地理國情普查樣本數(shù)據(jù)質(zhì)量評定與檢查方法

□　秦賀偉（山西省地圖院，山西太原 030002）

地理國情普查樣本數(shù)據(jù)質(zhì)量評定與檢查方法

□秦賀偉
（山西省地圖院，山西太原 030002）

遙感解譯樣本是內(nèi)業(yè)遙感影像解譯的重要依據(jù),遙感解譯樣本數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)均有著嚴(yán)格的要求和規(guī)定。本文結(jié)合實際工作介紹了影響遙感影像解譯樣本數(shù)據(jù)質(zhì)量的因素分析及檢查內(nèi)容。

遙感解譯樣本數(shù)據(jù)；質(zhì)量檢查；地理國情普查

0.引言

為全面掌握我國地理國情的基本情況，我國決定從2013年到2015年在全國開展地理國情普查工作。它是一項重大的國力國情調(diào)查，因此地理國情普查要求要從權(quán)威性、客觀性、系統(tǒng)性、準(zhǔn)確性等方面，來反映我國目前的自然和人文地理國情信息數(shù)據(jù)，為國家重大發(fā)展戰(zhàn)略的制定和實施以及合理配置資源提供基礎(chǔ)地理信息保障。

遙感解譯樣本數(shù)據(jù)庫的建立及數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，在地理國情普查中具有舉足輕重的作用，它是解譯地表覆蓋矢量數(shù)據(jù)正確結(jié)果的基本前提，是質(zhì)量檢查的重要依據(jù)。因此在樣本數(shù)據(jù)生產(chǎn)的過程中對樣本元數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制也就顯得尤為重要。

遙感解譯樣本質(zhì)量具有多方面因素：通過對樣本的典型性、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的正確性、地面照片所屬地表類型的代表性、相機拍攝姿態(tài)及地面照片質(zhì)量的符合性、遙感影像實例裁切質(zhì)量符合性、遙感影像實例與地面照片一致性等諸多條件因素的檢查，對遙感影像解譯樣本作出質(zhì)量的評定。

1.影響遙感解譯樣本質(zhì)量的因素

1.1人（拍攝能力，對拍攝的理解）

人是任何一項工程項目的主導(dǎo)，從設(shè)計到執(zhí)行，直至完成，人的因素決定著工程項目的質(zhì)量水平。建立遙感解譯樣本數(shù)據(jù)庫涉及多方面專業(yè)知識，采集樣本數(shù)據(jù)需要具有相應(yīng)的攝影能力、電子設(shè)備使用能力、普通計算機軟件及數(shù)據(jù)庫軟件的操作能力、測繪知識及其應(yīng)用的能力；制作遙感解譯樣本數(shù)據(jù)庫需要基礎(chǔ)的圖像處理技術(shù)、一定的程序設(shè)計知識等。如果不具備以上的專業(yè)知識或缺少某方面的能力，就會引起解譯樣本數(shù)據(jù)庫或輕或重的質(zhì)量問題。

1.2外界環(huán)境（天氣、溫度、地形、定位）

遙感解譯樣本數(shù)據(jù)庫中實地照片的拍攝需在外業(yè)進行，因此外界環(huán)境對樣本數(shù)據(jù)質(zhì)量的影響主要集中在對實地照片的拍攝上。

拍攝季節(jié)對照片質(zhì)量有一定的影響，尤其是植被方面的照片。如種植闊葉類經(jīng)濟樹木的苗圃，在冬季拍攝的照片中，看起來與部分收秋后沒有整理的耕地非常相似；照片上的大片落葉松林與闊葉林基本上相同等。此外，北方的地物在降雪后無法進行有效的實地照片拍攝。

天氣情況對實地照片質(zhì)量的影響主要是雨、霧、下雪、氣溫等。這些因素多造成實地照片模糊不清、照片數(shù)據(jù)存儲出錯等問題。

陽光照射的方向?qū)嵉卣掌|(zhì)量的影響較大。拍攝照片應(yīng)在選定拍攝地物，且有水平角、橫滾角、俯仰角的要求下進行拍攝。經(jīng)常會遇到符合上述要求的拍攝角度正對或背對太陽，造成照片中形成光影、亮點或地物反光模糊等現(xiàn)象。

地形從兩個方面影響實地照片拍攝：一方面影響實地照片的拍攝角度，另一方面影響地面照片的定位。對實地照片拍攝角度的影響主要是對一些陡峭山區(qū)地物的拍攝時，因地物與拍攝者距離較遠或垂直距離較大,造成實地照片的俯仰角、水平角或橫滾角較大。另外，因地形起伏較大，對GPS信號影響較大，往往會造成GPS接收信號偏差較大，造成定位不準(zhǔn)。此外，地形的起伏加上植被的遮擋等還會造成對照片上地物或覆蓋植被的誤判等問題。

1.3設(shè)備、軟件（定位、攝像頭、色彩優(yōu)化、長短焦）

設(shè)備和軟件對遙感解譯樣本數(shù)據(jù)質(zhì)量的影響是多方面的。拍攝設(shè)備會影響到實地照片的各個參數(shù)，如色彩偏差、清晰程度、需提取的照片參數(shù)的記錄、拍攝的合格率等；定位設(shè)備會影響到實地照片的定位精度；裁切軟件會影響到遙感解譯樣本影像實例的裁切精度、影像實例的坐標(biāo)精度；數(shù)據(jù)庫軟件會影像到數(shù)據(jù)精度等等。

2.遙感解譯樣本數(shù)據(jù)庫的質(zhì)量檢查方法及內(nèi)容

測繪成果數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查的方式同樣適用遙感解譯樣本數(shù)據(jù)的質(zhì)量檢查，即軟件自動檢查、人機交互檢查和人工檢查。

遙感解譯樣本的檢查內(nèi)容依據(jù)檢查的要求和數(shù)據(jù)的特點，利用以上三種檢查方式的一種或結(jié)合兩種或兩種以上進行檢查。

2.1軟件自動檢查

遙感解譯樣本數(shù)據(jù)庫由*.mdb格式的數(shù)據(jù)庫文件和*.jpg的實地照片及對應(yīng)的格式為*.tif的影像實例文件、*.Xml的影像投影文件、*.tfw的影像定位文件組成，對與樣本數(shù)據(jù)庫文件的組成、目錄結(jié)構(gòu)、屬性結(jié)構(gòu)等概查內(nèi)容，利用專用的檢查軟件可以快速便捷的實現(xiàn)檢查的目的。此外利用軟件還可以自動檢查圖形、數(shù)據(jù)之間的邏輯關(guān)系。

利用軟件自動進行檢查的內(nèi)容主要有以下幾個方面：

2.1.1樣本典型性

檢查樣本數(shù)量與地表覆蓋分類圖斑數(shù)量的對應(yīng)關(guān)系，以及樣本的分布情況。

2.1.2數(shù)據(jù)及結(jié)構(gòu)正確性

這類檢查包括:樣本數(shù)據(jù)庫的目錄結(jié)構(gòu)檢查，組成數(shù)據(jù)庫文件格式的檢查，文件命名的正確性檢查，照片分辨率正確性檢查，影像實例文件像素大小的檢查，數(shù)據(jù)表的結(jié)構(gòu)及屬性項定義的正確性檢查，數(shù)據(jù)文件的存儲正確性檢查等。

2.1.3地面照片質(zhì)量

主要是對地面照片的拍攝清晰度及像素等情況的檢查。

2.1.4遙感影像實例質(zhì)量

遙感影像實例的投影文件內(nèi)容正確性檢查，遙感影像實例數(shù)學(xué)基礎(chǔ)及裁切范圍與地面照片的一致性檢查。

2.1.5數(shù)據(jù)庫文件各數(shù)據(jù)表間、地面照片及影像實例間關(guān)系

這類檢查包括:數(shù)據(jù)表之間及數(shù)據(jù)表與地面照片文件，影像實例間對應(yīng)關(guān)系的正確性檢查，數(shù)據(jù)表中各字段取值范圍的檢查，數(shù)據(jù)表各字段間邏輯關(guān)系的檢查，照片屬性數(shù)據(jù)表中屬性值與地面照片自身存儲的數(shù)值的對應(yīng)關(guān)系的檢查，遙感影像實例定位文件及投影文件中記錄的坐標(biāo)值與影像實例數(shù)據(jù)表中記錄值的對應(yīng)關(guān)系檢查，遙感影像實例與實地照片的聯(lián)系表中最后檢查時間與對應(yīng)影像照片的文件名間的邏輯關(guān)系檢查等。

2.1.6樣本數(shù)據(jù)與地理國情普查其他數(shù)據(jù)間關(guān)系

樣本數(shù)據(jù)庫中樣本點的地表覆蓋分類碼與地表覆蓋數(shù)據(jù)中圖斑的地表覆蓋分類碼是否一致的檢查，樣本點空間位置與生產(chǎn)元數(shù)據(jù)中外業(yè)軌跡的符合性檢查，樣本制作人員與對應(yīng)外業(yè)軌跡的外業(yè)人員的一致性檢查，樣本數(shù)據(jù)庫中遙感解譯影像實例屬性表中影像類型、影像時相等屬性值與元數(shù)據(jù)中對應(yīng)的參考影像的屬性值是否一致的檢查，樣本點是否超出作業(yè)區(qū)域的檢查等。

2.2人機交互檢查

在軟件環(huán)境下或?qū)I(yè)的檢查軟件下，對檢查的數(shù)據(jù)進行可視化，使用圖形、圖像、表格等對已有數(shù)據(jù)進行檢查，結(jié)合計算機軟件的快速計算能力和人工的智能判斷，高效完成檢查工作。

人機交互檢查對計算機不能明確進行判斷的檢查項目進行，主要有以下一些類型：

2.2.1樣本典型性

對樣本點分布的均勻性進行檢查。利用地理信息軟件將樣本點展繪并疊加地表覆蓋分類數(shù)據(jù)進行綜合判斷，確定各類地表覆蓋類型的樣本點分布是否均勻、是否具有代表性。

2.2.2數(shù)據(jù)及結(jié)構(gòu)正確性

這一類型的檢查集中在對數(shù)據(jù)庫表格檢查上。如數(shù)據(jù)表中日期格式的顯示是否正確，照片拍攝方位角字段值是否正確，照片方位角參照方向值是否符合實際使用的設(shè)備等。

2.2.3地面照片質(zhì)量

地面照片質(zhì)量的人機交互檢查包括：在計算機系統(tǒng)下預(yù)覽照片的拍攝質(zhì)量；在專業(yè)軟件或檢查軟件中進行展點，逐點檢查樣本點的主體是否符合拍攝目的，樣本點位置、方位及數(shù)據(jù)庫實地照片表格中相關(guān)的屬性（如REMARK字段、AZIM字段、DIST字段等）是否正確，照片反映的地表覆蓋類型遙感影像是否支持等。

2.2.4遙感影像實例質(zhì)量

遙感影像實例的人機交互檢查在計算機系統(tǒng)下預(yù)覽影像實例，檢查是否有影像裁切問題；對遙感影像實例屬性表格進行排序，檢查影像相關(guān)字段的值是否符合使用影像的實際情況等。

2.3全外業(yè)檢查

外業(yè)實地檢查是在實地攜帶便攜式計算機或外業(yè)調(diào)繪用平板電腦，并將樣本點及與樣本數(shù)據(jù)檢查相關(guān)的外業(yè)軌跡、實地照片與樣本點進行關(guān)聯(lián)，根據(jù)實地照片所反映的地物及其相對位置，判斷樣本點的真實性、樣本地物的正確性的檢查方法。

外業(yè)檢查是一種綜合檢查方法，其優(yōu)點在于可以全方位檢查遙感解譯樣本點的正確性，缺點在于檢查效率低，成本極高，因此，對進行外業(yè)檢查的樣本點應(yīng)在內(nèi)業(yè)進行必要的篩選，對樣本照片及所反映的地物的正確性存疑的樣本點才進行外業(yè)核實。外業(yè)樣本檢查，需要對照片中所反映的地物情況進行現(xiàn)場核實，實地判斷照片拍攝所處的空間位置、拍攝角度，依據(jù)拍攝時間估計陽光的照射方向，依據(jù)拍攝日期確定地物的季節(jié)性變化及是否發(fā)生了根本性變化，在實地對樣本照片進行綜合分析，獲得樣本點的檢查結(jié)果。

3.結(jié)束語

在地理國情普查中，通過采集大量實地地面照片數(shù)據(jù)信息，建立起地面照片和實例遙感影像對應(yīng)關(guān)系的樣本解譯數(shù)據(jù)信息庫，保證了內(nèi)業(yè)遙感影像解譯結(jié)果的正確。因此全面把握影響遙感解譯樣本質(zhì)量的因素，采取規(guī)范的遙感解譯樣本數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查方法，生產(chǎn)出高質(zhì)量的樣本數(shù)據(jù)，對地理國情普查成果具有重要的意義。

【1】國發(fā)[2013]9號國務(wù)院關(guān)于開展第一次全國地理國情普查的通知[Z].國務(wù)院,2013(2).

【2】GDPJ06-2013.遙感影像解譯樣本數(shù)據(jù)技術(shù)規(guī)定[S].國務(wù)院第一次全國地理國情普查領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室，2013（8）.

【3】GDPJ09-2013.地理國情普查質(zhì)檢驗收與質(zhì)量評定規(guī)定[S]國務(wù)院第一次全國地理國情普查領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室，2013（12）.

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2095-7319（2015）06-0036-04

秦賀偉（1980-），男，山西太原人，工程師，2010年畢業(yè)于太原理工大學(xué)，現(xiàn)在山西省地圖院工作。