探討地理國(guó)情普查的總體技術(shù)路線和工作流程

關(guān)海鷹

摘 要：地理國(guó)情普查是一項(xiàng)重大的國(guó)情國(guó)力調(diào)查，是全面獲取地理國(guó)情信息的重要手段，是掌握地表自然、生態(tài)以及人類活動(dòng)基本情況的基礎(chǔ)性工作。通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐，概述地理國(guó)情普查的總體技術(shù)路線和工作流程，并對(duì)其進(jìn)行分析和探討。

關(guān)鍵詞：地理國(guó)情普查 地表覆蓋 國(guó)情要素 遙感解譯樣本 元數(shù)據(jù)

中圖分類號(hào)：P205 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）11（a）-0042-03

地理國(guó)情是基本國(guó)情的重要組成部分。地理國(guó)情普查作為全面獲取地理國(guó)情信息的一種重要調(diào)查手段，其目的就為了是查清我國(guó)自然和人文地理要素的現(xiàn)狀和空間分布情況，為我國(guó)開展常態(tài)化地理國(guó)情監(jiān)測(cè)奠定基礎(chǔ)。

開展全國(guó)地理國(guó)情普查，系統(tǒng)掌握權(quán)威、客觀、準(zhǔn)確的地理國(guó)情信息，是制定和實(shí)施國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略與規(guī)劃、優(yōu)化國(guó)土空間開發(fā)格局和各類資源配置的重要依據(jù)，是推進(jìn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)、建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)的重要支撐，是做好防災(zāi)減災(zāi)工作和應(yīng)急保障服務(wù)的重要保障，也是相關(guān)行業(yè)開展調(diào)查統(tǒng)計(jì)工作的重要數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。從另一方面來(lái)說(shuō)，它能全面掌握我國(guó)地理國(guó)情現(xiàn)狀，不斷提高地理國(guó)情信息對(duì)政府、企業(yè)和公眾的服務(wù)能力，滿足當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)的需要。

1 國(guó)情普查總體技術(shù)路線

以省普查辦下發(fā)的衛(wèi)星正射影像數(shù)據(jù)為依據(jù)，收集整理第2次土地調(diào)查資料、交通、水利、林業(yè)、規(guī)劃、民政等多行業(yè)專題數(shù)據(jù)及最新生產(chǎn)的1∶5000 0基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，采用EPS2008地理信息工作站地理國(guó)情內(nèi)外業(yè)一體化軟件，按照“先內(nèi)業(yè)預(yù)判，后外業(yè)核查，遙感樣本解譯，再內(nèi)業(yè)編輯整理”的作業(yè)方式，進(jìn)行人機(jī)交互影像處理，多源信息輔助判讀與解譯，通過(guò)外業(yè)電子調(diào)查系統(tǒng)，開展地表覆蓋、重要地理國(guó)情要素的普查與核查，建立本底數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)基本統(tǒng)計(jì)與分析，形成一系列的成果圖、表、冊(cè)及報(bào)告。其工作流程如圖1所示。

2 國(guó)情普查總體工作流程

將收集到的行政區(qū)劃數(shù)據(jù)、水利普查數(shù)據(jù)、交通運(yùn)輸數(shù)據(jù)等其它專題數(shù)據(jù)資料，進(jìn)行分析和整理編輯，按照地理國(guó)情信息普查的內(nèi)容和要求，更新、生產(chǎn)基礎(chǔ)地理國(guó)情普查框架數(shù)據(jù)。針對(duì)不同地理要素的特點(diǎn)，采用多源信息輔助判讀與解譯、自動(dòng)處理與人機(jī)交互解譯、外業(yè)調(diào)查與核查、地理國(guó)情信息統(tǒng)計(jì)與分析等技術(shù)手段，開展理國(guó)情普查信息獲取工作。

2.1 資料收集和整理

2.1.1 正射影像

標(biāo)準(zhǔn)分幅DOM采用的是2000國(guó)家大地坐標(biāo)系、高斯-克呂格投影、3°分帶、1985國(guó)家高程基準(zhǔn)，以景為單位的全色及多波段衛(wèi)星影像。數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)集由數(shù)字正射影像文件、記錄影像地理坐標(biāo)信息的影像信息文件和元數(shù)據(jù)文件三部分組成。

2.1.2 1∶1000 0和1∶5000 0DLG數(shù)據(jù)

最新“十二五”基礎(chǔ)測(cè)繪1∶1000 0 DLG數(shù)據(jù)以及部分“十一五”基礎(chǔ)測(cè)繪1∶1000 0 DLG數(shù)據(jù)，采用的是2000國(guó)家大地坐標(biāo)系、高斯-克呂格投影、3°分帶、1985國(guó)家高程基準(zhǔn)，以及最新的1∶5000 0DLG數(shù)據(jù)，也采用的2000國(guó)家大地坐標(biāo)系、高斯-克呂格投影、6°分帶、1985國(guó)家高程基準(zhǔn)。

2.1.3 專題資料

專題資料包括紙質(zhì)和電子數(shù)據(jù)，將收集到的行政區(qū)劃數(shù)據(jù)、水利普查數(shù)據(jù)、交通運(yùn)輸數(shù)據(jù)、教育醫(yī)療等其它專題數(shù)據(jù)資料，進(jìn)行分析和整理編輯，并按規(guī)定要求進(jìn)行提取，對(duì)已提取的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充，形成地理國(guó)情普查參考數(shù)據(jù)。

2.2 地表覆蓋分類采集

地表覆蓋分類信息反映了地表自然營(yíng)造物和人工建造物的自然屬性或狀況。按照《地理國(guó)情普查內(nèi)容與指標(biāo)》（GDPJ 01-2013-訂正本）的要求，以衛(wèi)片正射影像為基礎(chǔ)，利用更新、生產(chǎn)的地理國(guó)情基礎(chǔ)框架數(shù)據(jù)和其他專業(yè)部門的資料，結(jié)合已經(jīng)獲取的遙感解譯樣本數(shù)據(jù)，采用人工解譯的方式，開展地表覆蓋類型內(nèi)業(yè)判讀與解譯，生產(chǎn)過(guò)程中同時(shí)采集《地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)生產(chǎn)元數(shù)據(jù)規(guī)定》（GDPJ 04-2013-訂正本）中要求的元數(shù)據(jù)信息。

基于高分辨率航空航天正射影像，按照《地理國(guó)情普查內(nèi)容與指標(biāo)》（GDPJ 01-2013訂正本）要求，針對(duì)不同地理要素的特點(diǎn)，進(jìn)行圖斑的自動(dòng)提取或人工采集，結(jié)合基礎(chǔ)地理信息成果數(shù)據(jù)集各種專題數(shù)據(jù)和遙感解譯樣本，對(duì)解譯成果進(jìn)行人工分類和修正，得到地表覆蓋過(guò)程數(shù)據(jù)。然后根據(jù)外業(yè)調(diào)查與核查成果對(duì)地表覆蓋LCA層進(jìn)行編輯、整理和修改，形成地表覆蓋成果，其工作流程如圖2所示。

2.3 地理國(guó)情要素?cái)?shù)據(jù)采集

地理國(guó)情要素?cái)?shù)據(jù)是指除按照地表覆蓋要求分類之外，以地理實(shí)體（或地理對(duì)象、地理要素）形式采集道路、水系、構(gòu)筑物以及地理單元數(shù)據(jù)，并且這些數(shù)據(jù)只能以矢量方式表示。地理國(guó)情要素?cái)?shù)據(jù)反映與社會(huì)生活密切相關(guān)，具有較為穩(wěn)定的空間范圍或邊界，具有可以明確標(biāo)識(shí)，有獨(dú)立監(jiān)測(cè)和統(tǒng)計(jì)分析意義的重要地物及其屬性。

地理國(guó)情要素?cái)?shù)據(jù)采集，以正射影像底圖為基礎(chǔ)，整合利用地理國(guó)情基礎(chǔ)框架數(shù)據(jù)，并參考專題數(shù)據(jù)等其他數(shù)據(jù)資料，開展地理國(guó)情要素?cái)?shù)據(jù)的內(nèi)業(yè)判讀、采集?；A(chǔ)地理框架數(shù)據(jù)整合處理后的數(shù)據(jù)與正射影像疊加，如果差異在5個(gè)像素以內(nèi)，可以直接沿用；如果差異大于5個(gè)像素，則利用正射影像對(duì)水體、道路、構(gòu)筑物、地理單元及界線等要素實(shí)體重新采集，提取相關(guān)要素及屬性信息。具體的生產(chǎn)流程如圖3所示。

2.4 遙感解譯樣本數(shù)據(jù)的采集

遙感解譯樣本數(shù)據(jù)是用于輔助遙感影像解譯收集獲取的地面實(shí)景照片和對(duì)照遙感影像等樣本數(shù)據(jù)。遙感解譯樣本數(shù)據(jù)包含兩類，一是地面照片，二是遙感影像實(shí)例數(shù)據(jù)。兩類數(shù)據(jù)分別從不同的側(cè)面反映地物影像形態(tài)特征，起到相互印證的作用。在進(jìn)行遙感影像解譯時(shí)，對(duì)地理環(huán)境的正確認(rèn)識(shí)是保證解譯結(jié)果正確的基本前提，按照從整體到局部、從可以準(zhǔn)確判讀的地物到模糊地物、從大類到小類、內(nèi)業(yè)定界外業(yè)定性的方法采集，不但可以為遙感影像解譯建立對(duì)相關(guān)地域的正確認(rèn)識(shí)提供支持，還可以幫助解譯人員更高效地認(rèn)知遙感影像所蘊(yùn)含的信息，也可以在解譯結(jié)果的質(zhì)量控制方面發(fā)揮重要作用，同時(shí)也為長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)積累實(shí)地參考資料。解譯樣本數(shù)據(jù)具有典型性、多樣性、充分性、一致性的質(zhì)量特點(diǎn)，直接關(guān)系著遙感影像解譯結(jié)果的正確性，關(guān)系著整個(gè)地理國(guó)情調(diào)查成果的質(zhì)量，因而對(duì)于模棱兩可不能準(zhǔn)確表達(dá)地表覆蓋的照片需要進(jìn)行合理取舍。

2.5 元數(shù)據(jù)的采集

國(guó)情普查中元數(shù)據(jù)是針對(duì)地表覆蓋分類與地理國(guó)情要素?cái)?shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)，按照GDPJ 04-2013的要求以空間數(shù)據(jù)的方式進(jìn)行采集的。為確保忠實(shí)記錄生產(chǎn)過(guò)程，便于核查和追溯有關(guān)問(wèn)題，地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)生產(chǎn)元數(shù)據(jù)的采集工作應(yīng)和地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)的生產(chǎn)過(guò)程相結(jié)合。地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)生產(chǎn)元數(shù)據(jù)是反映數(shù)據(jù)采集過(guò)程相關(guān)信息的數(shù)據(jù)，是數(shù)據(jù)質(zhì)量的重要組成部分。實(shí)際的生產(chǎn)證明了元數(shù)據(jù)采集和生產(chǎn)過(guò)程結(jié)合不僅有效的提高了數(shù)據(jù)質(zhì)量，也有利于提高生產(chǎn)過(guò)程的綜合效率。內(nèi)業(yè)編輯與整理的元數(shù)據(jù)說(shuō)明數(shù)據(jù)整理編輯的人員、方法、時(shí)間、內(nèi)容以及相關(guān)問(wèn)題處理情況。具體填寫屬性項(xiàng)按照《地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)生產(chǎn)元數(shù)據(jù)規(guī)定》（GDPJ 04-2013訂正本）的要求執(zhí)行。

2.6 統(tǒng)計(jì)分析

地理國(guó)情統(tǒng)計(jì)分析是以地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)形成的地理國(guó)情信息數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，結(jié)合社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等同濟(jì)數(shù)據(jù)，基于不同統(tǒng)計(jì)單元，對(duì)自然、人文等地理國(guó)情要素進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，是地理國(guó)情監(jiān)測(cè)的必要過(guò)程。

（1）形成了反映地形地貌、植被覆蓋、水域、荒漠與裸露地表、交通網(wǎng)絡(luò)、居民地及設(shè)施、地理單元等地理國(guó)情內(nèi)容基本狀況的基礎(chǔ)地理信息；（2）形成生態(tài)協(xié)調(diào)性指數(shù)、城鎮(zhèn)發(fā)展指數(shù)、基本公共服務(wù)均等化指數(shù)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)潛能指數(shù)等地理國(guó)情指數(shù)；（3）從資源、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等方面，形成反映地理國(guó)情信息的空間分布、空間結(jié)構(gòu)、空間關(guān)系、地域差異的地理國(guó)情分析評(píng)價(jià)報(bào)告，客觀準(zhǔn)確地揭示其空間分布規(guī)律和發(fā)展演化趨勢(shì)。

3 生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的一些問(wèn)題和經(jīng)驗(yàn)

3.1 地表覆蓋分類圖斑與地理國(guó)情要素?cái)?shù)據(jù)之間的約束關(guān)系

部分地表覆蓋類型圖斑與對(duì)應(yīng)的地理要素?cái)?shù)據(jù)之間存在一定的約束關(guān)系，主要包括。

3.1.1 水體要素和水面范圍

覆蓋分類的水面類型圖斑一般位于河渠、湖泊和庫(kù)塘等水體實(shí)體的內(nèi)部，只有依據(jù)的影像正好是豐水期拍攝的，兩者的范圍才可能完全一致。

3.1.2 道路要素和路面范圍

地表覆蓋中歸為路面類型的圖斑范圍內(nèi)可能會(huì)有對(duì)應(yīng)的符合要素采集條件的道路要素；但由于遮蔽、數(shù)據(jù)源識(shí)別能力等原因，有些道路要素的地方其地表覆蓋分類不一定是道路類型，可能是植被或其他遮蔽道路的覆蓋類型。也就是說(shuō)，所有按要素采集的道路中心線，在未被完全遮蔽且影像可識(shí)別的地區(qū)，必須與地表覆蓋中的道路圖斑保持空間位置和屬性值的一致性。

3.1.3 房屋建筑區(qū)與單位院落

單位院落與房屋建筑區(qū)之間不存在一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，但位置上有關(guān)聯(lián)性。單位院落的范圍內(nèi)，一般應(yīng)該存在屬于房屋建筑區(qū)的地表覆蓋類型。

3.1.4 堤壩覆蓋類型與堤壩要素

堤壩要素用線表示，應(yīng)該位于作為地表覆蓋類型的堤壩圖斑范圍內(nèi)。

3.2 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)編輯與整理

地理國(guó)情普查內(nèi)業(yè)編輯與整理主要工作包括：地表覆蓋分類數(shù)據(jù)編輯、地理國(guó)情要素?cái)?shù)據(jù)編輯、數(shù)據(jù)拼接、遙感影像解譯樣本數(shù)據(jù)內(nèi)業(yè)整理及元數(shù)據(jù)制作等?；谕鈽I(yè)調(diào)查成果，結(jié)合數(shù)字正射影像及專業(yè)數(shù)據(jù)資料，對(duì)內(nèi)業(yè)采集的地表覆蓋分類和地理國(guó)情要素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行類型、邊界、屬性的修改編輯、接邊、拼接，整理遙感影像解譯樣本數(shù)據(jù)，制作內(nèi)業(yè)編輯與整理階段元數(shù)據(jù)等，經(jīng)過(guò)質(zhì)量檢查，形成滿足相關(guān)技術(shù)規(guī)定要求的地理國(guó)情普查成果，構(gòu)建成地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)庫(kù)。

3.3 外業(yè)核查與數(shù)據(jù)質(zhì)檢

3.3.1 地表覆蓋數(shù)據(jù)和要素采集數(shù)據(jù)外業(yè)檢查發(fā)現(xiàn)主要質(zhì)量問(wèn)題

（1）城區(qū)部分低矮獨(dú)立建筑易表示錯(cuò)誤，實(shí)地樓層達(dá)到4層，應(yīng)用多層獨(dú)立建筑表示；（2）農(nóng)村地區(qū)個(gè)別低矮房屋建筑區(qū)表示不合理，從實(shí)地判斷，建筑密度在40%左右，不能用高密度低矮房屋建筑區(qū)表示，應(yīng)采集為低密度低矮房屋建筑區(qū)；（3）有用于養(yǎng)殖的房屋建筑表示成了其他構(gòu)物，不合理；（4）水渠中有不與周圍連通成系統(tǒng)的，應(yīng)該舍去；（5）單位名稱與實(shí)地不符。

3.3.2 遙感影像解譯樣本成果數(shù)據(jù)主要質(zhì)量問(wèn)題

（1）個(gè)別樣本點(diǎn)數(shù)量不足，未達(dá)到要求；（2）地理環(huán)境描述屬性項(xiàng)內(nèi)容前后不一致；（3）部分樣本不具有典型性。

3.3.3 元數(shù)據(jù)主要質(zhì)量問(wèn)題

（1）數(shù)據(jù)格式出現(xiàn)錯(cuò)誤；（2）部分參考專題資料填寫有誤，有的不存在，有的冗余；（3）記錄時(shí)間相互矛盾，如元數(shù)據(jù)中二查時(shí)間和一查時(shí)間及外業(yè)調(diào)繪時(shí)間等等出現(xiàn)時(shí)間點(diǎn)矛盾。

4 結(jié)語(yǔ)

地理國(guó)情普查是一項(xiàng)開創(chuàng)性工作，為測(cè)繪地理信息事業(yè)帶來(lái)空前的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。地理國(guó)情的內(nèi)容已經(jīng)超越了傳統(tǒng)地理信息范疇，能夠更直接有效體現(xiàn)國(guó)家地理信息和其中運(yùn)行規(guī)律。地理國(guó)情普查不僅是未來(lái)實(shí)現(xiàn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)性工作，也是我國(guó)各行各業(yè)以及人民大眾不斷增長(zhǎng)的信息需求而促使政府提高工作能力的必然要求。優(yōu)化國(guó)土空間開發(fā)格局、實(shí)現(xiàn)資源合理配置、制定國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略與規(guī)劃、推進(jìn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)、建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)等等，處處彰顯著國(guó)情普查存在的必然意義。

地理國(guó)情是基于空間位置的國(guó)情信息，我國(guó)各級(jí)測(cè)繪地理信息部門重任在肩，責(zé)無(wú)旁貸。所謂機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，困難和希望同在。當(dāng)?shù)乩韲?guó)情普查工作結(jié)束后，不但能夠首次獲得我國(guó)全面可靠的地理國(guó)情信息，而且能夠?qū)崿F(xiàn)我國(guó)測(cè)繪地理信息事業(yè)水平的極大提升，為未來(lái)我國(guó)地理國(guó)情監(jiān)測(cè)奠定各方面的基礎(chǔ)，這樣才能無(wú)愧于國(guó)家、無(wú)愧于人民，同時(shí)無(wú)愧于我們所有測(cè)繪地理信息工作者。

參考文獻(xiàn)

[1] 馬萬(wàn)鐘，杜清運(yùn).地理國(guó)情監(jiān)測(cè)的體系框架研究[J].國(guó)土資源科技管理，2011（6）：104-111.

[2] 張景華，封志明，姜魯光.土地利用/土地覆被分類系統(tǒng)研究進(jìn)展[J].資源科學(xué)，2011（6）：1195-1203.

[3] 衛(wèi)東.山西省重要地理信息統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 華北國(guó)土資源，2010（4）：57-60.

[4] 劉曉東，朱翊，孫立堅(jiān)，柳棽.面向突發(fā)事件的地理信息服務(wù)研究[J].測(cè)繪科學(xué)，2010（6）：219-221.