地表覆蓋和地理國情要素成果質檢的探討

洪 亮，汪 洋，陳翠嬋，杜 新，高 翔， 史 乘（.湖北省航測遙感院，湖北 武漢 430074；.廣東省國土資源技術中心，廣東 廣州 50075）

地表覆蓋和地理國情要素成果質檢的探討

洪 亮1，汪 洋1，陳翠嬋2，杜 新1，高 翔1， 史 乘1
（1.湖北省航測遙感院，湖北 武漢 430074；2.廣東省國土資源技術中心，廣東 廣州 510075）

介紹了地理國情成果質量評定的主要內容，分析了質檢工作中的檢查重點，總結了質檢工作中常見問題的檢查方法；并結合湖北省第一次地理國情普查試點測區的工作實踐，對今后全省全面開展地理國情普查成果的質檢工作提出了建設性意見。

地理國情普查；成果質量；檢查方法

地理國情普查主要包括地表形態、地表覆蓋和重要地理國情要素3 個方面[1]。無論哪個方面，地理國情成果質量都是地理國情普查的基礎，質量才是普查的根本、普查的生命、普查的效益[2,3]。本文提出的地理國情普查成果檢查方法是先建立質量保障體系，把各個環節的工作過程和產品質量結合起來，在每個工作過程中去抓質量，先利用軟件進行檢查然后人工干預。

1 地理國情普查成果的檢查重點

1.1 質量評定的主要內容及相互關系

地理國情成果質量評定的主要內容包括6大質量元素[4]，分別為空間參考系、位置精度、完整性檢查、邏輯一致性、時間精度、表征質量。其中，空間參考系主要檢查坐標系統、高程基準、地圖投影各參數是否符合要求；位置精度主要檢查要素與正射影像數據成果套合位置超限的個數，檢查覆蓋分類與國情要素數據套合位置超限的個數；完整性檢查主要是檢查要素多余的個數，包括非本層的要素；邏輯一致性主要是檢查屬性項定義是否符合要求，檢查要素重復、懸掛點、偽結點、要素未打斷的錯誤個數；時間精度主要是檢查生產中使用的各類原始資料的現勢性是否符合要求；表征質量主要是檢查要素幾何類型點、線、面表達錯誤的個數，檢查要素幾何圖形異常的個數。

這6大質量元素從不同的角度描述了地理國情成果質量的特定方面，看似互相獨立，實則聯系密切。其中空間參考系和影像的時間精度是其他質量元素的基礎，一旦數據的空間參考系和影像的時間精度不符合要求，那其他的質量元素也必然錯誤。位置精度也會直接影響屬性精度和完整性檢查，如果數據采集超限，就會導致周圍不應該被歸并到一起的兩個地物類歸并到了一起，從而導致有圖斑遺漏和屬性錯誤。邏輯一致性中的拓撲一致性也影響著表征質量，如果出現要素重復、有懸掛、未閉合等情況，可能會影響到表征質量的點、線、面錯誤，還可能會有極小的面產生。這6大質量元素相輔相成、互相制約，其中一個質量元素不符合要求，都會對其他質量元素產生影響。

1.2 湖北省地理國情成果的檢查重點

對于湖北省試點地區的地理國情普查，生產單位使用基礎地理信息數據1∶10 000數字線劃圖套合現勢性好的正射影像圖進行對比，對發生變化的地方進行修改、刪減和補充。重點檢查其位置精度、屬性精度、綜合取舍和遙感解譯樣本的數據庫錯誤，并對地理國情普查過程成果開展“過程質量監督抽查”。抽查嚴格執行省普查辦制定的《湖北省第一次全國地理國情普查過程質量監督抽查工作方案》。

1.2.1 位置精度

位置精度主要是指地理國情普查數據的采集精度。影像上界線明顯的地物分界線的采集精度應控制在5個像素以內。特殊情況，如高層建筑物遮擋、陰影等，采集精度控制在10個像素以內。漸變地帶沒有明顯的分界線，過渡地帶的分類至少保證上一級類型的準確性。試點測區的采集數據是套用以前的1∶10 000數字線劃圖的矢量數據，由于作業員對該矢量數據判斷不夠細致，導致部分應該修改的矢量數據沒有修改。例如，水域（1001）沒有按照實際影像水域范圍，而用1∶10 000矢量數據采集（圖1），由于各人對數據采集方法理解程度不同，部分作業員按照高水位采集，而正確的采集方法應該按照影像水面采集（圖2）。

1.2.2 屬性精度

由于依據目標地物的特征“色” 、“形” 、“位”以及作業員的推理判別來解譯歸類，會存在同譜異物和同物異譜現象，尤其是不同地物在影像上反映出相近的光譜特征，很容易出現分類錯誤，因此代碼分類一般參照正射影像套合的矢量數據，外業核查樣本、調繪和檢查資料。

例如，林地類的針葉林、闊葉林、灌木分類混亂，導致了同譜異物現象；在耕地類中水田和旱地的同譜異物現象也較多（圖3），區分混亂。在同一影像上相同光譜的植被應該是相同的（圖4）。

圖1 水域采集錯誤實例

圖2 水域采集正確實例

圖3 稻田、旱地采集錯誤實例

圖4 稻田、旱地采集正確實例

還有一些錯誤是由于實際影像中地物的屬性不同于數字線劃圖上的屬性，而作業人員沒有對其屬性進行相應修改。例如，把影像上稻田分類到了水塘里。

1.2.3 綜合取舍

主要是檢查在作業過程中，對達到內容與指標要求的圖斑是否采集。例如水田旁邊的林地或草地面積達到400 m2應該采集，不能和附近大面積的水田進行綜合（圖5）。在山地地區，針葉林和闊葉林面積達到1 600 m2，并且界線較清晰的，針葉林和闊葉林應該分別采集（圖6）。

圖 5 水田綜合過大錯誤實例

圖 6 林地綜合過大錯誤實例

1.2.4 遙感解譯樣本的數據庫錯誤

主要是檢查樣本照片中的方位角。外業使用的采集平板，其電子羅盤靈敏度受作業環境等方面的影響，會導致方位角產生偏差。

2 檢查方法的探討

2.1 及時開發方便、易操作的檢查軟件

地理國情普查項目工作量大、成果種類多、數據負載量大、質量要求高，要在有效的時間內完成該項目，計算機程序對于質檢的作用不可替代[5]。目前，地理國情成果檢查常用的軟件有國檢中心的概查軟件——地理國情普查成果質量檢查驗收軟件，還有詳查軟件——吉威的Geoway Checker for NC和武漢大學史文中教授研發的國普質檢系統。地理國情普查成果應該借助于這些已經研發的、相對成熟的GIS軟件，對懸掛點、偽結點、面重疊、面縫隙、最小要素等進行檢查。適當結合人機交互，利用各層數據間的邏輯關系篩選，再根據結果逐步進行排查[6]。

例如LCA層的水域面，理論上一定小于或等于HYDA層的高水位面，圖7的LAC藍色線所構成的面，在某些位置已經超出了高水位面。另一種在地理國情要素生產中常見的錯誤是HYDL層水渠、河流的中心線采集的并不是中心，有時甚至超出HYDA層水渠、河流的面。圖8中紅色的是HYDL層雙線河流的中心線，藍色線所構成的是雙線河流的高水位面，理論上河流中心線可能不被攝影時的水域面積所包圍，但是一定會被高水位面所包含。

對于這類問題，可以利用拓撲檢查功能，新建2 個只包含水域面和高水位面的地物類或新建1個包含水域面和1個包含中心線的地物類，再新建1個拓撲規則來檢查。

2.2 人工檢查

在任何一項測繪成果中，都有計算機軟件無法實現的檢查，這就需要實施人工檢查。在地理國情普查成果中，由于硬件原因會產生大量方位角偏差，需要認真細致地比對照片，人工糾正錯誤方位角（圖9～圖11）。

圖7 水域面積超出高水位面積實例

圖8 水渠、河流的中心線超出水域面積實例

圖9 目標地物為茶樹

圖10 錯誤的方位角（房子為中心）

圖11 正確的方位角（茶樹為中心）

2.3 引入科學有效的質量控制方法

相比傳統測繪成果4D產品的質量控制，地理國情普查成果應該首先建立質量保障體系，才能保障成果質量。其核心是建立質量責任制，明確各個部門和崗位的任務、責任、權限，使各項工作系統化、標準化、程序化和制度化，把各個環節的工作質量和產品質量有機地結合起來，做到專人負責，責任明確，形成網絡[7]。

在檢查過程中發現的檢查體系問題要持續不斷改進，然后對檢查過程中成果存在的質量通病，制定出糾正預防措施，杜絕類似問題再次發生，不斷提高地理國情普查成果的質量。

質量評定的準確性和公正性將直接影響到最終成果的質量。檢查工作應具有科學性，不能融入過多的個人色彩，因此選擇恰當的質量評定方法，無疑是至關重要的。缺陷扣分制作為傳統測繪成果的質量評定方法，可以被引入到地理國情普查成果的檢查中來。這個方法對于地理國情普查成果的整體質量評定具有操作性強、客觀、公正等優點，結合地理國情普查成果檢查驗收與評定規定，通過各自的權重比例，采用加權平均可以得到準確、公平、公正的地理國情普查成果檢查質量得分。

3 結 語

隨著全國范圍內地理國情普查的開展和深入，檢查的經驗不斷累積，地理國情普查成果檢查的方法將會不斷豐富和完善。通過湖北省試點地區的成果檢查，湖北省地理國情普查成果的檢查應該先建立質量保障體系，把各個環節的工作過程和產品質量結合起來，從每個工作過程中去抓質量，然后用軟件把能檢查的問題都檢查出來，對軟件檢查不到的地方人工進行檢查，從而提高檢查的準確性和效率。

[1] 徐之俊,何麗華,廖廣宇,等.淺談湖北省第一次全國地理國情普查水域采集[J].地理空間信息,2014,12(1):10-11

[2] 張高麗.扎實開展地理國情普查 服務經濟社會可持續發展[N].人民日報,2013-08-20(2)

[3] 洪亮,張凱,車風,等.淺析湖北省第一次全國地理國情普查實施方案[J].地理空間信息,2013,11(5):10-13

[4] GDPJ 09-2013.地理國情普查檢查驗收與質量評定規定[S].

[5] 王寶山,張力仁,張俊.淺談地理國情普查項目成果的質量控制關鍵點[J].測繪與空間地理信息,2013,36(9):224-226

[6] 趙建才,李銘石.地形圖數字化測繪成果質量檢查與評定的實施[J].現代測繪,2012,35(5):54-56

[7] 戴騰,童忠富,祁信舒.全數字攝影測量系統DEM生產的質量控制[J].地理空間信息,2005,3(1):51-53

P273

B

1672-4623（2015）03-0006-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2015.03.002

洪亮，碩士，高級工程師，主要從事信息化測繪研究、地理國情監測研究及測繪管理工作。

2014-09-09。