试验 研究 遥感影像变化检测技术在地形图更新中的应用＊ 孙茂存 （杨凌职业技术学院，陕西杨凌７１２ｌＯＯ） 摘 要：对比了当前常用的地形图更新技术，分析了遥感影像变化检测技术的特点，选定变化区域， 采用遥感影像变化检测技术进行了试验，并对试验结果进行了分析和验证。通过试验结论可知，采用遥 感影像变化监测技术进行变化检测，并根据变化检测结果确定更新方法，再进行地形图更新的方法是可 行的，且与常规的人工比对全面更新的方法相比较更具优势，可以避免人工比对的遗漏，保证数据更新的 完整性和准确性，节省了时间，提高了效率，实现了地形图的动态更新。 关键词：遥感影像；变化检测；地形图更新；应用 中图分类号：Ｐ ２８３．８ 文献标志码：Ｂ Ｒｅｍｏｔｅ Ｓｅｎｓｉｎｇ Ｉｍａｇｅ Ｃｈａｎｇｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｔｈｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｏｐｏｇｒａｐｈｉｃ Ｍａｐ Ｕｐｄａｔｅ ＳＵＮ Ｍａｏｃｕｎ （Ｙａｎｇｌｉｎｇ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｙａｎｇｌｉｎｇ ７１２１００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｐａｒｉｎｇ ｔｈｅ ｌａｔｅｓｔ ｕｐｄａｔｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｏｍｍｏｎｌｙ ｕｓｅｄ，ｗｅ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｒｅ— ｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｉｍａｇｅ ｃｈａｎｇｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｗｅ ｃｈｏｏｓｅ ａ ｃｈａｎｇｉｎｇ ａｒｅａ，ｔｈｅｎ ａｎａｌｙｚｅ ａｎｄ ｖｅｒｉｆｙ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｂｙ ｕｓｉｎｇ， ａｎｄ ｗｅ ｇｅｔ ｉｎｔｏ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｉｍａｇｅ ｃｈａｎｇｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｃｏｎｆｉｒｍｉｎｇ ｒｅｎｅｗｅｄ ｗａｙ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ ｃｈａｎｇｉｎｇ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ．Ｆｉｎａｌｌｙ ｗｅ ｇｏ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｕｐｄａｔｉｎｇ ｏｆ ｔｏｐｏｇｒａｐｈｉｃ ｍａｐ ａｎｄ ｗｏｒｋａｂｌｅ．Ｉｔ ｈａｓ ｍａｋｅ ｉｔ ｍｏｒｅ ａｄｖａｎｔａｇｅ ｔｈａｎ ｍａｎｕａｌ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ．Ａｎｄ ｍａｎｙ ｏｍｉｓｓｉｏｎｓ ｃａｎ ｂｅ ａｖｏｉｄｅｄ．Ｉｔ ｋｅｅｐｓ ｃｏｍｐｌｅｔｅｎｅｓｓ ａｎｄ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｕｐｄａｔｉｎｇ，ｓａｖｅｓ ｔｈｅ ｔｉｍｅ，ｉｍｐｒｏｖｅｓ ｔｈｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ａｎｄ ｌｅｔｓ ｔｈｅ ｔｏｐｏｇｒａｐｈｉｃ ｍａｐ ｃａｎ ｂｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｕｐｄａｔｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｉｍａｇｅ，ｃｈａｎｇｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ，ｕｐｄａｔｉｎｇ ｏｆ ｔｏｐｏｇｒａｐｈｉｃ ｍａｐ，ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ 近年来，我国及各省市相继建成了基础地理信 人力、物力及财力消耗大，速度缓慢，无法快速更新。 息数据库，我国经济建设的发展要求基础地理信息 数据库随时更新，并保持现势性，以满足社会发展及 ２遥感影像变化检测技术应用于地形图更 国家管理的需求。利用遥感影像进行基础地理信息 新的方案 数据更新，很多学者做了相关的研究，尤其是针对重 随着遥感影像处理技术的发展，利用遥感影像 大工程项目或重点地物进行更新方面＿＿１Ｊ。经过总 分析技术获取变化信息的技术越来越成熟，应用也 结、对比，并进行了一系列试验，结果表明，将遥感影 越来越广泛，在城市规划和灾害检测方面，以及土地 像变化检测技术应用于地形图更新中更具优势。 资源调查中，遥感影像以其获取周期短、覆盖面积广 １ 当前常用地形图更新方案 和表达信息丰富详尽的特点，广泛地应用于地表动 态检测中ｌ２ ；同样，该技术在地形图变更中的应用将 目前，常用的地理信息更新技术是旧版的矢量 极大地提高工作效率。 数据（ＤＬＲ）与对应的当前最新的数字正射影像图 该技术更新地形图的思路是：首先，将已有的矢 （ＤＯＭ）叠加分析变化区域，采用综合判调法，参考 量数据及对应的正射影像图与最新的影像数据叠加 相应的专业变更资料，通过数据整合，采用内、外业 分析，进行变化检测，导出检测结果文件；其次，根据 相结合的方式实现基础地理信息数据的更新。 导出文件，分析变化情况，确定相应的更新方法，进 立体更新也是目前常用的地理信息数据更新技 行地形图更新；最后，对变化区域的地物进行更新， 术之一，采用全数字摄影测量技术，对比上一代 并保证新增地物与周边地物的协调性和准确性。另 ＤＬＧ数据，结合最新的各项变更信息资料，对发生 外，地形图更新不仅是图形要素的更新，属性要素也 变化的图形和属性信息统一更新。 发生了相应的变化，属性要素的更新可通过收集相 另外，对于变化较大的区域采用全面更新方案。 关的资料进行更新ｌ３ ］。根据外业检核结果，进行内 上述常用方法总结起来基本上就是采用ＤＯＭ影像 业编辑处理，形成最新的ＤＬＧ成果，更新流程如图 或立体像对，人工比对找出变化区域，再进行地物更 １所示。 新。人工比对的优点是全面、细致；缺点是耗时长， 《新技术新工艺》试验与研究 ６７ 新技术新工艺２０１５年 第８期 ｌ０年影像数据）（２ｏｌ２年影像数据 分类处理 坦始 新增道路１条 新增道路１条 共１７处变化图斑，其中６处面状居民地 池塘边线变化２处 居民地 变化２０处图斑水系表１ 变化检测结果与实际检核变化结果统计表 类别 变化检测结果 实际检核变化结果 检测变化ＩＸ域 ｌ 二二亡 —— 池塘边线变化２处 输出检测成果Ｉ二［ 确定更新方法ｌ 韭数据资料 ３．３地形图更新矢量化 根据检测结果，利用数字正射影像数据更新地 物，对发生变化的居民地、道路和水系要素进行矢量 化数据更新，由于该区域地形平坦，植被统一均为旱 地，所以不需要对植被要素进行更新。 ３．４试验结论 外业检查调绘 地图要素编辑、属性更新 １）采用遥感影像变化检测技术进行１：１０ ０００ 地形图更新时，影像数据分辨率为２．５～３ ｍ即可 基本满足相应的技术要求。 ２）遥感影像变化检测技术对于大面积居民地和 水域的变化检测结果较为准确，而对于较宽道路的 变化检测结果更为理想，基本与人工检核结果一致。 输出更薪成粜 图１ 应用影像变化检测技术进行地形图更新的流程图 ３利用影像变化检测技术进行地形图更新试验 ３．１试验区域的选择 本文选择杨凌城区１５ ｋｍ。面积作为试验区，该 ３）遥感影像变化检测结果的准确性由前后时相 区域地势平坦。试验采用２０１０年６月分辨率为 ２．５ １３＂１的ＳＰＯＴ５遥感影像和２０１２年６月分辨率为 ３ ｍ的“资源二号”融合影像，以及２０１０年生产的地 形图矢量数据。 ３．２ 影像变化检测及结果分析 影像分类的准确性决定，因此必须对分类检测结果进 行详细的检查，以保证最终变化检测结果的正确性。 ４ 结语 通过本文的试验结论可得出，应用遥感影像变 目前，多数遥感影像处理软件都具有变化检测功 能，但也仅限于区域变化检测。易康（ｅＣｏｇｎｉｔｉｏｎ）软 件优于其他同类软件之处在于它对影像的变化检测 是在进行了的分类后，才进行变化检测，因此，其 化检测技术进行地形图更新的方案是可行的，且与 常规的人工比对全面更新的方法相比较更具优势， 可以避免人工比对的遗漏，保证了数据更新的完整 性和准确性。另外，节省了时间，提高了效率，利用 该技术可实现地形图的动态更新。 检测结果包含了区域变化信息和属性变化信息２个 方面的内容，更方便了对变化信息的统计分析。 在ｅＣｏｇｎｉｔｉｏｎ软件中，对于前时相影像分类是 参考文献 ［１］赵敏，陈卫平，王海燕．基于遥感影像变化检测技术的地 根据其对应的矢量数据的属性信息对影像进行自动 分类，而对于后时相影像数据则是采用影像最邻近 分类法或模糊函数分类法进行分类的。 变化结果的准确程度由分类结果的正确性决 定，只有对分类结果进行详细的检查，提出噪声数据 并纠正错误数据才能保证分类结果的准确性，进而 保证变化结果的可靠性。 形图更新ＥＪ７．测绘通报，２０１３（４）：６５—６７． Ｅ２３王汉英，张占睦，张一鸣，等．遥感影像变化检测在地形 图快速修测中的应用＿Ｊ］．测绘工程，２００９，１８（２）：５１－５４． Ｅ３］张伟，王晓青，孙国清，等．高分遥感影像震害提取的变 化检测算法改进Ｉ－Ｊ］．地震，２０１３，３３（２）：８７ ９５． Ｅ４］刘虎林，闫浩文，刘涛．空间数据变化检测研究进展［Ｊ］． 测绘与空间地理信息，２０１４，３７（９）：２５—２８． ［５］陈鑫镖．遥感影像变化检测技术发展综述ＩＪ］．测绘与空 间地理信息，２０１２，３５（９）：３８—４１． ＊杨凌职业技术学院人文社科类研究基金资助项目（ＧＪ１３０７） 完成前后时相影像分类后，进行变化检测，将变 化检测结果和变化检测类结果连同属性字段一起导 出为ＳＨＰ格式文件，方便对变化区域进行相应的统 计分析。 通过本次试验，变化检测结果与实际检核变化 结果统计见表１。 作者简介：孙茂存（１９８２），男，讲师，＿Ｔ程硕士，主要从事测 绘和地信等相关专业教学等方面的研究。 收稿日期：２０１５—０１ ２１ 责任编辑《新技术新工艺》试验与研究 郑练
