地理國(guó)情普查矢量數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查技術(shù)探討

孟芳 黃錦鳳

摘 要：本文結(jié)合地理國(guó)情普查矢量數(shù)據(jù)內(nèi)業(yè)質(zhì)量檢查的實(shí)際工作，對(duì)地理國(guó)情普查成果質(zhì)量元素及質(zhì)量檢查的方式方法進(jìn)行探討，著重闡述了地理國(guó)情普查矢量數(shù)據(jù)內(nèi)業(yè)質(zhì)量檢查的重點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：地理國(guó)情； 地表覆蓋； 數(shù)據(jù)質(zhì)量

地理國(guó)情是指地表自然和人文地理要素的空間分布、特征及其相互關(guān)系，是基本國(guó)情的重要組成部分。地理國(guó)情普查是獲取國(guó)情國(guó)力信息的重要手段，是掌握自然資源、生態(tài)環(huán)境以及人類(lèi)活動(dòng)基本情況的綜合性、基礎(chǔ)性工作。通過(guò)該項(xiàng)目的實(shí)施，可以全面查清我國(guó)自然和人文地理要素的現(xiàn)狀和空間分布，為開(kāi)展常態(tài)化地理國(guó)情監(jiān)測(cè)奠定基礎(chǔ)，為政府、企業(yè)提供決策依據(jù)，為公眾提供地理信息服務(wù)。項(xiàng)目成果數(shù)據(jù)質(zhì)量的好壞，決定著成果應(yīng)用的成敗。成果質(zhì)量檢查是一項(xiàng)非常重要的質(zhì)量控制措施，通過(guò)成果質(zhì)量檢查發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤進(jìn)行修改完善，從而最終得到滿(mǎn)足質(zhì)量要求的成果。各級(jí)質(zhì)量檢查部門(mén)嚴(yán)把成果質(zhì)量檢查關(guān)對(duì)保證地理國(guó)情矢量數(shù)據(jù)的質(zhì)量意義重大。

1地理國(guó)情普查矢量數(shù)據(jù)概述

1.1地表覆蓋分類(lèi)數(shù)據(jù)成果

按地表覆蓋分類(lèi)要求采集的反映地表自然與人文地理要素基本情況的空間數(shù)據(jù)成果。

1.2地理國(guó)情要素?cái)?shù)據(jù)成果

以地理實(shí)體形式采集的道路、水域、構(gòu)筑物以及地理單元四類(lèi)地理要素?cái)?shù)據(jù)成果。

1.3地理單元

按一定尺度和性質(zhì)將地理要素組合在一起而形成的空間單位。普查的地理單元包括行政區(qū)劃單元、社會(huì)經(jīng)濟(jì)區(qū)域單元、自然地理單元以及城鎮(zhèn)綜合功能單元。

1.4分類(lèi)體系與數(shù)據(jù)分層

按照地表覆蓋分類(lèi)方式采集的內(nèi)容包括其中的10個(gè)一級(jí)類(lèi)，46個(gè)二級(jí)類(lèi)和77個(gè)三級(jí)類(lèi)；按照實(shí)體要素方式采集的地理國(guó)情要素內(nèi)容包括其中的5個(gè)一級(jí)類(lèi)，16個(gè)二級(jí)類(lèi)和53個(gè)三級(jí)類(lèi)。地表覆蓋分類(lèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在LCA層中，地理國(guó)情要素?cái)?shù)據(jù)根據(jù)要素類(lèi)型存儲(chǔ)在其他36個(gè)矢量圖層中，矢量數(shù)據(jù)共37個(gè)圖層，形成地理國(guó)情普查矢量數(shù)據(jù)庫(kù)成果。

2成果質(zhì)量元素

成果質(zhì)量元素是成果滿(mǎn)足規(guī)定要求和使用目的的基本特性，說(shuō)明質(zhì)量的定量、定性組成部分。地理國(guó)情矢量數(shù)據(jù)有空間參考系、時(shí)間精度、邏輯一致性、采集精度、分類(lèi)精度、位置精度、屬性精度、完整性、表征質(zhì)量八個(gè)質(zhì)量元素。

2.1空間參考系

空間參考系包括大地基準(zhǔn)、高程基準(zhǔn)、地圖投影參數(shù)三個(gè)方面。

2.2時(shí)間精度

時(shí)間精度包括原始資料如影像數(shù)據(jù)、行業(yè)資料等數(shù)據(jù)源的現(xiàn)勢(shì)性及成果數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性。

2.3邏輯一致性

邏輯一致性包括概念一致性、格式一致性、拓?fù)湟恢滦匀齻€(gè)方面。概念一致性指的是數(shù)據(jù)集層的定義是否符合要求，層的屬性項(xiàng)如名稱(chēng)、類(lèi)型、長(zhǎng)度、順序數(shù)等定義符合要求。拓?fù)湟恢滦灾傅乇砀采w數(shù)據(jù)面縫隙、面重疊、面連續(xù)錯(cuò)誤（面連續(xù)錯(cuò)誤指屬性一致、位置相鄰圖斑不連續(xù)），地理國(guó)情要素是否重合、重復(fù)、懸掛，偽節(jié)點(diǎn)、相交處是否打斷等，以及國(guó)情要素與地表覆蓋、國(guó)情要素內(nèi)部要素之間的空間、屬性邏輯關(guān)系等。

2.4采集精度

數(shù)據(jù)采集平面精度，即地表覆蓋數(shù)據(jù)采集的地物界線和位置與影像上地物的邊界和位置的對(duì)應(yīng)程度。采集精度分為幾何位移精度（即圖斑邊界與正射影像套合超限）、矢量接邊（圖斑幾何位置接邊超限）精度。

2.5分類(lèi)精度

分類(lèi)精度分為屬性精度和完整性?xún)身?xiàng)。其中屬性精度也即分類(lèi)正確性，指地表覆蓋數(shù)據(jù)與正射影像、外調(diào)資料等比對(duì)檢查圖斑分類(lèi)錯(cuò)誤；完整性，指地表覆蓋數(shù)據(jù)是否按要求分到子類(lèi)，分類(lèi)碼是否為空，填寫(xiě)是否規(guī)范，接邊錯(cuò)誤、遺漏、多余圖斑等圖斑分類(lèi)錯(cuò)誤。

2.6位置精度

位置精度指國(guó)情要素與正射影像數(shù)據(jù)成果套合位置是否超限以及國(guó)情要素?cái)?shù)據(jù)與地表覆蓋數(shù)據(jù)套合合理性。

2.7屬性精度

屬性精度指國(guó)情要素分類(lèi)正確性，即要素實(shí)體與正射影像、外調(diào)資料、基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、行業(yè)專(zhuān)題資料等比對(duì)檢查分類(lèi)正確性以及屬性值填寫(xiě)正確性。

2.8完整性

完整性指國(guó)情要素是否存在多余或遺漏。

2.9表征質(zhì)量

表征質(zhì)量是圖形幾何表達(dá)方面的質(zhì)量，指地表覆蓋小的不合理面、面邊界不合理，國(guó)情要素極短的不合理線、折刺、回頭線、粘連、自相交等。

3質(zhì)量檢查方式與方法

地理國(guó)情矢量數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)檢查和人工檢查相結(jié)合的方法進(jìn)行。計(jì)算機(jī)自動(dòng)檢查的內(nèi)容主要有空間參考系、邏輯一致性、表征質(zhì)量，人工檢查的內(nèi)容有采集精度、分類(lèi)精度及其他需要人工核對(duì)的內(nèi)容。數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查分總體概查、采集精度與檢查、分類(lèi)精度檢查、人工核對(duì)檢查四個(gè)主要環(huán)節(jié)。

3.1總體概查

總體概查以轄區(qū)成果為單位運(yùn)用質(zhì)量檢查軟件對(duì)地表覆蓋數(shù)據(jù)和國(guó)情要素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)檢查，包括空間參考系、概念一致性、格式一致性、空間拓?fù)潢P(guān)系等。

3.2采集精度與位置精度檢查

采集精度主要檢查地表覆蓋數(shù)據(jù)圖斑邊界與正射影像套合是否超限。影像上分界明顯的地表覆蓋分類(lèi)界線和地理國(guó)情要素的邊界以及定位點(diǎn)的采集精度應(yīng)控制在5個(gè)像素以?xún)?nèi)。特殊情況，如高層建筑物遮擋、陰影等，采集精度原則上應(yīng)控制在10個(gè)像素以?xún)?nèi)。如果采用影像的分辨率差于1米，原則上對(duì)應(yīng)的采集精度應(yīng)控制在實(shí)地5米以?xún)?nèi)，特殊情況應(yīng)控制在實(shí)地10米以?xún)?nèi)。重點(diǎn)檢查獨(dú)立房屋建筑、道路、水面。對(duì)于國(guó)情要素的位置精度，應(yīng)重點(diǎn)檢查庫(kù)塘、水渠、河流等水域的最高水位線采集是否合理，道路中心線、河流結(jié)構(gòu)線采集是否正確，行政村、單位院落位置點(diǎn)采集合理性。

3.3分類(lèi)精度檢查

分類(lèi)精度檢查分為分類(lèi)屬性精度檢查和分類(lèi)完整性檢查。分類(lèi)屬性精度，對(duì)于沒(méi)有明顯分界線的過(guò)渡地帶內(nèi)覆蓋分類(lèi)應(yīng)至少保證上一級(jí)類(lèi)型的準(zhǔn)確性。分類(lèi)精度的常見(jiàn)錯(cuò)誤有要素漏采、要素混分、要素綜合過(guò)大。容易漏采集的情況有大片水田中的坑塘、獨(dú)立房屋建筑，房前屋后的旱地，林地中的草地，達(dá)到采集標(biāo)準(zhǔn)的農(nóng)村道路，此外圖幅接邊處要素容易漏采集。由于概念理解差錯(cuò)、判別條件復(fù)雜或可識(shí)別程度影響等各種原因，地表覆蓋中的一些類(lèi)型容易混分。如旱地易與其他類(lèi)型草地、園地、林地、溫室大棚、水田、泥土地表混分，露天堆放場(chǎng)易與露天采掘場(chǎng)、堆放物、其他人工堆掘地混分，泥土地表易與碾壓踩踏地表、硬化地表等混分。由于采集指標(biāo)、歸并尺度把握不當(dāng)，容易造成某些地表覆蓋類(lèi)型綜合過(guò)大。容易綜合過(guò)大的要素類(lèi)型有房屋建筑區(qū)。房屋建筑區(qū)內(nèi)部實(shí)地連片大于1600平米或房屋建筑區(qū)毗鄰的外圍實(shí)地連片面積達(dá)到400平米的林地、草地，容易由于歸并指標(biāo)的掌握尺度不當(dāng)，被歸并到房屋建筑區(qū)中；由于影像可識(shí)別程度原因，房屋建筑區(qū)中容易將低矮房屋建筑區(qū)、多層以上房屋建筑區(qū)、高層獨(dú)立房屋建筑綜合到一起。此外，還要檢查單位成果（圖幅）、轄區(qū)對(duì)采集指標(biāo)的把握是否一致，如影像紋理表現(xiàn)一致，分類(lèi)屬性不一致，且又沒(méi)有進(jìn)行外業(yè)核查的圖斑。

3.4人工核對(duì)檢查

地表覆蓋、國(guó)情要素質(zhì)量檢查除了計(jì)算機(jī)自動(dòng)檢查外，還需人機(jī)交互進(jìn)行屬性精度、完整性核對(duì)檢查。首先應(yīng)對(duì)軟件檢查出來(lái)的錯(cuò)誤進(jìn)行人工排查，如國(guó)情要素的道路沒(méi)有落到地表覆蓋對(duì)應(yīng)道路面內(nèi)，圖層LCA中的要素超出與其相交的最高水界范圍，微小面是否位于圖幅接邊處，以及由于圖幅裁切引起的錯(cuò)誤。

地表覆蓋和地理國(guó)情要素兩套數(shù)據(jù)，同一個(gè)要素表達(dá)是否一致，如堤壩、尾礦堆放物、道路、達(dá)到采集指標(biāo)的水渠與河流、庫(kù)塘等是否在兩套數(shù)據(jù)中同時(shí)采集，道路、水系在兩套數(shù)據(jù)中分類(lèi)、屬性是否一致等。國(guó)情要素中縣級(jí)及縣級(jí)以上等級(jí)公路、橋梁、隧道，五級(jí)及五級(jí)以上的河流及相通的湖泊、水庫(kù)與基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)中的要素比對(duì)檢查，查看其走向、分布是否一致，屬性?xún)?nèi)容填寫(xiě)是否正確。

4 結(jié)束語(yǔ)

地理國(guó)情普查工作是一項(xiàng)技術(shù)要求高、質(zhì)量要求高、綜合性的系統(tǒng)工程。各項(xiàng)目任務(wù)承擔(dān)單位應(yīng)嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)定進(jìn)行生產(chǎn)，認(rèn)真落實(shí)過(guò)程檢查和單位質(zhì)檢機(jī)構(gòu)的最終檢查工作。質(zhì)檢人員要嚴(yán)格執(zhí)行普查標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，確保普查成果質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]國(guó)家測(cè)繪地理信息局.地理國(guó)情普查內(nèi)容與指標(biāo)[G].北京：國(guó)家測(cè)繪地理信息局，2013.

[2]國(guó)家測(cè)繪地理信息局.地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)規(guī)定與采集要求[G].北京：國(guó)家測(cè)繪地理信息局，2013.

[3]地理國(guó)情普查地表覆蓋與國(guó)情要素信息的提取方法探討[J].測(cè)繪與地理空間信息，2013，（36）：89-91.