基礎性地理國情監測地表覆蓋更新方法及建議
——以2 0 2 1年某測區數據更新為例

王 玉

（山西省測繪地理信息院，山西 太原 030001）

0.引言

隨著自然資源監管的融合統一，地理國情監測成果的應用領域隨之擴大，應用層級也隨之提升[1]。2021年地理國情監測在監測并掌握耕地資源、林草資源、水資源、海島海岸帶和城市要素，人工建（構）筑物的類型、面積、范圍、分布和變化情況的同時，對重點區域重點要素開展監測分析。相關成果邊監測邊提供、邊分析邊應用，滿足國土變更調查、耕地保護、國土空間規劃實施監督、用途管制、權益管理、生態保護修復、督察執法、林草濕保護等自然資源管理和生態文明建設需要。地表覆蓋分類成果是地理國情監測重要的成果之一，也是進行最終的數據統計與分析的基本源數據之一，尤其是在地理國情監測中，監測的主要工作基本上集中在對地表覆蓋數據的更新[2]。2021年地理國情中地表覆蓋監測重點與往年不同，本文結合歷年地理國情更新采集的工作經驗，從山西省某測區實際情況出發，圍繞2021年地表覆蓋數據資料利用、監測要點和屬性賦值，對基礎性地理國情監測中地表覆蓋進行了更新方法及建議的探討,為地理國情中地表覆蓋監測更新及其他相關項目提供借鑒。

1.數據更新流程及內容

1.1 數據更新的總體技術路線

以統一提供的底圖數據為監測本底，基于2021年監測期遙感影像數據，開展山西省2021年地理國情變化監測工作。地理國情監測總體技術流程如圖1所示，包括影像處理、變化發現、變化區域內業信息采集、外業調查/核查、內業編輯整理、成果匯交、數據建庫以及統計分析等技術環節。

1.2 數據更新平臺

更新數據軟件的選擇與數據質量密切相關，根據2021年數據更新的總體要求，為了最大限度地避免誤操作，尤其是嚴格保持底圖數據“三調”圖斑的類型與界線不變的要求，主要采用基礎性地理國情監測更新采集軟件2021版（國信司南地理信息技術有限公司開發）進行數據更新處理，利用其軟件自帶的質檢功能對數據進行自查，可提高數據質量和工作效率。將ArcGIS軟件作為輔助進行數據分析與整理。

圖1地理國情監測總體技術流程

2.資料整理利用情況

2021年下發的資料有圖斑底圖數據、前期影像與外業成果資料、山西省自然資源專項監督數據和監測影像資料。

2.1 圖斑底圖數據

圖斑底圖數據是將2020年國土變更調查更新后的“三調”成果中的土地類型圖斑數據與2020年地理國情監測成果中的地表覆蓋數據層經過疊加，并以“三調”土地類型圖斑邊界為準，對細碎圖斑進行歸并后形成的數據結果。其中包含了土地類型和地理國情信息。圖斑底圖數據層名：LCPA；幾何類型：面。

2.2 前期影像與外業成果資料

前期影像與外業成果資料包括2020年地理國情監測正射影像成果數據、“三調”正射影像數據和前期監測形成的遙感解譯樣本數據，以及時效最新的全省1∶10 000數字正射影像圖數據和數字高程模型數據。

2020年地理國情監測正射影像成果數據和前期監測形成的遙感解譯樣本數據，可以為國情監測的變化發現、影像判讀提供支持。將1∶10 000數字正射影像圖數據和數字高程模型數據作為本次遙感影像糾正的控制源。

2.3 山西省自然資源專項監督數據

山西省自然資源專項監測數據包括2020年7月—2021年6月山西省國土空間月度監測成果、2020年7月—2021年6月下發衛片執法圖斑，以及2021年4月提取農村亂占耕地建房遏止新增工作成果。上述數據作為本次監測工作變化發現、地類判定的參考資料。

2.4 監測影像資料

數字正射影像是本次地理國情監測的主要源數據，本次地理國情監測主要采用2021年第二季度合格的1米分辨率數字正射影像。測區主要衛星影像分布如圖2所示。

圖2測區主要衛星影像分布圖

3.數據更新要點

根據《2021年全國地理國情監測技術規定》的要求，基于統一提供的監測圖斑底圖數據（LCPA），開展耕地資源、人工建（構）筑物、林草資源和其他變化監測工作，實現地表覆蓋變化監測。比對2021年監測正射影像，將圖斑原有地理國情信息類型與影像特征明顯不一致的部分，按照變化結果進行更新，并在要求的屬性項中標記變化后的地理國情信息代碼。作上述處理時，應遵循以下原則：

內業無法判定地理國情信息類型的圖斑應外業核實；更新時，若需調整圖斑邊界，只能在“三調”圖斑邊界內部（“標識碼”屬性字段取值相同的圖斑共同構成同一個“三調”圖斑）進行調整，不得調整與“三調”圖斑界重合的邊界；更新時，新增的地理國情分類圖斑，如果跨“三調”圖斑界，應采用“三調”圖斑界進行切分并分別表示，切分后圖斑面積即使小于上圖指標也不做合并。新增圖斑的“標識碼”和“圖斑地類”屬性項的取值應與其所在的“三調”圖斑對應屬性項取值相同；對數據疊加、編輯、切割等形成的與實地情況不符、不合理的尖銳、狹長圖斑，按照“就近就大”的原則，將整體或部分并入位于同一“三調”圖斑內、共享邊最長、面積比自己大的相鄰圖斑，若可并入多個圖斑時，優先并入地理國情信息類型相近的相鄰圖斑。

本文以基礎性地理國情監測更新采集軟件2021版為主，以ArcGIS軟件為輔作為更新平臺，對國情數據進行更新采集。

3.1 變化識別

利用ArcGIS軟件下卷簾工具，將圖斑底圖數據與2021年監測正射影像比對，識別發現圖斑原有的地理國情信息類型與影像特征明顯不一致的區域。需要多期影像對照以便識別變化區域時，可充分利用2020年及以前的影像成果。

以山西省自然資源專項監測數據成果中的圖斑范圍作為本次監測工作變化范圍的參考資料，在此圖層的基礎上標記變化范圍（主要是人工變化），主要為：是變化的保留并修改范圍；不是變化的刪除；增加新的變化范圍。變化識別時要重點注意屬性項tocheck=1的圖斑；對于有疑問需要外核的圖斑，在“是否外業核查”字段填寫認為的CC碼，以便后期外業核查。

3.2 更新圖斑底圖數據（LCPA）

更新圖斑底圖數據（LCPA）在基礎性地理國情監測更新采集軟件2021版下進行。

3.2.1更新“三調單獨圖層”

根據下發的“三調單獨圖層”對涉及的圖斑進行逐個核查并修改。

3.2.2更新圖斑底圖數據

根據變化標識對數據進行修改。注意：修改過程中對于存在疑問的圖斑可標注外業核查，在外業核查字段中填寫認為的“OCC碼”，方便外業作業。

TAG用來標記圖斑是否進行了修改，如果因實地的地類變化進行了修改，TAG為1；如果實地的地類未變化，TAG為2（如，單純針對OCC糾錯）；對因“三調”、國情監測數據疊加造成的狹長、異形圖斑做合并等處理，視為非變化圖斑，TAG值用空值表示。

本測區重點問題及處理情況如下：對于屬性項tocheck=1的圖斑，逐一核查確認底圖數據原有地理國情信息代碼與影像特征是否相符；對于屬性項tocheck=0的圖斑，對照影像看是否存在類型變化并更新；對于數據疊加、編輯、切割等形成的與實地情況不符、不合理的尖銳、狹長圖斑，盡可能修改。如果圖斑屬性項tocheck=1，且相關兩種類型的影像特征相近，難以通過外業確定哪一種正確時，將地理國情信息類型調整歸入與“三調”地類相容、與影像特征最相符的地理國情信息類型。本測區部分礦區在2021年監測影像中有明顯的顆粒感，借助衛片執法平臺中的照片查看已種植了人工幼林，類似圖斑采集為0370初植樹木。

3.2.3進行小圖斑合并

利用軟件（工具-小圖斑合并）處理200以內的狹長圖斑如圖3所示，再處理100以內的小圖斑如圖4所示。注：做此項工作前最好備份數據。

圖3 200以內碎小圖斑合并界面

圖4 100以內碎小圖斑合并界面

執行完成后，人工檢查面積小于100 m2的圖斑，并進行合并，合并時保持TAG不變（若原“三調”圖斑在100m2以下，不處理）。

3.3 自檢

人工檢查內容：檢查屬性項tocheck=1的圖斑。屬性項tocheck=1的圖斑是指國情的OCC與三調的DLBM碼不相容的圖斑。總體要求：TAG已改1的圖斑不再檢查，檢查除此之外的tocheck=1且面積大于5000m2的圖斑。建議生成漁網，根據影像逐屏進行核對，以確定OCC是否正確。不確定OCC是否正確時，可以更新為與“三調”的地類相容且與影像特征最相符的地理國情信息的地類。

機檢內容與方法：基礎性地理國情監測更新采集2021版軟件自帶機檢，質量檢查路徑如圖5所示。機檢前先備份數據，質檢完成后生成點、線、面問題記錄；按照檢查結果，人工排查并修改復合圖形、面環粘連、大于10萬節點的要素；ArcGIS下進行拓撲關系檢查。檢查LCPA是否存在面重疊、面縫隙、LCPA與下發的面狀的調查界線互相覆蓋的情況。

圖5質量檢查路徑

4.經驗及建議

4.1 確保監測成果質量建議

為保證產品質量，本測區作業成果嚴格按《2021年全國地理國情監測實施方案》和《2021年全國地理國情監測技術規定》等有關技術要求執行。在項目開始前及項目進行中不間斷進行監測技術培訓，在此基礎上，作業部室嚴格按照質檢方案進行質量檢查。

監測成果檢查按照“兩檢一驗”的要求嚴格進行。一級檢查按照作業進度，內業檢查對數據及各項資料進行100%全面檢查。二級內業檢查對數據及各項資料進行100%全面檢查，并認真做好記錄。檢查中，對作業中存在的問題及時發現、糾正和預防，確保成果質量。

4.2 數據采集與核查建議

4.2.1有效利用資料

項目開展前，應加強作業前的數據分析、整理、檢查等工作。國情監測所使用的是上一年度的監測數據，一般情況下，應是驗收合格的成果。但任何數據成果均有可能在傳輸、保管的過程中產生一些意外情況，加強作業前的分析檢查可以避免在生產過程中出現不可預測的問題，造成項目的波折；利用2020年7月—2021年6月下發衛片執法圖斑數據，通過圖斑的編號可以在衛片執法平臺中查詢該圖斑內照片，不僅能作為有力的證據輔助內業判讀影像，同時也減少了外業的核查工作量。

4.2.2避免誤操作

在進行地表覆蓋采集更新過程中，易出現操作失誤導致的屬性修改錯誤，而且圖斑的面積較大，直接影響了整體質量的情況，所以在地表覆蓋數據采集過程中，進行圖斑的合并時，要謹慎，盡量避免合并錯誤出現的誤更新，在數據上交之前，要對發生變化的大圖斑逐一進行檢查，排除誤更新。

4.2.3外業核查方式

監測外業工作存在工作范圍廣、數據量大的特點。在作業中，內業采集人員須在外業出測之前，盡量根據監測影像確定新增變化圖斑的范圍，確定好新增的圖斑類型；外業調查核查之前，要對內業采集的數據進行分析、整理，列出必須采集樣本的圖斑類型，提前規劃路線。

4.2.4接邊

本次采集按照“三調”的鄉鎮行政區界進行分區采集，在修改位于接邊處的圖斑時，進行了相應的標注，以保證在鄉界接邊處監測更新的一致性。

5.結束語

地表覆蓋分類成果是地理國情監測的一項重要成果，本文結合歷年地理國情更新采集的工作經驗，以2021年山西省某測區數據更新為例，從數據更新流程及內容、資料利用、更新要點和屬性賦值進行闡述，并對地表覆蓋監測的成果質量數據和更新采集提出建議,希望對后期地表覆蓋監測更新有所幫助。