關于制作第三次國土調查舉證圖斑信息表技術改進流程的分析

宋霖林 田彥平

（1.山西省測繪地理信息院第二測繪院，山西 太原 030001；2.山西省遙感中心，山西 太原 030001）

0.引言

“互聯網+”舉證是第三次全國國土調查成果質量保障體系的核心。通過開展第三次全國國土調查“互聯網+”舉證工作，要求各地對重點地類變化、不一致圖斑及容易混淆的地類情況等，進行實地舉證，一方面能夠輔助地方準確認定地類；另一方面能夠為核查準確判定奠定基礎。“互聯網+”實地舉證照片結合高精度遙感影像內業判讀，將能切實保證調查的數據、圖件和被調查土地實際狀況三者一致，確保第三次全國國土調查成果的真實性和準確性。

根據第三次全國國土調查“互聯網+”舉證技術規范的要求，外業調查核實舉證使用帶衛星定位和方向傳感器的手機或者平板，利用國家下發的“互聯網+”舉證軟件APP，對重點地類變化圖斑及容易混淆的地類圖斑等進行實地核實舉證，拍攝包含圖斑實地衛星定位坐標、拍攝方位角、拍攝時間、實地照片及舉證說明等綜合信息的加密舉證數據包，上傳至統一舉證平臺。后續國家級、省級、市級核實時，將統一舉證平臺的舉證信息打包下載為“*.db”格式的舉證信息成果包。

根據第三次國土調查補充規定，對所有舉證的圖斑應填寫舉證圖斑信息表，信息表由縣級調查單位按三調圖斑逐一填寫。內容包括舉證系統中的舉證圖斑預編號和三調數據庫中對應圖斑的標識碼等信息。提交縣級調查成果時，舉證圖斑信息表應一并提交[1]。舉證圖斑信息表是連接第三次國土調查數據庫和外業舉證數據包的橋梁，根據舉證圖斑信息表將第三次國土調查數據庫成果中的標識碼掛接對應的舉證圖斑預編號，確保正確提取三調圖斑的舉證照片。本文以太原市尖草坪區第三次國土調查項目為例，充分利用Python的站點庫Arcpy進行腳本編寫，實現了舉證圖斑信息表自動化制作，起到了事半功倍的效果，且正確率達到100%，大大減輕內業工作量。

1.Arcpy站點包介紹

Python是一種解釋性的、面向對象的、帶有動態語義的高級設計語言，可以花較少代價實現想要的功能，并且編寫的程序清晰易懂[2]。ArcGIS提供了一個原生Python包—Arcpy，可以訪問800多個GP工具，提供有數據分析、數據轉換、數據管理以及制圖自動化功能[3]。該庫以arcgisscripting模塊為基礎并繼承了arcgisscripting功能進而構建而成的站點包。目的是為以實用高效的方式通過Python執行地理數據分析、數據轉換、數據管理和地圖自動化創建基礎。通過ArcPy可訪問地理處理工具和其他函數、類和模塊，從而快速輕松地創建各種簡單或復雜工作流。

2.舉證圖斑提取

按照國家統一標準，依據國家下發的優于1米遙感影像圖，參考不動產登記發證數據、征收供地數據、國家提取內業信息數據等資料，實地調查土地地類、面積、權屬，全面掌握調查區范圍內耕地、種植園、林地、商業服務業用地、交通運輸用地等地類分布及利用情況[4]。其中制作工作底圖最重要的工作內容是內業勾繪地類圖斑，同時提取重點地類圖斑和內業不能準確判讀地類圖斑。其中重點圖斑包括：

（1）建設用地變化圖斑，主要是指相對原數據庫新增的建設用地圖斑。

（2）耕地變化圖斑，包括新增耕地、耕地內部變化圖斑。

（3）農用地變化為未利用地圖斑，包括原數據庫地類為農用地，調查地類為未利用地的圖斑。

對比正射遙感影像圖，內業不能準確判讀地類圖斑包括：

（1）地類用途不明確圖斑：根據影像數據特征及其他資料內業無法確認用途的圖斑（表現為圖斑地類不唯一或者沒有按照工作分類要求細化的圖斑）。

（2）圖形不明確圖斑：圖斑邊界根據影像數據特征無法確認的圖斑。

（3）權屬不明確圖斑：根據集體土地所有權及建設用地使用權資料，無法確定權屬屬性的圖斑。

（4）細化屬性不明確圖斑：內業判讀難以明確細化屬性的圖斑，如耕地種植屬性、圖斑細化屬性、工業用地細化屬性等圖斑。

將內業提取疑問圖斑制作外業圖斑舉證包，同時將舉證包導入國土調查云平臺，進行外業核查。

3.舉證核實技術要求

外業核實舉證對象是本次國土調查數據庫地類圖斑，舉證成果應與數據庫地類圖斑對應。

3.1 舉證站點

舉證站點的選擇要求拍照位置分散，角度合理，在圖斑多個角度、多個方位拍攝，照片能夠反映圖斑各個角度、各個方位的地類屬性。

對圖斑涉及新增建設用地、耕地內部變化、原農用地變為未利用地等重點地類變化的情況，外業選取整體圖斑范圍生成拍照點，對上述地類變化重點區域（如建筑區、亂掘區、空閑區、拆除未盡區等區域）需增加外業拍照點。

由于國家下發的“互聯網+”舉證核實軟件不支持圖斑分割的功能，如果一組（12張）舉證照片無法完整反映圖斑整體情況，采用多方位、多角度拍攝舉證的模式，保證照片能準確反映圖斑各個角度、各個方位的地類。

3.2 外業實地舉證

對內業選取的疑問圖斑，外業逐圖斑拍攝實地舉證照片。

外業拍照舉證，應盡可能保證照片的完整性、單一性、典型性、清晰性，遠近協調，合理分配空白和實體所占空間布局，盡量做到天空、地類、地面各占1/3，注意不能對天，對地拍攝，否則會造成照片無效。

外業舉證核實時，要求拍攝方向正確，能夠反映圖斑實際利用現狀。對需舉證圖斑整體范圍，拍攝1-3張能反映圖斑整體利用情況的全景照片，拍攝2-6張能反映實際利用狀況的局部近景照片，拍攝1-3張能反映實際利用狀況的特征照片，對外部照片不能明確是否為新增建設用地以及設施農用地的圖斑，均需提供內部利用特征照片，對需要拍攝農作物種植類型和圖斑細化類型等輔助地類認定的，需拍攝詳細利用特征照片。

對外業發現新增地類或者內業判讀不合理的圖斑要進行外業實地補測，現場新增舉證圖斑，拍攝實地舉證照片，舉證照片拍攝要求同上，補測后將補測信息成果移交內業建庫人員。需要重點注意的是外業補測勾繪的舉證范圍必須保證地類劃分合理，地類屬性單一。

由于外業地形復雜等情況無法拍攝滿足上述舉證要求的舉證照片，外業實地填寫舉證備注進行補充說明，備注要求簡明扼要，重點突出。

3.3 內業舉證范圍處理

內業針對外業已拍照舉證的地類逐圖斑對地類和邊界進行核實，同時參考遙感影像和舉證包對舉證范圍進行細化處理，尤其對于舉證范圍較大，地類性質復雜的圖斑，一組舉證照片反映舉證范圍內圖斑全部地類，內業對舉證范圍進行分割，分割的原則是盡量保證分割后圖斑地類劃分合理，地類單一的同時與三調地類圖斑空間位置關系一一對應。對于類型舉證等情況，可以通過對外業舉證范圍進行補充矢量化的方法，保證類型舉證地類圖斑的舉證范圍監測編號為典型位置舉證的拍照監測編號。此步驟是保證舉證照片與地類圖斑準確掛接的關鍵，細化修改后必須保證舉證范圍能準確反映外業拍照的地類圖斑的空間位置，否則會造成丟漏掛接和冗余掛接的問題。

4.常規舉證圖斑信息表制作過程及分析

根據外業舉證圖斑的圖形特征、空間位置和方位角結合第三次國土調查數據庫一對一或者一對多的關系人工錄入屬性表，保證外業舉證的圖斑能完全反映地類，對于多組照片反映同一圖斑的情況，依據“一個‘對應三調圖斑標識碼’填寫一條記錄，舉證圖斑預編號為多個時，用‘/’分開”的規則，利用Excel表格的數據處理功能進行圖斑屬性維護，將多條舉證圖斑預編號用斜線分割。

依據常規的舉證圖斑信息表制作過程，分析其中時間花費較多的步驟，有以下幾點：

（1）人工對外業舉證圖斑和第三次國土調查一對一或者一對多的關系錄入屬性。在人工屬性錄入過程中會引入人為誤差，可能會產生數據錄入錯誤，造成部分舉證照片掛接失敗。

（2）舉證圖斑信息表的屬性維護過程中由于人工干預造成的可能無法全部篩選出部分同一標識碼的舉證信息表。

（3）第三次國土調查數據庫修改后，標識碼變化造成舉證圖斑信息表重新制作需要重復以上兩步，費時費力。

5.流程改進關鍵技術

根據對舉證圖斑信息表制作技術流程的分析，利用Python站點包Arcpy的實現空間疊加分析賦值和舉證圖斑信息表的屬性維護。批處理功能減少由于人工干預產生的錯誤。實現功能流程（如圖1所示）：

圖1 技術流程圖

（1）外業舉證圖斑保證“TBYBH”字段唯一，同時和國土調查云平臺上數據的“圖斑預編號”圖斑必須對應。通過對比第三次國土調查數據庫地類圖斑層可以掛接舉證照片。然后根據內業提取和外業舉證圖斑對圖斑進行細化，保證和第三次國土調查數據庫圖形基本一致。然后根據Arcpy的功能函數對外業舉證圖斑和三調地類圖斑空間疊加分析，保證兩者相交占比最大區域獲取三調地類圖斑的標識碼屬性，然后提取矢量中的關鍵字段三調地類圖斑標識碼和舉證圖斑預編號。在提取矢量數據字段信息時，主要利用Arcpy的數據訪問模塊，Esri公司對Arcpy數據訪問模塊對游標進行了一些改進，現在可以指定返回字段的子集，而不需要返回游標中的所有字段，因為返回的數據減少，所以游標的性能得到提升[5]。

空間疊加分析賦值主要是根據兩個要素之間的空間相對位置關系將一個要素的屬性信息追加到另一個要素的屬性信息中。空間疊加分析需要兩個要素類，分別是參考要素和目標要素，在本項目中參考要素為第三次國土調查地類圖斑，目標要素為舉證范圍矢量要素，以目標要素為基準，根據目標要素與參考要素之間的空間位置關系，將參考要素中的屬性信息追加到對應的目標要素中，最終實現屬性的準確賦值。

在空間疊加分析賦值過程中，必須保證兩個要素類的空間參考完全一致，同時需要注意的是匹配連接要素關系為一對多，對于目標要素類中在輸出結果要素類中會有多個對應關系，不會對要素進行分析綜合，這主要考慮到外業舉證范圍過大，內部地類復雜，一組舉證照片掛接多個地類圖斑的情況。

（2）對舉證圖斑信息表進行維護，將一對多的外業舉證圖斑預編號用“/”分隔開。

實現代碼如下：

通過以上操作，可以高效地完成對第三次國土調查舉證圖斑信息表的制作。最終成果的規范性和完整性已經通過省級核查單位的測試，舉證圖斑與照片掛接的正確率和準確率均達到100%。該方法對后續統一時點變更調查中舉證圖斑信息表的制作同樣有借鑒意義。

6.結束語

國土調查工作特別繁重，如何保證數據能夠按時保質保量地完成，同時減少作業人員的勞動強度是每一個技術負責人應該考慮的問題。對于關鍵的技術環節進行分析，簡化作業流程，并通過Python腳本實現批處理，自動化處理大大提高了工作效率，同時也減少了由于人工干預造成的誤差。