基礎性地理國情監測數據質量控制關鍵技術研究

翟繼偉

（遼寧省基礎測繪院，遼寧錦州 121003）

2013年開展的第一次全國地理國情普查成果已應用于“多規合一”、城市規劃實施監管、環境保護與治理等多個領域。隨著應用領域的擴大、應用層級的提升，對持續開展變化監測提出了迫切需求。2019年，地理國情監測利用符合要求的高分辨率航空航天遙感影像，整合了最新的基礎地理信息數據及相關部門專題數據，全面掌握所轄陸地范圍及沿海有人居住島嶼自然和人文地理要素的現狀和變化情況，以支撐自然資源管理工作，持續服務生態文明建設。

一、主要特點

地理國情監測成果數據包含數字正射影像數據、地表覆蓋分類數據、地理國情要素數據、地理國情監測生產元數據、遙感影像解譯樣本數據等，成果形式多樣、類型豐富。同時項目涉及范圍廣、地形類別多樣。在監測工作執行過程中，開展過程質量控制、全程質量檢查與驗收等工作。

地理國情要素數據與傳統的基礎地理信息產品相比，有相同也有不同。不同類型數據的成果質量表征指標是有所區別的，其中地表覆蓋分類數據、地理國情要素數據、地理國情普查數據生產元數據的質量表征為錯誤率，遙感影像解譯樣本數據及基本統計成果的質量表征為錯漏數量。而成果數據中包含了柵格數據、數據庫數據、文本數據等，雖然數據格式、數據結構等多種多樣，但數據間存在著邏輯關聯，所以應針對成果數據特點構建完整的質量控制方案。

二、數據質量元素分析

地表覆蓋分類數據、數字正射影像數據、地理國情要素數據以及元數據成果評定的質量元素均包含空間參考系、邏輯一致性兩大類內容。

除元數據外的三種數據成果還均包含表征質量、時間精度兩大類，除地表覆蓋分類數據外的三種數據成果還均包含位置精度大類，除數字正射影像數據外的三種數據成果還均包含屬性精度大類，地理國情要素數據和元數據還包含完整性大類。

除了這些共同的智聯元素大類，數字正射影像數據還包含影像質量和附件質量大類，地表覆蓋分類數據還包含采集精度和分類精度的兩大類。

通過分析發現，不同數據成果質量元素中既有相同又存在差異，這種差異不僅體現在這些質量元素大項中，還存在于相同質量元素項中的子項以及相同子項中依據數據特點而定制的不同技術要求。例如，不同數據中邏輯一致性的質量元素子項就不盡相同，地表覆蓋分類數據和地理國情要素數據的邏輯一致性中包含概念一致性、格式一致性、拓撲一致性三個子項，但拓撲一致性子項中地表覆蓋分類數據包含面縫隙、面重疊、連續三部分內容，而地理國情要素數據則包含重合、重復、相接、連續、閉合、打斷、約束條件七部分內容。所以我們應針對這些質量元素制定高效的質量控制方案和技術方法。

三、數據質量控制要點分析

基礎性地理國情監測項目的數據質量檢查，主要依據《數字測繪成果質量檢查與驗收》《測繪成果質量檢查與驗收》《基礎性地理國情監測過程質量檢查與監督抽查規定》《基礎性地理國情監測檢查驗收與質量評定規定》等技術規定。所有數據均應檢查數據格式是否正確，數據是否可用，文件組織、文件命名是否符合生產規定要求；檢查圖幅數據范圍是否正確；檢查坐標系統、高程系統、地圖投影各參數是否符合要求。

1.數字正射影像數據

檢查成果數據地面分辨率是否符合技術設計要求；

檢查房屋、道路、橋梁等線型地物是否存在變形扭曲現象；

影像鑲嵌后片與片之間不能造成影像重影，保證影像清晰，反差適中，影像無模糊、錯位、扭曲、拉花等現象。

2.地表覆蓋分類及國情要素數據

檢查原始資料數據源是否符合時點要求、檢查監測成果數據是否符合時點要求；

檢查數據圖層、屬性表結構的定義是否符合設計要求；

檢查是否存在圖斑縫隙、圖斑重疊，檢查位置相鄰的屬性一致的不連續圖斑錯誤，檢查位置相鄰的屬性一致的不連續圖斑錯誤，地理國情要素還應進行重合，重復，相接，連續，閉合，打斷，約束條件的檢查；

檢查與正射影像套和超限錯誤的要素個數，檢查圖斑幾何位置接邊超限錯誤；

檢查圖斑分類正確性，包括分類代碼值不接邊的錯誤，檢查與地表覆蓋分類數據套和明顯不合理的要素個數。檢查要素接邊超限的個數（含幾何位置和屬性值）；

檢查變化區識別的完整性，包括多余和遺漏的錯誤；

檢查要素屬性值是否存在錯漏；

檢查要素是否有線和面要素硬折等幾何圖形異常錯誤。

四、關鍵技術方法

隨著常態化基礎性地理國情監測工作的正常開展，監測成果數據已被廣泛應用于輔助政府決策、環境保護、自然資源審計等方面，因此需要地理國情監測成果翔實、客觀地反映自然和人文地理要素的種類、空間位置、范圍、面積等基礎信息，保證監測成果質量成為地理國情監測面臨的主要問題。

1.全自動質量檢查與評價

針對質量元素中能夠用固定算法建立模型，通過設計程序進行質檢的，盡量利用工具進行全自動的檢查。這樣不僅能夠通過批處理等方式提高質檢效率，最主要的是能夠大幅降低人為質檢產生的誤判率，尤其是針對要素屬性、幾何邏輯關系、數據接邊等方面，自動化檢查能夠對人工極難分辨的錯誤進行高效檢查。

2.人機交互法質量檢查

有些質量元素雖然能夠依據算法建立質檢方案的模型，但是無法找到適用于全部要素的模型，針對這種情況，就需要將應用此模型質檢后的檢查結果返回進行人工確認，縮小人工檢查的范圍。對于一些能夠用程序檢查、但需要人工確認的質量問題，采用人機交互檢查方法，是對程序自動檢查和人工對照檢查的補充。

3.人工質量檢查

盡管人工對照檢查的效率遠低于程序自動化檢查，但是目前仍然有一些質量元素必須依賴此種檢查方法，例如，數據與正射影像的套和檢查，目前最有效的還是人工對照檢查方法。但是相信隨著科技的不斷發展、經驗不斷的積累，越來越完善的質檢算法模型將被建立，質檢工作的效率和正確率必然會不斷提升。