城市國土空間監測質量影響因子及控制方法探析

羅廷祥，劉若翔，朵明香

（甘肅省地質礦產勘查開發局測繪勘查院，蘭州 730060）

自然資源部圍繞“兩統一”職責履行，聚焦自然資源監測網絡構建，為國土空間狀況、國土空間安全、國土空間開發利用及國土空間治理等提供高質量的數據供給[1-2]，印發了《自然資源部辦公廳關于開展2022 年上半年自然資源監測工作的通知》，首次啟動城市國土空間監測工作。以2021 年度國土變更調查數據為底圖，參考使用地理國情監測、大比例尺地形圖測繪、數字城市和智慧城市成果及各部門專題數據資料，開展城市空間信息細化與補充、水網和路網等要素更新[1-2]。

從工作內容上看，城市國土空間監測是以往地理國情監測的優化升級，相比于地理國情監測，城市國土空間監測更注重城鎮開發邊界及最新國土變更調查成果中城鎮村屬性碼為“201”和“201A”范圍內的城市國土空間信息。

從監測成果上看，包含城鎮住宅、醫療機構等重要的城鎮建筑設施圖層，同時將地面建筑物以單體形式表示，并體現各單體建筑的占地面積、建筑總面積、層高和城鎮住宅用地套（間）數等信息，更加注重細化建筑設施的功能、類型和等級，屬性更趨向于三維空間信息的體現。

從服務領域上看，城市國土空間監測更加順應當前社會經濟發展的形勢和需求，近些年隨著科學技術和社會經濟的發展，基于二維平面的各類測繪及相關基礎數據已不能滿足當下更加快速、更加精準、更加高效的城市規劃和發展需求。城市國土空間監測成果的表達方式實現了從二維到三維的轉變，同時集成了包括自然資源、住建、交通、水利、教育、文旅、衛生和發改等多個部門的多項專題數據資料，數據的表達方式和集成程度可謂是空前的，成果可服務于國土空間規劃及實施監督、城市體檢評估、用途管制，甚至可以為實景三維和數字中國建設、為加快構建新發展格局提供有力的數據支撐。

綜上所述，做好城市國土空間監測工作，形成高質量的監測成果非常必要且意義重大，本文以甘肅省武威市涼州區為例，就監測質量影響因子和質量控制方法進行剖析。

1 影響因子

城市國土空間監測工作技術流程主要包括：資料收集與整理、衛星影像正射處理、內業數據采集、外業調查和內業修改完善，技術流程圖如圖1 所示。

圖1 城市國土空間監測技術流程

通過對城市國土空間監測工作整個技術流程進行分析，對成果質量影響較大的重點因子主要為各類資料的收集分析利用程度、影像底圖質量、內業數據采集的精度及外業調查質量等。

1.1 資料收集及分析利用程度

1.1.1 資料收集對成果質量的影響

城市國土空間監測數據成果圖層多、屬性多，完成本項工作需要利用和參考的各類數據資料數量非常大，涉及行業部門眾多，各類資料收集是否齊全直接影響本項工作能否順利開展，同時對成果質量影響巨大。在開展武威市涼州區監測任務時，竣工測量數據比較匱乏，導致建筑物單體圖形采集和屬性填寫工作嚴重滯后，且大幅度增加了外業調查工作量。

1.1.2 資料分析利用對成果質量的影響

在國土調查監測類工作開展時，參考資料的分析利用程度對成果質量和作業工期有很大影響，資料分析利用合理充分，工作開展相對更加順利且成果質量更加可靠，資料分析利用不合理或不充分，成果質量會受到不同程度的影響，城市國土空間監測工作亦是如此。在進行實體要素采集或屬性信息填寫時，存在不同數據同時具有可參考使用的情況，如在填寫單體樓棟的建筑總面積時，自然資源部門的不動產登記數據和住建部門的竣工測量數據中都包含建筑總面積信息，住建部門竣工測量的面積是按照《房產測量規范》要求進行的公攤面積計算等處理的面積，在本項工作中單體樓棟建筑面積屬性填寫優先參考住建部門竣工測量數據而非自然資源部門不動產登記數據；除此之外，還存在部分數據不能直接使用，需要外業調查核實數據的準確性后根據外調結果進行要素采集，如興趣點數據。

1.2 正射影像底圖質量

開展城市國土空間監測任務時大部分實體要素需要在數字正射影像上采集，所以影像底圖的質量直接影響監測成果的整體質量，若影像分辨率太低，會影響采集時對要素類型的判斷，影像平面精度太低，會影響監測成果平面精度，從而影響成果后期的應用，導致空間規劃及其他各類決策出現偏差。

甘肅省根據國家監測技術主案，結合地形地貌特征和實際情況，確定了甘肅省城市國土空間監測所使用數字正射影像的地面分辨率優于1 m，影像平面精度要求見表1。

表1 優于1 米分辨率數字正射影像平面精度指標 m

針對上述要求，在選擇影像源時要綜合考慮時效和地面分辨率須符合要求，同時還要避免有云雪遮蓋或對有云雪遮蓋的區域進行裁切和鑲嵌處理。在影像處理時也要注意選擇使用的控制資料現勢性好并能夠滿足精度要求。

1.3 內業采集精度

內業采集精度直接影響最終監測成果質量，在采集地物要素時，不同的作業人員對城市國土空間監測各項技術規定掌握和理解程度不同，對專題資料使用情況了解的深度不同，對可能出現的各類問題的判斷經驗不同，導致不同作業人員生產的成果質量良莠不齊。

在工作開展初期，需要對作業人員進行多次技術培訓，盡可能使所有技術人員掌握本次監測工作的技術要求，深入了解專題資料的使用方法，在采集地物要素時，作業人員在熟練掌握技術要求基礎上，結合影像底圖和專題資料進行客觀判斷，對于遇到的各類難題，及時上報研究決定，同時嚴格落實過程質量檢查，及時化解質量問題，提升監測成果質量，要素屬性如圖2 所示。

圖2 采集要素屬性信息

1.4 外業調查質量

城市國土空間監測使用“國土調查云”調查舉證軟件進行外業調查舉證工作，舉證人員須使用裝有安卓操作系統并帶有衛星定位和方向傳感器的手機或平板電腦，安裝上述調查舉證軟件實地采集包含拍攝點位坐標信息、拍攝方位角、拍攝時間、實地照片和外業調查情況說明等信息的加密數據包，對外業調查的實體要素進行舉證。在外業調查舉證環節，影響監測成果質量的因素主要有外業調查舉證要素提取不全和舉證材料不合格2 方面。針對這2 類問題，在提取舉證要素時要盡可能全地提取內業無法清晰判定的實體要素，確保外業調查舉證的完整性和全面性，在調查舉證時要確保照片拍攝方向正確，傾角在合理的閾值內，避免對天或對地拍攝，拍攝的舉證照片能夠全面反映要素的全部情況，同時有突出實體整體、利用特征、層數、用途等方面的信息（圖3），并根據外業調查情況完善情況說明。

圖3 外業調查舉證照片

2 控制方法

以上對質量影響因子進行了分析和梳理，明確了各個環節質量控制的重點和難點，對照上述分析結果，可以針對性地制定相應的質量控制措施。

2.1 明確質量目標

對于監測數據需要達到怎樣的質量才能滿足支撐國土空間規劃編制及實施監督、城市體檢評估和用途管制等國土空間治理工作的要求，自然資源部前期做了充分的調研和論證，并建立了完整的評價體系，在自然資源部印發的《2022 年城市國土空間監測技術方案》中，對生產過程中的共性問題、正射影像成果、監測數據成果、生產元數據和實地照片等成果提出了明確的質量要求，在開展工作前要充分解讀這些要求，做到開展工作目標明確。

2.2 加強資料收集與分析利用

對照本項工作技術流程，認真梳理監測成果所包含的數據圖層及屬性字段，分析生產每個圖層、填寫每個字段信息需要參考的基礎和專題資料，形成完整的資料清單，對照清單逐級逐部門收集各類資料，盡可能將所需資料收集齊全，對收集到的資料認真分析和處理，進行數字化和坐標轉換，確定資料參考使用的優先級，制作參考資料利用明細表，方便監測數據生產時使用。

2.3 加強技術培訓，統一生產標準

城市國土空間監測工作涉及遙感、地理信息、測繪等技術，是一項技術標準較高的新型工作，技術人員對監測生產各項技術要求的掌握程度和對專題資料利用的了解深度直接關系到生產成果質量。在正式開展監測數據生產前要對所有技術人員開展技術培訓，提高生產團隊整體業務水平，讓每位技術人員都能明確監測數據生產的技術要求，理解各類資料的利用方法，所有人員對技術要求的認識統一，才能盡可能確保成果質量符合要求，同時確保成果技術標準盡可能統一。

2.4 開展“首件成果”試生產，驗證技術方案可行性

“首件成果”試生產是檢驗所制定的技術路線合理性的重要手段，在監測數據生產全面開展前，選定面積相當、具有典型性、盡可能包含所有地類和要素的獨立閉合區域作為“首件成果”試生產區，按照制定的實施方案開展該區域監測工作，根據生產成果質量判定實施方案和技術路線是否可行，對實施方案進行修改和完善，以便更好地指導監測數據生產任務。

2.5 制定詳盡質檢方案，開展全過程質量控制

在監測數據生產各個環節，對階段性成果開展質量檢查是及時發現問題、解決問題、統一成果標準的最佳手段。城市國土空間監測成果數據涉及面廣、參考數據眾多、屬性信息龐大，制定詳盡合理的質量檢查方案、明確檢查重點是有必要的。

監測任務開展時，配備多名專職質檢人員，認真學習并掌握城市空間監測各項技術要求，熟悉參考數據的使用情況，監測任務生產內外業的各個環節，對照制定的質量檢查方案及時對階段性成果進行全面檢查，發現出現的各類問題及時解決并反饋給每個作業人員，減少大面積生產成果的錯誤率，消除成果質量隱患。在監測數據成果生成后，使用專門的質量檢查軟件再對其進行檢查，消除成果完整性、邏輯一致性和拓撲等錯誤，進一步提升監測成果質量。

3 應用實踐

3.1 應用情況

以上對城市國土空間監測質量影響因子的剖析及制定的質量控制措施，在武威市涼州區監測工作中進行了實踐應用，于2 個月內完成了監測數據生產（除單體建筑，該部分內容國家要求3 年完成），采集各類要素數量見表2。

表2 武威市涼州區城市國土空間監測成果統計表 個

3.2 成果可靠性分析

監測成果完成后，采用人工與專項質檢軟件相結合的方式對成果進行了評價，對錯漏率進行了統計，得出武威市涼州區城市國土空間監測數據成果的錯漏率為0.14%，低于國家要求的2%，同時數據成果已順利通過甘肅省質量檢驗部門和國家基礎地理信息中心的質量檢查。

4 結束語

城市國土空間監測工作是一項新型的監測工作，其成果趨于三維空間信息的表達，并致力于為國土空間規劃及實施監督、城市體檢、用途管制乃至實景三維和數字中國建設，加快構建新發展格局提供數據支撐，本項工作意義重大，其成果質量直接影響上述工作的應用效果。

本文通過對城市國土空間監測技術流程進行分解，從資料收集和分析利用是否充分、數字正射影像、內業采集精度和外業調查等方面，分析了監測成果質量影響因子，提出了明確質量目標、制定詳盡的質量檢查方案、進行全過程質量控制等方法和措施，并將研究成果在武威市涼州區城市國土空間監測課題中進行了實踐。結果表明，文中提出的質量影響因子和相應的控制措施能夠最大限度地保證成果的可靠性，以上成果和經驗可供同類工作參考應用。