在擬定好數據庫的數據類型、組織結構以及各種資料(包括圖件與統計資料)的收集與預處理後,就可以分別對土地利用、土地覆被狀況,土地利用、土地覆被生態背景以及土地利用、土地覆被人文因素進行信息提取、數字化編輯與入庫集成,建立LUCC監測信息係統數據庫。
一、土地利用、土地覆被空間數據庫
對兩期的TM影像的土地利用、土地覆被狀況進行解譯,整個解譯是在Arcview3.0下人機交互進行的。將地形圖、精糾正和增強過的TM影像導入Arcview軟件中作為工作底圖,根據土地利用、土地覆被解譯標誌,采用屏幕數字化的方式,跟蹤解譯土地利用、土地覆被類型。以處理好和精糾正過的2000年TM假彩色圖像作為背景圖像,在圖像上根據解譯標誌勾繪土地利用類型圖斑,凡大於6個像元的圖斑要單獨勾繪成一個圖斑,這樣就生成2000年土地利用、土地覆被lu2000.shp線屬性文件,再建立反映每個土地利用圖斑類型的點圖層文件luid2000.shp。接著通過shapearc命令將lu2000.shp線屬性文件轉換為線性的coverage,命名為lu2000;將luid2000轉換為點性的coverage;然後應用clean命令將線性coveragelu2000轉換為麵狀的coverage,並建立拓撲關係。最後,應用put命令將luid2000中的點值賦給lu2000麵文件,即得到新的具有編碼的土地利用、土地覆被空間—屬性數據一體化的coverage文件。然後在ARC/INFO中的Arcedit模塊中進行編輯查錯,整個過程可用AML語言編程實現自動化,形成完整的土地利用類型Coverage文件。通過野外選點踏勘校核,成為最終的工作底圖。
其次,在Arcview3.0下,以2000年土地利用、土地覆被coverage作為背景圖,以1986年的TM假彩色圖像作為背景圖像,勾繪出動態變化圖斑。然後在Arc/info下編輯成圖,獲得198000年動態變化coverage文件。
再次,在土地利用、土地覆被2000年coverage和198000年土地利用動態變化coverage基礎上形成1986年土地利用類型coverage,其實現過程是把土地利用、土地覆被工作底圖coverage疊加上動態變化coverage,從中提取某一年的土地利用類型圖。
完成土地利用、土地覆被信息提取與數字化入庫。並得到1986年、2000年兩期土地利用、土地覆被Coverage以及1986年、2000年土地利用、土地覆被變化。
通過土地利用、土地覆被數據庫,除可獲得某一采樣時刻的土地利用/土地覆被“空間—屬性一體化數據”外,還可獲得各空間—屬性一體化數據的變化情況,即將空間特征、屬性特征與過程分析相統一,稱為“空間—屬性—過程一體化數據”。正是這種數據結構,為土地利用的結構、格局特征及其變化、LUCC動力學模型的圖形分析提供了技術上的實現途徑。
二、土地利用、土地覆被生態背景空間數據庫
自然地理環境是土地利用、土地覆被的背景,主要包括地形、地質、土壤與水文要素等。由於研究時段較短,相對於LUCC而言,變化幅度較小。因此,在土地利用、土地覆被生態背景空間數據庫中,忽略了背景的這種“譜”性的時間變化,而僅用其某一時刻的“圖”來反映土地利用、土地覆被的自然環境。在元謀縣LUCC研究中,自然背景主要選擇了海拔、坡度、坡向等指標。首先,將1∶10萬比例尺地形圖數字化並編輯後,生成DEM(DigitalElevationModel),並利用Arcinfo中的SpatialAnalysis模塊,生成以10m×10m為單元格的高程分帶圖、坡度圖以及坡向圖。
三、土地利用、土地覆被社會經濟要素關係數據庫
土地利用、土地覆被狀況及其變化與社會經濟等人文因素密切相關,因此,LUCC監測信息係統人文因素應包括諸如人口、農林牧業生產等屬性數據。這些因素是改造自然狀況,並形成特定土地利用、土地覆被格局的驅動力。在元謀縣LUCC研究中,包括總人口、勞動力、糧食產量、載畜量等指標。先將政區圖掃描,與地形圖配準並數字化,建立麵狀政區文件。
然後將不同年份的人文因素指標加入其屬性表中,建立社會經濟因素的關係數據庫。再依據不同指標的年份變化建立以鄉鎮為統計單元的Grid圖。
總之,土地利用、土地覆被動態監測信息係統的設計與建立,集成應用了3S技術,為土地利用、土地覆被的時間序列分析和空間格局研究提供了研究平台與數據基礎。