音河流域2010年、2013年及2015330m栅格土地利用数据进行加工服务,以满足客户科研工作需求。


二.案例详情

服务单位

青海师范大学

服务时间

2020.05

服务内容

巴音河流域2010年、2013年及2015330m栅格土地利用数据

           本次技术服务的核心是:基于2010年、2013年及2015LANDSAT-TM/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。


            1. 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2-4所示:


2.巴音河流域2010年土地利用空间分布图


3.巴音河流域2013年土地利用空间分布图


4.巴音河流域2018年土地利用空间分布图

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