基于多源數(shù)據(jù)的1∶10 000 DLG更新與質(zhì)量控制

魏靈輝，周利利

（1.安徽省第三測(cè)繪院，安徽 合肥 230012；2.安徽建筑大學(xué)，安徽 合肥 230601）

基礎(chǔ)測(cè)繪是為經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防建設(shè)、社會(huì)發(fā)展和生態(tài)保護(hù)提供服務(wù)的基礎(chǔ)性工作。1∶10 000 DLG數(shù)據(jù)是重要的省級(jí)基礎(chǔ)地理空間信息成果，在城市空間規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)建設(shè)、自然資源管理、生態(tài)文明建設(shè)中發(fā)揮著不可替代的作用。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和信息化的加快推進(jìn)，社會(huì)對(duì)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的需求日益增多，同時(shí)用戶對(duì)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性和準(zhǔn)確性也提出了更高要求[1]。城鎮(zhèn)建設(shè)、鄉(xiāng)村振興和社會(huì)發(fā)展使各種地形、地貌不斷發(fā)生變化，測(cè)繪工作者需要及時(shí)、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)變化信息并開展DLG數(shù)據(jù)更新，為各行業(yè)建設(shè)和發(fā)展提供數(shù)據(jù)支持和服務(wù)[2]，從而提升支撐自然管理和服務(wù)生態(tài)文明建設(shè)的技術(shù)能力。

1 數(shù)據(jù)分析

1∶10 000 DLG地形要素?cái)?shù)據(jù)、第三次國土調(diào)查數(shù)據(jù)和地理國情監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)均為2000國家大地坐標(biāo)系（CGCS2000）和1985國家高程基準(zhǔn)，采用高斯-克呂格投影。電力部門數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是1980西安坐標(biāo)系或地方坐標(biāo)系等。

1）1∶10 000 DLG地形要素?cái)?shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)包括定位基礎(chǔ)、水系、居民地與設(shè)施、交通及其附屬設(shè)施、管線、境界、地貌、植被與土質(zhì)、地名注記等9個(gè)數(shù)據(jù)集39個(gè)數(shù)據(jù)層[3]，分別采用點(diǎn)、線、面表示各要素，同時(shí)關(guān)聯(lián)對(duì)應(yīng)的屬性值。1∶10 000 DLG地形要素?cái)?shù)據(jù)均有對(duì)應(yīng)的屬性項(xiàng)，其屬性表結(jié)構(gòu)、內(nèi)容和填寫要求執(zhí)行GB/T 33462-2016《基礎(chǔ)地理信息1∶10 000地形要素?cái)?shù)據(jù)規(guī)范》，同時(shí)可根據(jù)地方具體要求，進(jìn)行適當(dāng)擴(kuò)展。

2）第三次國土調(diào)查數(shù)據(jù)。國土是生態(tài)文明建設(shè)的空間載體，山水林田湖草是一個(gè)生命共同體。在第二 次全國土地調(diào)查成果的基礎(chǔ)上，第三次國土調(diào)查采用高分辨率航天航空遙感影像，以正射影像圖為基礎(chǔ)，利用影像內(nèi)業(yè)比對(duì)提取和3S一體化外業(yè)調(diào)查等技術(shù)，實(shí)地調(diào)查土地的地類、面積和權(quán)屬，全面掌握全國耕地、種植園、林地、草地、濕地、商業(yè)服務(wù)業(yè)、工礦、住宅、公共管理與公共服務(wù)、交通運(yùn)輸、水域與水利設(shè)施用地等地類分布和利用狀況，全面細(xì)化和完善全國土地利用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。第三次國土調(diào)查中農(nóng)村土地利用現(xiàn)狀調(diào)查采用優(yōu)于1 m分辨率的遙感影像資料。最小圖斑面積要求為：建設(shè)用地和設(shè)施農(nóng)用地實(shí)地面積200m2，農(nóng)用地（不含設(shè)施農(nóng)用地）實(shí)地面積400m2，其他地類實(shí)地面積600m2[4]。

3）地理國情監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。地理國情監(jiān)測(cè)包括地表覆蓋變化監(jiān)測(cè)和地理國情要素監(jiān)測(cè)，其中地表覆蓋變化監(jiān)測(cè)涉及種植植被、林草覆蓋、房屋建筑（區(qū)）、鐵路與道路、構(gòu)筑物、堆掘地表、裸露地表、水域等8類；地理國情要素監(jiān)測(cè)涉及鐵路與道路、構(gòu)筑物、堆掘地表（尾礦庫）、水域、地理單元等5類[5]?；跍y(cè)期遙感影像數(shù)據(jù)，識(shí)別變化區(qū)域，采用遙感影像解譯、變化信息提取、數(shù)據(jù)編輯與整理、外業(yè)調(diào)查等技術(shù)與方法，充分利用已收集的解譯樣本數(shù)據(jù)輔助內(nèi)業(yè)解譯，采集變化信息，并結(jié)合多行業(yè)專題數(shù)據(jù)和外業(yè)調(diào)查成果，對(duì)本底數(shù)據(jù)進(jìn)行更新。

地表覆蓋數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在LCRA層，地理國情要素存儲(chǔ)在命名方式基本與基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)一致的圖層，如鐵路與道路要素分別存儲(chǔ)在交通網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集的LRRL、LRDL、LCTL、LVLL和LLKL層中；水域要素分別存儲(chǔ)在水域網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集的HYDA和HYDL層中；構(gòu)筑物要素分別存儲(chǔ)在構(gòu)筑物要素?cái)?shù)據(jù)集的SFCA、SFCL、SFCP層中；地理單元要素分別存儲(chǔ)在地理單元數(shù)據(jù)集的BOUA、BOUL、BOUP7、BERA、BERP、BGBA層中。

4）電力部門數(shù)據(jù)。電力是關(guān)系國計(jì)民生的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和公共事業(yè)，是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略重點(diǎn)。電力行業(yè)的地理信息數(shù)據(jù)包括各類電力線矢量數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，如輸電線路的桿位信息、線路名稱、電壓數(shù)等，太陽能、風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)坐落位置與名稱等。

綜上所述，1∶10 000 DLG數(shù)據(jù)表達(dá)的內(nèi)容在其他地理信息數(shù)據(jù)中以不同的數(shù)據(jù)方式和表達(dá)方式存在，因此利用多源數(shù)據(jù)進(jìn)行1∶10 000 DLG數(shù)據(jù)更新是值得研究探討的基礎(chǔ)測(cè)繪更新作業(yè)模式。

2 多源數(shù)據(jù)與1∶10 000 DLG數(shù)據(jù)對(duì)照關(guān)系的建立

第三次國土調(diào)查與地理國情監(jiān)測(cè)是全覆蓋性調(diào)查監(jiān)測(cè)，其數(shù)學(xué)基礎(chǔ)與1∶10 000 DLG是一致的，數(shù)據(jù)獲取方式均采用基于高分辨率影像的內(nèi)業(yè)解譯、外業(yè)核查等技術(shù)手段。其中，第三次國土調(diào)查的土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)部分內(nèi)容以及地理國情監(jiān)測(cè)的地表覆蓋數(shù)據(jù)與1∶10 000 DLG數(shù)據(jù)在表達(dá)內(nèi)容和方式上存在較多相同之處，每年的12月31日為國土調(diào)查數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與變更的統(tǒng)一時(shí)點(diǎn)，每年的6月30日為地理國情監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變更的統(tǒng)一時(shí)點(diǎn)，其現(xiàn)勢(shì)性強(qiáng)。對(duì)上述兩類數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、比對(duì)、提取，則可用于DLG數(shù)據(jù)更新。

高壓輸電線數(shù)據(jù)、變電站分布數(shù)據(jù)、風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)、太陽能發(fā)電場(chǎng)等電力部門數(shù)據(jù)的表達(dá)方式和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)可能與1∶10 000 DLG數(shù)據(jù)不同，但通過整理、分析后可直接進(jìn)行提取，用于1∶10 000 DLG數(shù)據(jù)中對(duì)應(yīng)的工業(yè)設(shè)施、電力管線的更新。激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)經(jīng)整理、抽稀等處理，再結(jié)合DOM數(shù)據(jù)，可對(duì)變化地貌進(jìn)行等高線和高程點(diǎn)的更新，同時(shí)能較直觀地采集各類陡坎。

1）國土調(diào)查地類圖斑、地表覆蓋數(shù)據(jù)與DLG數(shù)據(jù)對(duì)照關(guān)系的建立。國土調(diào)查地類圖斑、地表覆蓋數(shù)據(jù)與1∶10 000 DLG數(shù)據(jù)的植被與土質(zhì)要素類定義基本一致，但指標(biāo)要求不同，國土調(diào)查地類圖斑和地表覆蓋數(shù)據(jù)指標(biāo)較精細(xì)，三者之間的拓?fù)潢P(guān)系應(yīng)為重疊關(guān)系，在1∶10 000 DLG數(shù)據(jù)更新中可直接利用。部分地類存在一對(duì)一、多對(duì)一、一對(duì)多的對(duì)照關(guān)系，具體 如表1所示。

表1 不同數(shù)據(jù)地類關(guān)系對(duì)照表

2）國土調(diào)查數(shù)據(jù)的行政界線和權(quán)屬調(diào)查數(shù)據(jù)、地理國情監(jiān)測(cè)的地理單元數(shù)據(jù)與DLG數(shù)據(jù)對(duì)照關(guān)系的建立。國土調(diào)查數(shù)據(jù)中的行政界線和權(quán)屬調(diào)查數(shù)據(jù)可直接應(yīng)用于DLG數(shù)據(jù)的BOUL、BOUA、BRGA層更新。自然資源保護(hù)區(qū)、國有林場(chǎng)等其他區(qū)域的更新，則參照國土調(diào)查數(shù)據(jù)的權(quán)屬調(diào)查數(shù)據(jù)以及地理國情監(jiān)測(cè)V_BERA、V_BERP、V_BGBA等圖層的數(shù)據(jù)。DLG數(shù)據(jù)中的RESP層村委會(huì)可參照V_BOUP7數(shù)據(jù)層更新。

3）地理國情要素與DLG數(shù)據(jù)對(duì)照關(guān)系的建立。地理國情要素的分層、表達(dá)方式和屬性項(xiàng)與DLG數(shù)據(jù)存在很多相同之處，本文以鐵路與道路要素為例，建立二者的對(duì)照關(guān)系，如表2所示，其他要素的對(duì)照關(guān)系參照表2建立。通過遙感影像發(fā)現(xiàn)的地理國情要素信息變化一般只與位置、大小、形狀以及影像可識(shí)別的其他物理屬性變化相關(guān)，對(duì)于名稱、編號(hào)等與管理相關(guān)的社會(huì)屬性變化，則通過與收集的專題資料、外業(yè)調(diào)查成果進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)[6]。根據(jù)比對(duì)可知，地理國情要素中對(duì)應(yīng)的屬性項(xiàng)與1∶10 000 DLG數(shù)據(jù)存在很多相同之處，因此二者在更新時(shí)可互相借鑒，避免重復(fù)測(cè)繪，從而提高工作效率。

表2 鐵路與道路要素關(guān)系對(duì)照表

3 DLG數(shù)據(jù)更新

3.1 更新方法

1∶10 000 DLG數(shù)據(jù)應(yīng)依托自然資源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，結(jié)合符合要求的最新的航天、航空、無人機(jī)等遙感數(shù)據(jù)以及相關(guān)行業(yè)和部門的專業(yè)地理信息數(shù)據(jù)，以DOM數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，必要時(shí)可采用立體測(cè)圖或三維高程模型，利用影像比對(duì)、內(nèi)業(yè)解譯和外業(yè)核查等技術(shù)手段開展更新。

3.2 技術(shù)流程

本文利用多源數(shù)據(jù)進(jìn)行1∶10 000 DLG數(shù)據(jù)更新的工藝流程如圖1所示。

圖1 1∶10 000 DLG數(shù)據(jù)更新工藝流程圖

3.3 更新應(yīng)用與對(duì)策

1∶10 000 DLG數(shù)據(jù)是對(duì)地理空間各類要素的綜合制圖表達(dá)，需根據(jù)比例尺、要素重要程度、空間分布特征等進(jìn)行綜合取舍，而其他專題地理信息數(shù)據(jù)則根據(jù)其使用目的和行業(yè)要求，表達(dá)的側(cè)重點(diǎn)有所不同，如地理信息監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)注重依據(jù)指標(biāo)和屬性進(jìn)行表達(dá)，適用于統(tǒng)計(jì)分析[6]；土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)側(cè)重于土地利用情況的空間分布及其面積；電力部門提供的數(shù)據(jù)側(cè)重于電力設(shè)施的點(diǎn)位坐標(biāo)。因此，利用多源數(shù)據(jù)前應(yīng)進(jìn)行綜合分析，了解其數(shù)據(jù)獲取方式、精度指標(biāo)、表達(dá)方式、現(xiàn)勢(shì)性等情況，在能滿足1∶10 000 DLG更新精度和現(xiàn)勢(shì)性要求的前提下，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的整理、轉(zhuǎn)換，從而建立數(shù)據(jù)間的對(duì)照關(guān)系。

根據(jù)對(duì)照關(guān)系和數(shù)據(jù)更新方案，將1∶10 000 DLG與DOM進(jìn)行套合，再進(jìn)行變化識(shí)別，最后結(jié)合土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)、國情監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、電力部門數(shù)據(jù)和激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)對(duì)1∶10 000 DLG數(shù)據(jù)進(jìn)行更新。

1）針對(duì)植被與土質(zhì)變化以及錯(cuò)誤分類，結(jié)合地類圖斑直接對(duì)圖形及其屬性進(jìn)行更新。

2）水系變化地類圖斑進(jìn)行圖形更新后，需合理采集水系結(jié)構(gòu)線，保持水系的連通性；參照地理國情要素完善屬性值填寫，修正錯(cuò)誤；屬性更新時(shí)可通過相關(guān)語句或插件實(shí)現(xiàn)不同要素間的屬性值拷貝，從而避免對(duì)照錯(cuò)誤和人為錄入錯(cuò)誤。具體更新示例如圖2所示。

圖2 基于地理國情要素的河流更新

3）交通要素類的更新與水系要素更新方法基本一致，更新時(shí)均需注意其相關(guān)要素的更新，如橋梁、涵洞、水閘、路堤（塹）、碼頭等。

4）居民地與設(shè)施更新需根據(jù)影像識(shí)別變化，結(jié)合地類圖斑進(jìn)行分類；再利用地理國情要素對(duì)相關(guān)構(gòu)筑物進(jìn)行更新。

5）結(jié)合地理國情要素進(jìn)行村委會(huì)、醫(yī)院、學(xué)校的名稱、標(biāo)識(shí)點(diǎn)更新，利用地理國情要素地理單元對(duì)小區(qū)名稱進(jìn)行更新。需要注意的是，DLG數(shù)據(jù)的地名定位點(diǎn)和標(biāo)識(shí)點(diǎn)表示在其主要建筑物上，小區(qū)名標(biāo)注在小區(qū)概略中心，而地理國情數(shù)據(jù)則表示在單位和小區(qū)出入口處。

6）根據(jù)電力部門提供的資料，利用ArcGIS軟件對(duì)輸電線桿位、風(fēng)力發(fā)電塔、太陽能發(fā)電站等進(jìn)行展繪，并繪制電力線及其范圍，再根據(jù)資料錄入屬性等，最后直接導(dǎo)入DLG數(shù)據(jù)進(jìn)行更新。

7）根據(jù)激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)、三維模型或立體像對(duì)對(duì)不合理的高程點(diǎn)、等高線進(jìn)行修測(cè)更新。

內(nèi)業(yè)完成上述更新后，利用3S技術(shù)對(duì)更新中仍存在的問題進(jìn)行外業(yè)核查取證更新。

4 質(zhì)量控制

質(zhì)量控制是1∶10 000 DLG數(shù)據(jù)更新的重要環(huán)節(jié)，需嚴(yán)格落實(shí)“兩級(jí)檢查、一級(jí)驗(yàn)收”制度，適當(dāng)設(shè)置質(zhì)量關(guān)卡，全程把控成果質(zhì)量。檢查環(huán)節(jié)包括軟件檢查和人工檢查兩個(gè)部分。

4.1 軟件檢查

軟件檢查是按照設(shè)定好的規(guī)則，利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)檢查，主要包括拓?fù)錂z查、屬性填寫規(guī)范性檢查、圖層與分類正確性檢查，并根據(jù)輸出結(jié)果逐條排查 修改。

4.2 人工檢查

人工檢查主要是通過有經(jīng)驗(yàn)的檢查人員，結(jié)合軟件進(jìn)行目視瀏覽檢查。檢查時(shí)通過不同的色彩、符號(hào)等方式將數(shù)據(jù)表現(xiàn)出來，并結(jié)合SQL語句進(jìn)行歸納、篩選，再通過人工判斷，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的重點(diǎn)檢查[7]。重點(diǎn)檢查的內(nèi)容包括數(shù)據(jù)的綜合取舍是否正確、要素間關(guān)系是否正確、數(shù)據(jù)是否存在冗余、采集精度是否超限等。通過色彩能檢查道路、水系的連通性以及分類的正確性；通過設(shè)置SQL語句查詢比對(duì)，可檢查地物注記與其屬性值是否一致；通過屬性列表瀏覽，可檢查屬性是否存在明顯的錄入錯(cuò)誤等。

5 結(jié) 語

綜上所述，利用各類多源地理信息數(shù)據(jù)，通過比對(duì)、分析并建立與1∶10 000 DLG數(shù)據(jù)的對(duì)照關(guān)系，能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的聯(lián)動(dòng)更新，有效提高數(shù)據(jù)的更新效率，提升數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性，避免重復(fù)測(cè)繪?；诙嘣磾?shù)據(jù)的 1∶10 000 DLG數(shù)據(jù)更新方法，能快速獲得現(xiàn)勢(shì)性強(qiáng)、滿足社會(huì)需求的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，提升基礎(chǔ)測(cè)繪的服務(wù)能力。