2 研究总体思路

2.1 研究目标任务

2.1.1 研究目标

按照水利高分遥感应用示范系统总体方案设计，基于可稳定获取的GF-1、GF-2遥感数据以及其他辅助遥感数据，开展在水土保持领域中土壤侵蚀、水土保持综合治理、生产建设项目水土保持等方面应用的关键技术研究，以期探索和建立一套完整、实用、高效的高分辨率遥感应用技术体系，推动高分遥感水土保持业务化、工程化应用，形成基于高分辨率对地观测系统的水土保持业务应用的综合信息服务能力，不断有力支撑我国水土保持行业健康快速发展。高分遥感水土保持监测与评价关键技术与子系统关系如图2.1所示。

图2.1 高分遥感水土保持监测与评价关键技术与子系统关系图

2.1.2 研究任务

（1）水力侵蚀土地利用类型提取技术。土地利用类型是水力侵蚀定量评价模型非常重要的输入因子。在业务上，以往土地利用类型分类标准较多，且不统一；在遥感技术应用上，以往的信息提取主要以人工目视为主，效率较低，少量面向对象的自动化提取方法复用性也较差，存在时空扩展困难的问题。本书提出适合GF-1卫星载荷特点和业务需要的分类方案，构建区域适用的分类算法并能够进行时空复用，满足精度和效率的要求。具体包括土地利用类型分类方案、影像预处理技术、分类策略、多算法协同的分类算法等。

（2）土壤水力侵蚀植被覆盖度提取技术。植被覆盖度是土壤水力侵蚀定量评价模型重要的输入因子。在业务上，以往植被覆盖度提取受卫星时空分辨率限制，高时间分辨率数据存在空间分辨率较低情况，植被覆盖度提取结果难与模型其他因子进行空间匹配，高空间分辨率数据存在时间分辨率过低或者成本过高情况，植被覆盖度提取结果难以满足模型因子输入频次需要。本书主要基于GF-1 PMS和WFV真实数据进行植被覆盖度提取技术研究，主要包括影像预处理技术、植被覆盖度提取模型优选和植被指数筛选，进而对GF-1 PMS和WFV数据提取植被覆盖度进行适用性分析并给出结论，对高植被覆盖区和植被覆盖弱信息区提出解决方案。在继承GF-1 PMS和WFV数据研究成果的基础上，对LandSat 8数据进行植被覆盖度提取技术研究，用以评估替代数据植被覆盖度提取技术的可行性及其在业务上对其他数据的时空替代可行性。

（3）水土保持治理措施类型提取技术。水土保持治理措施是重要财政投资设施，也是水力侵蚀定量评价模型重要的输入因子。近年来，水土保持治理措施的位置、数量、分布的统计一直以人工上报为主，缺乏客观、有效的技术手段，遥感技术的应用更少，存在一定的技术空白。本书重点针对GF-1 PMS 2m/8m真实数据进行水土保持治理措施提取技术研究，主要包括高分遥感水土保持治理措施分类方案制定及研究对象的界定、分类策略、分类算法等，提出适合GF-1、GF-2卫星载荷特点和业务需要的分类方案，综合多种分类方法探索GF-1卫星对梯田、淤地坝、水土保持造林和水土保持种草等措施识别的可行性及实用性。

（4）生产建设项目水土保持监测与评价指标提取技术。生产建设项目是各级水行政主管部门监管的重点，通常采取人工调查监测与定位观测相结合的传统方法，对生产建设项目的位置、扰动地表情况、弃土弃渣场的分布、措施的布设状况等进行监测，缺乏客观、有效的技术手段，遥感技术的应用存在一定的技术空白。本书主要针对GF-1 PMS 2m/8m真实数据进行生产建设项目提取技术研究，主要包括生产建设项目的解译特征总结、分类方案制定、可发现的标志性地物提取、分类策略及分类算法等，构建满足GF-1和GF-2卫星载荷特点的生产建设项目周期性解译特征，提出满足生产建设项目监测业务需要的分类方案，探索生产建设项目发现、识别、变化检测的技术体系，实现监测对象信息的工程化提取，兼顾精度和效率。