山东科技大学
1 前言
传统的城市绿地调查方法需要耗费大量的人力、物力，工作效率低，成本高，不能快速的获取植被的分布信息，为规划和管理提供依据。遥感经过半个多世纪的发展，目前已经成为地理空间信息获取和深空探测的主要手段。随着遥感影像空间分辨率的不断提高，利用高分辨率遥感影像快速获取大比例尺空间信息逐渐成为各应用行业空间信息获取的重要手段，为利用高分辨率遥感影像快速判读校园绿地奠定了基础[1]。高分辨率遥感影像可以快速、全面、准确地摸清校园绿地的分布状况，提供绿地现状分布格局的基础资料，提供绿地系统规划与日常管理决策依据[2]。
2 研究内容
本文以山东科技大学青岛校区为研究对象，以高分辨率遥感航摄影像为基础数据源，探索基于高分辨率遥感影像快速判读校园绿地空间分析方法，选取最优方法判读绿地植被种类信息，以此为依据研究校园绿地景观总体的生态结构状况，为校园管理和规划设计和建设提供科学依据。
本文主要研究内容如下：
（1）研究影像的拍摄时间对影像图质量的影响，确定影像较佳的拍摄时间，为影像图的判读做准备；
（2）研究通过影像图上的植物影长来计算植物的实际高度。
（3）研究影像图中植物的判读。
3 遥感影像的解译
3.1遥感影像的解译的一般过程
遥感图像的解译过程实际上是从遥感图像上获取专题信息的过程，一般可以分为三步。第一步是目标认知和识别。根据遥感图像的光谱特征、空间特征和时相特征，逐步进行目标的探测、识别和鉴定的过程。第二步是目标查找与分离。这一过程实际上是图像分割的过程。第三步是信息转化[3]。
3.2遥感影像的解译标志
为了提高摄影图片解译精度与解译速度，需要掌握摄影像片的解译标志。航拍像片解译标志又称判读标志，它指能够反应和表现目标地物信息的遥感影像各种特征，这些特征能帮助判读者识别遥感图像上目标地物或现象。解译标志分为直接判读标志和间接解译标志。
3.2.1直接判读标志
直接判读标志是指能够直接反映和表现目标地物信息的遥感图像的各种特征，它包括遥感影像片上的色调、色彩、大孝形状、阴影、纹理、图型等，解译者利用直接解译标志可以直观识别遥感像片上的目标地物[4]。
3.2.2间接解译标志
间接解译标志是指能够间接反映和表现目标地物信息的遥感图像的各种特征，借助它可以推断与某地物属性相关的其他现象[5]。遥感摄像图片上经常用到的间接解译标志有：目标地物与其相关指示特征、地物及与环境的关系、目标地物与成像时间的关系等。
4植物影子判读和计算实高
植物高度的测量，通常采用相似三角形的原理，测量树木的影子，再测量一个参照物的影子，从而计算树木的高度。这种测量方法有很多弊端：耗费的时间长、测量时要时刻测量参照物的影长和受天气的影响大等。
在高分辨率遥感影像上，可以通过内业处理获取树高，从而大大减少外业实地调查的工作量[6]。其步骤如下：
（1）获取植被在影像上的影长
在Arcgis中没有直接测量一段距离长度的工具，通过间接的方法获取树影的长度。新建一个树影的线要数，然后将树影画线，存入次要数类中。Arcgis属性表中会自动测量每条线段的长度，字段为SHAPE-Length。
（2）计算实高与影长的比例
测量一个典型树木的高度L1，找到其在影像图上的位置，获取其影长L2。实高与影长的比例n=L1/L2。
（3）计算树木实高
在树影要数类的属性表中新建Length（m）属性，代表树木的实高。利用字段计算器计算实高。公式为Length(m)=[SHAPE_Length] *n，计算出来的树高一般2位小数。
5 判读方法研究
影像是客观事物或目标的真实反映，具有信息丰富、逼真等特点。从影像中可以提取大量的所研究物体的几何信息和物理信息[7]。利用高分辨率遥感影像，快速判读影像图，获取信息，为专题图的制作、各种应用平台的创建提供基础数据。
5.1 粗略的判读
在高分辨率遥感影像上，不仅可以利用植物的光谱来区分植被类型，而且可以直接看到植物顶部和部分侧面的形状、阴影、群落结构等，可比较直接地确定乔木、灌木、草地等类型。
5.2 精确的判读
校园内的植物按种植位置来分无异于有道路两旁的树即行道树、花坛内的植物、建筑物周边的植物、成片的植物。精确的判读主要针对判读行道树的棵树、行道树的树种信息，各种特征明显的树种的判读，形态规则花坛内植物种类的判读等[8]。
5.3 行道树的判读
行道树是指种在道路两旁及分车带，给车辆和行人遮荫并构成街景的树种[9]。对于行道树来说我们不仅要判断它的树种，还要判断它的棵数。我们可以根据行道树树冠呈现的形态来判断行道树的棵数。行道树种类判读可以根据不同树木在影像图上所反映的不同颜色、树木的形态来判读。
5.4 花坛内植物的判读
花坛是在植床内对观赏花卉规则式种植的配置方式。在具有几何形轮廓的植床内，种植各种不同色彩的的花卉，运用花卉的群体效果来表现图案纹样或观盛花时绚丽景观的花卉运用形式，以突出色彩或华丽的额纹样来表示装饰效果。
5.5 其它植被的判读
校园内除了行道树、花坛内的植物外，就是建筑物周围的植物或大面积的树林[10]。成片植物我们主要是提取其范围就可以了。在提取成片植物之前，我们必须对其分类，确定其范围。同一种成片植物它在影像图所表现出来的颜色、结构、纹理等都有很大的相似之处。
由于物种的多样性，从影像图上判读植物种类是有一定的困难的。对于大多数差异不大的物种，无法判断其种类。常见植被特征总结如表1所示。
6 结论
本文基于高分辨率遥感影像，结合目视判读的方法对校园绿地的分布情况进行研究，以山东科技大学校园绿地为例，对遥感影像进行绿地植被分类和解译，归纳总结校园绿地的判读方法，以便准确地收集校园的绿化信息，在绿地信息提取的基础上对校园进行景观格局研究，用于快速、精确的对校园进行管理，为制定合理科学的校园绿地规划提供依据。
参考文献
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[3]黄伟. 基于知识的影像识别及在规划执法中的应用研究[D].兰州交通大学,2011.
[4]杨世宏.遥感影像解译在地理国情普查中的应用[J].能源与环境,2017(06):112-113.
[5]张国宾,韩如雪,张健秀.高分辨率遥感影像解译方法探讨[J].科技创新导报,2018,15(13):77-78.
[6]丁哲,汪小钦,邬群勇,孙振海,等,黄志松.遥感影像空间分辨率对城市建筑物高度估算精度的影响[J].遥感技术与应用,2018,33(03):418-427.
[7]何祥福.林业资源调查中的遥感影像判读技术研究[J].江西农业,2018(20):102.
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[9]张冰,杜娟.浅谈遥感图像的目视判读[J].林业勘查设计,2010(04):114-116.
[10]喻小妹.林业资源调查中遥感影像判读技术[J].现代园艺,2015(24):240.
论文作者:方京 夏伟 朱峰 辛文鹏
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第10期
论文发表时间:2019/11/22
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