地理國(guó)情普查中遙感影像解譯樣本快速制作方法探討

程會(huì)平，梁爽，李智

(1.武漢市勘察設(shè)計(jì)有限公司，湖北 武漢 430022； 2.國(guó)家測(cè)繪地理信息局第二地形測(cè)量隊(duì)，陜西 西安 710054)

地理國(guó)情普查中遙感影像解譯樣本快速制作方法探討

程會(huì)平1*，梁爽2，李智1

(1.武漢市勘察設(shè)計(jì)有限公司，湖北 武漢 430022； 2.國(guó)家測(cè)繪地理信息局第二地形測(cè)量隊(duì)，陜西 西安 710054)

遙感影像解譯樣本是地理國(guó)情普查項(xiàng)目的一項(xiàng)重要成果。遙感影像解譯樣本的制作對(duì)樣本數(shù)據(jù)的采集和整理有嚴(yán)格的規(guī)定，需采集大量地面照片，并建立具有對(duì)照關(guān)系的地面照片和遙感影像實(shí)例的解譯樣本數(shù)據(jù)。為了提高遙感影像解譯樣本制作效率，采用清華山維EPS地理國(guó)情普查外業(yè)調(diào)查軟件作為外業(yè)采集處理平臺(tái)，并針對(duì)EPS軟件在解譯樣本編輯整理階段的不足，開(kāi)發(fā)批量輔助處理工具，兩者互相補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)遙感影像解譯樣本的快速制作。

地理國(guó)情普查；遙感影像解譯樣本；快速制作

1 引 言

為了全面掌握地理國(guó)情現(xiàn)狀，國(guó)務(wù)院開(kāi)展了第一次全國(guó)地理國(guó)情普查工作。遙感影像解譯樣本作為地理國(guó)情普查工作的一項(xiàng)重要成果，是采用遙感影像作為數(shù)據(jù)源，正確地進(jìn)行地理國(guó)情信息解譯的基本前提?！禛DPJ 06-2013遙感影像解譯樣本數(shù)據(jù)技術(shù)規(guī)定》是針對(duì)遙感影像解譯樣本數(shù)據(jù)成果的技術(shù)規(guī)定，該文件規(guī)定了遙感影像解譯樣本數(shù)據(jù)的內(nèi)容、采集以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與匯交要求。

地理國(guó)情普查任務(wù)量大，對(duì)成果質(zhì)量要求較高，并且對(duì)遙感影像解譯樣本的制作有著更為詳細(xì)的技術(shù)要求。因此，充分發(fā)揮已有軟件的優(yōu)勢(shì)，探索一種遙感影像解譯樣本的快速制作方法很有必要[1]。

清華山維EPS地理國(guó)情普查外業(yè)調(diào)查軟件是在原清華山維EPS軟件平臺(tái)基礎(chǔ)上專門針對(duì)地理國(guó)情普查外業(yè)調(diào)查所開(kāi)發(fā)的軟件。本文通過(guò)分析清華山維EPS地理國(guó)情普查外業(yè)調(diào)查軟件在解譯樣本制作中存在的問(wèn)題，研發(fā)了一款批量生產(chǎn)輔助軟件工具，實(shí)現(xiàn)了遙感影像解譯樣本的快速制作。

2 現(xiàn)有軟件存在的問(wèn)題

清華山維EPS地理國(guó)情普查外業(yè)調(diào)查軟件功能較為強(qiáng)大，包括了解譯樣本數(shù)據(jù)的采集、軌跡記錄、樣本照片方位角、俯仰角、橫滾角、經(jīng)緯度坐標(biāo)等基本信息的自動(dòng)提取、解譯樣本瀏覽、解譯樣本的批量裁切、拍攝位置的自動(dòng)標(biāo)繪、解譯樣本數(shù)據(jù)表的自動(dòng)導(dǎo)出等功能。盡管清華山維EPS地理國(guó)情普查外業(yè)調(diào)查軟件提供了豐富的功能，且在不斷地修改完善中，但仍不足以滿足地理國(guó)情普查工作中樣本數(shù)據(jù)整理的需求[2]，表現(xiàn)如下：

第一、遙感影像解譯樣本數(shù)據(jù)表中的某些字段不能自動(dòng)填寫(xiě)，比如PHOTO數(shù)據(jù)表中拍攝者和樣點(diǎn)地理環(huán)境描述信息字段，其中樣點(diǎn)的地理環(huán)境描述字段的填寫(xiě)內(nèi)容多、費(fèi)時(shí)費(fèi)力，在野外作業(yè)過(guò)程中，若依次手動(dòng)填寫(xiě)，則造成作業(yè)效率低下。

第二、對(duì)某些字段只能寫(xiě)入固定值，不能根據(jù)輸入內(nèi)容自動(dòng)提取字段值，不符合解譯樣本的要求，比如SMPIMG數(shù)據(jù)表的影像類型、影像分辨率、影像時(shí)相和影像波段數(shù)等字段不能基于裁切的影像自動(dòng)提取，并且這些字段間具有相關(guān)性，手動(dòng)填寫(xiě)極容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，且效率低下。

第三、當(dāng)遙感影像解譯樣本導(dǎo)出后，瀏覽不方便。

第四、外業(yè)調(diào)查過(guò)程中，多個(gè)小組同時(shí)作業(yè)時(shí)，不同作業(yè)組人員采集的解譯樣本會(huì)出現(xiàn)不同的紕漏，導(dǎo)致解譯樣本數(shù)據(jù)表中的各項(xiàng)內(nèi)容不一致，比如SMPIMG、PHOTO和SMPIMG數(shù)據(jù)表中各項(xiàng)不能對(duì)應(yīng)，有缺漏項(xiàng)。當(dāng)遙感影像解譯樣本數(shù)量較多時(shí)，查找出錯(cuò)的樣本難度變大。

第五、遙感影像解譯樣本中的實(shí)地照片、影像樣本及數(shù)據(jù)表內(nèi)容間不一致時(shí)，樣本數(shù)據(jù)瀏覽效率低下。

3 方法研究

3.1 解決思路

針對(duì)EPS地理國(guó)情普查外業(yè)調(diào)查軟件在后期樣本整理中存在的不足，筆者進(jìn)行地理國(guó)情普查解譯樣本制作輔助軟件的開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)遙感影像解譯樣本快速瀏覽、查詢；利用空間分析方法，將遙感影像解譯樣本數(shù)據(jù)與行政區(qū)劃數(shù)據(jù)疊加，實(shí)現(xiàn)樣點(diǎn)地理環(huán)境描述的批量自動(dòng)填寫(xiě)；根據(jù)影像鑲嵌線，獲取裁切的影像的波段數(shù)、類型、時(shí)相及分辨率等；通過(guò)與遙感影像解譯樣本點(diǎn)進(jìn)行空間運(yùn)算，獲取并自動(dòng)填寫(xiě)遙感影像解譯樣本數(shù)據(jù)信息；應(yīng)用程序操作數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)照片、影像及各數(shù)據(jù)表格內(nèi)容間的一致性檢查，將不符合要求的樣本點(diǎn)數(shù)據(jù)快速刪除[3]。

3.2 技術(shù)路線

在已有EPS地理國(guó)情普查外業(yè)調(diào)查軟件基礎(chǔ)上[4]，增加自主研發(fā)的地理國(guó)情普查解譯樣本制作輔助軟件，快速制作遙感影像解譯樣本，制作流程如圖1所示。

圖1中，虛線部分為地理國(guó)情普查解譯樣本制作輔助軟件在整個(gè)解譯樣本數(shù)據(jù)制作流程中的應(yīng)用階段。軟件開(kāi)發(fā)采用Microsoft Visual Studio 2008開(kāi)發(fā)平臺(tái)、 C#開(kāi)發(fā)語(yǔ)言[5]；GIS平臺(tái)為ESRI公司ArcGIS Engine 9.3開(kāi)發(fā)組件；數(shù)據(jù)庫(kù)為Microsoft 的Access數(shù)據(jù)庫(kù)。

圖1 遙感影像解譯樣本快速制作流程圖

具體功能及軟件界面如圖2所示。

圖2 地理國(guó)情普查解譯樣本制作輔助軟件界面

地理國(guó)情普查解譯樣本制作輔助軟件無(wú)須安裝，可直接運(yùn)行，其主要功能包括遙感影像解譯樣本數(shù)據(jù)的可視化瀏覽、快速查詢檢索、編輯、刪除；CC碼檢查、地理描述批量填寫(xiě)、照片檢查、影像檢查、數(shù)據(jù)表一致性處理、PHID時(shí)間處理；影像類型、影像時(shí)相、影像分辨率、影像波段數(shù)的快速批量填寫(xiě)；照片拍攝者、拍照時(shí)間的快速填寫(xiě)；解譯樣本數(shù)據(jù)批量合并及分解等功能。通過(guò)軟件操作，可高效刪除遙感影像解譯樣本數(shù)據(jù)的不符合項(xiàng)，并快速填寫(xiě)需要的信息，有效提高了樣本編輯的自動(dòng)化程度，減少了人工工作量，提高了工作效率。

3.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

本論文中研發(fā)的地理國(guó)情普查解譯樣本制作輔助軟件解決了現(xiàn)有EPS地理國(guó)情普查外業(yè)調(diào)查軟件在后期樣本整理中存在的5點(diǎn)不足，達(dá)到了遙感影像解譯樣本快速制作的目的。經(jīng)測(cè)試與試生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)證明，該軟件能夠滿足遙感影像解譯樣本快速生產(chǎn)的需要。以陜西省榆林某縣地理國(guó)情普查為例進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，本次分成10個(gè)組開(kāi)展地理國(guó)情外業(yè)核查工作，共獲取樣本總量 6 500多個(gè)，由于EPS地理國(guó)情普查外業(yè)調(diào)查軟件存在的不穩(wěn)定性及外業(yè)作業(yè)人員造成的樣本數(shù)據(jù)不完整等，若將 6 500多個(gè)樣本數(shù)據(jù)處理完成，需要1個(gè)作業(yè)員工作7天～10天，且樣本的正確性和完整性得不到保證。然而增加本輔助軟件后，可以將工作量減少至1天，甚至更短，并且保障了數(shù)據(jù)的完整性及準(zhǔn)確性。目前，該方法已成功應(yīng)用于陜西省榆陽(yáng)區(qū)、神木縣、府谷縣、定邊縣、橫山縣、佳縣、吳起縣、吳堡縣以及甘肅省甘南藏族自治州的卓尼縣、臨潭縣、碌曲縣、夏河縣等地理國(guó)情普查遙感影像解譯樣本制作工作中，取得了較好的效果。

4 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)分析清華山維EPS地理國(guó)情普查外業(yè)調(diào)查軟件存在的問(wèn)題，筆者有針對(duì)性地研發(fā)了遙感影像解譯樣本批量填寫(xiě)及處理的輔助工具軟件。在實(shí)際的生產(chǎn)中，將兩者結(jié)合使用，既減少了遙感影像解譯樣本制作中發(fā)生錯(cuò)誤的概率，又極大地提高了工作效率。

[1] GDPJ 06-2013. 遙感影像解譯樣本數(shù)據(jù)技術(shù)規(guī)定[Z]. 2013.

[2] 趙彥剛，徐喜旺. 淺談地理國(guó)情監(jiān)測(cè)外業(yè)調(diào)繪與核查的方法[J]. 測(cè)繪標(biāo)準(zhǔn)化，2015，31(1)：9～11.

[3] 張亮. 數(shù)字調(diào)查系統(tǒng)在地理國(guó)情普查中的應(yīng)用[D]. 長(zhǎng)春：吉林大學(xué)，2014.

[4] 梁爽，劉榜真，劉永雷等. 基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)快速生產(chǎn)技術(shù)研究[J]. 測(cè)繪標(biāo)準(zhǔn)化， 2013，29(3)：28～29.

[5] 梁冰，呂雙，王小科. C#程序開(kāi)發(fā)范例寶典(第2版)[M]. 北京：人民郵電出版社，2009.

Discussion on the Method of Rapid Production of Remote Sensing Image Interpretation Sample in National Geographic Conditions Investigation

Cheng Huiping1，Liang Shuang2，Li Zhi1

(1.Wuhan Geotechnical Engineering and Surveying Co.，Ltd.，Wuhan 430022，China； 2.The Second Topographic Surveying Brigade of NASG，Xian 710054，China)

The remote sensing image interpretation sample is an important results of national geographic conditions investigation project. There are strict rules on the production process of remote sensing image interpretation sample，which needs to collect a large number of ground photographs and builds the relationship between the ground photos and remote sensing image instances. In order to improve the production efficiency of remote sensing image interpretation sample，we can take advantage of the Tsinghua 3D EPS survey software and develop aid batch processing tools to achieve rapid production of the remote sensing image interpretation sample.

national geographic conditions investigation；RS image interpretation sample；rapid productio

1672-8262(2017)03-24-03

P236，TP751.1

B

2016—10—21

程會(huì)平(1986—)，女，工程師，碩士，主要從事工程測(cè)量、地理信息系統(tǒng)建設(shè)、遙感影像解釋及實(shí)踐工作。