簡述第三次全國國土調查坡度圖的質檢

杜蕾

摘要：為了精確制作我省第三次國土調查坡度分級圖，1： 10000 DEM數據制作的坡度圖圖斑融合方法尤其重要。本文綜合應用ArcGIS軟件的空間分析方法和程序開發(fā)技術，以基礎測繪1：10000數字高程模型數據為基礎，研究了一套第三次全國國土調查坡度分級圖的快速制作及質檢技術方法。經實際項目生產驗證，該套方法能夠快速實現耕地坡度分級成果的生產和質檢，在保證成果精度及準確性的基礎上，切實提高生產效率。

關鍵字：坡度分級圖; DEM;ArcGIS

一、引言

坡度分級圖（簡稱坡度圖）是表示地面傾斜率的地圖。坡度圖作為第三次全國國土調查的重要成果，在土地利用、耕地保護等相關管理中發(fā)揮重要作用。[1]由于任務時間緊，任務重，傳統(tǒng)的制作方法已不能滿足相關要求。 因此我院自行研制了一套高效，快速的制作方法，主要利用ArcGIS軟件進行坡度計算分析，有效解決了傳統(tǒng)方法中地形圖比例尺、數據轉換、空間分析等因素對坡度圖精確度和準確度的影響。并參照《利用DEM確定耕地坡度分級技術規(guī)定》，通過疊加對比等技術，研制出一套坡度圖的質量檢查方法，將質量檢查伴隨整個生產過程，保障成果真實和準確。

二、核查目的及核查方法

耕地坡度是耕地資源的重要屬性之一，直接關系到耕地保護政策制定、生產能力評價等工作。[2]為進一步保障“三調”坡度調查成果的準確性、真實性，國務院第三次全國國土調查領導小組辦公室組織對各省級三調辦提交的耕地坡度調查成果進行國家級核查。

利用基礎測繪1：10000數字高程模型（DEM）數據，采用ArcGIS軟件，通過疊加對比等技術，實現耕地坡度調查成果的核查。對于“三調”坡度圖生產中使用1：10000 DEM的，采用同源的1：10000 DEM進行核查;對于“三調”坡度圖生產中，沿海、省界各縣市沒有足夠的 1：10000 DEM 數據，不能滿足縣級界線全覆蓋時，采用其他數據源的，采用同源的DEM進行核查。

三、坡度圖評價

當縣級坡度分級矢量圖與DEM計算坡度不一致，綜合考慮坡度圖進行了圖斑綜合、以及不同坡度級管理重要性不同等因素，依據縣級坡度分級矢量圖與DEM計算坡度的相應情況進行加權計算，統(tǒng)計出問題圖斑總面積和面積占比，以面積占比作為差異率。對差異率低于3%的，認定為成果合格，否則認定為不合格。

四、作業(yè)中坡度圖的質量檢查過程

生產過程中制定科學有效的質量控制方法，有序開展檢查工作，實行首件產品生產及檢查驗證，及時發(fā)現生產中的質量問題，確保高質量完成。根據坡度圖的特點，對坡度分級柵格數據、坡度分級矢量數據、元數據等成果，采用人工對比檢查、人機交互檢查等方法進行內業(yè)檢查。項目嚴格執(zhí)行“二級檢查、一級驗收”的原則，一級檢查是各作業(yè)部門對坡度圖成果進行100%的內業(yè)詳查。二級檢查是院級質量檢查科對坡度圖成果進行 100%的內業(yè)檢查。

1、數據預處理檢查：生產部門在開始生產前要對原始DEM數據進行預檢查，主要檢查原始1：10000 DEM圖幅是否接邊、依據元數據劃分生產年代。依據技術設計要求，執(zhí)行生產時間接近現在的覆蓋生產時間較早的、高精度覆蓋低精度的原則。在開始生產前，作業(yè)部門集中排查，以確保在數據使用原則正確性的前提下，保證數據的真實性。

2、DEM拼接檢查：檢查拼接后的圖幅是否滿足單個縣區(qū)外擴1000米需要，如不滿足分兩種情況，一是：能否滿足標準縣界，如果能滿足標準境界就不需要補充數據。二是：不能滿足標準縣界，如海邊和省界，查看是否有其他可代替數據，如1：50000 DEM。將1：50000 DEM數據轉成5米格網DEM數據使用。[3]

3、坡度分級：坡度圖分級時，利用ArcGIS運行開發(fā)的批處理程序自動完成，但需要人工配合輸入5個坡度級別，并檢查坡度級別和坡度分級方法是否正確。

4、坡度分級矢量化和坡度分級矢量化數據后處理檢查：

（1）矢量坡度綜合檢查

為滿足此次“三調”數據庫中最小上斑面積的要求，本次坡度分級矢量數據綜合面積參照《利用DEM確定耕地坡度分級技術規(guī)定》中1：5000比例尺要求進行，最小矢量坡度面積保留為實地750m2。將小于750m2 的矢量坡度跟相鄰矢量合并，以滿足要求。

坡度分級圖斑按照“就低不就高”原則逐級并入臨近圖斑，如果鄰近圖斑等級沒有小于本圖斑的，就與鄰近高級的圖斑逐級合并，以保證消除小圖斑，同時將寬度小于1個格網尺寸的線狀圖斑合并至相臨圖斑中，可以自動化合并結合人為輔助。由于此過程繁雜，為避免人工操作錯誤，提高效率，根據綜合原則，我院技術人員自行研發(fā)了一套程序，在ArcGIS下可以實現用計算機自動化代替繁重、重復的人工操作。

為保證程序計算的正確性，需要對綜合后的坡度分級矢量成果進行人機交互檢查。在ArcGIS下將綜合后的矢量成果與原始數據進行對比，通過公式制定算法，對于跨度超過兩級、面積綜合過大等問題進行人工檢查，對綜合不合理情況進行改正。

（2）小圖斑檢查

對于一個完整的縣區(qū)矢量成果，除縣界周圍，其他地方不應有小于750m2的矢量圖斑。利用ArcGIS軟件的查找功能，在數據列表下搜索查找面積小于750m2的矢量圖斑，逐一排查，如果圖內有小于750m2的矢量圖斑就視為錯誤圖斑，依據圖斑綜合的原則進行改正。檢查小圖斑同時，也應檢查縣界周圍小圖斑是否有復雜鏈（即多個小圖斑由于裁剪，粘連到一起），復雜鏈數據不是一個圖斑，而是多個圖斑的綜合，如果不被發(fā)現就不能保證縣界周圍坡度級的正確性。

（3）差異率

檢查坡度圖矢量成果與原始DEM計算坡度是否一致，由于制作坡度圖進行了大量圖斑綜合，依據坡度圖坡度與DEM計算坡度的相應情況進行加權計算，統(tǒng)計出問題圖斑總面積和總面積占比，以面積占比作為差異率。對差異率低于3%的，認定為成果合格，否則認定為不合格。通過內部開發(fā)的程序，可以精準提取差異圖斑計算出差異率。對于不合格數據應查找并分析原因將其改正，直到正確。

6、元數據檢查：主要檢查元數據是否依據元數據生產規(guī)定進行填寫，元數據的內容填寫是否規(guī)范，元數據字段格式是否正確，數據使用原則與坡度圖矢量成果是否一致。

7、上交成果檢查：上交成果應依據第三次全國國土調查成果以縣區(qū)為單位，包括矢量數據和文本數據。對照上交模板檢查矢量數據數據格式和數據結構，對照成果清單檢查文檔材料。編筐編簍全在收口，成果的提交無論從命名，還是到各式都要進行依依排查。

結束語

坡度圖的制作是我單位首次開展，雖然生產中遇到了諸多困難，但最終經過不斷實驗、反復推敲，終于順利完成坡度圖成果驗收，并一次性實現“批合格”。在生產過程中自行研發(fā)的多套批處理程序，為以后開展類似項目積累了寶貴的經驗。

參考文獻

[1] 周春峰.淺談基于ArcGIS軟件的坡度圖制作[J].經偉天地，2020.04

[2] 李寶.第三次國土調查縣級坡度圖制作關鍵技術研究[J].科技創(chuàng)新導報，2019，（27）

[3] 梁永剛. 第三次全國國土調查高精度坡度圖圖斑融合方法研究[J]. 江西測繪. 2020，（03）

[4] 陳平; 代進文; 李磊.基于ArcGIS Pro的三調坡度分級圖制作技術研究[J]. 地礦測繪. 2020，36（03）