地理國情普查基本內(nèi)容研究

李燕敏潘蘭蘭魏 瑤

（1.陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學院，陜西 渭南 714099；2.四川省煤田測繪工程院，四川 成都 610000）

地理國情普查基本內(nèi)容研究

李燕敏1潘蘭蘭2魏 瑤1

（1.陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學院，陜西 渭南 714099；2.四川省煤田測繪工程院，四川 成都 610000）

地理國情是基本國情的重要組成部分,也是統(tǒng)計分析的重要數(shù)據(jù)源。本文以四川省地理國情普查工作為例，主要介紹地理國情普查的前期準備工作，依據(jù)遙感影像進行地理國情要素和地表覆蓋信息采集的相關(guān)內(nèi)容，以及后期的內(nèi)業(yè)編輯整理工作，為地理國情普查工作的順利進行及后期研究提供依據(jù)。

地理國情普查；遙感影像；地表覆蓋；信息采集；內(nèi)業(yè)編輯

地理國情，一方面指與地理空間緊密關(guān)聯(lián)的地表自然環(huán)境、自然資源、人工設(shè)施等具有國情特征的重要地理信息，是從地理的角度分析、研究和描述國情，即以地理來反映國情，如祖國的面積、地形地貌；另一方面是國情的空間可視化，是把國情信息用地理空間來表達反映，如人口數(shù)據(jù)與分布（地理位置）的結(jié)合，經(jīng)濟數(shù)據(jù)與地理位置的表達。地理國情是基本國情的重要組成部分，通過開展地理國情普查，全面獲取地理國情信息，掌握我國地表自然、生態(tài)及人類活動的基本情況，分析其空間分布、基本特征及其相互關(guān)系等，為開展常態(tài)化地理國情監(jiān)測奠定基礎(chǔ)，滿足經(jīng)濟社會發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)的需要，提高地理國情信息對政府、企業(yè)和公眾的服務(wù)能力［1］。

目前，國外在地理國情方面早已做了大量的工作。2003年，歐盟啟動了提供陸地監(jiān)測、海洋監(jiān)測、應(yīng)急管理、大氣監(jiān)測和安全監(jiān)測五大類的“全球環(huán)境與安全監(jiān)測計劃”。2007年，加拿大使用RS資料編繪了系列社會經(jīng)濟指標統(tǒng)計地圖開始生產(chǎn)實時的地理國情信息資料。2008年，美國發(fā)布了地理信息動態(tài)監(jiān)測和分析五年規(guī)劃，并已成為美國最為重要的戰(zhàn)略性規(guī)劃之一。近年來，澳大利亞陸續(xù)開展了多個由政府部門資助的地表覆蓋項目。因此，構(gòu)建數(shù)字智慧中國，開展地理國情普查，壯大GIS產(chǎn)業(yè)，建設(shè)數(shù)字化強國意義深遠而重大?，F(xiàn)以四川省某地的地理國情普查為例，介紹地理國情普查的相關(guān)內(nèi)容及要求，為相關(guān)工作提供借鑒。

1 前期準備工作

四川省第一次全國地理國情普查采用3S先進技術(shù)，以領(lǐng)用或獲取的優(yōu)于1m高分辨率多源航空航天遙感影像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，輔以國產(chǎn)資源3號、天繪系列和高分1號等衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，充分利用覆蓋全省已有基礎(chǔ)地理信息、重大工程獲取的測繪地理信息成果等資源，整合全省城市大比例尺地理信息數(shù)據(jù)、相關(guān)部門已有的普查數(shù)據(jù)或與地理國情相關(guān)的專題信息，通過多源遙感影像處理及信息提取、現(xiàn)場調(diào)查、地理統(tǒng)計分析等技術(shù)手段，查清反映地表特征、地理現(xiàn)象和人類活動的基本地理環(huán)境要素的范圍、位置、基本屬性和數(shù)量特征，通過深入統(tǒng)計和綜合分析，形成這些基本地理環(huán)境要素的空間分布及其相互關(guān)系的普查結(jié)果［2］。任務(wù)之重，作業(yè)量之大，可以預(yù)見，再加上時間緊，因此要做好前期的準備工作，保障整個作業(yè)能安全有效地進行。

首先，要有固定的技術(shù)人員。在人工影像解譯方面，據(jù)統(tǒng)計，每一萬幅圖每天解譯8h，大概需要10d。因此，需要大量的固定技術(shù)人員。其次，要有硬件保障。遙感影像的數(shù)據(jù)量大，處理時會有大量的數(shù)據(jù)運轉(zhuǎn)，而且在影像判讀時高配置的電腦更易于正確有效的判讀。再者，資料收集整合。資料收集整合是開展地理國情普查的基礎(chǔ)性工作，主要收集的資料是以景為單位的全色及多波段正射影像、1∶10 000、1∶50 000 DLG數(shù)據(jù)以及專題資料，包括部門專業(yè)資料收集處理、市州基礎(chǔ)地理信息資料收集處理、已有基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)整合、地理信息數(shù)據(jù)與專業(yè)部門數(shù)據(jù)集成和航空航天遙感影像分析等工作內(nèi)容［3］。除此之外，更要對作業(yè)范圍內(nèi)的地形地貌有大概的了解，該地區(qū)有哪些主要的經(jīng)濟作物，整體地勢如何，最好能提前對一些具有代表性的植被提取樣本，以便于內(nèi)業(yè)人員在解譯地表覆蓋時正確定性。最后，安全保障。不僅在外業(yè)調(diào)繪過程中要確保作業(yè)人員的人身財產(chǎn)安全，而且要做好國情普查數(shù)據(jù)成果的安全保密工作。

2 信息采集

信息采集即根據(jù)遙感影像上的各種不同特征進行綜合分析、比較、推理和判斷，最后依次對其分類提?。?，5］。該階段是普查工作量最突出的階段，包括內(nèi)業(yè)人工影像解譯、外業(yè)調(diào)查與核查、內(nèi)業(yè)和外業(yè)復(fù)核等工作。在信息采集階段要堅持以外業(yè)調(diào)查成果為主，專業(yè)資料、數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)為輔，提取DLG數(shù)據(jù)的水系、居民地及設(shè)施、交通、境界、植被與土質(zhì)、注記等，對地表覆蓋分類和地理國情要素數(shù)據(jù)進行內(nèi)業(yè)編輯與整理。

2.1 人工影像解譯

遙感影像信息提取包括地表覆蓋分類和地理國情要素數(shù)據(jù)采集。利用高分辨率影像進行信息采集時應(yīng)注意處理好要素間的相互關(guān)系，各層要素疊加后其關(guān)系應(yīng)保持協(xié)調(diào)一致［6］。對于道路、水域等普查要素在地表覆蓋分類和地理國情普查中根據(jù)影像精度及指標要求、表達方式的不同而不同，同時應(yīng)注意其空間關(guān)系的合理性和屬性的一致性。處理好數(shù)據(jù)中點、線、面之間的拓撲關(guān)系、空間位置關(guān)系，不得出現(xiàn)重復(fù)要素，線狀要素不得出現(xiàn)多余懸掛線、自相交現(xiàn)象等。首先對于地理國情要素數(shù)據(jù)采集，以遙感正射影像底圖為基礎(chǔ)，結(jié)合整合處理后的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，參考專題數(shù)據(jù)等相關(guān)數(shù)據(jù)資料，開展地理國情要素數(shù)據(jù)的內(nèi)業(yè)判讀、采集。整合處理后的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)與遙感正射影像疊加，如果差異在5個像素以內(nèi)，可以直接沿用；如果差異大于5個像素，則利用遙感正射影像對水體、道路、構(gòu)筑物、地理單元和蘆山災(zāi)區(qū)恢復(fù)重建普查（四川新增）等實體要素重新采集其空間位置和屬性信息，并參照專業(yè)資料、1∶10 000或1∶50 000中時效性較新的數(shù)據(jù)，提取相關(guān)要素及其屬性信息。對于內(nèi)業(yè)無法判斷的則需要通過外業(yè)調(diào)查與核查進行確定。

對于地表覆蓋分類數(shù)據(jù)采集，在解譯過程中要按照所見即所得、應(yīng)采盡采、自然優(yōu)先、高度優(yōu)先的原則采集［7］。盡可能利用已有基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、第二次土地調(diào)查數(shù)據(jù)、西部測圖地表覆蓋數(shù)據(jù)及其他專業(yè)資料進行地表覆蓋解譯。首先，把修改好的國情要素中的道路線及河流面導(dǎo)入臨時層，道路線做構(gòu)面處理，對于河流面內(nèi)非水面部分做修改，之后把已經(jīng)收集到有關(guān)房屋及地類分類的數(shù)據(jù)導(dǎo)入臨時層，按照采集指標要求進行修改。然后，可采用計算機自動和人工解譯方法。首先把1∶10 000和1∶50 000基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中的植被、面狀居民地、面狀河流、面狀地貌等數(shù)據(jù)，作為自動或人工解譯的重要參考數(shù)據(jù)源。對影像質(zhì)量、時相較好的區(qū)域，可采用基于像元或面向?qū)ο蟮淖詣臃诸惙椒?，充分利用影像的傳感器特點、時相及波譜信息，在自動化解譯系統(tǒng)下進行影像分析與自動分割、分類，根據(jù)作業(yè)范圍內(nèi)地勢地貌特點及樣本數(shù)據(jù)，再輔以人工判讀修改，通過影像識別與判讀，對分類不正確的對象進行合并、拆分、重構(gòu)等編輯；對于影像質(zhì)量差或有云霧遮蓋的影像，難以開展影像自動解譯的，可采用人工解譯方法，進行地表覆蓋分類。

2.2 外業(yè)調(diào)查與核查

外業(yè)調(diào)查與核查的主要內(nèi)容有地表覆蓋分類調(diào)查、地理國情要素調(diào)查、新增或變化的圖斑和要素補測補調(diào)、外業(yè)航跡記錄與控制點采集、地質(zhì)災(zāi)害點實景照片拍攝、樣本數(shù)據(jù)采集、專業(yè)資料收集以及外業(yè)調(diào)查與核查中間成果。具體指道路的名稱、車道數(shù)、鋪設(shè)材料、路寬、調(diào)繪核查時間等信息，河流的名稱、實體編碼、河流類型、河流級別、河流流域和是否通航等信息，湖泊與水庫核查水質(zhì)、用途、容積、面積等信息，構(gòu)筑物主要查看是否有遺漏，地理單元主要是名稱及界線。主要方法是利用彩色的航空影像、融合后的航天遙感影像，疊加內(nèi)業(yè)采集的地理國情普查信息，分別制作地表覆蓋、地理國情要素工作底圖，采用數(shù)字調(diào)繪系統(tǒng)或其他有效方式對內(nèi)業(yè)分類與判譯中無法確定邊界或?qū)傩缘囊睾蜔o法準確確定類型的地表覆蓋分類圖斑，開展實地核實確認和補調(diào)，檢驗判讀的正確率，發(fā)現(xiàn)判讀過程中的誤判，如果影像的地表覆蓋類型發(fā)生長期性改變，應(yīng)以實地的外調(diào)數(shù)據(jù)為準，對內(nèi)業(yè)進行判讀數(shù)據(jù)指導(dǎo)，并根據(jù)不同地表覆蓋類型的圖斑影像資料建立具有代表性的遙感解譯資料庫，并以此作為計算機分類和人工解譯的依據(jù)，而且可以在成果使用階段，作為判斷數(shù)據(jù)質(zhì)量情況的客觀依據(jù)。外業(yè)調(diào)查過程中，實時記錄調(diào)查路線，同時為制作遙感影像解譯樣本數(shù)據(jù)庫，采集不同地表覆蓋要素的地面照片并記錄照片的詳細姿態(tài)屬性；另在已有控制點不滿足影像糾正數(shù)量要求的區(qū)域采集像控點，進行精度檢測。

對于外業(yè)調(diào)繪，為了減少多而重的工作量，出測前規(guī)劃好路線是很有必要的，如圖1所示。

圖1 外業(yè)規(guī)劃圖

一般根據(jù)圖上路網(wǎng)及像控點分布情況，在圖上對主要道路及河流進行標注，調(diào)繪路線原則上選取道路交通、河流沿線進行作業(yè)并涉及到所有像控點。對于不在調(diào)繪路線上的重點區(qū)域，可采用同類地物類比、地理相關(guān)分析及調(diào)查、詢問和參照相關(guān)專業(yè)資料等方法進行核查，也可以先將其歸類，同一類的在保證人身安全的前提下，實地調(diào)查具有代表性的，依次逐類完成代表數(shù)據(jù)的調(diào)繪與采集，以便正確有效地完成工作。

3 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)編輯

內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)編輯主要是根據(jù)野外調(diào)繪的數(shù)據(jù)將內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)進行修改編輯，主要包括批處理和單要素處理兩方面，批處理包括分割、新增和賦屬性，如若不能保證外業(yè)數(shù)據(jù)完全正確，就需要逐條進行單要素處理。

在內(nèi)業(yè)編輯之前，首先將外業(yè)采集的儲存在PHOTO文件夾和gisdata.sqlite文件內(nèi)的新數(shù)據(jù)導(dǎo)入對應(yīng)文件夾下進行數(shù)據(jù)更新，然后進行內(nèi)業(yè)編輯。首先要對外業(yè)調(diào)繪數(shù)據(jù)進行修改整理，或在外業(yè)調(diào)繪資料正確可靠的前提下才能處理內(nèi)業(yè)批處理編輯。因此，在編輯地表覆蓋數(shù)據(jù)時，一般除了CC屬性賦值之外，其他的編輯都用單要素處理進行編輯。單要素處理一般就是根據(jù)外業(yè)的矢量數(shù)據(jù)通過對內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)的裁切面、面合并、邊線編輯及繪面到LCA進行編輯，以達到內(nèi)外業(yè)數(shù)據(jù)的一致性。對于地理實體要素的編輯，如果外業(yè)數(shù)據(jù)中道路及河流層存在錯誤，建議參考外業(yè)數(shù)據(jù)全手動修改。構(gòu)筑物批量新增即可。地理單元會根據(jù)CC值批量新增到對應(yīng)圖層，只需逐層核實即可。

4 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)整理

內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)整理主要是對內(nèi)業(yè)編輯成果進行入庫前的屬性完善及質(zhì)量檢查，以保證數(shù)據(jù)的正確美觀。

屬性項的完善主要是根據(jù)最新的交通道路資料和水利普查數(shù)據(jù)，將國情要素的對應(yīng)要素添加屬性。對照屬性填寫要求，有屬性項默認值的填寫默認值。對于屬性項缺省值，設(shè)置缺省值即可。

質(zhì)量檢查主要采用人機交互檢查方式，即首先提供計算機程序?qū)⒂袉栴}的地方檢查出來，縮小檢查范圍并確定位置，然后再通過人工判讀數(shù)據(jù)的正確性［8，9］。檢查的內(nèi)容主要包括：①檢查影像圖斑與圖斑之間是否有交叉、重疊及縫隙現(xiàn)象，并根據(jù)要求進行修改，確保圖斑與圖斑之間無縫銜接；②檢查各要素屬性及拓撲關(guān)系是否有誤，對應(yīng)要求進行修改，尤其是道路、水系、構(gòu)筑物等建設(shè)性分類圖斑與對應(yīng)的地理國情要素數(shù)據(jù)之間所存在的約束關(guān)系的正確性；③檢查各類圖斑屬性項的填寫及相互之間的邏輯關(guān)系是否有誤，并在規(guī)定的范圍內(nèi)進行賦值，且與真實情況相符；④檢查各層屬性項的位置及定義是否正確，是否存在字段定義的遺漏現(xiàn)象，以最終保證各數(shù)據(jù)層的拼接無誤；⑤檢查內(nèi)外業(yè)數(shù)據(jù)的一致性以及是否正確合理、有序地使用和處理專題資料。

5 結(jié)語

地理國情普查工作是一項綜合性的系統(tǒng)工程，技術(shù)要求高，實施難度大，時間要求緊，而且會遇到各種問題，比如影像缺少時效性、專題數(shù)據(jù)資料不夠豐富、地表覆蓋分類難以判別等。因此，需要在工作中不斷地摸索、創(chuàng)新思路，尋求更好的工作方法，以確保能夠保質(zhì)保量地做好第一次全國地理國情普查工作。本文主要整理了國情普查工作的一些相關(guān)內(nèi)容的要求及實施，并就其工作環(huán)節(jié)中易出現(xiàn)的問題提出了相應(yīng)的一些解決方法，為國情普查工作的順利進行提供經(jīng)驗保障，并為后期的國情研究提供相關(guān)依據(jù)。

［1］中華人民共和國國土資源部.四川省第一次全國地理國情普查實施方案［EB/OL］.（2013-11-22）［2017-06-01］.http:// www.mlr.gov.cn/xwdt/chxw/201311/t20131122_1293274.htm.

［2］馬榮華，黃杏元，蒲英霞.數(shù)字地球時代“3S”集成的發(fā)展［J］.地理科學進展，2001（3）：89-95.

［3］董冬，龔偉.淺談地理國情普查基本要素內(nèi)容［J］.測繪與空間地理信息，2013（8）：199-201.

［4］關(guān)澤群.遙感圖像解譯［M］.武漢：武漢大學出版社，2007.

［5］申晉利.吉林省莫莫格地區(qū)面向?qū)ο鬂竦剡b感分類方法研究［D］.北京：中國地質(zhì)大學，2006.

［6］林輝，何安國，李際平.高分辨率遙感及應(yīng)用［M］.長沙：中南大學出版社，2004.

［7］湯育紅.地理國情普查地表覆蓋與國情要素信息的提取方法探討［J］.測繪與空間地理信息，2013（12）：89-91.

［8］倪文輝.SPOT5衛(wèi)星影像糾正及特征矢量提取試驗［J］.測繪通報，2004（2）：40-42.

［9］鄭文娟.面向?qū)ο蟮倪b感影像模糊分類方法研究［J］.北京測繪，2009（3）：18-21.

Basic Content Research of Geographical National Conditions Census

Li Yanmin1Pan Lanlan2Wei Yao1
（1.Shaanxi Railway Institute，Weinan Shaanxi 714099；2.Sichuan Province Coalfield Surveying and Mapping Engineering Institute，Chengdu Sichuan 610000）

The geographical national conditions is not only an important part of the basic national conditions,but also an important statistical analysis of data source.Taking the census of geographical conditions in Sichuan province as an example,this paper mainly described the geographical conditions census preparatory work,the relevant contents of the collection of geographical conditions,national conditions and surface coverage information based on remote sensing images,and the editing and sorting work of the later period,to provide the basis for the smooth conduct and post-study work conditions of the census of geographical conditions.

national geographic survey；remote sensing images；land cover；information collection；internal editor

P208

A

1003-5168（2017）07-0158-03

2017-06-05

李燕敏（1989-），女，碩士，研究方向：測繪教育。