第一次全國地理國情普查青島測區的質量管理

路平社(青島市勘察測繪研究院,山東青島 266033)

第一次全國地理國情普查青島測區的質量管理

路平社?
(青島市勘察測繪研究院,山東青島 266033)

摘 要:地理國情普查是一項首創性工作,標準高、難度大,成果質量是國情普查工作的生命線,關系到測繪地理信息事業的轉型升級。本文介紹了第一次全國地理國情普查青島測區質量控制的過程、流程、內容和方法。質量控制采取“三定三到位”、“質量關口前移”、“加強過程控制和技術指導”等方法,成果質量得到了國普辦和省普辦專家的高度肯定,取得很好的效果。

關鍵詞:質量控制；三定三到位；質量關口前移；加強過程控制和技術指導

1　概 述

2013年9月,按照山東省第一次全國地理國情普查領導小組辦公室部署,青島市勘察測繪研究院承擔第一次全國地理國情普查青島測區數據采集工作。青島測區包括青島市行政區域內的六區四市和濰坊諸城市,面積約13 246 km2。主要工作有:利用測區已有基礎地理信息數據,現勢性為2014年5月0．5 m分辨率航空數字正射影像(DOM),收集整合專題資料,完成地理國情信息普查,建立地理國情信息數據集;采集制作遙感影像解譯樣本;完成地理國情信息基本統計;結合實地特點對地理國情普查要素進行生產。2015年2月12日,測區的萊西市、膠州市第一次地理國情普查數據成果通過山東省普查辦質量監督組檢查驗收。至此,我院承擔的山東省第一次地理國情普查青島測區的全部工作通過驗收,成為山東省承擔1萬km2以上的第一家全部通過驗收的單位,標志著我院地理國情普查工作取得了階段性勝利!青島測區共完成要素數130 859個、樣本數8 183個、圖斑數1 033 382個、要素平均數15個/ km2、圖斑平均數79個/ km2。

2　組織實施與質量控制

為了保證普查項目順利進行,獲取科學、準確和真實的普查數據,保障普查成果的完整性、客觀性、準確性和權威性。在質量控制方面提出“三定三到位”,即、定人員、定流程、定標準,認識到位、檢查到位、整改到位,質量關口前移,加強過程控制和技術指導。成立了以院長為組長,各生產、行政部門一把手為成員的第一次地理國情普查領導小組。領導小組下設項目辦公室,負責項目的管理實施。普查組織機構示意圖如圖1所示:

圖1　為普查組織機構圖

測區共固定生產人員130余人,質檢人員26人。生產人員、質檢人員均通過省普辦組織的生產技術、質檢培訓考試。

2．1地表覆蓋分類數據采集

(1)作業流程

將收集到的數據資料進行精度檢核處理,確保符合內業采集標準要求。然后按照人力資源情況,按1∶10 000圖幅分成多個任務區,將相應的數據資料下發給作業員。作業員綜合利用各種資料進行地表覆蓋分類數據的內業判讀和采集,完成地類圖斑界線和屬性的確定,并制作元數據,在完成數據質檢后得到初步的地表覆蓋數據內業采集成果。作業流程如圖2所示:

(2)過程質量控制

作業員完成內業采集后,對LCA圖層進行初步質檢,確認無問題后得到初步的LCA成果。

①空間參考系

檢查LCA圖層的平面坐標系是否為CGCS 2000平面坐標系。

圖2　地表覆蓋分類數據采集流程圖

②拓撲檢查

利用ArcGIS的拓撲工具檢查LCA圖層是否存在面壓蓋、縫隙及相鄰要素地類一致的問題,并人工檢查是否存在不合理的極小面和尖刺等。

③平面精度

主要檢查圖斑平面位置,與影像對比,位置差不能超出5 m(個別區域可放寬到10 m)的限差。

④分類精度

綜合各種資料及外業調查成果,檢查圖斑的地類屬性是否正確,特別是某些易混淆的一、二級類錯誤,例如人工幼林、苗圃、闊葉林。

⑤屬性正確性

檢查CC碼是否正確(要細分到最后一級類),tag字段只能為1或2。

⑥最小圖斑面積指標符合性

確保每個類別面積小于最小采集指標70%的圖斑數量不應超過該類圖斑總數量的10%。

圖3　地理國情要素采集作業流程圖

2．2地理國情要素數據采集

(1)作業流程

(2)外業檢核、數據完善

地理國情要素建設過程中,由于使用的專題資料或基礎數據現勢性不同,不可避免的會出現數據成果與現狀不符或憑現有資料無法判別實際情況的問題。針對上述情況,在內業數據生產完畢后,進行了外業實地復核,并根據調查情況進行了數據修改完善。

(3)過程質量控制

作業員和作業組在數據生產完成后進行了自檢和互檢,檢查項主要包括以下內容:

①數學基礎檢查:坐標系、投影參數;

②數據形式檢查:層類數量、層類命名、數據格式、屬性結構;

③圖形檢查:覆蓋范圍、數據精度、幾何位移、幾何異常、要素丟漏;

④現勢性檢查:參照影像,參考地表覆蓋數據和專題數據進行檢查;

⑤屬性項檢查:默認值、枚舉值、關聯值、必填選填項、計量單位、分類;

⑥拓撲檢查:

a．層內:無壓蓋、重疊、自相交、懸掛、微短線(面)、偽節點;

b．層間:道路線與地表覆蓋道路、水系面與地表覆蓋水系、構筑物與地表覆蓋構筑物等的包含性檢查。

2．3外業調查與核查

(1)作業流程

疊加DOM、地表覆蓋內業采集結果、地理國情要素(單位院落、小區、工礦企業等名稱和范圍)、道路名稱等信息,對矢量數據進行符號化,對內業解譯生產中有疑問的和無法辨別的圖斑用不同方式重點標注,制作外業普查底圖。

利用外業普查底圖和外業調查用平板電腦,到實地進行全覆蓋調查核查,檢驗內業判讀的正確率,記錄正確地類,對發生變化區域進行補測補調;選擇有代表性的地物類型,采集實地照片,為建立遙感影像解譯樣本數據庫準備資料。

(2)過程質量控制

外業調查核查檢查的原則是“走到、看到、問到、記到”,能否做到這一點也直接影響了地表覆蓋分類數據的質量。因此對外業調查核查的質量控制關鍵是要看作業員是否每個圖斑都走到、看到。具體方法為將外業調查軌跡和拍攝照片點位疊加到LCA圖層上,軌跡沒有延伸到的大面積圖斑就存在沒有走到的嫌疑,需要進一步結合地形地貌情況進行判斷是否丟漏。

另外,檢查調查圖紙的記錄信息是否清晰易讀,作業員名稱和時間記錄完整、正確。

2．4數據整理與約束要素處理

(1)地表覆蓋分類數據整理

完成外業調查核查工作后,利用調查成果對地表覆蓋數據進行內業整理。

(2)成果導出及整理

返回內業后,首先在調查紙圖上記錄檢查人姓名。然后利用地理國情普查內業處理軟件將外業調查成果導出整理為:調查點位、核查點位、采樣點位、軌跡、照片、GPS測量點位及拍攝點位。對于行走軌跡中有因為丟失信號導致的不合理長距離直線和中斷線進行處理,確保符合實際作業情況,并且滿足軌跡拓撲要求。

(3)LCA圖層內業編輯

內業修改人員根據紙圖標注的問題修改圖斑地類,并在圖紙上記錄姓名和時間。同時,還要修改圖斑的tag(生產標記)屬性。原則上,LCA的內業編輯由外業調查人員完成。LCA的編輯可使用ArcGIS完成。每完成一個外業記錄信息的電子修改就要在調查紙圖上打勾記錄,如果不予修改要在旁邊說明原因。

利用ArcGIS的Dissolve功能,將相鄰的同屬性圖斑融合。

(4)tag值的擴充

為便于記錄核查情況,統計核查率和核查正確率以及區分變化中和變化完畢的地塊,為后期回頭看節省時間,對GDPJ 03-2013《地理國情普查數據規定與采集要求》(國地普辦[2013]13號,20140402-V3．1-訂正本)中規定的tag取值進行了擴充和細化,擴充后tag值范圍為1～7,含義如下:

①表示該圖斑經內業判讀確定其覆蓋類型,未進行外業核查;

②表示該圖斑在內業判讀中存在疑問或無法確定覆蓋類型,需進行外業調查;

③表示該圖斑經過外業核查,確定原內業判讀是正確的;

④表示該圖斑類型目前處于變化中,需在后期時點統一時做重點核查;

⑤表示該圖斑已經過標準時點核準工作;

⑥表示該圖斑經過外業核查,確定原內業判讀是錯誤的,并已改正;

⑦表示該圖斑已變化完畢,且已經過補調、補測。圖4表示了在各種情況下的tag取值:

圖4　tag值詳解

核查率和核查正確率統計完畢后,進行成果提交時,將tag值為6的改為3,tag值為7的改為4,以符合成果標準要求。但是tag值修改前的成果仍舊要保留一套,便于后期回頭看時對tag值為7的要素進行有針對性的核查處理。

(5)質量控制

①外業調查成果與地表覆蓋分類成果屬性的一致性檢查

檢查地表覆蓋的圖斑地類屬性與外業調查點位的地類是否一致,對于出現的不一致情況,通過查看照片和調查紙圖等方式確保二者的一致性。

檢查外業調查圖紙的記錄信息是否已完整的修改到電子數據中。

②屬性合理性檢查

檢查地表覆蓋的圖斑地類是否正確(要細分到最后一級類),tag屬性值是否有非1、3、4、6、7的其他不合理值存在;tag值與軌跡、圖斑CC碼、影像保持正確的關系,例如建筑工地的tag值為4,影像與圖斑不一致的tag值為4或7等等。

(6)內部接邊

作業員完成自己片區的內業采集、外業調查、內業整理并完成質檢后,按照后完成者負責接邊的原則與鄰接區域數據進行了接邊融合處理。

除了LCA數據的融合外,還對外業調查成果(包括點位、照片、軌跡等)進行了合并處理,形成統一的外業調查成果。

(7)地理國情要素數據整理

根據外業調查與核查成果,對地理國情要素數據進行修改和調整,參照調查記錄和圖紙所示修正了錯誤分類、補充了部分要素單元。其中部分錯誤類別為現勢性問題,例如單位搬遷或更名(院落和建筑物仍在)等,同時對居住小區的名稱信息進行了補充。

(8)約束要素檢查與處理

主要完成地表覆蓋分類和地理國情要素的約束要素檢查與處理,包括水域要素、無軌道路路面范圍與道路要素、房屋建筑區與單位院落、堤壩覆蓋類型與堤壩要素。

(9)測區接邊

與測區相鄰的任務均已完成接邊。

2．5遙感影像解譯樣本數據采集與整理

(1)作業流程

收集地表覆蓋組在外業調查過程中拍攝典型地物照片,成果為:照片及采集數據庫文件(IOS系統的db格式)。解譯樣本作業員依照“照片采集要求”規定選擇合格的照片作為待入庫樣本,然后利用軟件開發組開發的遙感影像解譯樣本整理軟件(GeoDataManager),加載遙感影像、照片、采集數據庫等文件,修改對應的地類類型,裁切遙感影像實例,完成入庫工作。

組員完成工作后,實施組內互檢,合格后提交地表覆蓋組核對覆蓋類型是否一致,然后提交下一級質檢。作業流程如圖5所示。

圖5　樣本采集與整理作業流程圖

(2)過程質量控制

①作業員自檢

遙感影像解譯樣本與地表覆蓋分類工作環環相扣,作業前每個作業員都詳細了解地表覆蓋作業流程及相關標準和規定,避免出現覆蓋類型(CC碼)典型性判讀錯誤。

作業過程中積極與地表覆蓋組溝通,及時解決覆蓋類型(CC碼)異同的問題。

②組級檢查

通過“樣本庫輔助采集．mxd”(自制ArcGIS配圖文件)文件及遙感影像、照片、DB數據庫等文件完成班組檢查,按照GDPJ 06-2013《遙感影像解譯樣本數據技術規定》(國地普辦[2013]13號,20140402-V2．1-訂正本)有關要求,重點檢查了照片典型性、照片數量、照片分布、照片質量、遙感影像實例、文件格式與命名、樣本數據庫結構等內容。

2．6元數據制作

元數據的制作是在資料整理、生產和質檢各環節,根據作業分配和實際工作進度情況來完成。

(1)作業流程

在ArcGIS中,綜合利用各種資料以及數據生產過程中記錄的元數據信息,進行元數據的制作。

(2)作業方法

①確定LCA范圍

所有的元數據圖層都要確保和LCA圖層范圍一致,因此在制作元數據之前一定要將LCA圖層范圍確定。

②數據源情況

根據省普辦統一下發的DOM及DLG數據附帶的元數據內容,參考的基礎數據以及專題資料的整理、使用情況進行相應元數據的填寫。

③數據采集情況

內業采集的元數據制作使用省普辦下發的元數據模板中的MIDC圖層,采集單位細化到人天。

作業員完成當天的內業采集工作后,在MIDC圖層上繪制當天完成的采集范圍,并填寫相關的屬性,處理同屬性斷開、位置錯誤等不合理軌跡,然后通過獨占式共享編輯工具SourceSafe更新到地表覆蓋組總的MIDC元數據圖層中,或者通過ArcSDE更新到服務器段的MIDC圖層中。

④外業調查核查情況

外業調查核查的元數據基礎是軌跡線。作業員完成當天的外業工作后,將軌跡數據進行屬性填寫,并對明顯超出測區的軌跡、信號丟失導致的不合理軌跡以及同屬性卻斷開的軌跡進行處理,確保拓撲正確性。然后通過ArcSDE更新到服務器端的總MFSV線圖層中。

調繪核查日期一般按1天為單位記錄;若按時間段記錄,跨度超過5天的,調繪核查路線需要打斷,分別記錄各元數據項的值。

⑤數據整理與編輯情況

外業調查除了有軌跡元數據外,還按照每個組每天的作業范圍制作了面狀元數據,該圖層要素記錄了當天的調查人、調查日期、調查時間以及該區域的內業修改人員和修改時間,可以作為內業整理的元數據(MDCE)。

同樣,作業員可通過SourceSafe或ArcSDE更新到服務器端的相應圖層中。

內業采集、外業調查、數據整理的時間屬性要確保邏輯正確性,不能存在諸如外業調查早于內業采集的錯誤。

⑥質量檢查情況

過程檢查、最終檢查的時間、人員和主要問題,都記錄在元數據中。

元數據中反映兩級質量檢查情況的圖層MQC1、MQC2,應分別擴展反映內外業質量檢查情況的圖層,在原有圖層名后加“_FLD”表示質檢外業,加“_INDR”表示內業。

將MQC1擴展為將MQC1_INDR(一級質量檢查情況-內業,屬性內容與結構和未擴展的MQC1相同),MQC1_FLD(一級質量檢查情況-外業,屬性內容與結構和未擴展的MFSV相同)。

將MQC2擴展為將MQC2_INDR(二級質量檢查情況-內業,屬性內容與結構和未擴展的MQC2相同),MQC2_FLD(二級質量檢查情況-外業,屬性內容與結構和未擴展的MFSV相同)。

2．7地理國情信息數據集整合

采用地表覆蓋分類、地理國情要素和遙感影像解譯樣本分組生產的作業方法,在各組數據生產完成并通過兩級檢查與整改后,依據省普辦統一下發的數據庫模版對各類數據進行了整合。數據整合采用了向空數據庫加載數據要素的方式進行,對相應的字段進行了自動映射和人工檢查,確保結構的正確性和成果數據集的完整性。在成果數據庫整合完畢后,再次進行了相應的數據檢核,主要包括以下內容:

(1)各作業組進行數據版本確認,保證是最終成果數據。

(2)參照相關標準檢核數據層命名、數據結構、數學基礎等參數,確保形式正確。

(3)對各圖層記錄數進行比對檢查,確保數據入庫無丟漏。

(4)原始數據與入庫后數據進行疊加擦除檢查,確保數據精度。

(5)再次進行各圖層內和層間拓撲檢查。

(6)利用省里下發的質檢軟件QC Spatial國普質檢軟件,對數據成果進行檢查,確保無錯漏。

2．8基本統計分析

以地理國情普查成果數據為基礎,利用地理國情基本統計軟件,基于規則網格、行政區劃等統計單元,對地表覆蓋分類和地理國情要素數據的點、線、面幾何特征類型及要素對象的個數、長度、面積、占比等統計指標進行基本特征統計,形成包括植被覆蓋、水域、荒漠與裸露地表、交通網絡、居民地及設施、地理單元等統計內容的自然和人文基礎地理國情信息數據,生成地理國情基本信息統計數據集、報表、報告等多種類型成果。

該部分工作通過地理國情基本統計軟件完成計算,輔以人工編寫統計報告、統計報表。工作內容主要包括:

(1)數據收集整理。確保數據為最終版本且數據完整、格式正確、數學基礎一致,符合基本統計數據需求。

(2)數據預處理。按照基本統計要求,創建鐵路、公路、河流、湖泊四類地理實體。手工提取學校(XueXiao)、醫院(YiYuan)、福利機構(FuLiJiGou)、小區( XiaoQu)、休閑娛樂( XiuXianYuLe)、體育場所(TiYuChangSuo)、高速公路出入口(GaoSuGongLu)等7個圖層;并對BOUP7圖層,新添TYPE字段,并定義為TEXT類型長度為3,并賦值為PAC字段的后三位。

(3)基本統計。分別進行行政區劃與管理單元統計、規則地理格網統計、居民地最近距離設施計算和高速公路出口覆蓋居民地數量計算。

(4)編寫統計報告,統計報表。對基本統計結果進行分析整理,并通過質檢人員認真分析閱讀,確保其真實可靠。

通過上述措施,最終完成基本統計,并保證數據的準確可靠。

2．9質量管理與成果質量情況

(1)全過程質量控制

按照全過程質量控制的要求,對各環節完成的過程成果,在提交下一環節使用前,均進行自檢和互檢,確保無問題后再轉入下一道工序。

技術質量組對各作業組的內業采集、外業調查、整理編輯的過程成果都進行及時抽查,抽查范圍力求覆蓋到每個作業員,確保各作業員標準統一,盡早發現問題并督促改正,避免問題積累和擴大化。

(2)兩級檢查

對項目所有成果實行“兩級檢查、一級驗收”制度。一級檢查由項目部技術質量組實施,檢查問題整改、復查合格后提交院質檢站實施二級檢查。

檢查方式:內業采用人機交互和程序批量化檢查,外業采用紙圖回放實地巡查方式。

檢查內容:按照GDPJ 09-2013《地理國情普查檢查驗收與質量評定規定》(國地普辦[2014]1號,2013年12月),制定檢查表格,實施檢查。

成果評定:二級檢查按照GDPJ 09-2013《地理國情普查檢查驗收與質量評定規定》(國地普辦[2014]1 號,2013年12月)進行評定,并編寫檢查報告。

(3)成果質量情況

山東省第一次全國地理國情普查數據采集青島測區執行了國家、省規范,設計、總結和一級檢查記錄等文檔資料齊全,成果資料管理規范,符合相關國家、省技術標準和規范要求。

地表覆蓋分類數據、地理國情要素數據、生產元數據、遙感解譯樣本數據、基本統計成果數據完整,均滿足國家、省相關技術標準和要求,樣本質量合格。

綜上所述,山東省第一次全國地理國情普查數據采集青島測區成果批合格。

3　幾點體會

(1)不斷學習是技術保障

第一次全國地理國情普查工作開展以來,國普辦、省普辦出臺了一系列規定、補充規定,為準確的把握內容與指標,準確的開展檢查任務,及時糾正生產中存在的技術偏差,質量檢查組多次組織人員學習,對個別不明確的技術問題及時與省質量監督組、實施組對接溝通。

(2)加強技術培訓與指導

廣泛開展普查生產技術培訓,落實先培訓合格、后持證上崗制度。根據普查生產節點,適時組織技術標準、遙感影像解譯、基本統計、質檢軟件等專題培訓。結合生產實際開展形式多樣的交流與指導。編印遙感影像解譯樣例,及時配發到生產一線,增強普查生產人員對技術標準的理解掌握。

(3)固定合格的質檢人員

遵循具備實際生產經驗為基礎條件的原則,從承擔地理國情普查試點任務的生產人員中,擇優選擇技術水平較好的人員充實到質量檢查組,成為質量檢查組專職人員,負責測區質量監督和檢查工作。

(4)嚴格落實“兩級檢查、一級驗收”制度

“兩級檢查、一級驗收”制度是測繪地理信息成果檢查驗收的基本制度,要持之以恒,認真落實,規范檢查流程,不減少、遺漏或重疊兩級檢查程序,嚴格按照質量管理辦法執行。

(5)積極推廣應用普查質檢軟件

積極參加省普查辦組織的專題質檢軟件培訓會,熟練掌握軟件用戶手冊,并與研發單位合作,制定軟件操作指南,規范普查質檢軟件使用方法,努力發揮普查質檢軟件在提高質量控制效率方面的作用。

(6)做好檢查意見整改工作

測區每批次檢查驗收,針對檢查發現的問題,都認真組織整改落實,督促作業單位制定整改方案,落實整改措施,舉一反三,確保檢查驗收發現問題徹底解決。善始善終把好質量關,做好地理國情本底數據庫,為標準時點核準、監測和應用打下堅實基礎。

參考文獻

[1] 第一次全國地理國情普查總體方案[R]．國地普發[2013]1號,2013．7

[2] 第一次全國地理國情普查實施辦法[R]．國地普發[2013]1號,2013．7

[3] 第一次全國地理國情普查實施方案[R]．國地普辦[2013]12號,2013．9

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

[5] GDPJ 13-2013．地理國情普查過程質量監督抽查技術規定[S]．

[6] 第一次全國地理國情普查山東省實施方案[R]．2013．11

The First Geography Census Quality Management of Qingdao Survey Area

Lu Pingshe
(Qingdao Surveying and Mapping Research Institute,Qingdao 266032,China)

Abstract:Geography Census is a pioneering work,with high standard and great difficulty．As it" s know to all,the result quality is the lifeline of Census,related to the transformation of surveying and mapping geographic information business．This article describes the quality control contents of the first National Geographic Census with process, content, and methods, which used in Qingdao survey area．We taked methods such as no sooner said than done,quality check in advanceand enhance process control and technical guidance to achieved very good results．And it has been highly appreciated by experts．

Key words:quality control;no sooner said than done;quality check in advancean;enhance process control and technical guidance

文章編號:1672-8262(2015)05-59-06中圖分類號:P205,P208．1

文獻標識碼:C

收稿日期:?2015—07—13

作者簡介:路平社(1965—),男,正高職高級工程師,主要從事測繪技術與質量管理工作。